高考物理一轮复习第4章曲线运动万有引力与航天14章末过关检测四新人教版.doc

1 / 10【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习第精选高考物理一轮复习第 4 4 章曲线运动万有章曲线运动万有引力与航天引力与航天 1414 章末过关检测四新人教版章末过关检测四新人教版一、单项选择题(本题共 6 小题，每小题 6 分，共 36 分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1.雨天在野外骑车时，在自行车的后轮轮胎上常会粘附一些泥巴，行驶时感觉很“沉重” 如果将自行车后轮撑起，使后轮离开地面而悬空，然后用手匀速摇脚踏板，使后轮飞速转动，泥巴就被甩下来如图所示，图中 a、b、c、d 为后轮轮胎边缘上的四个特殊位置，则( )A泥巴在图中 a、c 位置的向心加速度大于 b、d 位置的向心加速度B泥巴在图中的 b、d 位置时最容易被甩下来C泥巴在图中的 c 位置时最容易被甩下来D泥巴在图中的 a 位置时最容易被甩下来解析：选 C.当后轮匀速转动时，由 aR2 知 a、b、c、d 四个位置的向心加速度大小相等，A 错误在角速度 相同的情况下，泥巴在 a 点有 Famgm2R，在 b、d 两点有 FbFdm2R，在 c点有 Fcmgm2R，所以泥巴与轮胎在 c 位置的相互作用力最大，容易被甩下，故 B、D 错误，C 正确2轮箱沿如图所示的逆时针方向在竖直平面内做匀速圆周运动，圆半径为 R，速率 v，AC 为水平直径，BD 为竖直直径物块相对于轮箱静止，则( )A物块始终受两个力作用2 / 10B只有在 A、B、C、D 四点，物块受到的合外力才指向圆心C从 B 运动到 A，物块处于超重状态D从 A 运动到 D，物块处于超重状态解析：选 D.在 B、D 位置，物块受重力、支持力，在 A、C 位置，物块受重力、支持力和静摩擦力，故 A 错；物块做匀速圆周运动，任何位置的合外力都指向圆心，B 错；从 B 运动到 A，向心加速度斜向下，物块失重，从 A 运动到 D，向心加速度斜向上，物块超重，C 错、D 对3(2018·××市高三调研测试)某行星探测器在近地低轨道做圆周运动，周期为 6×103 s(地球质量为 M，半径为 R)若某行星质量为 10M，半径为 100R，此探测器绕该行星低轨道做圆周运动的周期约为( )B6×103 s A6×102 s D2×106 sC2×104 s 解析：选 D.探测器绕地球近地低轨道做圆周运动时，有 GmR；探测器绕行星近地低轨道运行时，有 Gm(100R)，解得100，T100×6×103 s2×106 s，D 项正确4(2018·泰州模拟)在水平路面上做匀速直线运动的小车上有一固定的竖直杆，车上的三个水平支架上有三个完全相同的小球A、B、C，它们离地面的高度分别为 3h、2h 和 h，当小车遇到障碍物 P 时，立即停下来，三个小球同时从支架上水平抛出，先后落到水平路面上，如图所示则下列说法正确的是( )A三个小球落地时间差与车速有关B三个小球落地点的间隔距离 L1L2C三个小球落地点的间隔距离 L1L23 / 10D三个小球落地点的间隔距离 L1L2解析：选 C.落地时间只与下落的高度有关，故 A 项错误；三个小球在竖直方向上做自由落体运动，由公式 t可得下落时间之比为tAtBtC1，水平位移之比 xAxBxC1，则L1L2()(1)1，故 C 正确，B、D 错误5.2015 年 4 月，科学家通过欧航局天文望远镜在一个河外星系中，发现了一对相互环绕旋转的超大质量双黑洞系统，如图所示这也是天文学家首次在正常星系中发现超大质量双黑洞这对验证宇宙学与星系演化模型、广义相对论在极端条件下的适应性等都具有十分重要的意义若图中双黑洞的质量分别为 M1 和 M2，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动根据所学知识，下列选项正确的是( )A双黑洞的角速度之比 12M2M1B双黑洞的轨道半径之比 r1r2M2M1C双黑洞的线速度之比 v1v2M1M2D双黑洞的向心加速度之比 a1a2M1M2解析：选 B.双黑洞绕连线上的某点做匀速圆周运动的周期相等，角速度也相等，选项 A 错误；双黑洞做匀速圆周运动的向心力由它们之间的万有引力提供，向心力大小相等，设双黑洞间的距离为 L，由 GM1r12M2r22，得双黑洞的轨道半径之比r1r2M2M1，选项 B 正确；双黑洞的线速度之比v1v2r1r2M2M1，选项 C 错误；双黑洞的向心加速度之比为 a1a2r1r2M2M1，选项 D 错误6(2018·苏州模拟)4 / 10如图所示，长为 L 的细绳一端固定在 O 点，另一端拴住一个小球在 O 点的正下方与 O 点相距的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子 A.把球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，当细绳碰到钉子后的瞬间(细绳没有断)，下列说法中正确的是( )A小球的向心加速度突然增大到原来的 3 倍B小球的线速度突然增大到原来的 3 倍C小球的角速度突然增大到原来的 1.5 倍D细绳对小球的拉力突然增大到原来的 1.5 倍解析：选 A.细绳碰到钉子的瞬间，线速度不变，B 错误圆周运动的半径由 L 变为，由 a知，a 增大到原来的 3 倍，A 正确根据vr 知角速度 增大到原来的 3 倍，C 错误细绳碰到钉子前瞬间 FTmgm，碰后瞬间 FTmgm，再根据机械能守恒有mgLmv2，由此可得 FTFT，D 错误二、多项选择题(本题共 4 小题，每小题 6 分，共 24 分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有错选或不答的得 0 分)7(2018·××市高三调研测试)质量为 m 的小球由轻绳 a 和 b 分别系于一轻质细杆的 A 点和 B 点，如图所示，当轻杆绕轴以角速度 匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，a 绳与水平方向成 角，b 绳在水平方向伸直且长为 l，则下列说法正确的有( )Aa 绳的拉力一定大于 b 绳的拉力Ba 绳的拉力随角速度的增大而增大C若角速度 2>g/(ltan )，b 绳将出现拉力D若 b 绳突然被剪断，a 绳的拉力大小可能不变5 / 10解析：选 CD.两绳均伸直时，有 FTasin mg，FTacos FTbm2l，可见拉力 FTa 为定值 ，FTb 随角速度增大而增大，故角速度未知，无法确定两绳拉力大小关系，A、B 项错误；若FTb0，解上式得 2，C 项正确；当 FTb0 时剪断 b 绳，a 的拉力保持不变，D 项正确8如图所示光滑管形圆轨道半径为 R(管径远小于 R)，小球 a、b 大小相同，质量均为 m，其直径略小于管径，能在管中无摩擦运动两球先后以相同速度 v 通过轨道最低点，且当小球 a 在最低点时，小球 b 在最高点，以下说法正确的是( )A当小球 b 在最高点对轨道无压力时，小球 a 比小球 b 所需向心力大 5mgB当 v 时，小球 b 在轨道最高点对轨道无压力C速度 v 至少为，才能使两球在管内做圆周运动D只要 v，小球 a 对轨道最低点的压力比小球 b 对轨道最高点的压力大 6mg解析：选 BD.小球在最高点恰好对轨道没有压力时，小球所受重力充当向心力，mgm,R)得 v0，小球从最高点运动到最低点过程中，只有重力做功，小球的机械能守恒，2mgRmvmv2，解以上两式可得：v，B 项正确；小球在最低点时，F 向m5mg，在最高点和最低点所需向心力的差为 4mg，A 项错误；小球在最高点，内管对小球的支持力与重力的合力可以提供向心力，所以小球通过最高点的最小速度为零，再由机械能守恒定律可知，2mgRmv2，解得v2，C 项错误；当 v时，小球在最低点所受轨道压力F1mg，由最低点运动到最高点，2mgRmvmv2，小球所受轨道压力 F2,R)mg，F25mg，F1F26mg，再根据牛顿第三定6 / 10律，可见小球 a 对轨道最低点压力比小球 b 对轨道最高点压力大6mg，D 项正确9(2018·淮安高三月考)某次网球比赛中，某选手将球在边界正上方水平向右击出，球刚好过网落在场中(不计空气阻力)，已知网球比赛场地相关数据如图所示，下列说法中正确的是( )A击球高度 h1 与球网高度 h2 之间的关系为 h11.8h2B任意增加击球高度，只要击球初速度合适，球一定能落在对方界内C任意降低击球高度(仍大于 h2)，只要击球初速度合适，球一定能落在对方界内D若保持击球高度不变，球的初速度 v0 只要不大于，一定落在对方界内解析：选 AB.平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，水平位移为x 和的时间比为 23，则竖直方向上，根据 hgt2，则有，解得h11.8h2，故 A 正确；若保持击球高度不变，要想球落在对方界内，要既不能出界，又不能触网，根据 h1gt 得，t1，则平抛运动的最大速度 v01，根据 h1h2gt 得，t2，则平抛运动的最小速度 v02x，增加击球高度，只要速度合适，球一定能发到对方界内，故 B 正确、D 错误；任意降低击球高度(仍大于 h2)，会有一临界情况，此时球刚好触网又刚好压界，若小于该临界高度，速度大会出界，速度小会触网，所以不是高度比网高，就一定能将球发到对方界内，故 C 错误10(2018·扬州月考)美国一家科技公司整了一个“外联网”(Outernet)计划，准备发射数百个小卫星，向全球提供免费 WiFi 服务若这些小卫星运行时都绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正7 / 10确的是( )A小卫星的质量越大，所需要的发射速度越大B小卫星的轨道越高，所需要的发射速度越大C小卫星运行时的轨道半径越大，周期越大D小卫星在轨道上做匀速圆周运动时，受到的万有引力不变，向心加速度不变解析：选 BC.发射的速度大小与小卫星的质量无关，故 A 错误；小卫星的轨道越高，发射时克服引力做功越多，则发射的速度越大，故 B 正确；根据mr 知，周期 T，小卫星的轨道半径越大，周期越大，故 C 正确；小卫星在轨道上做匀速圆周运动时，受到的万有引力大小不变，向心加速度的大小不变，方向时刻改变，故 D 错误三、非选择题(本题共 3 小题，共 40 分按题目要求作答，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11(12 分)某物理小组的同学设计了一个粗测玩具小车通过凹形桥最低点时的速度的实验所用器材有：玩具小车、压力式托盘秤、凹形桥模拟器(圆弧部分的半径为 R0.20 m)完成下列填空：(1)将凹形桥模拟器静置于托盘秤上，如图甲所示，托盘秤的示数为1.00 kg.(2)将玩具小车静置于凹形桥模拟器最低点时，托盘秤的示数如图乙所示，该示数为_kg.(3)将小车从凹形桥模拟器某一位置释放，小车经过最低点后滑向另一侧此过程中托盘秤的最大示数为 m；多次从同一位置释放小车，记录各次的 m 值如下表所示8 / 10序号12345m(kg)1.801.751.851.751.90(4)根据以上数据，可求出小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为_N；小车通过最低点时的速度大小为_m/s.(重力加速度大小取 9.80 m/s2，计算结果保留 2 位有效数字)解析：(2)题图乙中托盘秤的示数为 1.40 kg.(4)小车经过最低点时托盘秤的示数为m kg1.81 kg.小车经过凹形桥最低点时对桥的压力为F(m1.00)g(1.811.00)×9.80 N7.9 N.由题意可知小车的质量为m(1.401.00) kg0.40 kg，对小车，在最低点时由牛顿第二定律得Fmgmv2 R解得 v1.4 m/s.答案：(2)1.40 (4)7.9 1.412(12 分)“太极球”是近年来在广大市民中比较流行的一种健身器材做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，球却不会掉落地上现将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的 A、B、C、D 位置时球与板间无相对运动趋势A 为圆周的最高点，C 为最低点，B、D 与圆心 O 等高设球受到的重力为 1 N，不计板的重力求：(1)球在 C 处受到板的弹力比在 A 处受到的弹力大多少？(2)设在 A 处时板对球的弹力为 F，当球运动到 B、D 位置时，板与9 / 10水平方向需有一定的夹角 ，请作出 tan F 的关系图象解析：(1)设球运动的线速度为 v，半径为 R，则在 A 处时Fmgm在 C 处时 Fmgm由式得 FFF2mg2 N.(2)在 A 处时板对球的弹力为 F，球做匀速圆周运动的向心力 F 向Fmg，在 B 处不受摩擦力作用，受力分析，则 tan F1作出的 tan F 的关系图象如图答案：(1)2 N (2)图见解析13(16 分)如图所示，从 A 点以某一水平速度 v0 抛出一质量 m1 kg 的小物块(可视为质点)，当物块运动至 B 点时，恰好沿切线方向进入BOC37°的光滑圆弧轨道 BC，经圆弧轨道后滑上与 C 点等高、静止在粗糙水平面上的长木板上，圆弧轨道 C 端的切线水平已知长木板的质量 M4 kg，A、B 两点距 C 点的高度分别为H0.6 m、h0.15 m，R0.75 m，物块与长木板之间的动摩擦因数 10.7，长木板与地面间的动摩擦因数 20.2，g10 m/s2.求：(sin 37°0.6，cos 37°0.8)(1)小物块的初速度 v0 及在 B 点时的速度大小；(2)小物块滑动至 C 点时，对圆弧轨道的压力大小；(3)长木板至少为多长，才能保证小物块不滑出长木板解析：(1)从 A 点到 B 点，物块做平抛运动，Hhgt2设到达 B 点时竖直分速度为 vy，则 vygt，联立解得 vy3 m/s10 / 10此时速度方向与水平面的夹角为 37°有 tan ，得 v04 m/s在 B 点时的速度大小 v1v)5 m/s.(2)从 A 点至 C 点，由动能定理有：mgHmvmv2 0设物块在 C 点受到的支持力为 FN，则有FNmg,R)解得：v22 m/s，FN47.3 N根据牛顿第三定律可知，物块在 C 点时对圆弧轨道的压力大小为47.3 N.(3)小物块与长木板间的滑动摩擦力Ff1mg7 N长木板与地面间的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力Ff2(Mm)g10 N因为 FfFf，所以小物块在长木板上滑动时，长木板静止不动小物块在长木板上做匀减速运动则长木板的长度至少为 l,21g)2.0 m.答案：(1)4 m/s 5 m/s (2)47.3 N (3)2.0 m