2020版物理山東一輪復(fù)習單元質(zhì)檢四曲線運動萬有引力與航天

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精單元質(zhì)檢四曲線運動萬有引力與航天（時間：45分鐘滿分:100分)單元質(zhì)檢第8頁

一、選擇題（本題共10小題,每小題6分,共60分。在每小題給出的四個選項中，第1~7題只有一項符合題目要求,第8～10題有多項符合題目要求.全部選對的得6分，選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1.關(guān)于曲線運動，下列說法正確的是()A.物體做曲線運動的速度可以是不變的量B.物體做曲線運動的加速度一定是變量C.做曲線運動的物體受到的合外力一定與速度不在一條直線上D。物體做曲線運動的速率可能不變,但速度變化率一定變化答案C解析物體做曲線運動時，速度方向一直變化，因此速度一定是變量，A項錯誤；但合外力可能是恒力(如平拋運動），因此加速度可能不變，B項錯誤；合外力與速度不在一條直線上是曲線運動的條件,C項正確;物體做曲線運動的速度變化率即加速度可能不變，D項錯誤。2.(2018·河南八市學(xué)評一評）繩索套馬原是蒙古牧民的生產(chǎn)方式,近些年來逐漸演化為體育活動。套馬過程可簡化為如圖所示的物理模型,套馬者騎在馬背上以速度v追趕提前釋放的烈馬,同時揮動套馬圈使套馬圈圍繞套馬者在水平面內(nèi)做角速度為ω,半徑為r的勻速圓周運動，追逐一段時間后套馬者和烈馬的距離s保持不變，待套馬圈運動至烈馬正后方時,套馬者松開套馬圈，最終成功套住烈馬，已知運動過程中,套馬者和烈馬行進路線平行，松手后套馬圈在空中的運動可以看成平拋運動，重力加速度為g,下列說法正確的是（）A。套馬圈平拋運動的時間為sB.套馬圈平拋運動的時間為sC。套馬圈平拋運動的初速度為v+rωD。套馬圈平拋運動的初速度為v答案C解析依據(jù)題意可知，套馬圈轉(zhuǎn)到烈馬正后方時,運動速度與烈馬同向,大小為v+rω，C正確,D錯誤;套馬圈做平拋運動的時間為s2-r23。（2019·貴州貴陽期末)一條水平放置的水管，距地面高h=1。8m，水管的橫截面積為S=2×10-4m2。水從管口處以v=2m/s不變的速率源源不斷地沿水平方向射出,設(shè)出口處橫截面上各處水的速率都相等,假設(shè)水流在空中不散開。重力加速度g取10m/s2，不計空氣阻力,請估算水流穩(wěn)定后空中的水的體積為()A.3.2×10—4m3 B。4×10-4m3C.2。4×10—4m3 D。2.4×10-3m3答案C解析水從管口射出后做平拋運動，則由h=12gt2得，t=2hg=2×1.810s=0。6s，水流穩(wěn)定后在空中水的體積為V=vtS=2×0。6×2×10-4m3=2.4.如圖所示,質(zhì)量為m的小環(huán)套在豎直平面內(nèi)半徑為R的光滑大圓環(huán)軌道上做圓周運動.小環(huán)經(jīng)過大圓環(huán)最高點時,下列說法錯誤的是(）A。小環(huán)對大圓環(huán)的壓力可以等于mgB.小環(huán)對大圓環(huán)的拉力可以等于mgC。小環(huán)的線速度大小不可能小于gRD。小環(huán)的向心加速度可以等于g答案C解析小環(huán)到達最高點的最小速度可以是零，可以小于gR，可以大于gR，當速度大于gR時，大環(huán)對小環(huán)有向下的壓力，可以等于mg。當速度等于零時，大環(huán)對小環(huán)有向上的拉力，等于mg。當環(huán)之間作用力為零時，小環(huán)只受重力，加速度為g.綜合以上分析，選C。5。一般的曲線運動可以分成很多小段,每小段都可以看成圓周運動的一部分,即把整條曲線用系列不同半徑的小圓弧來代替.如圖甲所示,曲線上的A點的曲率圓定義為：在曲線上某一點A點和鄰近的另外兩點分別做一圓,當鄰近的另外兩點無限接近A點時，此圓的極限位置叫作曲線A點處的曲率圓，其曲率圓半徑R叫作A點的曲率半徑.現(xiàn)將一物體沿與水平面成θ角的方向以速度v0拋出,如圖乙所示。不計空氣阻力,則在其軌跡最高點P處的曲率半徑r是（）A。v02g B.v02sin答案D解析由題意知物體運動至P點時可看作速度為v0cosθ,運動半徑為r的圓周運動,由F合=Fn知mg=m(v0cosθ)2r6。（2019·吉林長春高三質(zhì)檢）如圖所示，一個菱形框架繞過其對角線的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動,在兩條邊上各套有一個質(zhì)量相等的小球A、B,轉(zhuǎn)動過程中兩小球相對框架靜止,且到軸的距離相等，則下列說法正確的是(）A?？蚣軐η駻的彈力方向一定垂直框架向下B?？蚣軐η駼的彈力方向可能垂直框架向下C.球A與框架間可能沒有摩擦力D。球A、球B所受的合力大小相等答案D解析球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，合外力指向圓心，對A進行受力分析可知,A受重力，靜摩擦力方向沿框架向上,框架對A的彈力方向可能垂直框架向下,也可能垂直框架向上,故A錯誤；球在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,合外力指向圓心,對B受力分析可知，B受重力，要使合力水平向右，指向圓心，框架對B的彈力方向一定垂直框架向上,故B錯誤；若A與框架間沒有摩擦力，則A只受重力和框架對A的彈力，兩個力的合力方向不可能水平向左指向圓心,故C錯誤；A、B兩球所受的合力提供向心力，轉(zhuǎn)動的角速度相等，半徑也相等,根據(jù)F=mω2r，合力大小相等。故D正確.7。我國志愿者王躍曾與俄羅斯志愿者一起進行“火星—500"的實驗活動。假設(shè)王躍登陸火星后，測得火星的半徑是地球半徑的12，質(zhì)量是地球質(zhì)量的19。已知引力常量為G，地球表面的重力加速度是g,地球的半徑為R,王躍在地面上能向上豎直跳起的最大高度是h,忽略自轉(zhuǎn)的影響,下列說法正確的是（A?；鹦堑拿芏葹?B?；鹦潜砻娴闹亓铀俣仁?C.火星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為2∶3D。王躍以與在地球上相同的初速度在火星上起跳后，能達到的最大高度是9答案A解析設(shè)地球的質(zhì)量為M，火星的質(zhì)量為M'，火星的半徑為R’，因為一物體在地球表面有GMmR2=mg，因R'=12R,M’=19M,則火星表面的重力加速度g’=49g。若一物體在火星表面,則有GM'所以火星的密度為ρ=M'V'=gR2物體在地面附近繞行星做勻速圓周運動的速度叫做第一宇宙速度,有GMmR2=mv2R,所以火星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為v'v=M'RMR'=23，故C項錯誤;王躍以初速度v0在地球上起跳后，做豎直上拋運動，由運動學(xué)公式得v02-02=2gh，則能達到的最大高度為h=v028。如圖所示，一鐵球用細線懸掛于天花板上,靜止垂在桌子的邊緣,懸線穿過一光盤的中間孔，手推光盤在桌面上平移,光盤帶動懸線緊貼著桌子的邊緣以水平速度v勻速運動,當光盤由A位置運動到圖中虛線所示的B位置時,懸線與豎直方向的夾角為θ，此時鐵球（）A.豎直方向速度大小為vcosθB.豎直方向速度大小為vsinθC。豎直方向速度大小為vtanθD。相對于地面速度大小為v1+sin答案BD解析光盤的速度是水平向右的,將該速度沿繩和垂直于繩的方向分解，如圖所示,沿繩方向的分量v’=vsinθ,這就是桌面以上繩子變長的速度，也等于鐵球上升的速度，B正確;由題意可知鐵球在水平方向上速度與光盤相同，豎直方向速度為vsinθ,可得鐵球相對于地面速度大小為v1+sin29.(2019·吉林長春實驗中學(xué)開學(xué)考)軌道平面與赤道平面夾角為90°的人造地球衛(wèi)星被稱為極地軌道衛(wèi)星，它運行時能到達南北極區(qū)的上空，需要在全球范圍內(nèi)進行觀測和應(yīng)用的氣象衛(wèi)星、導(dǎo)航衛(wèi)星等都采用這種軌道。如圖,若某顆極地軌道衛(wèi)星從北緯45°的正上方按圖示方向首次運行到南緯45°的正上方用時45分鐘,則(）A。該衛(wèi)星運行速度一定小于7.9km/sB。該衛(wèi)星軌道半徑與同步衛(wèi)星軌道半徑之比為1∶4C.該衛(wèi)星加速度與同步衛(wèi)星加速度之比為2∶1D.該衛(wèi)星的機械能一定小于同步衛(wèi)星的機械能答案AB解析任何衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)速度均小于第一宇宙速度,則選項A正確；由題意可知，此衛(wèi)星的周期為T1=4×45min=180min=3h；同步衛(wèi)星的周期為T2=24h,根據(jù)r3T2=k可知，r1r2=3T1T22=33242=14,選項10。將一小球以水平速度v0=10m/s從O點向右拋出，經(jīng)1。73s小球恰好垂直落到斜面上的A點,不計空氣阻力,g取10m/s2,B點是小球做自由落體運動在斜面上的落點，如圖所示,以下判斷正確的是（）A.斜面的傾角約是30°B.小球的拋出點距斜面的豎直高度約是15mC.若將小球以水平速度v0’=5m/s向右拋出,它一定落在AB的中點P的上方D。若將小球以水平速度v0’=5m/s向右拋出，它一定落在AB的中點P處答案AC解析設(shè)斜面傾角為θ，對小球在A點的速度進行分解有tanθ=v0gt,解得θ≈30°，A項正確；小球距過A點水平面的距離為h=12gt2≈15m,所以小球的拋出點距斜面的豎直高度肯定大于15m，B項錯誤；若小球的初速度為v0’=5m/s，過A點做水平面,小球落到水平面的水平位移是小球以初速度v0=10m/s拋出時的一半，延長小球運動的軌跡線，得到小球應(yīng)該落在P、A之間,C二、實驗題（10分）11.甲如圖甲所示是一個研究向心力與哪些因素有關(guān)的DIS實驗裝置的示意圖,其中做勻速圓周運動的圓柱體的質(zhì)量為m,放置在未畫出的圓盤上。圓周軌道的半徑為r，力電傳感器測定的是向心力，光電傳感器測定的是圓柱體的線速度,以下是所得數(shù)據(jù)和圖乙所示的F-v、F-v2、F-v3三個圖象:v/m·s—111。522。53F/N0。8823.55。57。9乙(1）數(shù)據(jù)表和圖乙的三個圖象是在用實驗探究向心力F和圓柱體線速度v的關(guān)系時保持圓柱體質(zhì)量不變，半徑r=0.1m的條件下得到的.研究圖象后，可得出向心力F和圓柱體速度v的關(guān)系式：。

(2）為了研究F與r成反比的關(guān)系，實驗時除了保持圓柱體質(zhì)量不變外，還應(yīng)保持物理量不變.

(3)根據(jù)你已經(jīng)學(xué)習過的向心力公式以及上面的圖線可以推算出,本實驗中圓柱體的質(zhì)量為。

答案(1）F=0.88v2（2)線速度（3)0.088kg解析(1）研究數(shù)據(jù)表和圖乙中B圖不難得出F∝v2，進一步研究知,圖乙斜率k=ΔFΔv2≈0.88，故F與v的關(guān)系式為F=0。(2)控制變量法應(yīng)保持圓柱體質(zhì)量和線速度不變。(3）由F=mv2r=0.88v2,r=0。1m,所以m=0。三、計算題(本題共2小題,共30分）12。(15分)如圖所示,小車的質(zhì)量M=5kg,底板距地面高h=0.8m，小車與水平地面間的動摩擦因數(shù)μ=0。1，車內(nèi)裝有質(zhì)量m=0。5kg的水（不考慮水的深度）.今給小車一初速度,使其沿地面向右自由滑行，當小車速度為v=10m/s時，車底部的前方突然出現(xiàn)一條與運動方向垂直的裂縫，水從裂縫中連續(xù)滲出，形成不間斷的水滴,設(shè)每秒鐘滴出的水的質(zhì)量為0.1kg，并由此時開始計時,空氣阻力不計,g取10m/s2,令k=0。1kg/s，求：(1)t=4s時，小車的加速度;(2)到小車停止運動,水平地面上水滴灑落的長度。答案（1)1m/s2（2)35。5m解析（1）取小車和水為研究對象，設(shè)t=4s時的加速度為a,則μ（M+m—kt）g=(M+m-kt)a解得a=1m/s2。（2）設(shè)小車滴水的總時間為t1，則t1=mk=設(shè)小車運動的總時間為t2,則t2=va=因t1<t2，故滴水過程中小車一直運動在滴水時間內(nèi)小車的位移為x=vt1—1設(shè)每滴水下落到地面的時間為t3,則h=1第1滴水滴的水平位移為x1=vt3=4m最后一滴水滴下落時的初速度為v2=v—at1水平位移為x2=v2t3=2m水平地面上水滴灑落的長度為L=x+x2-x1=35。5m。13.(15分)如圖所示，半徑為l4、質(zhì)量為m的小球用兩根不可伸長的輕繩a、b連接，兩輕繩的另一端系在一根豎直桿的A、B兩點上，A、B兩點相距為l,當兩輕繩伸直后,A、B兩點到球心的距離均為l。當豎直桿以自己為軸轉(zhuǎn)動并達到穩(wěn)定時(輕繩a、b與桿在同一豎直平面內(nèi)）.求(1）豎直桿角速度ω為多大時，小球恰好離開豎直桿；（2)輕繩a的張力Fa與豎直桿轉(zhuǎn)動的角速度ω之間的關(guān)系。答案(1）2g15l解析(1）小球恰好離開豎直桿時，小球與豎直桿間的作用力為零,設(shè)此時輕繩a與豎直桿間的夾角為α,由題意可知sinα=14，r=水平方向：Fasinα=mω2r豎直方向：Facosα=mg聯(lián)立解得ω=2g15(2）由（1）可知0≤ω≤2g15l時,Fa=若角速度ω再增大,小球?qū)㈦x開豎直桿，在輕繩b恰伸直前，設(shè)輕繩a與豎直桿的夾角為β,此時小球做圓周運動的半徑為r=lsinβ水平方向：Fas