2019年高考物理一輪教科版單元檢測四曲線運(yùn)動萬有引力與航天版含解析

1、單元檢測四曲線運(yùn)動萬有引力與航天考生注意：1 .本試卷共4頁.2 .答卷前，考生務(wù)必用藍(lán)、黑色字跡的鋼筆或圓珠筆將自己的姓名、班級、學(xué)號填寫在相應(yīng)位置上.3 .本次考試時間90分鐘，滿分100分.4 .請在密封線內(nèi)作答，保持試卷清潔完整.（本題共9小題，每小題4分，共36分.在每小題給出的四個選項中只有一個選項正確，選對得4分，選錯得0分）1.在力學(xué)理論建立的過程中，有許多偉大的科學(xué)家做出了貢獻(xiàn).關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法中不正確的是（）A.伽利略首先將實驗事實和邏輯推理（包括數(shù)學(xué)推演）和諧地結(jié)合起來B.笛卡兒對牛頓第一定律的建立做出了貢獻(xiàn)C.開普勒通過研究行星觀測記錄，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動三

2、大定律D.牛頓總結(jié)出了萬有引力定律并用實驗測出了引力常量2.由于通訊和廣播等方面的需要，許多國家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的（）A.軌道半徑可以不同B.質(zhì)量可以不同C.軌道平面可以不同D.速率可以不同3.（2018黑龍江齊齊哈爾模擬）如圖1所示為一種叫做“魔盤”的娛樂設(shè)施，當(dāng)轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動很慢時，人會隨著“魔盤”一起轉(zhuǎn)動，當(dāng)“魔盤”轉(zhuǎn)動到一定速度時，人會“貼”在“魔盤”豎直壁上，而不會滑下.若“魔盤”半徑為r,人與“魔盤”豎直壁間的動摩擦因數(shù)為內(nèi)在人“貼”在“魔盤”豎直壁上，隨“魔盤”一起運(yùn)動的過程中，下列說法正確的是（假設(shè)最大靜摩擦力等于滑動摩擦力）（）圖1A.人隨“魔盤”轉(zhuǎn)動過程中受重力、

3、彈力、摩擦力和向心力作用B.如果轉(zhuǎn)速變大，人與器壁之間的摩擦力變大C.如果轉(zhuǎn)速變大，人與器壁之間的彈力變大D. “魔盤”的轉(zhuǎn)速一定等于4.返回式衛(wèi)星在回收時一般采用變軌的方法：在遠(yuǎn)地點(diǎn)和近地點(diǎn)分別點(diǎn)火變軌，使其從高軌道進(jìn)入橢圓軌道，再回到近地軌道，最后進(jìn)入大氣層落回地面.某次回收衛(wèi)星的示意圖如圖2所示,則下列說法正確的是（）圖2A.不論在A點(diǎn)還是在B點(diǎn)，兩次變軌前后，衛(wèi)星的機(jī)械能都增加了B.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過B點(diǎn)的加速度大于在軌道2上經(jīng)過B點(diǎn)的加速度C.衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)動時，經(jīng)過A點(diǎn)時的動能大于經(jīng)過B點(diǎn)時的動能D.衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)動的周期小于在軌道3上運(yùn)動的周期5 .人站在平臺上水平拋出一小球

4、，球離手時的速度為V1,落地時速度為V2,不計空氣阻力，圖中能表示出速度矢量的演變過程的是（）ABCD6 .如圖3所示為錐形齒輪的傳動示意圖，大齒輪帶動小齒輪轉(zhuǎn)動，大、小齒輪的角速度大小分別為必、W2,兩齒輪邊緣處的線速度大小分別為V1、V2,則（）圖3A.CO1<0）2?V1=V2B.CO1>0）25v1=v2C.31=32,V1>V2D.31=5,V1<V27 .（2018甘肅天水一中段考）如圖4所示是兩顆僅在地球引力作用下繞地球運(yùn)動的人造衛(wèi)星軌道示意圖，I是半徑為R的圓軌道，n為橢圓軌道，AB為橢圓的長軸且AB=2R,兩軌道和地心在同一平面內(nèi)，C、D為兩軌道的交點(diǎn)

5、.已知軌道H上的衛(wèi)星運(yùn)動到C點(diǎn)時速度方向與AB平行，下列說法正確的是（）圖4A.兩個軌道上的衛(wèi)星在C點(diǎn)時的加速度相同8 .兩個軌道上的衛(wèi)星在C點(diǎn)時的向心加速度大小相等C.軌道n上衛(wèi)星的周期大于軌道I上衛(wèi)星的周期D.軌道n上衛(wèi)星從C經(jīng)B運(yùn)動到D的時間與從D經(jīng)A運(yùn)動到C的時間相等8.如圖5所示，水平圓盤可繞過圓心的豎直軸轉(zhuǎn)動，質(zhì)量相等的A、B兩物塊靜置于水平圓盤的同一直徑上.A與豎直軸距離為2L,連接A、B兩物塊的輕繩長為3L,輕繩不可伸長.現(xiàn)使圓盤繞豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，兩物塊始終相對圓盤靜止，則（）A. A物塊所受摩擦力一定指向圓心B. B物塊所受摩擦力一定指向圓心C. A物塊所受摩擦力一定背離圓心

6、D. B物塊所受摩擦力一定背離圓心9.雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線上的某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動.研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能發(fā)生變化.若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運(yùn)動的周期為T,經(jīng)過一段時間演化后，兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼膋倍，雙星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍，則此時圓周運(yùn)動的周期為（）A.n3TB.n3TC/n2TD.nT（本題共6小題，每小題5分，共30分.在每小題給出的四個選項中，至少有兩個選項是正確的，全部選又的得5分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分）10 .假設(shè)地球和火星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動，已知地球到太陽的距離小于

7、火星到太陽的距離，那么（）A.地球的公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期B.地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度C.地球公轉(zhuǎn)的向心加速度大于火星公轉(zhuǎn)的向心加速度D.地球公轉(zhuǎn)的角速度大于火星公轉(zhuǎn)的角速度11 .（2018河北、山西、河南三省聯(lián)考）如圖6所示豎直截面為半圓形的容器，。為圓心，且AB為沿水平方向的直徑.一物體在A點(diǎn)以向右的水平初速度Va拋出，與此同時另一物體在B點(diǎn)以向左的水平初速度Vb拋出，兩物體都落到容器的同一點(diǎn)P.已知/ BAP=37°,()A.B比A先到達(dá)P點(diǎn)B.兩物體一定同時到達(dá)P點(diǎn)C.拋出時，兩物體的速度大小之比為vA ： vB =16 ： 9D.拋出時，兩物體的速度大小之

8、比為va ： Vb = 4 ： 112.如圖7所示，小滑塊a從傾角為0=60°的固定粗糙斜面頂端以速度vi沿斜面勻速下滑，同時將另一小滑塊瓦£斜面底端正上方與小滑塊a等高處以速度V2水平向左拋出，兩滑塊恰在斜面中點(diǎn)P處相遇，不計空氣阻力，則下列說法正確的是（）圖7A.vi-V2=2：1B.V1-V2=1:1C.若小滑塊b以速度2V2水平向左拋出，則兩滑塊仍能相遇D,若小滑塊b以速度2V2水平向左拋出，則小滑塊b落在斜面上時，小滑塊a在小Vt塊b的下方13.如圖8,在水平圓盤上放有質(zhì)量分別為m、m、2m的可視為質(zhì)點(diǎn)的三個物體A、B、C,圓盤可繞垂直圓盤的中心軸OO'轉(zhuǎn)

9、動.三個物體與圓盤間的動摩擦因數(shù)相同，最大靜摩擦力可認(rèn)為等于滑動摩擦力.三個物體與軸O共線且OA=OB=BC=r,現(xiàn)將三個物體用輕質(zhì)細(xì)線相連，保持細(xì)線伸直且恰無張力.當(dāng)圓盤從靜止開始轉(zhuǎn)動，角速度極其緩慢地增大，則對于這個過程，下列說法正確的是（）q-心o圖8A. A、B兩個物體同時達(dá)到最大靜摩擦力B. B、C兩個物體的靜摩擦力先增大后不變，A物體所受的靜摩擦力先增大后減小再增大C.當(dāng)3、/反時整體會發(fā)生滑動D.聞:時，在co增大的過程中B、C間的拉力不斷增大14.（2017天津和平質(zhì)量調(diào)查）航天器關(guān)閉動力系統(tǒng)后沿如圖9所示的橢圓軌道繞地球運(yùn)動，A、B分別是軌道上的近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)，A位于地球表面

10、附近.若航天器所受阻力不計，以下說法正確的是（）A.航天器運(yùn)動到A點(diǎn)時的速度等于第一宇宙速度B.航天器由A運(yùn)動到B的過程中萬有引力做負(fù)功C.航天器由A運(yùn)動到B的過程中機(jī)械能不變D.航天器在A點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度15. 已知某衛(wèi)星在赤道上空軌道半徑為門的圓形軌道上繞地運(yùn)行的周期為T,衛(wèi)星運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，赤道上某城市的人每三天恰好五次看到衛(wèi)星掠過其正上方，假設(shè)某時刻，該衛(wèi)星在A點(diǎn)變軌進(jìn)入橢圓軌道（如圖10）,近地點(diǎn)B到地心距離為2.設(shè)衛(wèi)星由A到B運(yùn)動的時間為t,地球自轉(zhuǎn)周期為To,不計空氣阻力，則（）圖103A.T=-To8B!±.t4r1j2MC.衛(wèi)星在圖中橢圓軌道

11、由AHUB時，機(jī)械能增大D.衛(wèi)星由圖中圓軌道進(jìn)入橢圓軌道過程中，機(jī)械能不變?nèi)?、非選擇題（本題共4小題，共34分）16. （6分）（2015I22）某物理小組的同學(xué)設(shè)計了一個粗測玩具小車通過凹形橋最低點(diǎn)時的速度的實驗.所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器（圓弧部分的半徑為R=0.20m）.凹形慘模擬提圖11完成下列填空:(1)將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖11(a)所示，托盤秤的示數(shù)為1.00kg;(2)將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時，托盤秤的示數(shù)如圖(b)所示，該示數(shù)為kg;(3)將小車從凹形橋模擬器某一位置釋放，小車經(jīng)過最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)，此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m;

12、多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：序號12345m(kg)1.801.751.851.751.90N;小車通過最低點(diǎn)(4)根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時對橋的壓力為時的速度大小為m/s.(重力加速度大小取9.80m/s2,計算結(jié)果保留2位有效數(shù)字)17. (8分)質(zhì)量為m的衛(wèi)星發(fā)射前靜止在地球赤道表面.假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體,半徑為R.已知地球質(zhì)量為M,自轉(zhuǎn)周期為T,引力常量為G,求此時衛(wèi)星對地表的壓力N的大小.(2)衛(wèi)星發(fā)射后先在近地軌道上運(yùn)行(軌道離地面的高度可忽略不計),運(yùn)行的速度大小為vi,之后經(jīng)過變軌成為地球的同步衛(wèi)星，此時離地面高度為H,運(yùn)行的

13、速度大小為v2.v1求比值一；v2若衛(wèi)星發(fā)射前隨地球一起自轉(zhuǎn)的速度大小為V0,通過分析比較V0、Vi、V2三者的大小關(guān)系.18.(10分)(2018福建師范大學(xué)附中期中)如圖12所示，滑板運(yùn)動員從傾角為53。的斜坡頂端滑下，滑下的過程中他突然發(fā)現(xiàn)在斜面底端有一高h(yuǎn)=1.4m、寬L=1.2m的長方體障礙物，為了不觸及這個障礙物，他必須在距水平地面高度H=3.2m的A點(diǎn)沿水平方向跳起離開斜面（豎直方向的速度變?yōu)?）.已知運(yùn)動員的滑板與斜面間的動摩擦因數(shù)尸0.1,忽略空氣阻力，重力加速度g取10m/s2.（已知sin53=0.8,cos53：0.6）求:圖12（1）運(yùn)動員在斜面上滑行的加速度的大小；

14、（2）若運(yùn)動員不觸及障礙物，他從斜面上起跳后到落至水平面的過程所經(jīng)歷的時間;（3）運(yùn)動員為了不觸及障礙物，他從A點(diǎn)沿水平方向起跳的最小速度.19.（10分）“嫦娥一號”探月衛(wèi)星的成功發(fā)射，實現(xiàn)了中華民族千年奔月的夢想.假若我國的航天員登上某一星球并在該星球表面上做了如圖13所示的力學(xué)實驗：讓質(zhì)量為m=1.0kg的小滑塊（可視為質(zhì)點(diǎn)v0=1m/s的初速度從傾角為53。的斜面AB的頂點(diǎn)A滑下，到達(dá)B點(diǎn)后恰好能沿傾角1= 0.5,為37。的斜面到達(dá)C點(diǎn).不計滑過B點(diǎn)時的機(jī)械能損失，滑塊與斜面間的動摩擦因數(shù)均為測得A、C兩點(diǎn)離B點(diǎn)所在水平面的高度分別為=1.2m,h2=0.5m.已知sin37=0.6

15、,cos37=0.8,不計該星球的自轉(zhuǎn)以及其他星球?qū)λ淖饔?圖13(1)求該星球表面的重力加速度g;(2)若測得該星球的半徑為R=6x106m,航天員要在該星球上發(fā)射一顆探測器繞其做勻速圓周運(yùn)動，則探測器運(yùn)行的最大速度為多少？(3)若測得該星球的半徑為R=6X106m,取地球半徑Ro=6.4X106m,地球表面的重力加速度go=10m/s2,求該星球的平均密度與地球的平均密度之比一P0答案精析1 .D2. B不同國家的同步衛(wèi)星都具有相同的軌道半徑、速率、軌道平面、角速度、周期等，故選B.3. C人隨“魔盤”轉(zhuǎn)動過程中受重力、彈力、摩擦力，故A錯誤；人在豎直方向受到重力和摩擦力，二力平衡，則知

16、轉(zhuǎn)速變大時，人與器壁之間的摩擦力不變，故B錯誤；如果轉(zhuǎn)速變大，由F=mrw2,知人與器壁之間的彈力變大，故C正確；人恰好“貼”在“魔盤”上時，有mgwfm,N=mr(2n)2,又fm=”,解得車t速為n>支,故D錯誤.2 ?？?. C不論是在A點(diǎn)還是在B點(diǎn)的兩次變軌前后，都要減速，前者做圓周運(yùn)動，后者做向心運(yùn)動，故機(jī)械能都要減小，故A錯誤；衛(wèi)星變軌前后都是只有萬有引力來提供加速度,GM 加速度a =一r2即變軌前后的加速度是相等的，故B錯誤；根據(jù)開普勒第二定律可知衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)B的速度小于在近地點(diǎn)A的速度，所以在軌道2上經(jīng)過A點(diǎn)時的動能大于經(jīng)過B點(diǎn)時的動能，故C正確；由a3開普勒第三定律一

17、=k知，衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)動的周期大于在軌道3上運(yùn)動的周期，故D錯誤.T25. C6.A7. A在C點(diǎn)，地球?qū)蓚€軌道上衛(wèi)星的萬有引力相同，故在C點(diǎn)時的加速度相同，地球?qū)壍繧上的衛(wèi)星的萬有引力提供向心力，而軌道n上衛(wèi)星的向心力由萬有引力的分力提供，故軌道I上的衛(wèi)星的向心加速度大于軌道n上衛(wèi)星的向心加速度，選項A正確，選項B錯誤；由開普勒r3R3第三定律一=k,軌道I上衛(wèi)星的周期Ti='/，軌道n上衛(wèi)星的周期T2k丁2 =k,故軌道n上衛(wèi)星的周期等于軌道 I上衛(wèi)星的周期,選項C錯誤；軌道n上衛(wèi)星從C經(jīng)B運(yùn)動到D的平均速度小于從D經(jīng)A運(yùn)動到C的平均速度，故從C經(jīng)B運(yùn)動到D的時間大于從D經(jīng)A

18、運(yùn)動到C的時間，選項D錯誤.8. A9. B如圖所示，-fjMOM設(shè)兩恒星的質(zhì)量分別為Mi和M2,軌道半徑分別為ri和2.根據(jù)萬有引力定律及牛頓第二定律可M1M2倚G 曰 M1Mi +M22r2,解得 GF-2,當(dāng)兩星的總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?k倍，它們之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍時，有G；-3=紅F,聯(lián)立得(nr)IT JT'=,選項B正確.10. CD11. BC兩物體同時拋出，都落到P點(diǎn)，由平拋運(yùn)動規(guī)律可知兩物體下落了相同的豎直高度,gt22H由H=，彳導(dǎo)t=A，同時到達(dá)P點(diǎn)，A錯誤，B正確.在水平方向，拋出的水平距離之比2,g等于拋出速度之比，設(shè)圓的半徑為R,由幾何關(guān)系得Xam=2Rco

19、s237°,而xbm=XMptan37；xmp=XAPSin37°xap=2Rcos37,聯(lián)立上述表達(dá)式得Xam：Xbm=16:9,C正確，D錯誤.12. AD兩小滑塊恰在斜面中點(diǎn)P相遇，由幾何關(guān)系可知兩小滑塊水平位移相等，有vitsin30=V2t,解得vi：V2=2：1,選項A正確，B錯誤.小滑塊b以速度2v2水平向左拋出時，若沒有斜面，將到達(dá)與P點(diǎn)等高的B點(diǎn)；若有斜面則落在斜面上A點(diǎn)，如圖所示.設(shè)斜面長為2L,小滑塊b在水平方向做勻速直線運(yùn)動，由幾何知識得，其運(yùn)動到A點(diǎn)的水平位2L移大于一，且水平分速度大小等于 32Lvi,小滑塊b運(yùn)動到A點(diǎn)的時間tb>，由幾何

20、關(guān)系有，小 3v12L滑塊a運(yùn)動到A點(diǎn)的位移小于一，則其運(yùn)動到3A點(diǎn)的時間ta<-2L, tb>ta,兩小滑塊不能相遇,3v1=2m 2r «12 ,解得32>聞一一時整體會發(fā)生滑動.聞14. BC由于A點(diǎn)位于地球表面附近， 若航天器以Ra為半徑做圓周運(yùn)動時，速度應(yīng)為第一宇宙速小滑塊b運(yùn)動到A點(diǎn)時，小滑塊a已經(jīng)運(yùn)動到A點(diǎn)下方，選項C錯誤，D正確.2.13. BCD當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速增大時，靜摩擦力提供向心力，二個物體的角速度相等，由Fo=mwr,由于C的半徑最大，質(zhì)量最大，故C所需要的向心力增加最快，最先達(dá)到最大靜摩擦力，此時M2m)g當(dāng)C的摩擦力達(dá)到最大靜摩擦力之后，BC

21、間細(xì)線開始提供拉力，B的摩擦力增大，達(dá)到最大靜摩擦力后，A、B之間細(xì)線開始有力的作用，隨著角速度增大,A的摩擦力將減小到零然后反向增大，當(dāng)A的摩擦力也達(dá)到最大時，且BC間細(xì)線的拉力大于A、B整體的摩擦力時物體將會出現(xiàn)相對滑動，此時A與B還受到細(xì)線的拉力，對C有T+2mg=2m2rg22,對A、B整體有T=2mg解得32=度，現(xiàn)航天器過A點(diǎn)做離心運(yùn)動，則其過A點(diǎn)時的速度大于第一宇宙速度，A項錯誤.由A到B高度增加，萬有引力做負(fù)功，B項正確.航天器由A到B的過程中只有萬有引力做功，機(jī)械能守MmGMGM恒，C項正確.由 G= ma,可知aA = ,aB=,又 Ra< Rb,則 aA>aB

22、, D 項錯誤.RB215. AB根據(jù)題意有:2兀2兀3To- 3T0=5 - 2兀,TT03得T=-To,所以A正確；由開普勒第三定律有822tB正確；衛(wèi)星在橢圓軌道中運(yùn)行時，機(jī)械能A點(diǎn)需點(diǎn)火減速，衛(wèi)星的機(jī)械能減是守恒的，所以C錯誤；衛(wèi)星從圓軌道進(jìn)入橢圓軌道過程中在小，所以D錯誤.16.(2)1.40(4)7.91.4解析(2)由題圖(b)可知托盤秤量程為10kg,指針?biāo)傅氖緮?shù)為1.40kg.(4)由多次測出的m值，利用平均值可求得m=1.81kg.而模擬器的重力為G=m0g=9.8N,所以小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時對橋的壓力為Fn=mgm0g=7.9N;根據(jù)徑向合力提供向心力，即7.9N(1.401.00)X9.8N=04v2,解得v=1.4m/s.R17. (1)GMm4R(2) R2 T2R + H Vi>V2>V0R解析(1)衛(wèi)星靜止在地球赤道表面時，隨地球一起做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律得Mm4tt2RGR2mT2解得N'=GMm-m42RR2T2根