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(yùn)動(dòng)萬有引力檢測(cè)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(yùn)動(dòng)萬有引力檢測(cè)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(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，有的有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)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(yùn)動(dòng)，其vt圖象如圖乙所示。人頂桿沿水平地面運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)軌跡為直線b猴子在2s內(nèi)做勻變速曲線運(yùn)動(dòng)ct0時(shí)猴子的速度大小為8m/sdt2s時(shí)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(gè)小球a，輕桿靠在一個(gè)高為h的物塊上。若物塊與地面摩擦不計(jì)，則當(dāng)物塊以速度v向右運(yùn)動(dòng)至桿與水平方向夾角為時(shí)，物塊與輕桿的接觸點(diǎn)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(dòng)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(yùn)動(dòng)會(huì)上有一個(gè)騎射項(xiàng)目，運(yùn)動(dòng)員騎在奔馳的馬背上沿著水平直跑道ab運(yùn)動(dòng)拉弓放箭射向他左側(cè)的固定靶。假設(shè)運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳的速度為v1，運(yùn)動(dòng)員靜止時(shí)射出的箭速度為v2，跑道離固定靶的最近距離oad。若不計(jì)空氣阻力和箭的重力的影響，要想命中目標(biāo)且射出的箭在空中飛行時(shí)間最短，則 （ ）a運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳時(shí)應(yīng)該瞄準(zhǔn)靶心放箭b運(yùn)動(dòng)員應(yīng)該在距離a點(diǎn)為的地方放箭c箭射到靶的最短時(shí)間為d箭射到靶的最短時(shí)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(yùn)動(dòng)，已知重力加速度為g，空氣阻力不計(jì)，要使在最高點(diǎn)時(shí)盒子與小球之間作用力恰為mg，則 （ ）a該盒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定小于b該盒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定等于c盒子在最低點(diǎn)時(shí)盒子與小球之間的作用力大小可能小于3mgd盒子在最低點(diǎn)時(shí)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(yùn)動(dòng)而沒有相對(duì)滑動(dòng)，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(dòng)時(shí)，p受摩擦力方向?yàn)閐方向b當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，p受摩擦力方向可能為b方向c當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，p受摩擦力方向可能為c方向d當(dāng)轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，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(cè)器已經(jīng)相繼在火星上著陸，正在進(jìn)行著激動(dòng)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(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如果火星探測(cè)器環(huán)繞火星做“近地”勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并測(cè)得該運(yùn)動(dòng)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(hào)”探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道到達(dá)月球，在距月球表面200km的p點(diǎn)進(jìn)行第一次“剎車制動(dòng)”后被月球捕獲，進(jìn)入橢圓軌道繞月飛行，如右圖所示。之后，衛(wèi)星在p點(diǎn)經(jīng)過幾次“剎車制動(dòng)”，最終在距月球表面200km的圓形軌道上繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。用t1、t2、t3分別表示衛(wèi)星在橢圓軌道、和圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的周期，用a1、a2、a3分別表示衛(wèi)星沿三個(gè)軌道運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)的加速度，v1、v2、v3分別表示衛(wèi)星沿三個(gè)軌道運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)的速度，用f1、f2、f3分別表示衛(wèi)星沿三個(gè)軌道運(yùn)動(dòng)到p點(diǎn)時(shí)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(gè)質(zhì)點(diǎn)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(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的周期之比tatb=1k；從圖示位置開始，在b運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí)，將小球做平拋運(yùn)動(dòng)，用頻閃照相機(jī)對(duì)準(zhǔn)方格背景照相，拍攝到了如下圖所示的照片，已知每個(gè)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(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，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(biāo)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(diǎn)以水平速度v0拋出小球a，經(jīng)過一段時(shí)間，在o1正下方的某點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)a由靜止開始下滑，進(jìn)入半圓軌道，最后落到斜面上，不計(jì)一切摩擦。試求：（1）欲使小球能通過半圓軌道最高點(diǎn)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(diǎn)由靜止開始運(yùn)動(dòng)，最后落到斜面上的落點(diǎn)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(yùn)動(dòng)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(rèn)為太陽光是平行光，試估算：（1）衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期；（2）衛(wèi)星繞地球一周，太陽能收集板工作時(shí)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(gè)小球。經(jīng)過時(shí)間t，小球落到星球表面，測(cè)得拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為l。若拋出時(shí)的初速度增大到2倍，則拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為。已知兩落地點(diǎn)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(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過一段滑行后從斜坡上的o點(diǎn)水平飛出，斜坡與水平面的夾角=37，運(yùn)動(dòng)員連同滑雪板的總質(zhì)量為m=50kg，他落到斜坡上的a點(diǎn)后不再彈起，立即順勢(shì)沿斜坡下滑。a點(diǎn)與o點(diǎn)的距離為s1=12m，a點(diǎn)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(dòng)摩擦因數(shù)均為，運(yùn)動(dòng)員滑到斜面底端時(shí)僅速度方向變?yōu)樗剑笮〔蛔?。忽略空氣阻力，重力加速度g=10m/s2。（sin37=0.6；cos37=0.8），求：（1）運(yùn)動(dòng)員從o點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到斜面底端需要多長時(shí)間？（2）運(yùn)動(dòng)員在水平面上能滑行多遠(yuǎn)？1【命題立意】本題考查運(yùn)動(dòng)的合成、圖象等知識(shí)?！舅悸伏c(diǎn)撥】解答本題需要注意以下幾個(gè)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?yàn)槌跛俣葀y8m/s、加速度a-4m/s2的勻減速直線運(yùn)動(dòng)，水平方向?yàn)樗俣葀x-4m/s的勻速直線運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)b正確，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；t=2s時(shí)，ax-4m/s2，ay0m/s，則合加速度為-4m/s2，選項(xiàng)c錯(cuò)誤，選項(xiàng)d正確。2【命題立意】本題考查圓周運(yùn)動(dòng)、牽連物體的速度關(guān)系?！舅悸伏c(diǎn)撥】解答本題從以下幾個(gè)方面考慮：（1）b點(diǎn)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(dòng)，角速度相同，選項(xiàng)b錯(cuò)誤。設(shè)圖示時(shí)刻桿轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為。對(duì)于b點(diǎn)有。而a、b兩點(diǎn)角速度相同，則有，聯(lián)立解得，故選項(xiàng)c正確。3【命題立意】本題考查運(yùn)動(dòng)的分解?！舅悸伏c(diǎn)撥】箭在空中飛行參與兩個(gè)分運(yùn)動(dòng)：沿ab方向的勻速運(yùn)動(dòng)，平行于oa方向的勻速運(yùn)動(dòng)，兩分運(yùn)動(dòng)具有等時(shí)性。【答案】b c【解析】運(yùn)動(dòng)員騎馬奔馳時(shí)，應(yīng)沿平行于oa方向放箭。放箭后，對(duì)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(diǎn)的距離為，選項(xiàng)b正確。箭平行于oa方向放射時(shí)所需時(shí)間最短，則，選項(xiàng)c正確。4【命題立意】本題考查平拋運(yùn)動(dòng)以及速度的變化量?！舅悸伏c(diǎn)撥】對(duì)于平拋運(yùn)動(dòng)，分解為水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)和豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)，然后根據(jù)運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)。設(shè)剛要碰撞斜面時(shí)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(shí)小球的速度變化大小為，故選項(xiàng)a正確。小球下落高度與水平射程之比為，選項(xiàng)d正確。5【命題立意】本題考查勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期以及圓周運(yùn)動(dòng)的向心力?！舅悸伏c(diǎn)撥】在最高點(diǎn)由受力情況求得圓周運(yùn)動(dòng)的線速度。根據(jù)t=求得周期。在最低點(diǎn)根據(jù)受力分析和線速度求得小球與盒子之間的作用力?！敬鸢浮縝【解析】要使在最高點(diǎn)時(shí)盒子與小球之間恰好為mg，則盒子頂部對(duì)小球必然有向下的彈力mg，則有，解得該盒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，該盒子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為，選項(xiàng)a錯(cuò)誤，選項(xiàng)b正確；在最低點(diǎn)時(shí)，盒子與小球之間的作用力和小球重力的合力提供小球運(yùn)動(dòng)的向心力，由，解得f3mg，選項(xiàng)c、d錯(cuò)誤。6【命題立意】本題考查圓周運(yùn)動(dòng)的合外力與向心力的關(guān)系?！舅悸伏c(diǎn)撥】勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力等于向心力；非勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力有兩個(gè)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?！敬鸢浮縝【解析】轉(zhuǎn)盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，摩擦力提供向心力，故p受到的摩擦方向?yàn)閏方向，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；當(dāng)轉(zhuǎn)盤加速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，摩擦力有兩個(gè)效果：一個(gè)是沿半徑方向提供向心力，一個(gè)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(xiàng)b正確；轉(zhuǎn)盤減速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，摩擦力有兩個(gè)效果：一個(gè)沿半徑方向提供向心力，一個(gè)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(xiàng)d錯(cuò)誤。7【命題立意】本題考查萬有引力的相關(guān)知識(shí)?！舅悸伏c(diǎn)撥】由計(jì)算火星的質(zhì)量；由萬有引力提供向心力計(jì)算火星的密度?！敬鸢浮縟【解析】由可知，選項(xiàng)d正確。8【命題立意】本題考查天體運(yùn)動(dòng)的加速度、速度、周期與萬有引力的關(guān)系?！舅悸伏c(diǎn)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(dòng)后進(jìn)入軌道，在軌道的p處再制動(dòng)，最后進(jìn)入軌道。故有v1v2v3，選項(xiàng)b錯(cuò)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(xiàng)a錯(cuò)誤，選項(xiàng)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(xiàng)c正確。9【命題立意】本題考查第一宇宙速度等知識(shí)?！舅悸伏c(diǎn)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(dá)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(xiàng)c正確。10【命題立意】本題考查天體距離最近時(shí)和最遠(yuǎn)時(shí)與周期間的關(guān)系。【思路點(diǎn)撥】先確定兩天體距離最近時(shí)和最遠(yuǎn)時(shí)的次數(shù)，再確定共線的次數(shù)。【答案】d【解析】在b轉(zhuǎn)動(dòng)一周過程中，a、b距離最遠(yuǎn)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(xiàng)d正確。11【命題立意】本題考查平拋運(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)?！舅悸伏c(diǎn)撥】平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)，豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)?！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(yùn)動(dòng)兩個(gè)單位長度，所以可求橫坐標(biāo)為：；在豎直方向做勻變速運(yùn)動(dòng)，由勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律在連續(xù)相等的時(shí)間間隔內(nèi)位移差值相等，可求被遮住的點(diǎn)與第三點(diǎn)豎直方向的距離為：h=3l0，所以縱坐標(biāo)為：y=(1+2+3)l0=58.8cm；（2）豎直方向做勻變速運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的相關(guān)知識(shí)?！舅悸伏c(diǎn)撥】平拋運(yùn)動(dòng)分解為水平方向的勻速運(yùn)動(dòng)，豎直方向的自由落體運(yùn)動(dòng)?！敬鸢浮俊窘馕觥吭O(shè)a、b球從拋出到相遇的時(shí)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(yùn)動(dòng)規(guī)律有：x=v0t1 （2分） （2分）對(duì)a球有：x=h1 （2分） 故點(diǎn)o1、o2之間的高度差：（2分）13【命題立意】本題考查圓周運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能守恒以及平拋運(yùn)動(dòng)知識(shí)?！舅悸伏c(diǎn)撥】首先利用豎直平面內(nèi)的圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)，再利用機(jī)械能守恒，平拋運(yùn)動(dòng)求解?！敬鸢浮浚?） （2）【解析】（1）由題意：小球恰好通過最高點(diǎn)c時(shí)，對(duì)軌道壓力n=0，此時(shí)l最小。（1分） （1分） （1分）從a到c機(jī)械能守恒， （2分）解得： （1分）17 落到斜面上時(shí)：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(shí)際運(yùn)用的關(guān)系。【思路點(diǎn)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(shí)對(duì)應(yīng)的圓心角，然后求解時(shí)間?！敬鸢浮浚?） （2）【解析】（1）地球衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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(yùn)動(dòng)的周期為 （2分）（2）如右圖，當(dāng)衛(wèi)星在陰影區(qū)時(shí)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(shí)間為：t =t= （2分）15【命題立意】本題考查平拋運(yùn)動(dòng)與萬有引力相結(jié)合的知識(shí)?！舅悸伏c(diǎn)撥】根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)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，