新高考二輪復(fù)習(xí)一力與運動第3講力與曲線運動習(xí)題2

2022屆新高考二輪復(fù)習(xí)

專題一力與運動第3講力與曲線運動習(xí)題2（解析版）

1.如圖所示，輕質(zhì)不可伸長的細繩，繞過光滑定滑輪C,與質(zhì)量為，〃的物體4連接，A放在

傾角為6的光滑斜面上，繩的另一端和套在固定豎直桿上的物體88、C間細繩恰沿水平方

向，從當前位置開始，B在外力作用下以速度％T,在此后的運動過程中，下列說法正確的

是（）

A做加速運動B.物體4做勻速運動C.7可能小于mgsin，D.T一定大于mgsinJ

2.如圖所示，河水的流速保持不變，船在靜水中的速度大小也一定，船頭的指向分別沿著圖

中4個箭頭的方向，下列說法正確的是（）。

水流方中

①2

A.①方向小船一定向上游前進

B.②方向小船一定沿圖中虛線前進

C.②方向和④方向小船不可能到達對岸的同一地點

D.③方向小船過河時間一定最短

3.如圖1、圖2所示，一根長為L的輕桿04。端用錢鏈固定于地面，另一端固定著一小球

4,圖1中的小球A和圖2中的桿分別貼靠著邊長為“和。的立方塊，當立方塊沿地面向右

滑動到圖示位置（桿與地面夾角為。）時，速度為v,則圖1中小球的速度大小以和圖2中

小球的速度大小匕'應(yīng)為（）。

圖1圖2

V/.vf

A.v=----,v=vsmaBc.v=-----v=vsina

Asina4AcosayA

nv，人.2

C.=vsma,v=———D.v=--,v=—sina

4sina4sina4b

4.如圖所示，在固定的斜面上有AB、C＞。四點，A8=8C=C。.三個相同的小球甲、乙、

丙分別從4、B、C三點以十嗎、匕的水平速度拋出，不計空氣阻力，它們同時落在斜面的

D.三個小球落在斜面上速度方向與斜面成30。斜向右下方

5.如圖所示，一固定斜面傾角為仇將小球A從斜面頂端以速率%水平向右拋出，擊中了斜

面上的尸點；將小球8從空中某點以相同速率%水平向左拋出，恰好垂直斜面擊中。點.

不計空氣阻力，重力加速度為g,下列說法正確的是()

A在擊中尸點時速度方向與水平方向所夾銳角為必則tan0=2lane

A在擊中P點時速度方向與水平方向所夾銳角為小則tan*=2tan8

A、B在空中運動的時間比為Ztan,Ql

A、B在空中運動的時間比為ta為6:1

6.如圖所示，質(zhì)量均為m的。、〃兩小球在光滑半球形碗內(nèi)做圓周運動，碗的球心為O,半

徑為m,Oa、0b與豎直方向夾角分別為53°、37°,兩球運動過程中，碗始終靜止在水

平地面上，已知sin37°=0.6,g取lOm/s。。則下列說法正確的是()(,

A.a、6兩球做圓周運動的線速度之比為86:3

B.a、〃兩球做圓周運動的角速度之比為2:6

C.4、b兩球相鄰兩次相距最近的時間間隔為3險±57ts

10

D.”、b兩球運動過程中，碗對地面始終有摩擦力作用

2.0x103kg的汽車在水平公路上行駛，路面對輪胎的徑向最大靜摩擦力為1.4xl04N,當汽

車經(jīng)過半徑為80m的彎道時，下列判斷正確的是（）

A.汽車轉(zhuǎn)彎時所受的力有重力、彈力、摩擦力和向心力

20m/s時所需的向心力為1.4xl04N

C.汽車轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時汽車會發(fā)生側(cè)滑

D.汽車能安全轉(zhuǎn)彎的向心加速度不超過7.0

8.如圖所示，人造衛(wèi)星甲、乙分別繞地球做勻速圓周運動，衛(wèi)星甲、乙的軌道平面互相垂直,

乙的軌道半徑是甲軌道半徑的兩倍，某時刻兩衛(wèi)星和地心在同一直線上，且乙在甲的正

上方（稱為相遇）。在這以后，甲運動6周的時間內(nèi)，它們相遇了（）

A.1次B.

2020年11月24日發(fā)射的嫦娥五號月球探測器成功實施無人月面取樣返回。己知地球的質(zhì)

量為表面的重力加速度大小為修、半徑為凡、第一宇宙速度為片；月球的質(zhì)量為“2、

表面的重力加速度大小為g2、半徑為&、月球探測器近月環(huán)繞速度為均，則匕與為之比為

)

MNg內(nèi)

A.cD

R第

M2R2822

V,,而使物體脫離星球引力所需要的最小發(fā)射速度稱為第二宇宙速度火,匕與匕的關(guān)系是

V2=V2P,。已知某星球半徑是地球半徑H的;，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度

g的工，地球的平均密度為小不計其他星球的影響，則（）

6

p8兀R”

~281

C.該星球上的第二宇宙速度為且皿-

36

11.2021年2月15日17時，我國首次火星探測任務(wù)天間一號探測器成功實施“遠火點平面軌

道調(diào)整圖為該過程的示意圖，圖中虛線軌道所在平面，與實線軌道所在平面垂直、探測

器由遠處經(jīng)A點進入軌道1,經(jīng)B點進入軌道2,經(jīng)C點進入軌道3,再經(jīng)C點進入軌道4。

上述過程僅在點人B、C啟動發(fā)動機點火，A、B、C.D、E各點均為各自所在軌道的近火

點或遠火點，各點間的軌道均為橢圓。以下說法正確的是（）

E點的機械能大于。點的機械能

B點發(fā)動機點火過程中推力對探測器做正功

E點的速度一定大于火星的第一宇宙速度

A點運行到B點的時間大于在軌道2上從B點運行到C點的時間

12.“嫦娥四號”（專家稱為“四號星”G,月球的半徑為七月球表面的重力加速度為g,

“嫦娥四號”離月球中心的距離為r.根據(jù)以上信息判斷下列說法正確的是（）

B.“嫦娥四號”繞月運行的速度大小為用

P=-^-D.“嫦娥四號”必須減速運動才能返回地球

4GTIR

A、B的質(zhì)量都是加，相距L它們正圍繞兩者連線上某一點做勻速圓周運動。實際觀測該

系統(tǒng)的周期7要小于按照力學(xué)理論計算出的周期理論值”，且"于是有人猜測

'o

這可能是受到了一顆未發(fā)現(xiàn)的星球C的影響，并認為C位于A、8的連線正中間，相對A、B

靜止，則下列說法正確的是（）

A.A、3組成的雙星系統(tǒng)周期理論值"=2兀小今

B.A、B組成的雙星系統(tǒng)周期理論值7；=2兀居^

C.C星的質(zhì)量為1+等機

4k

DC星的質(zhì)量為匕￡機

4k

，有甲、乙兩顆衛(wèi)星分別在不同的軌道圍繞一個半徑為R、表面重力加速度為g的行星運動.

衛(wèi)星甲、衛(wèi)星乙各自所在的軌道平面相互垂直，衛(wèi)星甲的軌道為圓，距離行星表面的高度為

R,衛(wèi)星乙的軌道為橢圓，M、N兩點的連線為其橢圓軌道的長軸且M、N兩點間的距離為

4R.則以下說法正確的是（）

C.衛(wèi)星乙沿橢圓軌道運行經(jīng)過M點時的速度大小大于衛(wèi)星中沿圓軌道運行的速度大小

D.衛(wèi)星乙沿橢圓軌道運行經(jīng)過N點時的加速度大小小于衛(wèi)星甲沿圓軌道運行的加速度大小

15.2021年5月15日7時18分，我國火星探測器“天問一號”的著陸巡視器（其中巡視器就

是“祝融號”火星車）成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)。著陸巡視器從進入火星大

氣層到成功著陸經(jīng)歷了氣動減速段、傘系減速段、動力減速段、懸停避障與緩速下降段，其

過程大致如圖所示。已知火星質(zhì)量為6.42x1oskg（約為地球質(zhì)量的0.11倍）、半徑為3395

km（約為地球半徑的0.53倍），“天問一號”的著陸巡視器質(zhì)量為1.33地球表面重力加速

度為9.8m/s2。試根據(jù)圖示數(shù)據(jù)計算說明下列問題：

250km--------：----------------4.8km/s

290s氣動減速段

------------460m/s

90s傘系減速段

1.5km------------95m/s

80s動力減速段

100m——------------3.6m/s

懸停避障與

80s

緩速下降段

0m——

（1）著陸巡視器在動力減速段做的是否為豎直方向的勻減速直線運動？

（2）設(shè)著陸巡視器在傘系減速段做的是豎直方向的勻減速直線運動，試求火星大氣對著陸

巡視器的平均阻力為多大？（結(jié)果保留1位有效數(shù)字）

答案以及解析

1.答案：AD

解析：由題意可知，將B的實際運動分解成兩個分運動，如圖所示,根據(jù)平行四邊形定則，可知

%sina=";因B以速度％勻速下滑，又a增大，所以“增大,則物體A做加速運動，根據(jù)受

力分析，結(jié)合牛頓第二定律，則有T>mgsin。,故A、D正確.

解析：若河水的流速大于船在靜水中的速度，則船頭指向①方向時，小船向下游運動，A項

錯誤；若河水的流速大于船在靜水中的速度，則無論船頭指向哪個方向，都無法沿題圖中虛

線過河，B項錯誤；由于不知道船在靜水中的速度與水速的大小關(guān)系，也不知道②方向與④

方向小船具體的方向關(guān)系，若船頭指向②方向和④方向，對應(yīng)實際運動的合速度方向相同，

如圖所示，則在這兩種情況下，小船能到達對岸的同一地點，C項錯誤：當船頭指向垂直于

河岸時，渡河時間最短，D項正確。

3.答案：D

解析：圖1中，桿繞。轉(zhuǎn)動，球A的速度以垂直于桿，將速度巳沿水平和豎直兩方向正交

分解，則垂直于接觸面的水平分速度與立方塊的速度相等，如圖甲所示，得以sina=v,故

以=4,B、C兩項錯誤；圖2中，桿繞0轉(zhuǎn)動，桿頂端小球的速度v；和桿與立方塊接

smaA

觸點的速度匕的方向都垂直于桿，桿上各點的角速度3相同，則有Z=工。將立方塊的

sina

速度V沿桿的方向和垂直桿的方向正交分解，如圖乙所示，則桿與立方塊接觸點的速度匕應(yīng)

與立方塊垂直桿的方向的分速度相等，即匕=vsina,聯(lián)立以上兩式得匕：=與sin2a,A項

b

錯誤，D項正確。

解析：三球水平拋出后，均做平拋運動，根據(jù)〃=1g產(chǎn)可得f=＜絲，所以甲球在空中飛行

2Vg

的時間最長，三球同時落在斜面的。點，所以甲球最先拋出，故A項錯誤；根據(jù)

h

vtan3(r_阿，丙球豎直下降的高度最小，則丙球的初速度最小，故B項錯誤；

將球的運動分解成垂直于斜面和平行于斜面可得，球在垂直斜面方向的初速度和加速度分別

為匕=%$in30°,/=gcos30”,當球離斜面距離最遠時，球垂直于斜面的分速度為零，球距

離斜面的最遠距離d==gh,甲球在豎直方向下降的距離是丙球的三倍，

則甲球離斜面最遠距離是丙球的三倍，故C正確；設(shè)球落在斜面上速度方向與水平面成。

角，則根據(jù)平拋運動規(guī)律可知tana=2tan30°=|G,所以球落在斜面上速度方向與水平面

夾角不是60°,即球落在斜面上速度方向與斜面不是成30°斜向右下方，故D項錯誤.

5.答案：BC

解析：由題圖可知，斜面的傾角9等于小球A落在斜面上時的位移與水平方向的夾角，則

J2

有tan。="-，小球A在擊中P點時速度方向與水平方向的夾角為外則有tan聯(lián)旦，聯(lián)

，W%

立可得tan。=2tan。，故選項A錯誤，B正確；設(shè)小球A在空中運動的時間為。，小球8

在空中運動的時間為與，則由平拋運動的規(guī)律可得，4=殳=細則由=%=—^

ggggtan

則有上=駕”，故選項C正確，D錯誤.

t21

6.答案：BD

解析：小球做勻速圓周運動，由重力和支持力的合力提供向心力，則

2

F=mgtan0=m—-——=marRsinOa＞。力與豎直方向的夾角，解得

nRsin。

vIP

i"ti-a---n---O-----s---i-",則n線速.度.之.,比,Wa=^/ta3n573°/s3in573°。=可873'*W則

家=J黑和專’八項錯誤，B項正確。0的角速度““=卜金=學(xué)的'"的

角速度就=,焉和=5?rad/s,相距最近時滿足@1-4/=2兀，解得

I=2畫用上2回s,c項錯誤：隊》兩球運動過程中，兩球?qū)ν氲膲毫Φ乃椒至繛?/p>

25

mgtan0,因。不同，所以兩球?qū)ν氲膲毫Φ乃椒至坎幌嗟龋瑢ν雭碚f兩球?qū)ν氲乃椒?/p>

向的作用力不為零，則碗對地面始終有摩擦力作用，D項正確。

7.答案：D

解析：汽車轉(zhuǎn)彎時，所受的力有重力、彈力和摩擦力，故A選項錯誤。汽車轉(zhuǎn)彎的速度為

20m/s時，所需的向心力5=｛匚=1.0xl04N,故B選項錯誤。汽車轉(zhuǎn)彎時，摩擦力提供

向心力，轉(zhuǎn)彎的速度為20m/s時，所需的向心力小于徑向最大靜摩擦力，故不會發(fā)生側(cè)滑,

C選項錯誤。汽車安全轉(zhuǎn)彎所需的最大向心力等于徑向最大靜摩擦力，汽車轉(zhuǎn)彎的最大向心

加速度為儂=4^=7.001/52,故D選項正確。

m

8.答案：B

解析：對于衛(wèi)星，根據(jù)萬有引力提供向心力，有6嗎=點R,可得7=2/匹，根據(jù)

R-T-VGM

題意知乙的軌道半徑是甲軌道半徑的儂倍,

時間內(nèi)，乙轉(zhuǎn)動1.2圈；從圖示時刻開始，乙轉(zhuǎn)半圈時，甲轉(zhuǎn)動2.5圈，相遇一次；此后每

次乙轉(zhuǎn)動半圈，兩個衛(wèi)星就相遇一次，故一共相遇2次，故B正確，A、C、D錯誤。

9.答案：B

解析：對地球的近地衛(wèi)星，由萬有引力提供向心力有G"學(xué)=皿，對月球的近月探測器,

R[6

同理有G乜半=迪，聯(lián)立得三=,匹瓦，AD錯誤；在星球表面，由萬有引力近似等于

R；&v2\M2Rt

重力有絲絲=mg,結(jié)合以上分析得三,修瓦，B正確，C錯誤。

發(fā)v2江4

10.答案：A

解析：對于處在星球表面的物體，其萬有引力近似等于重力，則由G^=，謔得加=除

又n=絲，V=-itR},整理得0=—密一,則該星球的密度與地球密度的比值為

V34兀GR

組=組￡=_L,則爪=旦，A正確；該星球的體積為力4

=—71質(zhì)量為M星=0星/?

P%g2”星2星3

誓‘B錯誤；由G鬻〃得得「二寫,又GM=gR：則該星球

由以上可得M顯

上的第一宇宙速度為v,=血K=、匹='跡，該星球上的第二宇宙速度為

V3x66

v=血.也皿=邈，c錯誤：由題中的條件不能分析出該星球與地球自轉(zhuǎn)周期的關(guān)系,

63

D錯誤。

11.答案：D

解析：A.探測器由軌道3進入軌道4需要點火減速，機械能減少，因此探測器經(jīng)過￡點的

機械能小于。點的機械能，選項A錯誤；

B點發(fā)動機點火使探測器進入半徑較小的軌道2,需要減速，因此此過程中推力對探測器做

負功，選項B錯誤；

C.第一宇宙速度是最大運行速度，因此探測器經(jīng)過E點的速度一定小于火星的第一宇宙速

度，選項C錯誤；

4點運行到B點的半徑大于軌道2上的半徑，根據(jù)開普勒第三定律乙=0可知探測器從A

T-

點運行到B點的時間大于在軌道2上從B點運行到C點的時間，選項D正確。

故選D。

12.答案：AC

解析：設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為〃?，月球的第一宇宙速度為不衛(wèi)星在月球表面做勻速圓周運動的向

心力由萬有引力提供，有0犁=處，在月球表面萬有引力近似等于重力，有里二mg,

R-RR-

2

所以有"?g=〃?九，解得力=強,選項A正確；設(shè)月球的質(zhì)量為M,“嫦娥四號”的質(zhì)量

R

為犯，由萬有引力定律得6華=犯匕，又怨”=mg,解得丫=匿，選項B錯誤;

rrKvr

M心M々

月球的平均密度又甘=小解得"噌質(zhì),選項C正確；“嫦娥四號"

要返回地球，就要脫離月球?qū)λ氖`，故必須加速做離心運動才能返回地球，選項D錯

誤.

13.答案：BD

解析：兩星的角速度相同，根據(jù)萬有引力充當向心力知:

Gmm29

—=叫①;=mr2co~

可得4=4

兩星繞連線的中點轉(zhuǎn)動,則等

2Gm

計算得出用=

所以”=空=2兀2