新課標(biāo)人教版2013屆高三物理總復(fù)習(xí)單元綜合測試四 第四章 曲線運(yùn)動

1、新課標(biāo)人教版2013屆高三物理總復(fù)習(xí)單元綜合測試四第四章 曲線運(yùn)動萬有引力與航天本試卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分，試卷滿分為100分考試時(shí)間為90分鐘第卷(選擇題，共40分)一、選擇題(本題共10小題，每題4分，共40分有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號內(nèi))1下列關(guān)于運(yùn)動和力的敘述中，正確的是()A做曲線運(yùn)動的物體，其加速度方向一定是變化的B物體做圓周運(yùn)動，所受的合力一定指向圓心C物體所受合力方向與運(yùn)動方向相反，該物體一定做直線運(yùn)動D物體運(yùn)動的速率在增加，所受合力方向一定與運(yùn)動方向相同解析：平拋運(yùn)動的物體做曲線運(yùn)動，但加速度的方向不

2、變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；做勻速圓周運(yùn)動的物體，合外力全部用來充當(dāng)向心力，即合力指向圓心，做變速圓周運(yùn)動的物體，合外力指向圓心方向的分力充當(dāng)向心力，即合力不一定指向圓心，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)F與v共線時(shí)，物體做直線運(yùn)動，選項(xiàng)C正確；當(dāng)F與v不共線時(shí)，物體做曲線運(yùn)動，當(dāng)F與v之間的夾角是銳角時(shí)，物體的速率增加，當(dāng)F與v之間的夾角為鈍角時(shí)，物體的速率減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：C2如圖1所示，小球P在A點(diǎn)從靜止開始沿光滑的斜面AB運(yùn)動到B點(diǎn)所用的時(shí)間為t1，在A點(diǎn)以一定的初速度水平向右拋出，恰好落在B點(diǎn)所用時(shí)間為t2，在A點(diǎn)以較大的初速度水平向右拋出，落在水平面BC上所用時(shí)間為t3，則t1、t2和t3的大小關(guān)系正確的是

3、()圖1At1>t2t3Bt1<t2t3Ct1>t2>t3 Dt1<t2<t3解析：設(shè)斜面傾角為，A點(diǎn)到BC面的高度為h，則gsin·t12；以一定的初速度平拋落到B點(diǎn)時(shí)，hgt22；以較大的初速度平拋落到BC面上時(shí)，hgt32，可得出：t1>t2t3，故A正確答案：A3如圖2所示，傾斜軌道AC與有缺口的圓軌道BCD相切于C，圓軌道半徑為R，兩軌道在同一豎直平面內(nèi)，D是圓軌道的最高點(diǎn)，缺口DB所對的圓心角為90°，把一個(gè)小球從斜軌道上某處由靜止釋放，它下滑到C點(diǎn)后便進(jìn)入圓軌道，要想使它上升到D點(diǎn)后再落到B點(diǎn)，不計(jì)摩擦，則下列說法正確

4、的是()圖2A釋放點(diǎn)須比D點(diǎn)等高B釋放點(diǎn)須與D點(diǎn)高R/4C釋放點(diǎn)須比D點(diǎn)高R/2D使小球經(jīng)D點(diǎn)后再落到B點(diǎn)是不可能的解析：設(shè)小球剛好過D點(diǎn)的速度為vD，由mgm得vD，當(dāng)落到與B點(diǎn)等高的水平面上時(shí)，平拋的水平位移xvDt，又t，所以xR>R，故經(jīng)過D點(diǎn)后小球不可能落到B點(diǎn)，故D正確答案：D4(2012·西昌模擬)我國的“嫦娥二號”衛(wèi)星已于2010年10月1日18時(shí)59分57秒在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，取得了圓滿成功這次發(fā)射與“嫦娥一號”大為不同，它是由火箭直接發(fā)射到地月轉(zhuǎn)移軌道后被月球“俘獲”而進(jìn)入較大的繞月橢圓軌道，又經(jīng)三次點(diǎn)火制動“剎車”后進(jìn)入近月圓軌道，在距離月球表面1

5、00 km的近月圓軌道上運(yùn)行的周期為118分鐘，又知道月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的1/6，萬有引力常量為G，g10 m/s2，僅利用以上數(shù)據(jù)可以計(jì)算出()A月球?qū)Α版隙鸲枴钡囊月球上的第一宇宙速度C月球的質(zhì)量和密度D“嫦娥二號”的質(zhì)量解析：設(shè)月球的半徑為R，質(zhì)量為M，由F萬F向得Gm(Rh)，在月球表面mgG，又gg，聯(lián)立可解得R和M，月球上的第一宇宙速度v也可以求出，月球的密度可求出，但無法求出“嫦娥二號”的質(zhì)量和所受萬有引力，故B、C正確，A、D錯(cuò)誤答案：BC5游客乘坐過山車，在圓弧軌道最低點(diǎn)處獲得的向心加速度達(dá)到20 m/s2，g取10 m/s2，那么此位置座椅對游客

6、的作用力相當(dāng)于游客重力的()A1倍 B2倍C3倍 D4倍解析：由過山車在軌道最低點(diǎn)時(shí)合力提供向心力可得Fmgma向則F30m3mg，故C正確答案：C圖36如圖3所示，物體甲從高H處以速度v1平拋，同時(shí)物體乙從距甲水平方向距離x處由地面以速度v2豎直上拋，不計(jì)空氣阻力，兩個(gè)物體在空中某處相遇，下列敘述中正確的是()A從拋出到相遇所用的時(shí)間是x/v1B如果相遇發(fā)生在乙上升的過程中，則v2>C如果相遇發(fā)生在乙下降的過程中，則v2<D若相遇點(diǎn)離地面高度為H/2，則v2解析：甲被拋出后，做平拋運(yùn)動，屬于勻變速曲線運(yùn)動；乙被拋出后，做豎直上拋運(yùn)動，屬于勻變速直線運(yùn)動它們的加速度均為重力加速度，

7、從拋出時(shí)刻起，以做自由落體運(yùn)動的物體作為參考系，則甲做水平向右的勻速直線運(yùn)動，乙做豎直向上的勻速直線運(yùn)動，于是相遇時(shí)間tx/v1H/v2.乙上升到最高點(diǎn)需要時(shí)間：t1v2/g.從拋出到落回原處需要時(shí)間：t22v2/g.要使甲、乙相遇發(fā)生在乙上升的過程中，只要使t<t1即可，即H/v2<v2/g，則：v2>.要使甲、乙相遇發(fā)生在乙下降的過程中，只要使t1<t<t2即可，即<<，得： <v2<.若相遇點(diǎn)離地面高度為，則v2tgt2.將式代入上式，可得v2，由式可知，A、B、D項(xiàng)正確答案：ABD7假設(shè)太陽系中天體的密度不變，天體直徑和天體之間距離

8、都縮小到原來的一半，地球繞太陽公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動，則下列物理量變化正確的是()A地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半B地球的向心力變?yōu)榭s小前的C地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期與縮小前的相同D地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半解析：密度不變，天體直徑縮小到原來的一半，質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?，根?jù)萬有引力定律F知向心力變?yōu)镕，選項(xiàng)B正確；由mr·得T2 ，知T2 T，選項(xiàng)C正確答案：BC圖48(2010·山東理綜)1970年4月24日，我國自行設(shè)計(jì)、制造的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”發(fā)射成功，開創(chuàng)了我國航天事業(yè)的新紀(jì)元“東方紅一號”的運(yùn)行軌道為橢圓軌道，其近地點(diǎn)M和遠(yuǎn)地點(diǎn)N的高度分別為439 km

9、和2384 km，則()A衛(wèi)星在M點(diǎn)的勢能大于N點(diǎn)的勢能B衛(wèi)星在M點(diǎn)的角速度大于N點(diǎn)的角速度C衛(wèi)星在M點(diǎn)的加速度大于N點(diǎn)的加速度D衛(wèi)星在N點(diǎn)的速度大于7.9 km/s解析：從M點(diǎn)到N點(diǎn)，地球引力對衛(wèi)星做負(fù)功，衛(wèi)星勢能增加，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由ma得，aM>aN，選項(xiàng)C正確；在M點(diǎn)，<mrMM2，在N點(diǎn)，>mrNN2，故M>N，選項(xiàng)B正確；在N點(diǎn)，由>得vN<<7.9 km/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：BC圖59如圖5所示為質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動軌跡的示意圖，且質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動到D點(diǎn)時(shí)速度方向與加速度方向恰好互相垂直，則質(zhì)點(diǎn)從A點(diǎn)運(yùn)動到E點(diǎn)的過程中，下列說法中正確的是()A質(zhì)點(diǎn)

10、經(jīng)過C點(diǎn)的速率比D點(diǎn)的大B質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)的加速度方向與速度方向的夾角小于90°C質(zhì)點(diǎn)經(jīng)過D點(diǎn)時(shí)的加速度比B點(diǎn)的大D質(zhì)點(diǎn)從B到E的過程中加速度方向與速度方向的夾角先增大后減小解析：質(zhì)點(diǎn)做勻變速曲線運(yùn)動，所以合外力不變，則加速度不變；在D點(diǎn)，加速度應(yīng)指向軌跡的凹向且與速度方向垂直，則在C點(diǎn)加速度的方向與速度方向成鈍角，故質(zhì)點(diǎn)由C到D速度在變小，即vC>vD，選項(xiàng)A正確答案：A圖610(2012·東北三校模擬)如圖6所示，一架在2000 m高空以200 m/s的速度水平勻速飛行的轟炸機(jī)，要想用兩枚炸彈分別炸山腳和山頂?shù)哪繕?biāo)A和B.已知山高720 m，山腳與山頂?shù)乃骄嚯x為1

11、000 m，若不計(jì)空氣阻力，g取10 m/s2，則投彈的時(shí)間間隔應(yīng)為()A4 s B5 sC9 s D16 s解析：設(shè)投在A處的炸彈投彈的位置離A的水平距離為x1，豎直距離為h1，投在B處的炸彈投彈的位置離B的水平距離為x2，豎直距離為h2.則x1vt1，Hgt12/2，求得x14000 m；x2vt2，Hhgt22/2，求得x23200 m所以投彈的時(shí)間間隔應(yīng)為：t(x11000 mx2)/v9 s，故C正確答案：C第卷(非選擇題，共60分)二、填空題(本題共2小題，每題8分，共16分)11圖7所示的是“研究小球的平拋運(yùn)動”時(shí)拍攝的閃光照片的一部分，其背景是邊長為5 cm的小方格，取g10

12、m/s2.由此可知：閃光頻率為_Hz；小球拋出時(shí)的初速度大小為_m/s；從拋出點(diǎn)到C點(diǎn)，小球速度的改變最大為_ m/s.圖7解析：看出A，B，C三點(diǎn)的水平坐標(biāo)相隔5個(gè)小格，說明是相隔相等時(shí)間的3個(gè)點(diǎn)豎直方向的每個(gè)時(shí)間間隔內(nèi)的位移差是2個(gè)小格，根據(jù)sgt2可以算相鄰的時(shí)間間隔，然后再根據(jù)水平方向的勻速運(yùn)動，可以算出初速度答案：102.54圖812如圖8所示，三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c質(zhì)量分別為m1、m2、M(Mm1，Mm2)在c的萬有引力作用下，a、b在同一平面內(nèi)繞c沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑之比為ra：rb1：4，則它們的周期之比Ta：Tb_；從圖示位置開始，在b運(yùn)動一周的過程中，a、b、c

13、共線了_次解析：萬有引力提供向心力，則Gm1ra，Gm2rb，所以Ta：Tb1：8，設(shè)每隔時(shí)間t，a、b共線一次，則(ab)t，所以t，所以b運(yùn)動一周的過程中，a、b、c共線的次數(shù)為：nTb()214.答案：1：814三、計(jì)算題(本題共4小題，13、14題各10分，15、16題各12分，共44分，計(jì)算時(shí)必須有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)圖913如圖9所示，在距地面80 m高的水平面上做勻加速直線運(yùn)動的飛機(jī)上每隔1 s依次放下M、N、P三物體，拋出點(diǎn)a、b與b、c間距分別為45 m和55 m，分別落在水平地面上的A、B、C處求：(1)飛機(jī)飛行的加速度；(2)剛放下N物體時(shí)飛

14、機(jī)的速度大小；(3)N、P兩物體落在點(diǎn)B、C間的距離解析：(1)飛機(jī)在水平方向上，由a經(jīng)b到c做勻加速直線運(yùn)動，由xa0T2得，a010 m/s2.(2)因位置b對應(yīng)a到c過程的中間時(shí)刻，故有vb50 m/s.(3)設(shè)物體落地時(shí)間為t，由hgt2得：t4 s.BC間的距離為：BCbcvctvbt又vcvba0T得：BCbca0Tt95 m.答案：(1)10 m/s2(2)50 m/s(3)95 m圖1014如圖10所示，質(zhì)量為m的小球置于方形的光滑盒子中，盒子的邊長略大于小球的直徑某同學(xué)拿著該盒子在豎直平面內(nèi)以O(shè)點(diǎn)為圓心做半徑為R的勻速圓周運(yùn)動，已知重力加速度為g，空氣阻力不計(jì)求：(1)若要使

15、盒子運(yùn)動到最高點(diǎn)時(shí)與小球之間恰好無作用力，則該同學(xué)拿著盒子做勻速圓周運(yùn)動的周期為多少？(2)若該同學(xué)拿著盒子以第(1)問中周期的做勻速圓周運(yùn)動，則當(dāng)盒子運(yùn)動到如圖所示的位置(球心與O點(diǎn)位于同一水平面上)時(shí)，小球?qū)凶拥哪男┟嬗凶饔昧?，作用力大小分別為多少？解析：(1)設(shè)盒子的運(yùn)動周期為T0.因?yàn)樵谧罡唿c(diǎn)時(shí)盒子與小球之間剛好無作用力，因此小球僅受重力作用，由重力提供向心力，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律得mgmR()2解之得T02(2)設(shè)此時(shí)盒子的運(yùn)動周期為，則小球的向心加速度為a0R由第(1)問知T02且T由上述三式知a04g設(shè)小球受盒子右側(cè)面的作用力為F，受上側(cè)面的作用力為FN，根據(jù)牛頓運(yùn)動定律知，在水平

16、方向上Fma0即F4mg在豎直方向上FNmg0即FNmg因?yàn)镕為正值、FN為負(fù)值，所以小球?qū)凶拥挠覀?cè)面和下側(cè)面有作用力，大小分別為4mg和mg.答案：(1)2(2)小球?qū)凶拥挠覀?cè)面和下側(cè)面有作用力，大小分別為4mg和mg圖1115“嫦娥一號”探月衛(wèi)星在空中運(yùn)動的簡化示意圖如圖11所示衛(wèi)星由地面發(fā)射后，經(jīng)過發(fā)射軌道進(jìn)入停泊軌道，在停泊軌道經(jīng)過調(diào)速后進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，再次調(diào)速后進(jìn)入工作軌道已知衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道的運(yùn)行半徑分別為R和R1，地球半徑為r，月球半徑為r1，地球表面重力加速度為g，月球表面重力加速度為.求：(1)衛(wèi)星在停泊軌道上運(yùn)行的線速度；(2)衛(wèi)星在工作軌道上運(yùn)行的周期解析：(1)設(shè)衛(wèi)星在停泊軌道上運(yùn)行的線速度為v，衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的向心力由地球?qū)λ娜f有引力提供，得Gm，且有：Gmg，得：vr.(2)設(shè)衛(wèi)星在工作軌道上運(yùn)行的周期為T，則有：Gm()2R1，又有：Gm得：T.答案：(1)r(2)圖1216如圖12所示，在光滑的圓錐體頂端用長為l的繩懸掛一質(zhì)量為m的小球圓錐體固定在水平面上不動，其軸線沿豎直方向，母線與軸線之間的夾角為30°.物體以速率v繞圓錐體軸線做水平勻速圓周運(yùn)動(1)當(dāng)v1時(shí)，求繩對物體的拉力(2)當(dāng)v2時(shí)，求繩對物體的拉力解析