廣東省揭陽市第一中學(xué)高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題04 曲線運動萬有引力檢測題(1).doc

廣東省揭陽市第一中學(xué)高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題04 曲線運動萬有引力檢測題選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項符合題目要求，有的有多個選項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。）1如右圖，圖甲所示，在雜技表演中，猴子沿豎直桿向上運動，其vt圖象如圖乙所示。人頂桿沿水平地面運動的st圖象如圖丙所示。若以地面為參考系，下列說法中正確的是 （ ）a猴子的運動軌跡為直線b猴子在2s內(nèi)做勻變速曲線運動ct0時猴子的速度大小為8m/sdt2s時猴子的加速度為4m/s22如右圖所示，一根長為l的輕桿oa，o端用鉸鏈固定，另一端固定著一個小球a，輕桿靠在一個高為h的物塊上。若物塊與地面摩擦不計，則當(dāng)物塊以速度v向右運動至桿與水平方向夾角為時，物塊與輕桿的接觸點為b，下列說法正確的是 （ ）a a、b的線速度相同ba、b的角速度不相同c輕桿轉(zhuǎn)動的角速度為d小球a的線速度大小為3如右圖所示，民族運動會上有一個騎射項目，運動員騎在奔馳的馬背上沿著水平直跑道ab運動拉弓放箭射向他左側(cè)的固定靶。假設(shè)運動員騎馬奔馳的速度為v1，運動員靜止時射出的箭速度為v2，跑道離固定靶的最近距離oad。若不計空氣阻力和箭的重力的影響，要想命中目標且射出的箭在空中飛行時間最短，則 （ ）a運動員騎馬奔馳時應(yīng)該瞄準靶心放箭b運動員應(yīng)該在距離a點為的地方放箭c箭射到靶的最短時間為d箭射到靶的最短時間為4如右圖所示，一小球以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一傾角為30的固定斜面上，并立即反方向彈回。已知反彈速度的大小是入射速度大小的，則下列說法正確的是 （ ）a在碰撞中小球的速度變化大小為b在碰撞中小球的速度變化大小為c小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過的距離的比為d小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過的距離之比為5如右圖所示，質(zhì)量為m的小球置于立方體的光滑盒子中，盒子的邊長略大于球的直徑。某同學(xué)拿著該盒子在豎直平面內(nèi)做半徑為r的勻速圓周運動，已知重力加速度為g，空氣阻力不計，要使在最高點時盒子與小球之間作用力恰為mg，則 （ ）a該盒子做勻速圓周運動的周期一定小于b該盒子做勻速圓周運動的周期一定等于c盒子在最低點時盒子與小球之間的作用力大小可能小于3mgd盒子在最低點時盒子與小球之間的作用力大小可能大于3mg6如右圖所示，物塊p置于水平轉(zhuǎn)盤上隨轉(zhuǎn)盤一起運動而沒有相對滑動，圖中c方向沿半徑指向圓心，a與c垂直，下列說法正確的是 （ ）a當(dāng)轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動時，p受摩擦力方向為d方向b當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動時，p受摩擦力方向可能為b方向c當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動時，p受摩擦力方向可能為c方向d當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動時，p受摩擦力方向可能為a方向7近年來，人類發(fā)射的多枚火星探測器已經(jīng)相繼在火星上著陸，正在進行著激動人心的科學(xué)探究，為我們將來登上火星、開發(fā)和利用火星打下堅實的基礎(chǔ)。如果火星探測器環(huán)繞火星做“近地”勻速圓周運動，并測得該運動的周期為t，若火星的平均密度為。下列關(guān)系式中正確的是 （ ）abcd8“嫦娥一號”探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道到達月球，在距月球表面200km的p點進行第一次“剎車制動”后被月球捕獲，進入橢圓軌道繞月飛行，如右圖所示。之后，衛(wèi)星在p點經(jīng)過幾次“剎車制動”，最終在距月球表面200km的圓形軌道上繞月球做勻速圓周運動。用t1、t2、t3分別表示衛(wèi)星在橢圓軌道、和圓形軌道上運動的周期，用a1、a2、a3分別表示衛(wèi)星沿三個軌道運動到p點的加速度，v1、v2、v3分別表示衛(wèi)星沿三個軌道運動到p點的速度，用f1、f2、f3分別表示衛(wèi)星沿三個軌道運動到p點時受到的萬有引力，則下面關(guān)系式中正確的是（ ）aa1a2a3bv1v2v3ct1t2t3df1f2f39已知某星球的平均密度是地球的n倍，半徑是地球的k倍，地球的第一宇宙速度為v，則該星球的第一宇宙速度為 （ ）abcd10如右圖，三個質(zhì)點a、b、c質(zhì)量分別為m1、m2、m（m m1，m m2）。在c的萬有引力作用下，a、b在同一平面內(nèi)繞c沿逆時針方向做勻速圓周運動，它們的周期之比tatb=1k；從圖示位置開始，在b運動一周的過程中，則 （ ）aa、b距離最近的次數(shù)為k次ba、b距離最近的次數(shù)為k+1次ca、b、c共線的次數(shù)為2kda、b、c共線的次數(shù)為2k-2二、非選擇題（本題共6小題，共60分。）11（8分）某物理興趣小組在探究平拋運動的規(guī)律實驗時，將小球做平拋運動，用頻閃照相機對準方格背景照相，拍攝到了如下圖所示的照片，已知每個小方格邊長9.8cm，當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2。（1）若以拍攝的第一點為坐標原點，水平向右和豎直向下為正方向，則沒有被拍攝到的小球位置坐標為 。（2）小球平拋的初速度大小為 。12（8分）在距地面足夠高的o1點以水平速度v0拋出小球a，經(jīng)過一段時間，在o1正下方的某點o2又以速度2v0與小球a同向拋出另一小球b，a恰好在空中的m點被b球擊中，已知o1m與水平方向的夾角為45，重力加速度為g。求o1、o2兩點之間的高度差。13（10分）如下圖所示，斜面ab與豎直半圓軌道在b點圓滑相連，斜面傾角為=45，半圓軌道的半徑為r，一小球從斜面的頂點a由靜止開始下滑，進入半圓軌道，最后落到斜面上，不計一切摩擦。試求：（1）欲使小球能通過半圓軌道最高點c，落到斜面上，斜面ab的長度l至少為多大？（2）在上述最小l的條件下，小球從a點由靜止開始運動，最后落到斜面上的落點與半圓軌道直徑bc的距離x為多大？14（10分）有一顆繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，到地心的距離為地球半徑r0的2倍，衛(wèi)星圓形軌道平面與地球赤道平面重合。已知地球表面重力加速度為g，近似認為太陽光是平行光，試估算：（1）衛(wèi)星做勻速圓周運動的周期；（2）衛(wèi)星繞地球一周，太陽能收集板工作時間。15（10分）宇航員站在一星球表面上的某高處，沿水平方向拋出一個小球。經(jīng)過時間t，小球落到星球表面，測得拋出點與落地點之間的距離為l。若拋出時的初速度增大到2倍，則拋出點與落地點之間的距離為。已知兩落地點在同一水平面上，該星球的半徑為r，萬有引力常數(shù)為g，則：（1）若在該星球上發(fā)射衛(wèi)星，求最小的發(fā)射速度；（2）該星球的平均密度為多大？16 （14分）如下圖所示，高臺滑雪運動員經(jīng)過一段滑行后從斜坡上的o點水平飛出，斜坡與水平面的夾角=37，運動員連同滑雪板的總質(zhì)量為m=50kg，他落到斜坡上的a點后不再彈起，立即順勢沿斜坡下滑。a點與o點的距離為s1=12m，a點與斜面底端的距離為s2=5.6m，滑雪板與斜坡和水平面上的動摩擦因數(shù)均為，運動員滑到斜面底端時僅速度方向變?yōu)樗?，大小不變。忽略空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。（sin37=0.6；cos37=0.8），求：（1）運動員從o點運動到斜面底端需要多長時間？（2）運動員在水平面上能滑行多遠？1【命題立意】本題考查運動的合成、圖象等知識?！舅悸伏c撥】解答本題需要注意以下幾個方面：（1）明確vt圖象、st圖象的斜率和截距等物理意義；（2）速度、加速度的合成；【答案】bd【解析】豎直方向為初速度vy8m/s、加速度a-4m/s2的勻減速直線運動，水平方向為速度vx-4m/s的勻速直線運動，初速度大小為，方向與合外力方向不在同一條直線上，故做勻變速曲線運動，故選項b正確，選項a錯誤；t=2s時，ax-4m/s2，ay0m/s，則合加速度為-4m/s2，選項c錯誤，選項d正確。2【命題立意】本題考查圓周運動、牽連物體的速度關(guān)系?！舅悸伏c撥】解答本題從以下幾個方面考慮：（1）b點速度的分解；（2）a、b角速度相同，線速度之比等于半徑之比?！敬鸢浮縞【解析】同軸轉(zhuǎn)動，角速度相同，選項b錯誤。設(shè)圖示時刻桿轉(zhuǎn)動的角速度為。對于b點有。而a、b兩點角速度相同，則有，聯(lián)立解得，故選項c正確。3【命題立意】本題考查運動的分解。【思路點撥】箭在空中飛行參與兩個分運動：沿ab方向的勻速運動，平行于oa方向的勻速運動，兩分運動具有等時性。【答案】b c【解析】運動員騎馬奔馳時，應(yīng)沿平行于oa方向放箭。放箭后，對于箭有：沿ab方向；平行于oa方向d=v2t，故放箭的位置距離a點的距離為，選項b正確。箭平行于oa方向放射時所需時間最短，則，選項c正確。4【命題立意】本題考查平拋運動以及速度的變化量?！舅悸伏c撥】對于平拋運動，分解為水平方向的勻速運動和豎直方向的自由落體運動，然后根據(jù)運動學(xué)公式解答即可?！敬鸢浮縜d【解析】小球在碰撞斜面前做平拋運動。設(shè)剛要碰撞斜面時小球速度為v 。由題意，v的方向與豎直線的夾角為30且水平分量仍為v0，如圖。由此得v=2v0，碰撞過程中，小球速度由v變?yōu)榉聪虻摹９逝鲎矔r小球的速度變化大小為，故選項a正確。小球下落高度與水平射程之比為，選項d正確。5【命題立意】本題考查勻速圓周運動的周期以及圓周運動的向心力。【思路點撥】在最高點由受力情況求得圓周運動的線速度。根據(jù)t=求得周期。在最低點根據(jù)受力分析和線速度求得小球與盒子之間的作用力。【答案】b【解析】要使在最高點時盒子與小球之間恰好為mg，則盒子頂部對小球必然有向下的彈力mg，則有，解得該盒子做勻速圓周運動的速度，該盒子做勻速圓周運動的周期為，選項a錯誤，選項b正確；在最低點時，盒子與小球之間的作用力和小球重力的合力提供小球運動的向心力，由，解得f3mg，選項c、d錯誤。6【命題立意】本題考查圓周運動的合外力與向心力的關(guān)系?！舅悸伏c撥】勻速圓周運動，合外力等于向心力；非勻速圓周運動，合外力有兩個效果：沿半徑方向提供向心力，垂直半徑方向使速度大小發(fā)生變化。【答案】b【解析】轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動時，摩擦力提供向心力，故p受到的摩擦方向為c方向，選項a錯誤；當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動時，摩擦力有兩個效果：一個是沿半徑方向提供向心力，一個是沿速度方向使速度增大，故p受到的摩擦力可能為b方向，選項b正確；轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動時，摩擦力有兩個效果：一個沿半徑方向提供向心力，一個是沿速度反方向使速度減小，故p受摩擦力方向可能為d方向，選項d錯誤。7【命題立意】本題考查萬有引力的相關(guān)知識?！舅悸伏c撥】由計算火星的質(zhì)量；由萬有引力提供向心力計算火星的密度。【答案】d【解析】由可知，選項d正確。8【命題立意】本題考查天體運動的加速度、速度、周期與萬有引力的關(guān)系。【思路點撥】根據(jù)牛頓第二定律求解加速度。由題意得知速度關(guān)系。用開普勒定律求解周期關(guān)系?！敬鸢浮縞d【解析】衛(wèi)星從軌道的p處制動后進入軌道，在軌道的p處再制動，最后進入軌道。故有v1v2v3，選項b錯誤。在不同軌道的p處，衛(wèi)星受到的萬有引力相同，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度相同，選項a錯誤，選項d正確；根據(jù)開普勒第三定律可知，衛(wèi)星在不同軌道上繞月球運動時的周期的平方與軌道半長軸的三次方之比相同，顯然軌道的半長軸最大，軌道的半徑最小，故選項c正確。9【命題立意】本題考查第一宇宙速度等知識?！舅悸伏c撥】先求解星球表面重力加速度g與密度的關(guān)系式，再根據(jù)第一宇宙速度的表達式求解?！敬鸢浮縞【解析】由，可得。而由可得。綜上有，故該星球的第一宇宙速度為，選項c正確。10【命題立意】本題考查天體距離最近時和最遠時與周期間的關(guān)系?！舅悸伏c撥】先確定兩天體距離最近時和最遠時的次數(shù)，再確定共線的次數(shù)?！敬鸢浮縟【解析】在b轉(zhuǎn)動一周過程中，a、b距離最遠的次數(shù)為k-1次，a、b距離最近的次數(shù)為k-1次，故a、b、c共線的次數(shù)為2k-2，選項d正確。11【命題立意】本題考查平拋運動的相關(guān)知識。【思路點撥】平拋運動分解為水平方向的勻速運動，豎直方向的自由落體運動?！敬鸢浮浚?）58.8cm；58.8cm （2）1.96m/s（每空4分）【解析】（1）觀察圖象可得小球在水平方向，在曝光的周期內(nèi)，勻速運動兩個單位長度，所以可求橫坐標為：；在豎直方向做勻變速運動，由勻變速直線運動的規(guī)律在連續(xù)相等的時間間隔內(nèi)位移差值相等，可求被遮住的點與第三點豎直方向的距離為：h=3l0，所以縱坐標為：y=(1+2+3)l0=58.8cm；（2）豎直方向做勻變速運動可得：，可求得：t=0.1s，所以平拋的初速度大小為：。12【命題立意】本題考查平拋運動的相關(guān)知識。【思路點撥】平拋運動分解為水平方向的勻速運動，豎直方向的自由落體運動。【答案】【解析】設(shè)a、b球從拋出到相遇的時間分別為t1、t2，下落的高度分別為h1、h2，水平位移為x，由平拋運動規(guī)律有：x=v0t1 （2分） （2分）對a球有：x=h1 （2分） 故點o1、o2之間的高度差：（2分）13【命題立意】本題考查圓周運動，機械能守恒以及平拋運動知識?！舅悸伏c撥】首先利用豎直平面內(nèi)的圓周運動知識，再利用機械能守恒，平拋運動求解?！敬鸢浮浚?） （2）【解析】（1）由題意：小球恰好通過最高點c時，對軌道壓力n=0，此時l最小。（1分） （1分） （1分）從a到c機械能守恒， （2分）解得： （1分）17 落到斜面上時：x=vct （1分） （1分） （1分）解得： （1分）14【命題立意】本題考查萬有引力與實際運用的關(guān)系?！舅悸伏c撥】根據(jù)牛頓第二定律求解衛(wèi)星周期；根據(jù)幾何關(guān)系求解陽光能照射到時對應(yīng)的圓心角，然后求解時間?！敬鸢浮浚?） （2）【解析】（1）地球衛(wèi)星做勻速圓周運動，根據(jù)牛頓第二定律： （2分）在地球表面有： （2分）衛(wèi)星做勻速圓周運動的周期為 （2分）（2）如右圖，當(dāng)衛(wèi)星在陰影區(qū)時不能接受陽光，據(jù)幾何關(guān)系：aob=cod=（2分）衛(wèi)星繞地球一周，太陽能收集板工作時間為：t =t= （2分）15【命題立意】本題考查平拋運動與萬有引力相結(jié)合的知識。【思路點撥】根據(jù)平拋運動求解重力加速度，再根據(jù)重力提供向心力求解發(fā)射速度。在星球表面上，