高考物理一轮复习单元质检四曲线运动、万有引力与航天(含解析)沪科版.pdf

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1、 单元质检四 曲线运动 万有引力与航天 (时间:60 分钟 满分:110 分)单元质检第 7 页 一、选择题(此题共 8 小题,每题 6 分,共 48 分。在每题给出的四个选项中,第 15 题只有 一项切合题目要求,第 68 题有多项切合题目要求。所有选对的得 6 分,选对但不全的得 3 分,有选错的得 0 分)1.以下说法中正确的选项是()A.做平抛运动的物体速度变化的方向一直是竖直向下的 B.做圆周运动的物体其加快度必定指向圆心 C.两个初速度不为零的匀变速直线运动的合运动必定也是匀变速直线运动 D.物体受一恒力作用 ,可能做匀速圆周运动 分析:平抛运动的加快度为重力加快度,方向竖直向下,

2、故其速度变化的方向一直竖直向下,A 正确;做变速圆周运动的物体,其加快度其实不指向圆心,B 错误;两个初速度不为零的匀变速直 线运动的合运动也可能是匀变速曲线运动,C 错误;匀速圆周运动为变速运动,所受的协力不行 能为恒力,D 错误。答案:A 2.在同一水平直线上的两地点分别沿水平方向抛出两小球 A和 B,其运动轨迹如下图,不计空 气阻力。要使两球在空中 P 点相遇,则一定()A.在 P 点 A球速度小 于 B 球速度 B.在 P 点 A球速度大于 B 球 速度 C.先抛出 B 球 D.先抛出 A球 分析:由 H=gt 2 可知两球着落的时间同样,故应同时抛出两球,选项 C、D 均错;由 x=

3、v0t 可知 A 球的初速度应大于 B 球的初速度 ,再联合 v=可得在 P 点 A 球的速度大于 B 球的速 度,A 错误,B 正确。答案:B 3.质量为 m 的小球 A 被长为 L 的轻绳系在 O 点,使其在圆滑的水平桌面上做匀速圆周运动,如 图所示,当小球角速度为 时,小球对桌面的压力恰巧为零,此时轻绳与竖直方向的夹角为,则 为()A.B.C.D.分析:由 FTcos=mg,F Tsin=m 2Lsin 可得,=,C 正确。答案:C 4.假定月亮和同步卫星都是绕地心做匀速圆周运动的,以下说法中错误的选项是()A.同步卫星的线速度大于月亮的线速度 B.同步卫星的角速度大于月亮的角速度 C.

4、同步卫星的向心加快度大于月亮的向心加快度 D.同步卫星的轨道半径大于月亮的轨道半径 分析:月亮和同步卫星都是绕地心做匀速圆周运动的,因为月亮的周期大于同步卫星的周期,所以同步卫星的角速度大于月亮的角速度,同步卫星的轨道半径小于月亮的轨道半径,故 B 正 确、D 错误;因为月亮的半径大于同步卫星的半径,依据 G=m 可知同步卫星的线速度大于 月亮的线速 度,A 正确;再依据 G=ma 可知同步卫星的向心加快度大于月亮的向心加快度,C 正确。此题应选 D。答案:D 5.在圆轨道上运动的质量为 m 的人造地球卫星 ,它到地面的距离等于地球半径R,地面上的重力 加快度为 g,则()A.卫星运动的速度为

5、 B.卫星运动的周期为 4 C.卫星运动的加快度为g D.卫星的角速度为 分析:依据万有引力定律和牛顿第二定律有=,=mg,联系以上两式得 v=,所以 A错误;再由 =2rm 和 =mg得 T=4 ,所以 B 正确;=Ma,a=,所以 C 错 误;卫星的角速度为 =,故 D 错误。答案:B 6.如下图,河的宽度为 L,河水流速为 u,甲、乙两船均以静水中的速度 两船相距 2L,甲、乙船头均与岸边成 60角,且乙船恰巧能直抵正对岸的 v 同时渡河。出发时 A 点。则以下判断中 正确的选项是 ()A.甲船正好也在 A 点靠岸 B.甲船在 A 点左边靠岸 C.甲、乙 两船可能在未抵达对岸前相遇 D.

6、甲、乙两船抵达对岸的时间相等 分析:当乙船恰巧抵达正对岸时,可得 t=,且 u=vcos 60=,所以甲船倾向下游的距离 s=(u+vcos 60)t=LL,所以甲船在 A 点左边靠岸 ,B 正确,A、C 错误;甲、乙两船抵达对岸 的时间同样为 t=,D 正确。答案:BD 7.如下图为一皮带传动装置 ,右轮的半径为 r,a 是它边沿上的一点 ,左边 是一轮轴,大轮的半 径为 4r,小轮的半径为 2r,b 点在小轮上,到小轮中心的距离为 r,c 点和 d 点分别位于小轮和大 轮的边沿上。若在转动过程中,皮带不打滑 ,则()A.a 点与 b 点的线速度大小相等 B.a 点与 b 点的角速度大小相等

7、 C.a 点与 c 点的线速度大小相等 D.a 点与 d 点的向心加快度大小相等 分析:皮带不打滑,则 va=vc,C 正确;同轴转动时,轮上各点的角速度相等,故 c=d=b,由 v=r 可得,a 点与 b 点的线速度大小与角速度大小均不相等,A、B 错误;由 a=2 r、=可得 aa=ad,D 正确。答案:CD 8.“天宫一号”是中国第一个目标飞翔器,于 2011 年 9 月 29 日 21 时 16 分 3 秒在酒泉卫星发 射中心发射,2013 年 6 月发射的“神舟十号”飞船已与它成功对接。它们的运转轨迹如下图,假定“天宫一号”绕地球做圆周 运动的轨道半径为 r,周期为 T,引力常量为

8、G,则以下说法中 正确的选项是()A.依据题中条件能够计算出地球的质量 B.依据题中条件能够计算出地球对“天宫一号”的引力大小 C.在近地址 P 处,“神舟十号”的加快度比“天宫一号”大 D.要实现“神舟十号”与“天宫一号”在近地址 P 处安全对接 ,需在凑近 P 处制动减速 分析:依据 G=m r,能够求出地球的质量 ,A 正确;因为不知道“天宫一号”的质量,所以 不可以求出地球对其引力大小,B 错误;在近地址 P 处,“神舟十号”与“天宫一号”到地心的距 离同样,由 G=ma 可知,它们的加快度大小相等,C 错误;“神舟十号”在 P 点制动时,速度减 小,做近心运动进而和“天宫一号”对接,

9、D 正确。答案:AD 二、填空、实验题 (共 15 分)9.(6 分)若两颗人造地球卫星的周期之比为 T1T2=21,则它们的轨道半径之比 R1R2=,向心加快度之比 a1a2=。分析:由开普勒第三定律=得,=,由万有引力供给向心力=ma 得,向心加 速度 a=,所以=。答案:10.(9 分)为了测定滑块与水平桌面之间的动摩擦因数,某同学设计了如图所 示的实验装置,此中圆弧形滑槽尾端与桌面相切。第一次实验时,滑槽固定于桌面右端,尾端与桌子右端 M 对齐,滑块从滑槽顶端由静止开释 ,落在水平面的 P 点;第二次实验时,滑槽固定于桌面左边,测出尾端 N 与桌子右端 M的距离为 L,滑块从滑槽顶端由

10、静止开释,落在水平面的 Q 点,已知重力加快度为 g,不计空气阻力。(1)实验还需要测出的物理量是 (用代号表示 )。A.滑槽的高度 h B.桌子的高度 H C.O 点到 P 点的距离 D.O 点到 Q 点的距离 d1 d2 E.滑动的质量 m (2)写出动摩擦因数 的表达式是=。(3)假如第二次实验时 ,滑块没有滑出桌面 ,测得滑行距离为 s。则动摩擦因数可表示为 =。分析:(1)实验还需要测出的物理量是 :桌子的高度 H,O 点到 P 点的距离 d,O 点到 Q 点的距离 1 d2,答案为 BCD。(2)由题意知:H=2 1 1 2 2 所以=-。gt,d=v t,d =v t。由动能定理

11、有 mgL=m -m ,(3)若滑块没有滑出桌面 ,测得滑行距离为 s,则 m =mgs,所以 =。答案:(1)BCD (2)-(3)三、计算题(此题共 3 小题,共 47 分)11.(14 分)如下图,一宇航员站在某质量散布平均的星球表面的一斜坡上的 A 点,沿水平方向 以速度 v0 抛出一个小球 ,测得经过时间 t 落到斜坡上的另一点 B,斜坡的倾角为 ,已知该星球 的半径为 R,求:(1)该星球表面的重力加快度。(2)该星球的第一宇宙速度。分析:(1)由平抛运动规律,设星球表面的重力加快度为 g 则 x=v 0t,y=gt 2,=tan ,g=。(2)一 质 量 为 m 的 卫 星 在

12、星 球 表 面 附 近 环 绕 星 球 运 行 时,重 力 提 供 向 心 力,则 mg=m,v=此即为第一宇宙速度。答案:(1)(2)12.(15 分)如下图,ABC 和 DEF 是在同一竖直平面内的两条圆滑轨道,此中 ABC 的尾端水平 ,DEF 是半径 为 r=0.4 m 的半圆形轨道,其直径 DF 沿竖直方向,C、D 可看作重合。现有一视为质点的小球从轨道 ABC 上距 C 点高为 H 的地点由静止开释。(1)若要使小球经 C 处水平进入轨道 DEF 后能沿轨道运动 ,求 H 起码要有多高?(2)若小球静止开释处离 C 点的高度 h 小于(1)中 H 的最小值,小球可击中与圆心等高的

13、E 点,求 h。(取 g=10 m/s 2)分析:(1)小球从 ABC 轨道下滑,设抵达 C 点时速度大小为 v,则 mgH=mv2 要使小球能在轨道 DEF 内做圆周运动,则在 D 点知足 mg 联立并代入数据得 H0.2 m。(2)若 hH,小球过 C 点只好做平抛运动 ,设小球经 C 点时速度大小为 vx 小球能击中 E 点,则有 mgh=m r=v x t r=gt 2 由解得 h=0.1 m。答案:(1)0.2 m(2)0.1 m 13.(18 分)如图,置于圆形水平转台边沿的小物块随转台加快转动,当转速达到某一数值时,物 块恰巧滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径 R=0.5 m,离水平川面的高度 H=0.8 m,物块 平抛落地过程水平位移的大小 x=0.4 m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重 (1)物块做平抛运动的初速度大小 v0。(2)物块与转台间的动摩擦因数。分析:(1)物块做平抛运动 ,在竖直方向上有 H=gt 2 在水平方向上有 x=v 0t 由式解得 v0=x=1 m/s。(2)物块走开转台时 ,最大静摩擦力供给向心力 ,有 f m=m f m=N=mg f m=f m 由式解得=0.2。答案:(1)1 m/s(2)0.2