2014屆高三物理總復習單元綜合測試四曲線運動萬有引力及航天

1、單元綜合測試四 (曲線萬有引力與航天)本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分，試卷滿分為 100 分考試時間為90 分鐘第卷(選擇題，共 40 分)一、選擇題(本題共 10 小題，每題 4 分，共 40 分有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內)1下列關于A做曲線B物體做圓周和力的敘述中，正確的是()的物體，其度方向一定是變化的，所受的定指向圓心C物體所受合力方向與方向相反，該物體一定做直線D物體的速率在增加，所受合力方向一定與方向相同：平拋的物體做曲線，但度的方向不變，選項 A 錯誤；做勻速圓周的物體，合外力全部用來充當向心力，即合力指向

2、圓心，做變速圓周的物體，合外力指向圓心方向的分力充當向心力，即合力不一定指向圓心，選項 B 錯誤；當 F 與 v 共線時，物體做直線，選項 C 正確；當 F 與 v 不共線時，物體做曲線，當 F 與 v 之間的夾角是銳角時，物體的速率增加，當 F 與 v 之間的夾角為鈍角時，物體的速率減小，選項 D 錯誤：C2.，小球 P 在 A 點從靜止開始沿光滑的斜面 AB到 B 點所用的時間為 t1，在A 點以一定的初速度水拋出，恰好落在 B 點所用時間為 t2，在 A 點以較大的初速度水拋出，落在水平面 BC 上所用時間為 t3，則 t1、t2 和 t3 的大小正確的是()At1>t2t3Ct1

3、>t2>t3Bt1<t2t3Dt1<t2<t3 h1設斜面傾角為 ，A 點到 BC 面的高度為 h，則 gsin·t ；以一定的初速度2：1sin211平拋落到 B 點時，h gt ；以較大的初速度平拋落到 BC 面上時，h gt ，可得出：t 2223122 2h >2ht2t3，故 A 正確gsin2g：A3(2013·東北四校一模)，射擊槍水平放置，射擊槍與目標靶中心位于離地面足夠高的同一水平線上，槍口與目標靶之間的距離 x100 m，射出的水平速度 v100m/s，從槍出的瞬間目標靶由靜止開始，不計空氣阻力，重力度取 g10m/s

4、2，有關下列說法正確的是()A從槍出到目標靶經(jīng)歷的時間 t1 sB目標靶由靜止開始，下落的距離 h0.5 m到被C若D若從槍出的水平速度 v200 m/s，一定擊不中目標靶從槍出的瞬間目標靶以某速度豎直下拋，可能目標靶中心目標靶經(jīng)歷的時間 tx1 s，目標靶由靜止射出后做平拋，：v，下落的距離 h1gt25 m，選項 A 對，B 錯；到在豎直方向上做落2體，故選項 C 錯；若目標靶下落時有初速度，則不可能目標靶，選項 D 錯：A4(2013·上海華師大附中八校聯(lián)考)的裝置，半徑分別為 r 和 R(R>r)的甲、在軌道上運行的空間站中，有個光滑的圓形軌道在同一豎直平面上，軌道之間

5、有一條水平軌道 CD 相連，宇航員讓一小球以一定的速度先滑上甲軌道，通過粗糙的 CD 段，又滑上乙軌道，最后離開兩圓軌道，那么下列說法正確的是()A. 小球在 CD 間由于摩擦力而做B. 小球經(jīng)過甲軌道最高點時比經(jīng)過乙軌道最高點時速度大 C如果減小小球的初速度，小球有可能不能到達乙軌道的最高點D小球經(jīng)過甲軌道最高點時對軌道的大于經(jīng)過乙軌道最高點時對軌道的：在軌道上運行的空間站中，處于完全失重狀態(tài)小球在 CD 間對接觸面為零，所受摩擦力為零，小球做勻速率小球在甲、個光滑的圓形軌道內，速mv2度相等，軌道支持力提供向心力，由 F可知，小球經(jīng)過甲軌道最高點時對軌道的r大于經(jīng)過乙軌道最高點時對軌道的，

6、選項 D 正確：D5(2013·江蘇揚州質檢)，豎直平面內放置一直AOB，桿的水平部分粗糙，豎直部分光滑，兩部分各有質量相等的小球 A 和 B 套在桿上，A、B 間用輕繩相連，以下說法中正確的是()A若用水平拉力向右緩慢A，則拉動過程中 A 受到的摩擦力不變B若以一較明顯的速度向右勻速C若以一較明顯的速度向右勻速要大A，則拉動過程中 A 受到的摩擦力不變A，則過程中 A 受到的摩擦力比靜止時的摩擦力D若以一較明顯的速度向下勻速相等B，則過程中 A 受到的摩擦力與靜止時的摩擦力：若用水平拉力向右緩慢A，兩小球都始終處于平衡狀態(tài)，選取兩球組成的系統(tǒng)為研究對象，豎直方向上，F(xiàn)NGAGB，故

7、 A 受到的摩擦力 FfFN(GAGB)不變，選項 A 正確；將 A、B 的實際速度 vA、vB 分解為沿繩方向的分速度和垂直繩方向的分速度，設輕繩 AB 與水平桿間的夾角為 ，則 v1vAcos，v3vBsin，沿繩方向速度相等，即 vAcosvBsin，vBvAcot，若以一較明顯的速度向右勻速A， 變小，vB 增大，即 B 球在豎直方向上做，所以輕繩對 B 球拉力的豎直向上的分量大于 GB，根據(jù)牛頓第三定律，輕繩對 A 球豎直向下的拉力分量也大于 GB，故 FN>GAGB，A 受到的摩擦力FfFN>(GAGB)，選項 B 錯而C 對；若以一較明顯的速度向下勻速B，那么由兩球組

8、成的系統(tǒng)在豎直方向上受力平衡，則水平桿對 A 球的彈力 FNGAGBF，其中 F 為拉力，可見 FN 比靜止時要大，所以該過程中 A 受到的摩擦力比靜止時大，選項 D 錯誤：AC，物體甲從高 H 處以速度 v1 平拋，同時物體乙從距甲水平方向距離 x 處由6地面以速度 v2 豎直上拋，不計空氣阻力，兩個物體在空中某處相遇，下列敘述中正確的是()A. 從拋出到相遇所用的時間是 x/v1B. 如果相遇發(fā)生在乙上升的過程中，則 v2> gHC如果相遇發(fā)生在乙下降的過程中，則 v2< gH/2D若相遇點離地面高度為 H/2，則 v2 gH：甲被拋出后，做平拋，屬于勻變速曲線；乙被拋出后，做

9、豎直上拋，屬于勻變速直線它們的度均為重力度，從拋出時刻起，以做落體的物體作為參考系，則甲做水的勻速直線，乙做豎直向上的勻速直線，遇時間tx/v1H/v2.乙上升到最高點需要時間：t1v2/g.從拋出到落回原處需要時間：t22v2/g.要使甲、乙相遇發(fā)生在乙上升的過程中，只要使 t<t1 即可，即 H/v2<v2/g，則：v2>gH.要使甲、乙相遇發(fā)生在乙下降的過程中，只要使 t <t<t 即可，即v22v2，得：HgH2g <v2<12g<v2< gH.若相遇點離地面高度為H，則Hv2t1gt2.222將式代入上式，可得 v2 gH，由式可

10、知，A、B、D 項正確：ABD7假設太陽系中天體的密度不變，天體直徑和天體之間距離都縮小到原來的一半，地球繞太陽公轉近似為勻速圓周，則下列物理量變化正確的是()A地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半B地球的向心力變?yōu)榭s小前的 1 16C地球繞太陽公轉周期與縮小前的相同D地球繞太陽公轉周期變?yōu)榭s小前的一半：密度不變，天體直徑縮小到原來的一半，質量變?yōu)樵瓉淼?，根據(jù)萬有引力定律8FGMm知向心力變?yōu)閞2MmG× 8 × 842r3GMmFGMmF 16r2 16，選項 B 正確；由mr· T2 得 T2GM，知 Tr2r(2)2r(2)32G×M/8T，選項 C 正

11、確：BC8(2012理綜)關于環(huán)繞地球運行的，下列說法正確的是(，不可能具有相同的周期)A分別沿圓軌道和橢圓軌道運行的兩顆B沿橢圓軌道運行的一顆，在軌道不同位置可能具有相同的速率C在赤道上空運行的兩顆地球同步，它們的軌道半徑有可能不同D沿不同軌道經(jīng)過上空的兩顆，它們的軌道平面一定會重合R3：環(huán)繞地球的，由第三定律T2常數(shù)，當橢圓軌道半長軸與圓形軌道的半徑相等時，兩顆周期相同，選項 A 錯誤；沿橢圓軌道運行的，只有引力做功，機械能守恒，在軌道上相互對稱的地方(到地心距離相等的位置)速率相同，選項 B 正確；所有地球同步相對地面靜止，運行周期都等于地球自轉周期，由GMm42mR， RR2T2GMT

12、2，軌道半徑都相同，選項錯誤；同一軌道平面不同軌道半徑的C，相同軌道半42徑、不同軌道平面的，都有可能(不同時刻)經(jīng)過上空，選項 D 錯誤：B9.現(xiàn)在城市的滑板非常流行，在水平地面上一名滑板員雙腳站在滑板上以一定速度向前滑行，在橫桿前起跳并越過桿，從而使人與滑板分別從桿的上下通過假設人和滑板過程中受到的各種阻力忽略不計，員能順利完成該動作，最終仍落在滑板原來的位置上，要使這個表演，員除了跳起的高度足夠外，在起跳時雙腳對滑板作用力的合力方向應該()A豎直向上C豎直向下：因為在滑板跳高的過程中，人的B向下適當偏后D向上適當偏前可以分解為水平方向的勻速直線和豎直方向的豎直上拋，而滑板在水平面上做勻速

13、直線，故要使人越過橫桿后仍落在滑板上，必須使人在水平方向的分與滑板具有相同的速度，所以人跳離時對滑板的作用力應該豎直向下，C 正確：C10.，豎直薄壁圓筒內壁光滑、半徑為 R，上部側面 A 處開有小口，在小口 A 的正下方 h 處亦開有與 A 大小相同的小口 B，小球從小口 A 沿切線方向水平射入筒內，使小球緊貼筒內壁，要使小球從 B 口處飛出，小球進入 A 口的最小速率 v0 為() g 2h2h g2g hg hARBRCRD2R：小球從小口 A 沿切線方向水平射入筒內，小球的可看做水平方向的勻速圓的疊加因此從 A 至 B 的時間為 t2h，在這段時間周和豎直方向的落體g2nR，當 n1

14、時，v0 最小，v0min內小球必須轉整數(shù)周才能從 B 口處飛出，所以有v02gRh ，故選項 B 正確：B第卷(非選擇題，共 60 分)二、填空題(本題共 2 小題，每題 8 分，共 16 分)11如下圖所示的是“研究小球的平拋”時拍攝的閃光的一部分，其背景是邊長為 5 cm 的小方格，取 g10 m/s2.由此可知：閃光頻率為Hz；小球拋出時的初速度大小為m/s；從拋出點到 C 點，小球速度的改變最大為m/s.：看出 A，B，C 三點的水平坐標相隔 5 個小格，說明是相隔相等時間的 3 個點豎直方向的每個時間間隔內的位移差是 2 個小格，根據(jù) sgt2 可以算相鄰的時間間隔，然后再根據(jù)水平

15、方向的勻速，可以算出初速度：102.5412，三個質點 a、b、c 質量分別為 m1、m2、M(Mm1，Mm2)在 c 的萬有引力作用下，a、b 在同一平面內繞 c 沿逆時針方向做勻速圓周，軌道半徑之比為 ra:rb1:4，則它們的周期之比 Ta:Tb；從圖示位置開始，在 b一周的過程中，a、b、c 共線了次42Mm242Mm1：萬有引力提供向心力，則 Gm r，Gm r，所以 TTb1 8，r21 a 2r22 b 2aTTaabb設每隔時間 t，a、b 共線一次，則(ab)t，所以 t，所以 b一周的過程(ab)Tb(ab)TbT ( 2 2 )2Tb214.中，a、b、c 共線的次數(shù)為

16、n t ：1:814b TaTbTa三、計算題(本題共 4 小題，13、14 題各 10 分，15、16 題各 12 分，共 44 分，計算時必須有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計算的要注明)13.在光滑的水平面內，一質量 m1 kg 的質點以速度 v010 m/s 沿 x 軸正方向，經(jīng)過原點后受一沿 y 軸正方向(豎直方向)的恒力 F15 N 作用，直線 OA 與 x 軸成 37°，如圖所示曲線為質點的軌跡圖(g 取 10 m/s2，sin37°0.6，cos37°0.8)，求：(1)如果質點的軌跡與直線 OA 相交于 P 點，質點從 O 點到 P 點所經(jīng)歷的

17、時間以及P 點的坐標；(2)質點經(jīng)過 P 點時的速度大?。?1)質點在水平方向上無外力作用做勻速直線，豎直方向受恒力 F 和重力 mg作用做勻直線由第二定律得：Fmg1510am/s25 m/s2.m1設質點從 O 點到 P 點經(jīng)歷的時間為 t，P 點坐標為(xP，yP)，則 xPv0t，yP1at22又 tanyPxP聯(lián)立解得：t3 s，xP30 m，yP22.5 m.(2)質點經(jīng)過 P 點y 方向的速度vyat15 m/s故 P 點的速度大小vPv2v25 13 m/s.0y：(1)3 sxP30 myP22.5 m(2)5 13 m/s14，質量為 m 的小球置于方形的光滑盒子中，盒子的

18、邊長略大于小球的直徑某同學拿著該盒子在豎直平面內以 O 點為圓心做半徑為 R 的勻速圓周度為 g，空氣阻力不計求：，已知重力(1)若要使盒子的周期為多少？到最高點時與小球之間恰好無作用力，則該同學拿著盒子做勻速圓周1(2)若該同學拿著盒子以第(1)問中周期的2做勻速圓周，則當盒子到的位置(球心與 O 點位于同一水平面上)時，小球對盒子的哪些面有作用力，作用力大小分別為多少？：(1)設盒子的周期為 T0.因為在最高點時盒子與小球之間剛好無作用力，因此2 2小球僅受重力作用，由重力提供向心力，根據(jù)定律得 mgmR(T0 )Rg解之得 T02T042(2)設此時盒子的周期為 2 ，則小球的向心度為

19、a0 T2 R由第(1)問知 T02R且 TT0g2由上述三式知 a04g設小球受盒子右側面的作用力為 F，受上側面的作用力為 FN，根據(jù)定律知，在水平方向上 Fma0即 F4mg在豎直方向上 FNmg0 即 FNmg因為 F 為正值、FN 為負值，所以小球對盒子的右側面和下側面有作用力，大小分別為4mg 和 mg.Rg(2)小球對盒子的右側面和下側面有作用力，大小分別為 4mg 和 mg：(1)215“嫦娥一號”探月在空中的簡化示意圖由地面發(fā)射后，經(jīng)過發(fā)射軌道進入停泊軌道，在停泊軌道經(jīng)過調速后進入地月轉移軌道，再次調速后進入工作軌道已知在停泊軌道和工作軌道的運行半徑分別為 R 和 R1，地球半徑為 r，月球半徑度為 g，月球表面重力度為g.求：為 r1，地球表面重力6(1) 在停泊軌道上運行的線速度；(2) 在工作軌道上運行的周期：(1)設在停泊軌道上運行的線速度為 v，做圓周的向心力由地球對它的萬有引力提供，得v2mMmMgG R2 m R ，且有：Gmg，得 vrR.r2(2)設在工作軌道上運行的周期為 T，則有：mM1mM12 2gGm( T ) R1，又有：Gm6R2r211242R31.得 T2gr1242R3g R1：(1)r(2)2gr116(2013·浙江重點中有趣，如圖甲所示，為