高考物理總復(fù)習(xí) 第四章 曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與航天章末檢測 新人教版(1).doc

2015屆高三物理總復(fù)習(xí)題庫 第四章 曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與航天章末檢測1一輛靜止在水平地面上的汽車?yán)镉幸粋€(gè)小球從高處自由下落，下落一半高度時(shí)汽車突然向右勻加速運(yùn)動(dòng)，站在車廂里的人觀測到小球的運(yùn)動(dòng)軌跡是圖中的()解析 開始時(shí)小球相對(duì)觀察者是做自由落體運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車突然加速時(shí)，等效成小球相對(duì)汽車向左突然加速，剛開始加速時(shí)，水平方向的相對(duì)速度較小，隨著時(shí)間的延長，水平方向的相對(duì)速度逐漸增大，故觀察者看到的小球的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)該是c圖。答案c2中國女排享譽(yù)世界排壇，曾經(jīng)取得輝煌的成就如圖1所示，在某次比賽中，我國女排名將馮坤將排球從底線a點(diǎn)的正上方以某一速度水平發(fā)出，排球正好擦著球網(wǎng)落在對(duì)方底線的b點(diǎn)上，且ab平行于邊界cd.已知網(wǎng)高為h，球場的長度為s，不計(jì)空氣阻力且排球可看成質(zhì)點(diǎn)，則排球被發(fā)出時(shí)，擊球點(diǎn)的高度h和水平初速度v分別為()圖1ahh bhhcv dv解析由平拋知識(shí)可知gt2h，hhg2得hh，a正確、b錯(cuò)誤由vts，得v，d正確、c錯(cuò)誤答案ad3“飛車走壁”雜技表演比較受青少年的喜愛，這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)由雜技演員駕駛摩托車，簡化后的模型如圖2所示，表演者沿表演臺(tái)的側(cè)壁做勻速圓周運(yùn)動(dòng)若表演時(shí)雜技演員和摩托車的總質(zhì)量不變，摩托車與側(cè)壁間沿側(cè)壁傾斜方向的摩擦力恰好為零，軌道平面離地面的高度為h，側(cè)壁傾斜角度不變，則下列說法中正確的是()圖2a摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的h越高，向心力越大b摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的h越高，線速度越大c摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的h越高，向心力做功越多d摩托車對(duì)側(cè)壁的壓力隨高度h變大而減小解析經(jīng)分析可知摩托車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重力及側(cè)壁對(duì)摩托車彈力的合力提供，由力的合成知其大小不隨h的變化而變化，a錯(cuò)誤；因摩托車和演員整體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受合外力提供向心力，即f合m，隨h的增高，r增大，線速度增大，b正確；向心力與速度方向一直垂直，不做功，c錯(cuò)誤；由力的合成與分解知識(shí)知摩托車對(duì)側(cè)壁的壓力恒定不變，d錯(cuò)誤答案b4如圖所示，一小鋼球從平臺(tái)上的a處以速度v0水平飛出經(jīng)t0時(shí)間落在山坡上b處，此時(shí)速度方向恰好沿斜坡向下，接著小鋼球從b處沿直線自由滑下，又經(jīng)t0時(shí)間到達(dá)坡上的c處斜坡bc與水平面夾角為30，不計(jì)摩擦阻力和空氣阻力，則小鋼球從a到c的過程中水平、豎直兩方向的分速度vx、vy隨時(shí)間變化的圖像是()解析 小鋼球從a到c的過程中水平方向的分速度vx，先是勻速直線運(yùn)動(dòng)，后是勻加速直線運(yùn)動(dòng)，a、b錯(cuò)誤；小鋼球從a到c的過程中豎直方向的分速度vy，顯示加速度為g的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，后是加速度為g/4的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，c錯(cuò)誤、d正確。答案 d5如圖3所示，a為靜止于地球赤道上的物體，b為繞地球橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，c為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，p為b、c兩衛(wèi)星軌道的交點(diǎn)已知a、b、c繞地心運(yùn)動(dòng)的周期相同下列說法正確的是()圖3a相對(duì)于地心，衛(wèi)星c的運(yùn)行速率等于物體a的速率b相對(duì)于地心，衛(wèi)星c的運(yùn)行速率大于物體a的速率c衛(wèi)星b在p點(diǎn)的運(yùn)行加速度等于衛(wèi)星c在該點(diǎn)的運(yùn)行加速度d衛(wèi)星b在p點(diǎn)的運(yùn)行加速度大于衛(wèi)星c在該點(diǎn)的運(yùn)行加速度解析由于c和a周期相同，即角速度相同，由vr知，vcva，a錯(cuò)、b對(duì)衛(wèi)星b和c的加速度都是由萬有引力提供的，由牛頓第二定律可得ma，故abac，c對(duì)、d錯(cuò)答案bc6地球赤道上有一物體隨地球的自轉(zhuǎn)，所受的向心力為f1，向心加速度為a1，線速度為v1，角速度為1；繞地球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星(高度忽略)，所受的向心力為f2，向心加速度為a2，線速度為v2，角速度為2；地球的同步衛(wèi)星所受的向心力為f3，向心加速度為a3，線速度為v3，角速度為3；地球表面的重力加速度為g，第一宇宙速度為v，假設(shè)三者質(zhì)量相等，則()af1f2f3 ba1a2ga3cv1v2vv3 d132解析地球同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，角速度相同，即13，根據(jù)關(guān)系式vr和a2r可知，v1v3，a1v3、a2a3、23；繞地球表面附近做圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星的線速度就是第一宇宙速度，即v2v，其向心加速度等于重力加速度，即a2g；所以vv2v3v1，ga2a3a1，231，又因?yàn)閒ma，所以f2f3f1.由以上分析可見，選項(xiàng)a、b、c錯(cuò)誤，d正確答案d7以v0的速度水平拋出一物體，當(dāng)其水平分位移與豎直分位移大小相等時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的是()a即時(shí)速度的大小是v0b運(yùn)動(dòng)時(shí)間是c豎直分速度大小等于水平分速度大小d運(yùn)動(dòng)的位移是解析當(dāng)其水平分位移與豎直分位移相等時(shí)，即v0tgt2，可得運(yùn)動(dòng)時(shí)間t，水平分速度vxv0，豎直分速度vygt2v0，合速度vv0，合位移s，對(duì)比各選項(xiàng)可知說法錯(cuò)誤的是c選項(xiàng)答案c8如圖4所示為一條河流，河水流速為v，一只船從a點(diǎn)先后兩次渡河到對(duì)岸，船在靜水中行駛的速度為u，第一次船頭向著ab方向行駛，渡河時(shí)間為t1，船的位移為s1；第二次船頭向著ac方向行駛，渡河時(shí)間為t2，船的位移為s2.若ab、ac與河岸的垂線方向的夾角相等，則有()圖4at1t2s1s2 bt1s2ct1t2s1s2解析由于船的速度大小相等，且與河岸的夾角相同，所以船速在垂直于河岸方向上的分速度大小相同，渡河的時(shí)間由船垂直河岸的速度的大小決定，故船到達(dá)對(duì)岸的時(shí)間相等；船的位移決定于平行河岸方向的速度大小，結(jié)合題意知s1s2.答案d9如圖5所示，豎直放置的光滑圓軌道被固定在水平地面上，半徑r0.4 m，最低點(diǎn)處有一小球(半徑比r小很多)現(xiàn)給小球一水平向右的初速度v0，則要使小球不脫離圓軌道運(yùn)動(dòng)，v0應(yīng)當(dāng)滿足(g10 m/s2)()圖5av00 bv04 m/scv02 m/s dv02 m/s解析解決本題的關(guān)鍵是全面理解“小球不脫離圓軌道運(yùn)動(dòng)”所包含的兩種情況：(1)小球通過最高點(diǎn)并完成圓周運(yùn)動(dòng)；(2)小球沒有通過最高點(diǎn)，但小球沒有脫離圓軌道對(duì)于第(1)種情況，當(dāng)v0較大時(shí)，小球能夠通過最高點(diǎn)，這時(shí)小球在最高點(diǎn)處需要滿足的條件是mgmv2/r，又根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mv22mgrmv，可求得v02 m/s，故選項(xiàng)c正確；對(duì)于第(2)種情況，當(dāng)v0較小時(shí)，小球不能通過最高點(diǎn)，這時(shí)對(duì)應(yīng)的臨界條件是小球上升到與圓心等高位置處，速度恰好減為零，根據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgrmv，可求得v02 m/s，故選項(xiàng)d正確答案cd10如圖6所示，斜面ac與水平方向的夾角為，在a點(diǎn)正上方與c等高處水平拋出一小球，其速度垂直斜面落到d點(diǎn)，則cd與da的比為()圖6a. b. c. d.解析如圖所示，設(shè)平拋初速度為v0，落到d處時(shí)的豎直速度為vy，所用時(shí)間為t，對(duì)rtafd，ad；對(duì)rtced，cd.在速度三角形中tan ，解以上三式得，d對(duì)答案d11某電視臺(tái)“快樂向前沖”節(jié)目的場地設(shè)施如圖7所示，ab為水平直軌道，上面安裝有電動(dòng)懸掛器，可以載人運(yùn)動(dòng)，水面上漂浮著一個(gè)半徑為r、角速度為、鋪有海綿墊的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤的軸心離平臺(tái)的水平距離為l，平臺(tái)邊緣與轉(zhuǎn)盤平面的高度差為h.選手抓住懸掛器可以在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，從a點(diǎn)下方的平臺(tái)邊緣處沿水平方向做初速度為零、加速度為a的勻加速直線運(yùn)動(dòng)選手必須作好判斷，在合適的位置釋放，才能順利落在轉(zhuǎn)盤上設(shè)人的質(zhì)量為m(不計(jì)身高)，人與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為mg，重力加速度為g.圖7(1)假設(shè)選手落到轉(zhuǎn)盤上瞬間相對(duì)轉(zhuǎn)盤速度立即變?yōu)榱?，為保證他落在任何位置都不會(huì)被甩下轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤的角速度應(yīng)限制在什么范圍？(2)若已知h5 m，l8 m，a2 m/s2，g10 m/s2，且選手從某處c點(diǎn)釋放能恰好落到轉(zhuǎn)盤的圓心上，則他是從平臺(tái)出發(fā)后多長時(shí)間釋放懸掛器的？(3)若電動(dòng)懸掛器開動(dòng)后，針對(duì)不同選手的動(dòng)力與該選手重力關(guān)系皆為f0.6mg，懸掛器在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)存在恒定的摩擦阻力，選手在運(yùn)動(dòng)到上面(2)中所述位置c點(diǎn)時(shí)，因恐懼沒有釋放懸掛器，但立即關(guān)閉了它的電動(dòng)機(jī)，則按照(2)中數(shù)據(jù)計(jì)算懸掛器載著選手還能繼續(xù)向右滑行多遠(yuǎn)的距離？解析(1)設(shè)選手落在轉(zhuǎn)盤邊緣也不會(huì)被甩下，最大靜摩擦力提供向心力，則有mgm2r，故轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度應(yīng)滿足 .(2)設(shè)選手水平加速階段的位移為x1，時(shí)間為t1；選手平拋時(shí)的水平位移為x2，時(shí)間為t2.則水平加速時(shí)有x1at.vat1，平拋運(yùn)動(dòng)階段有x2vt2，hgt，全程水平方向x1x2l，聯(lián)立以上各式代入數(shù)據(jù)解得t12 s.(3)由(2)知x14 m，v4 m/s，且f0.6mg.設(shè)阻力為f，選手繼續(xù)向右滑動(dòng)的距離為x3，由動(dòng)能定理得，加速階段fxfxmv2減速階段fx30mv2聯(lián)立以上兩式解得x32 m.答案(1) (2)2 s(3)2 m12如圖8所示，雙星系統(tǒng)中的星球a、b都可視為質(zhì)點(diǎn)，a、b繞兩者連線上的o點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，a、b之間距離不變，引力常量為g，觀測到a的速率為v、運(yùn)行周期為t，二者質(zhì)量分別為m1、m2.圖8(1)求b的周