(浙江選考)2020版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力與航天本章綜合能力提升練.docx
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第四章 曲線運(yùn)動(dòng) 萬(wàn)有引力與航天 本章綜合能力提升練 (限時(shí):45分鐘) 一、單項(xiàng)選擇題 1.地球?qū)υ虑蚓哂袕?qiáng)大的萬(wàn)有引力,卻不靠在一起,其原因是( ) A.不僅地球?qū)υ虑蛴腥f(wàn)有引力,而且月球?qū)Φ厍蛞灿腥f(wàn)有引力,這兩個(gè)力大小相等、方向相反,互相平衡了 B.不僅地球?qū)υ虑蛴腥f(wàn)有引力,而且太陽(yáng)系里其他星球?qū)υ虑蛞灿腥f(wàn)有引力,這些力的合力等于零 C.地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力還不算大 D.萬(wàn)有引力不斷改變?cè)虑虻倪\(yùn)動(dòng)方向,使得月球繞地球運(yùn)行 答案 D 解析 地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力和月球?qū)Φ厍虻娜f(wàn)有引力是相互作用力,兩個(gè)力大小相等、方向相反,作用在兩個(gè)物體上,不能平衡,故A錯(cuò)誤;月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),合力不等于零,故B錯(cuò)誤;月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力恰好提供向心力,萬(wàn)有引力不斷改變?cè)虑虻倪\(yùn)動(dòng)方向,使得月球繞地球運(yùn)行,故C錯(cuò)誤,D正確. 2.如圖1所示,一名92歲的南非婦女從距地面大約2700米的飛機(jī)上,與跳傘教練綁在一起跳下,成為南非已知的年齡最大的高空跳傘者.假設(shè)沒(méi)有風(fēng)的時(shí)候,落到地面所用的時(shí)間為t,而實(shí)際上在下落過(guò)程中受到了水平方向的風(fēng)的影響,則實(shí)際下落所用時(shí)間( ) 圖1 A.仍為t B.大于t C.小于t D.無(wú)法確定 答案 A 解析 跳傘者在空中的運(yùn)動(dòng)可分解為水平方向和豎直方向的運(yùn)動(dòng),人在豎直方向下落的時(shí)間為t,雖受到了水平方向的風(fēng)的影響,但不影響豎直方向上的運(yùn)動(dòng),所以實(shí)際下落時(shí)間不變,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤. 3.一物體在水平恒力的作用下沿光滑水平面做曲線運(yùn)動(dòng),其俯視圖如圖2所示.當(dāng)物體從M點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到N點(diǎn)時(shí),其速度方向恰好改變了90,則物體從M點(diǎn)到N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,物體的速度將( ) 圖2 A.不斷增大 B.不斷減小 C.先增大后減小 D.先減小后增大 答案 D 4.如圖3所示,將小球從空中的A點(diǎn)以速度v0水平向右拋出,不計(jì)空氣阻力,小球剛好擦過(guò)豎直擋板落在地面上的B點(diǎn).若使小球仍剛好擦過(guò)豎直擋板且落在地面上的B點(diǎn)右側(cè),下列方法可行的是( ) 圖3 A.在A點(diǎn)正上方某位置將小球以小于v0的速度水平拋出 B.在A點(diǎn)正下方某位置將小球以大于v0的速度水平拋出 C.在A點(diǎn)將小球以大于v0的速度水平拋出 D.在A點(diǎn)將小球以小于v0的速度水平拋出 答案 B 5.如圖4所示,拱形橋的半徑為40m,質(zhì)量為1.0103kg的汽車行駛到橋頂時(shí)的速度為10m/s,假設(shè)重力加速度為10 m/s2,則此時(shí)汽車對(duì)橋的壓力為( ) 圖4 A.1.0104N B.7.5103N C.5.0103N D.2.5103N 答案 B 解析 對(duì)汽車,由牛頓第二定律得mg-FN=m,解得FN=7.5103N,由牛頓第三定律知汽車對(duì)橋的壓力也為7.5103N,故B正確. 6.長(zhǎng)期以來(lái)“卡戎星(Charon)”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星,它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r1=19 600km,公轉(zhuǎn)周期T1=6.39天.2006年3月,天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星,其中一顆的公轉(zhuǎn)軌道半徑r2=48000km,則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于( ) A.15天B.25天C.35天D.45天 答案 B 解析 根據(jù)開(kāi)普勒第三定律得=,所以T2=T1≈24.5天,最接近25天,選項(xiàng)B正確,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤. 7.傾角為θ的斜面,長(zhǎng)為l,在頂端水平拋出一個(gè)小球,小球剛好落在斜面的底端,如圖5所示,那么小球的初速度v0的大小是(不計(jì)空氣阻力)( ) 圖5 A.cosθ B.cosθ C.sinθ D.sinθ 答案 B 解析 小球的運(yùn)動(dòng)為平拋運(yùn)動(dòng),水平方向?yàn)閯蛩僦本€運(yùn)動(dòng),x=v0t;豎直方向y=gt2.由斜面的幾何關(guān)系可得:x=lcosθ,y=lsinθ,解得t=, v0===cosθ,B正確. 8.如圖6所示,半徑為R的細(xì)圓管(管徑可忽略)內(nèi)壁光滑,豎直放置,一質(zhì)量為m、直徑略小于管徑的小球(可視為質(zhì)點(diǎn))可在管內(nèi)自由滑動(dòng),測(cè)得小球在管頂部時(shí)與管壁的作用力大小為mg,g為當(dāng)?shù)刂亓铀俣龋瑒t( ) 圖6 A.小球在管頂部時(shí)速度大小一定為 B.小球運(yùn)動(dòng)到管底部時(shí)速度大小可能為 C.小球運(yùn)動(dòng)到管底部時(shí)對(duì)管壁的壓力可能為5mg D.小球運(yùn)動(dòng)到管底部時(shí)對(duì)管壁的壓力一定為7mg 答案 C 解析 小球在管頂部時(shí)可能與外壁有作用力,也可能與內(nèi)壁有作用力.如果小球與外壁有作用力,對(duì)小球受力分析可知2mg=m,可得v=,其由管頂部運(yùn)動(dòng)到管底部的過(guò)程中由機(jī)械能守恒有mv12=2mgR+mv2,可得v1=,小球在管底部時(shí),由牛頓第二定律有FN1-mg=m,解得FN1=7mg,由牛頓第三定律知,小球?qū)鼙诘膲毫?mg.如果小球與內(nèi)壁有作用力,對(duì)小球受力分析可知,在最高點(diǎn)小球速度為零,其由管頂部運(yùn)動(dòng)到管底部過(guò)程中由機(jī)械能守恒有mv22=2mgR,解得v2=2,小球在管底部時(shí),由牛頓第二定律有FN2-mg=m,解得FN2=5mg,由牛頓第三定律知,小球?qū)鼙诘膲毫?mg,C對(duì),A、B、D錯(cuò). 二、多項(xiàng)選擇題 9.下列說(shuō)法正確的是( ) A.速度小的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變 B.做直線運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)可能發(fā)生變化 C.做曲線運(yùn)動(dòng)的物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定會(huì)發(fā)生變化 D.運(yùn)動(dòng)物體具有加速度,說(shuō)明其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化 答案 BCD 解析 質(zhì)量小的物體慣性小,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)容易改變,與運(yùn)動(dòng)速度無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤.做勻加速直線運(yùn)動(dòng)的物體受到的合力不為零,速度大小時(shí)刻改變,即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)刻改變,故B正確.曲線運(yùn)動(dòng)的特征是速度方向時(shí)刻改變,故曲線運(yùn)動(dòng)一定是變速運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定時(shí)刻變化,故C正確.運(yùn)動(dòng)物體具有加速度,說(shuō)明其速度時(shí)刻變化,即運(yùn)動(dòng)狀態(tài)一定會(huì)發(fā)生變化,故D正確. 10.如圖7所示,x軸在水平地面上,y軸沿豎直方向,圖中畫(huà)出了從y軸上沿x軸正方向拋出的三個(gè)小球a、b和c的運(yùn)動(dòng)軌跡,其中b和c是從同一點(diǎn)拋出的,不計(jì)空氣阻力,則( ) 圖7 A.a(chǎn)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間比b的長(zhǎng) B.b和c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同 C.a(chǎn)的初速度比b的大 D.b的初速度比c的小 答案 BC 解析 根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律h=gt2,得t=,因此平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間只由下落高度決定,因?yàn)閔b=hc>ha,所以b與c的運(yùn)動(dòng)時(shí)間相同,大于a的運(yùn)動(dòng)時(shí)間,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng),因?yàn)閤a>xb,而ta<tb,所以a的初速度比b的大,選項(xiàng)C正確;b的水平位移大于c,而tb=tc,所以vb>vc,即b的初速度比c的大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 11.如圖8所示,當(dāng)正方形薄板繞著過(guò)其中心O與板面垂直的軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),板上A、B兩點(diǎn)的( ) 圖8 A.角速度之比ωA∶ωB=1∶1 B.角速度之比ωA∶ωB=1∶ C.線速度之比vA∶vB=∶1 D.線速度之比vA∶vB=1∶ 答案 AD 12.2016年9月15日,搭載著“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室的“長(zhǎng)征二號(hào)F”運(yùn)載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心正式點(diǎn)火升空,“天宮二號(hào)”順利進(jìn)入運(yùn)行圓軌道.某同學(xué)從網(wǎng)上查得“天宮二號(hào)”的運(yùn)行軌道離地面高度為h,地球的半徑為R,地球表面的重力加速度為g,由此可得“天宮二號(hào)”的( ) A.運(yùn)行周期T=2π B.運(yùn)行的線速度v= C.角速度ω= D.向心加速度大小a= 答案 BC 解析 “天宮二號(hào)”繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力提供,由G==mrω2=mr=ma,r=R+h,在地球表面有G=mg,故運(yùn)行周期T=2π,運(yùn)行的線速度v=,角速度ω=,向心加速度大小a=,選項(xiàng)B、C正確,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤. 三、實(shí)驗(yàn)題 13.在“研究平拋運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中,小希同學(xué)采用如圖9所示的裝置來(lái)獲得平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡. 圖9 (1)為得到一條軌跡,需多次釋放小球,每次釋放小球的位置______(填“相同”或“任意”). (2)為了測(cè)得小球離開(kāi)斜槽末端時(shí)的速度,該同學(xué)需測(cè)量的物理量是________. A.小球的質(zhì)量 B.小球下落的時(shí)間 C.斜槽末端距落點(diǎn)間的水平距離和豎直高度 D.斜槽末端距釋放點(diǎn)間的水平距離和豎直高度 答案 (1)相同 (2)C 解析 (1)本實(shí)驗(yàn)要通過(guò)多次重復(fù)平拋小球來(lái)記錄軌跡,所以每次的軌跡必須相同,因此要求每次將小球從軌道同一位置無(wú)初速度釋放;(2)根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律,水平方向x=v0t,豎直方向h=gt2,解得小球離開(kāi)斜槽末端時(shí)的速度v0=x,故需要測(cè)量的物理量是斜槽末端距落點(diǎn)間的水平距離x和豎直高度h,選項(xiàng)C正確. 14.某??萍蓟顒?dòng)開(kāi)展了關(guān)于平拋運(yùn)動(dòng)的研究學(xué)習(xí). (1)學(xué)習(xí)小組甲為了探究影響平拋運(yùn)動(dòng)水平射程的因素,某同學(xué)通過(guò)改變拋出點(diǎn)的高度及初速度的方法做了6次實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如下表: 序號(hào) 拋出點(diǎn)的高度(m) 水平初速度(m/s) 水平射程(m) 1 0.20 2.0 0.40 2 0.20 3.0 0.60 3 0.20 4.0 0.80 4 0.45 2.0 0.60 5 0.45 4.0 1.20 6 0.80 2.0 0.80 ①若探究水平射程與初速度的關(guān)系,可用表中序號(hào)為_(kāi)_______的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析. ②若探究水平射程與高度的關(guān)系,可用表中序號(hào)為_(kāi)_______的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析. (2)學(xué)習(xí)小組乙在探究平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球做平拋運(yùn)動(dòng),用頻閃照相機(jī)對(duì)準(zhǔn)方格背景照相,拍攝到了如圖10所示的照片,已知每個(gè)小方格邊長(zhǎng)為9.8cm,當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣葹間=9.8m/s2. 圖10 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(méi)有被拍攝的小球位置坐標(biāo)為_(kāi)_______. ②小球平拋的初速度大小為_(kāi)_______. 答案 (1)①1、2、3 ②1、4、6(2)①(58.8cm,58.8cm)?、?.96m/s 解析 (1)①若探究水平射程和初速度的關(guān)系,應(yīng)保持高度不變,可用表中序號(hào)為1、2、3的三組數(shù)據(jù);②若探究水平射程和高度的關(guān)系,應(yīng)保持初速度不變,可用表中序號(hào)為1、4、6的三組實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù);(2)①根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn),水平方向的坐標(biāo)為x=329.8cm=58.8cm,豎直方向y=(1+2+3)9.8cm=58.8cm,故沒(méi)有被拍攝到的小球位置坐標(biāo)為(58.8cm,58.8cm);②由Δh=gt2,得t=s=0.1s,v0==m/s=1.96 m/s. 四、計(jì)算題 15.如圖11所示,半徑為R、內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置,兩個(gè)質(zhì)量均為m的小球A、B以不同速率進(jìn)入管內(nèi),A通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí),對(duì)管壁上部的壓力為3mg,B通過(guò)最高點(diǎn)C時(shí),對(duì)管壁下部的壓力為0.75mg.求A、B兩球落地點(diǎn)間的距離. 圖11 答案 3R 解析 兩個(gè)小球在最高點(diǎn)時(shí),受重力和管壁的作用力,這兩個(gè)力的合力提供向心力,離開(kāi)管后兩球均做平拋運(yùn)動(dòng),A、B兩球落地點(diǎn)間的距離等于它們平拋運(yùn)動(dòng)的水平位移之差. 結(jié)合牛頓第三定律可得 對(duì)A球3mg+mg=m 解得vA=2 對(duì)B球mg-0.75mg=m 解得vB= 由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得,小球做平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t=2 落地時(shí)它們的水平位移為 xA=vAt=4R xB=vBt=R xA-xB=3R 即A、B兩球落地點(diǎn)間的距離為3R. 16.小明站在水平地面上,手握不可伸長(zhǎng)的輕繩一端,繩的另一端系有質(zhì)量為m的小球(可視為質(zhì)點(diǎn)),甩動(dòng)手腕,使球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).當(dāng)球某次運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí),繩突然斷掉,球飛行水平距離d后落地,如圖12所示.已知握繩的手離地面高度為d,手與球之間的繩長(zhǎng)為d,重力加速度為g,忽略手的運(yùn)動(dòng)半徑和空氣阻力. 圖12 (1)求繩斷時(shí)球的速度大小v1和球落地時(shí)的速度大小v2; (2)求繩能承受的最大拉力; 答案 (1) (2)mg 解析 (1)設(shè)繩斷后球飛行時(shí)間為t,由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得 豎直方向d=gt2 水平方向d=v1t 解得v1= 在豎直方向上有v⊥2=2g(1-)d,則 v22-v12=2g(1-)d 解得v2= (2)設(shè)繩能承受的最大拉力大小為FT,這也是球受到繩的最大拉力大?。蜃鰣A周運(yùn)動(dòng)的半徑為R=d 對(duì)小球在最低點(diǎn)由牛頓第二定律得 FT-mg= 解得FT=mg.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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