(浙江選考)2020版高考物理大一輪復(fù)習 第四章 曲線運動 萬有引力與航天本章綜合能力提升練.docx
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第四章 曲線運動 萬有引力與航天 本章綜合能力提升練 (限時:45分鐘) 一、單項選擇題 1.地球?qū)υ虑蚓哂袕姶蟮娜f有引力,卻不靠在一起,其原因是( ) A.不僅地球?qū)υ虑蛴腥f有引力,而且月球?qū)Φ厍蛞灿腥f有引力,這兩個力大小相等、方向相反,互相平衡了 B.不僅地球?qū)υ虑蛴腥f有引力,而且太陽系里其他星球?qū)υ虑蛞灿腥f有引力,這些力的合力等于零 C.地球?qū)υ虑虻娜f有引力還不算大 D.萬有引力不斷改變月球的運動方向,使得月球繞地球運行 答案 D 解析 地球?qū)υ虑虻娜f有引力和月球?qū)Φ厍虻娜f有引力是相互作用力,兩個力大小相等、方向相反,作用在兩個物體上,不能平衡,故A錯誤;月球繞地球做勻速圓周運動,合力不等于零,故B錯誤;月球繞地球做勻速圓周運動,萬有引力恰好提供向心力,萬有引力不斷改變月球的運動方向,使得月球繞地球運行,故C錯誤,D正確. 2.如圖1所示,一名92歲的南非婦女從距地面大約2700米的飛機上,與跳傘教練綁在一起跳下,成為南非已知的年齡最大的高空跳傘者.假設(shè)沒有風的時候,落到地面所用的時間為t,而實際上在下落過程中受到了水平方向的風的影響,則實際下落所用時間( ) 圖1 A.仍為t B.大于t C.小于t D.無法確定 答案 A 解析 跳傘者在空中的運動可分解為水平方向和豎直方向的運動,人在豎直方向下落的時間為t,雖受到了水平方向的風的影響,但不影響豎直方向上的運動,所以實際下落時間不變,故A正確,B、C、D錯誤. 3.一物體在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲線運動,其俯視圖如圖2所示.當物體從M點運動到N點時,其速度方向恰好改變了90,則物體從M點到N點運動過程中,物體的速度將( ) 圖2 A.不斷增大 B.不斷減小 C.先增大后減小 D.先減小后增大 答案 D 4.如圖3所示,將小球從空中的A點以速度v0水平向右拋出,不計空氣阻力,小球剛好擦過豎直擋板落在地面上的B點.若使小球仍剛好擦過豎直擋板且落在地面上的B點右側(cè),下列方法可行的是( ) 圖3 A.在A點正上方某位置將小球以小于v0的速度水平拋出 B.在A點正下方某位置將小球以大于v0的速度水平拋出 C.在A點將小球以大于v0的速度水平拋出 D.在A點將小球以小于v0的速度水平拋出 答案 B 5.如圖4所示,拱形橋的半徑為40m,質(zhì)量為1.0103kg的汽車行駛到橋頂時的速度為10m/s,假設(shè)重力加速度為10 m/s2,則此時汽車對橋的壓力為( ) 圖4 A.1.0104N B.7.5103N C.5.0103N D.2.5103N 答案 B 解析 對汽車,由牛頓第二定律得mg-FN=m,解得FN=7.5103N,由牛頓第三定律知汽車對橋的壓力也為7.5103N,故B正確. 6.長期以來“卡戎星(Charon)”被認為是冥王星唯一的衛(wèi)星,它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r1=19 600km,公轉(zhuǎn)周期T1=6.39天.2006年3月,天文學家新發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星,其中一顆的公轉(zhuǎn)軌道半徑r2=48000km,則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于( ) A.15天B.25天C.35天D.45天 答案 B 解析 根據(jù)開普勒第三定律得=,所以T2=T1≈24.5天,最接近25天,選項B正確,選項A、C、D錯誤. 7.傾角為θ的斜面,長為l,在頂端水平拋出一個小球,小球剛好落在斜面的底端,如圖5所示,那么小球的初速度v0的大小是(不計空氣阻力)( ) 圖5 A.cosθ B.cosθ C.sinθ D.sinθ 答案 B 解析 小球的運動為平拋運動,水平方向為勻速直線運動,x=v0t;豎直方向y=gt2.由斜面的幾何關(guān)系可得:x=lcosθ,y=lsinθ,解得t=, v0===cosθ,B正確. 8.如圖6所示,半徑為R的細圓管(管徑可忽略)內(nèi)壁光滑,豎直放置,一質(zhì)量為m、直徑略小于管徑的小球(可視為質(zhì)點)可在管內(nèi)自由滑動,測得小球在管頂部時與管壁的作用力大小為mg,g為當?shù)刂亓铀俣?,則( ) 圖6 A.小球在管頂部時速度大小一定為 B.小球運動到管底部時速度大小可能為 C.小球運動到管底部時對管壁的壓力可能為5mg D.小球運動到管底部時對管壁的壓力一定為7mg 答案 C 解析 小球在管頂部時可能與外壁有作用力,也可能與內(nèi)壁有作用力.如果小球與外壁有作用力,對小球受力分析可知2mg=m,可得v=,其由管頂部運動到管底部的過程中由機械能守恒有mv12=2mgR+mv2,可得v1=,小球在管底部時,由牛頓第二定律有FN1-mg=m,解得FN1=7mg,由牛頓第三定律知,小球?qū)鼙诘膲毫?mg.如果小球與內(nèi)壁有作用力,對小球受力分析可知,在最高點小球速度為零,其由管頂部運動到管底部過程中由機械能守恒有mv22=2mgR,解得v2=2,小球在管底部時,由牛頓第二定律有FN2-mg=m,解得FN2=5mg,由牛頓第三定律知,小球?qū)鼙诘膲毫?mg,C對,A、B、D錯. 二、多項選擇題 9.下列說法正確的是( ) A.速度小的物體運動狀態(tài)容易改變 B.做直線運動的物體運動狀態(tài)可能發(fā)生變化 C.做曲線運動的物體運動狀態(tài)一定會發(fā)生變化 D.運動物體具有加速度,說明其運動狀態(tài)會發(fā)生變化 答案 BCD 解析 質(zhì)量小的物體慣性小,運動狀態(tài)容易改變,與運動速度無關(guān),故A錯誤.做勻加速直線運動的物體受到的合力不為零,速度大小時刻改變,即運動狀態(tài)時刻改變,故B正確.曲線運動的特征是速度方向時刻改變,故曲線運動一定是變速運動,運動狀態(tài)一定時刻變化,故C正確.運動物體具有加速度,說明其速度時刻變化,即運動狀態(tài)一定會發(fā)生變化,故D正確. 10.如圖7所示,x軸在水平地面上,y軸沿豎直方向,圖中畫出了從y軸上沿x軸正方向拋出的三個小球a、b和c的運動軌跡,其中b和c是從同一點拋出的,不計空氣阻力,則( ) 圖7 A.a(chǎn)的運動時間比b的長 B.b和c的運動時間相同 C.a(chǎn)的初速度比b的大 D.b的初速度比c的小 答案 BC 解析 根據(jù)平拋運動的規(guī)律h=gt2,得t=,因此平拋運動的時間只由下落高度決定,因為hb=hc>ha,所以b與c的運動時間相同,大于a的運動時間,故選項A錯誤,選項B正確;做平拋運動的物體在水平方向上做勻速直線運動,因為xa>xb,而ta<tb,所以a的初速度比b的大,選項C正確;b的水平位移大于c,而tb=tc,所以vb>vc,即b的初速度比c的大,選項D錯誤. 11.如圖8所示,當正方形薄板繞著過其中心O與板面垂直的軸轉(zhuǎn)動時,板上A、B兩點的( ) 圖8 A.角速度之比ωA∶ωB=1∶1 B.角速度之比ωA∶ωB=1∶ C.線速度之比vA∶vB=∶1 D.線速度之比vA∶vB=1∶ 答案 AD 12.2016年9月15日,搭載著“天宮二號”空間實驗室的“長征二號F”運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心正式點火升空,“天宮二號”順利進入運行圓軌道.某同學從網(wǎng)上查得“天宮二號”的運行軌道離地面高度為h,地球的半徑為R,地球表面的重力加速度為g,由此可得“天宮二號”的( ) A.運行周期T=2π B.運行的線速度v= C.角速度ω= D.向心加速度大小a= 答案 BC 解析 “天宮二號”繞地球做圓周運動的向心力由萬有引力提供,由G==mrω2=mr=ma,r=R+h,在地球表面有G=mg,故運行周期T=2π,運行的線速度v=,角速度ω=,向心加速度大小a=,選項B、C正確,選項A、D錯誤. 三、實驗題 13.在“研究平拋運動”的實驗中,小希同學采用如圖9所示的裝置來獲得平拋運動的軌跡. 圖9 (1)為得到一條軌跡,需多次釋放小球,每次釋放小球的位置______(填“相同”或“任意”). (2)為了測得小球離開斜槽末端時的速度,該同學需測量的物理量是________. A.小球的質(zhì)量 B.小球下落的時間 C.斜槽末端距落點間的水平距離和豎直高度 D.斜槽末端距釋放點間的水平距離和豎直高度 答案 (1)相同 (2)C 解析 (1)本實驗要通過多次重復(fù)平拋小球來記錄軌跡,所以每次的軌跡必須相同,因此要求每次將小球從軌道同一位置無初速度釋放;(2)根據(jù)平拋運動規(guī)律,水平方向x=v0t,豎直方向h=gt2,解得小球離開斜槽末端時的速度v0=x,故需要測量的物理量是斜槽末端距落點間的水平距離x和豎直高度h,選項C正確. 14.某??萍蓟顒娱_展了關(guān)于平拋運動的研究學習. (1)學習小組甲為了探究影響平拋運動水平射程的因素,某同學通過改變拋出點的高度及初速度的方法做了6次實驗,實驗數(shù)據(jù)記錄如下表: 序號 拋出點的高度(m) 水平初速度(m/s) 水平射程(m) 1 0.20 2.0 0.40 2 0.20 3.0 0.60 3 0.20 4.0 0.80 4 0.45 2.0 0.60 5 0.45 4.0 1.20 6 0.80 2.0 0.80 ①若探究水平射程與初速度的關(guān)系,可用表中序號為________的三組實驗數(shù)據(jù)進行分析. ②若探究水平射程與高度的關(guān)系,可用表中序號為________的三組實驗數(shù)據(jù)進行分析. (2)學習小組乙在探究平拋運動的規(guī)律實驗時,讓小球做平拋運動,用頻閃照相機對準方格背景照相,拍攝到了如圖10所示的照片,已知每個小方格邊長為9.8cm,當?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2. 圖10 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,則沒有被拍攝的小球位置坐標為________. ②小球平拋的初速度大小為________. 答案 (1)①1、2、3?、?、4、6(2)①(58.8cm,58.8cm) ②1.96m/s 解析 (1)①若探究水平射程和初速度的關(guān)系,應(yīng)保持高度不變,可用表中序號為1、2、3的三組數(shù)據(jù);②若探究水平射程和高度的關(guān)系,應(yīng)保持初速度不變,可用表中序號為1、4、6的三組實驗數(shù)據(jù);(2)①根據(jù)平拋運動的特點,水平方向的坐標為x=329.8cm=58.8cm,豎直方向y=(1+2+3)9.8cm=58.8cm,故沒有被拍攝到的小球位置坐標為(58.8cm,58.8cm);②由Δh=gt2,得t=s=0.1s,v0==m/s=1.96 m/s. 四、計算題 15.如圖11所示,半徑為R、內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置,兩個質(zhì)量均為m的小球A、B以不同速率進入管內(nèi),A通過最高點C時,對管壁上部的壓力為3mg,B通過最高點C時,對管壁下部的壓力為0.75mg.求A、B兩球落地點間的距離. 圖11 答案 3R 解析 兩個小球在最高點時,受重力和管壁的作用力,這兩個力的合力提供向心力,離開管后兩球均做平拋運動,A、B兩球落地點間的距離等于它們平拋運動的水平位移之差. 結(jié)合牛頓第三定律可得 對A球3mg+mg=m 解得vA=2 對B球mg-0.75mg=m 解得vB= 由平拋運動規(guī)律可得,小球做平拋運動的時間t=2 落地時它們的水平位移為 xA=vAt=4R xB=vBt=R xA-xB=3R 即A、B兩球落地點間的距離為3R. 16.小明站在水平地面上,手握不可伸長的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點),甩動手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運動.當球某次運動到最低點時,繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地,如圖12所示.已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長為d,重力加速度為g,忽略手的運動半徑和空氣阻力. 圖12 (1)求繩斷時球的速度大小v1和球落地時的速度大小v2; (2)求繩能承受的最大拉力; 答案 (1) (2)mg 解析 (1)設(shè)繩斷后球飛行時間為t,由平拋運動規(guī)律得 豎直方向d=gt2 水平方向d=v1t 解得v1= 在豎直方向上有v⊥2=2g(1-)d,則 v22-v12=2g(1-)d 解得v2= (2)設(shè)繩能承受的最大拉力大小為FT,這也是球受到繩的最大拉力大?。蜃鰣A周運動的半徑為R=d 對小球在最低點由牛頓第二定律得 FT-mg= 解得FT=mg.- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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