高考物理一轮复习考点演练第4章 曲线运动 万有引力定律与航天解析版Word文档格式.docx
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5.如图所示,在一次救灾工作中,一架沿水平直线飞行的直升
飞机A,用悬索(重力可忽略不计)救助困在湖水中的伤员B.在
直升飞机A和伤员B以相同的水平速度匀速运动的同时,悬索
将伤员提起,在某一段时间内,A、B之间的距离以l=H-t2(式
中H为直升飞机A离地面的高度,各物理量的单位均为国际单
位制单位)规律变化,则在这段时间内,下面判断中正确的是
(不计空气作用力)()
A.悬索的拉力小于伤员的重力
B.悬索成倾斜直线
C.伤员做速度减小的曲线运动
D.伤员做加速度大小、方向均不变的曲线运动
6.如图所示为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹
示意图,已知在B点的速度与加速度相互垂直,则
下列说法中正确的是()
A.D点的速率比C点的速率大
B.A点的加速度与速度的夹角小于90°
C.A点的加速度比D点的加速度大
D.从A到D加速度与速度的夹角先增大后减小
7.(2010·
山东师大附中模拟)如图所示,小朋友在玩一种
运动中投掷的游戏,目的是在运动中将手中的球投进离地面高
3m的吊环,他在车上和车一起以2m/s的速度向吊环运动,
小朋友抛球时手离地面1.2m,当他在离吊环的水平距离为2m
时将球相对于自己竖直上抛,球刚好进入吊环,他将球竖直向
上抛出时的速度是(g取10m/s2)()
A.1.8m/sB.3.2m/sC.6.8m/sD.3.6m/s
8.一物体在光滑的水平桌面上运动,在相互垂直的x
方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图
所示.关于物体的运动,下列说法正确的是()
①物体做曲线运动
②物体做直线运动
③物体运动的初速度大小是50m/s
④物体运动的初速度大小是10m/s
A.①③B.①④C.②③D.②④
9.(2010·
衡水模拟)民族运动会上有一个骑射项目,运动员骑在奔驶的马背上,弯弓放箭射击侧向的固定目标.假设运动员骑马奔驰的速度为v1,运动员静止时射出的弓箭速度为v2,跑道离固定目标的最近距离为d.要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短,则()
A.运动员放箭处离目标的距离为dv2/v1
B.运动员放箭处离目标的距离为
C.箭射到靶的最短时间为d/v1
D.箭射到靶的最短时间为
10.如图所示,沿竖直杆以速度v匀速下滑的物体A通过轻质细绳拉光滑水平面上的物体B,细绳与竖直杆间的夹角为θ,则以下说法正确的是()
A.物体B向右匀速运动
B.物体B向右匀加速运动
C.细绳对A的拉力逐渐变小
D.细绳对B的拉力逐渐变大
二、计算题(本题共2小题,共30分,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.(14分)河宽d=60m,水流速度v1=6m/s,小船在静水中的速度v2=3m/s,问:
(1)要使它渡河的时间最短,则小船应如何渡河?
最短时间是多少?
(2)要使它渡河的航程最短,则小船应如何渡河?
最短的航程是多少?
12.(16分)如图甲所示,在一端封闭、长约1m的玻璃管内注满清水,水中放一个蜡烛做的蜡块,将玻璃管的开口端用胶塞塞紧.然后将这个玻璃管倒置,在蜡块沿玻璃管上升的同时,将玻璃管水平向右移动.假设从某时刻开始计时,蜡块在玻璃管内每1s上升的距离都是10cm,玻璃管向右匀加速平移,每1s通过的水平位移依次是2.5cm、7.5cm、12.5cm、17.5cm.图乙中,y表示蜡块竖直方向的位移,x表示蜡块随玻璃管通过的水平位移,t=0时蜡块位于坐标原点.
(1)请在图乙中画出蜡块4s内的轨迹.
(2)求出玻璃管向右平移的加速度.
(3)求t=2s时蜡块的速度v.
[来源:
学科网]
第2节平抛运动及其应用
(时间:
1.物体做平抛运动时,它的速度方向与水平方向的夹角α的正切tanα随时间t变化的图象是图中的()
2.(2009·
广东理科基础)滑雪运动员以20m/s的速度从一平台水平飞出,落地点与飞出点的高度差3.2m.不计空气阻力,g取10m/s2.运动员飞过的水平距离为s,所用时间为t,则下列结果正确的是()
A.s=16m,t=0.50s
B.s=16m,t=0.80s
C.s=20m,t=0.50s
D.s=20m,t=0.80s
3.一物体从某高度以初速度v0水平抛出,落地时速度大小为v,则它运动的时间为()
A.
B.
C.
D.
4.如图所示,从一根空心竖直钢管A的上端边缘沿直径
方向向管内水平抛入一钢球,球与管壁多次相碰后落地(球
与管壁相碰时间不计).若换一根等高但较粗的钢管B,用同
样方法抛入此钢球,则运动时间()
A.在A管中的球运动时间长
B.在B管中的球运动时间长
C.在两管中的运动时间一样长
D.无法确定
5.如图所示,斜面上有a、b、c、d四个点,ab=bc=cd.
从a点正上方的O点以速度v0水平抛出一个小球,它落
在斜面上b点.若小球从O点以速度2v0水平抛出,不计
空气阻力,则它会落在斜面上的()
A.b与c之间某一点
B.c点[来源:
C.c与d之间某一点
D.d点
6.如图所示,A、B两质点以相同的水平速度v0抛出,
A在竖直平面内运动,落地点为P1,B在光滑斜面上
运动,落地点为P2,不计阻力,比较P1、P2在x轴
方向上的远近关系是()
A.P1较远
B.P2较远
C.P1、P2等远
D.A、B都有可能
7.甲乙两人在一幢楼的三层窗口比赛掷垒球,他们都尽力沿水平方向掷出同样的垒球,不计空气阻力.甲掷的水平距离正好是乙的两倍.若乙要想水平掷出相当于甲在三层窗口掷出的距离,则乙应()
A.在5层窗口水平掷出B.在6层窗口水平掷出
C.在9层窗口水平掷出D.在12层窗口水平掷出
8.如图所示,一战斗机由东向西沿水平方向匀速飞行,发现地面目标P后,开始瞄准并投掷炸弹,若炸弹恰好击中目标P,假设投弹后,飞机仍以原速度水平匀速飞行,则(不计空气阻力)()
①炸弹击中目标P时飞机正处在P点正上方
②炸弹击中目标P时飞机是否处在P点正上方取决于飞机飞行速度的大小
③飞行员听到爆炸声时,飞机正处在P点正上方
④飞行员听到爆炸声时,飞机正处在P点偏西一些的位置
苏州模拟)如图所示,取稍长的细杆,其一端固定一
枚铁钉,另一端用羽毛做一个尾翼,做成A、B两只“飞镖”,
将一软木板挂在竖直墙壁上作为镖靶.在离墙壁一定距离的同一
处,将它们水平掷出,不计空气阻力,两只“飞镖”插在靶上
的状态如图所示(侧视图).则下列说法中正确的是()
A.A镖掷出时的初速度比B镖掷出时的初速度小
B.B镖插入靶时的末速度比A镖插入靶时的末速度大
C.B镖的运动时间比A镖的运动时间长
D.A镖的质量一定比B镖的质量大
10.如图所示,在一次空地演习中,离地H高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P,反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截,设拦截系统与飞机的水平距离为x,若拦截成功,不计空气阻力,则v1、v2的关系应满足()
A.v1=v2B.v1=
C.v1=
D.v1=
11.(14分)在一次扑灭森林大火的行动中,一架专用直升机载有足量的水悬停在火场上空
320m高处,机身可绕旋翼轴原地旋转,机身下出水管可以从水平方向到竖直向下方向旋转90°
,水流喷出速度为30m/s,不计空气阻力,取g=
10m/s2,请估算能扑灭地面上火的面积.
12.(16分)抛体运动在各类体育运动项目中很常见,如乒乓球运动.现讨论乒乓球发球问题,设球台长2L、网高h,乒乓球反弹前后水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反,且不考虑乒乓球的旋转和空气阻力.(设重力加速度为g)
(1)若球在球台边缘O点正上方高度为h1处以速度v1水平发出,落在球台的P1点(如图实线所示),求P1点距O点的距离x1.[来源:
Z,xx,k.Com]
(2)若球在O点正上方某高度处以速度v2水平发出,恰好在最高点时越过球网落在球台的P2点(如图虚线所示),求v2的大小.
第3节圆周运动及其应用
1.如图所示为A、B两质点做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的图象,其中A为双曲线的一个分支,由图可知()
A.A物体运动线速度大小不变
B.A物体运动角速度大小不变
C.B物体运动线速度大小不变
D.B物体运动角速度与半径成正比
2.如图所示,一物块沿曲线从M点向N点运动的过程中,速度逐渐减小.在此过程中物块在某一位置所受合
力方向可能的是()
3.如图所示,光滑水平面上,小球m在拉力作用下做
匀速圆周运动,若小球运动到P点时,拉力F发生变化,[来源:
Z§
xx§
k.Com]
关于小球运动情况的说法正确的是()
A.若拉力突然消失,小球将沿轨迹Pa做离心运动
B.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pa做离心运动
C.若拉力突然变大,小球将沿轨迹Pb做离心运动
D.若拉力突然变小,小球将沿轨迹Pc做离心运动
4.如图所示,绳子的一端固定在O点,另一端拴一重物在水平面上做匀速圆周运动()
①周期相同时,绳长的容易断
②
周期相同时,绳短的容易断
③线速度大小相等时,绳短的容易断
④线速度大小相等时,绳长的容易断
5.(2010·
广州调研)如图所示,小球以初速度为v0从光滑斜面底部向上滑动,恰能到达最大高度为h的斜面顶部.图中①是内轨半径大于h的光滑轨道,②是内轨半径小于h的
光滑轨道,③是内轨直径等于h的光滑轨道,④是长为1/2h的轻杆(可绕固定点O转动,小球与杆的下端相碰后粘在一起).小球在底端时的初速度都为v0,则小球在以上四种情况中能到达高度h的有()
①②③④
6.(2010·
广州调研)如图所示,质量不计的轻质弹性杆P插入
桌面上的小孔中,杆的另一端套有一个质量为m的小球,今
使小球在水平面内做半径为R的匀速圆周运动,且角速度为
ω,则杆的上端受到球对其作用力的大小为()
A.mω2RB.
C.
D.条件不足,无法确定
7.申雪赵宏博在温哥华冬奥会的夺冠使双人花样滑冰得到了更大的关注.如图所示,在双人花样滑冰运动中,有时会看到男运动员拉着女运动员离开地面在空中做圆锥摆运动的精彩场面,目测体重为G的女运动员做圆锥摆运动时和水平冰面的夹角约为30°
,重力加速度为g,估算该女运动员()
A.受到的拉力为
B.受到的拉力为
C.向心加速度为
D.向心加速度为
8.(2010·
韶关调研)如图所示,光滑半球的半径为R,球心为O,固定在水平面上,其上方有一个光滑曲面轨道AB,高度为R/2.轨道底端水平并与半球顶端相切.质量为m的小球由A点静止滑下.小球在水平面上的落点为C,则()
A.小球将沿半球表面做一段圆周运动后抛至C点
B.小球将从B点开始做平抛运动到达C点
C.OC之间的距离为2R
D.OC之间的距离为
9.如图所示,水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动,从水平位置a沿逆时针方向运动到最高点b的过程中()
①B对A的支持力越来越大
②B对A的支持力越来越小
③B对A的摩擦力越来越大
④B对A的摩擦力越来越小
10.在光滑的水平面上相距40cm的两个钉子A和B,如图所示,长1m的细绳一端系着质量为0.4kg的小球,另一端固定在钉子A上,开始时,小球和钉子A、B在同一直线上,小球始终以2m/s的速率在水平面上做匀速圆周运动.若细绳能承受的最大拉力是4N,那么从开始到细绳断开所经历的时间是()
A.0.9πs
B.0.8πs
C.1.2πs
D.1.6πs
11.(14分)如图所示,在绕竖直轴匀速转动的水平圆盘盘面上,离轴心r=20cm处放置一小物块A,其质量为m=2kg,A与盘面间相互作用的静摩擦力的最大
值为其重力的k倍(k=0.5),试求:
(1)当圆盘转动的角速度ω=2rad/s时,物块与圆盘间的摩擦力大小为多大?
方向如何?
(2)欲使A与盘面间不发生相对滑动,则圆盘转动的最大角速度为多大?
(取g=10m/s2)
12.(16分)一根轻绳一端系一小球,另一端固定在O点,在O点有一个能测量绳的拉力大小的力传感器,让小球绕O点在竖直平面内做圆周运动,由传感器测出拉力F随时间t变化图象如图所示,已知小球在最低点A的速度vA=6m/s,g=9.8m/s2取π2=g,求:
(1)小球做圆周运动的周期T;
(2)小球的质量m;
(3)轻绳的长度L.
第4节万有引力与航天
1.(改编题)在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道.已知太阳质量约为月球质量的2.7×
107倍,地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍.关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力,以下说法正确的是()
A.太阳引力远小于月球引力
B.太阳引力与月球引力相差不大
C.月球对不同区域海水的吸引力大小相等
D.月球对不同区域海水的吸引力大小有差异
2.下列各组物理数据中,能够估算出月球质量的是()
①月球绕地球运行的周期及月、地中心间的距离
②绕月球表面运行的飞船的周期及月球的半径
③绕月球表面运行的飞船的周期及线速度
④月球表面的重力加速度
A.①②B.③④C.②③D.①④
3.(2009·
广东理科基础)宇宙飞船在半径为r1的轨道上运行,变轨后的半径为r2,且知r1>
r2,宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动,则变轨后宇宙飞船的()
A.线速度变小
B.角速度变小
C.周期变大
D.向心
加速度变大
4.下列关于地球同步通信卫星的说法中,正确的是()
A.为避免通信卫星在轨道上相撞,应使它们运行在不同的轨道上
B.通信卫星定点在地球上空某处,各个通信卫星的角速度相同,但线速度大小可以不同
C.不同国家发射通信卫星的地点不同,这些卫星轨道不一定在同一平面内
D.通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上
5.如图所示,在同一轨道平面上,绕地球做圆周运动的卫星A、B和C,某时刻恰好在同一直线上,当卫星B运转一周时,下列说法正确的有()
A.因为各卫星的角速度ωA=ωB=ωC,所以各卫星仍在原位置上
B.因为各卫星运转周期TA<TB<TC,所以卫星A超前于卫星B,卫星C滞后于卫星B
C.因为各卫星运转频率fA>fB>fC,所以卫星A滞后于卫星B,卫星C超前于卫星B
D.因为各卫星的线速度vA<vB<vC,所以卫星A超前于卫星B,卫星C滞后于卫星B
6.土星外层上有一个环,为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群,可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断.
①若v∝R,则该层是土星的一部分
②若v2∝R,则该层是土星的卫星群
③若v∝1/R,则该层是土星的一部分
④若v2∝1/R,则
该层是土星的卫星群
以上判断正确的是()[来源:
学科网ZXXK]
7.宇宙飞船要与轨道空间站对接,飞船为了追上轨道空间站,可以采取的措施是()
A.只能从较低轨道上加速
B.只能从较高轨道上加速
C.只能从同一空间同一高度轨道上加速
D.无论在什么轨道上,只要加速都行
8.(创新题)在研究宇宙发展演变的理论中,有一种学说叫做“宇宙膨胀说”,这种学说认为引力常量G在缓慢地减小,根据这一理论,在很久很久以前,太阳系中地球的公转情况与现在相比()
A.公转半径R较大
B.公转周期T较大
C.公转速率v较大
D.公转角速度ω较小
9.(2009·
福建)“嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中,设探测器运行的轨道半径为r,运行速率为v,当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时()
A.r、v都将略为减小
B.r、v都将保持不变
C.r将略为减小,v将略为增大
D.r将略为增大,v将略为减小
10.(改编题)2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱.飞船先沿椭圆轨道飞行,后在远地点343km处点火加速,由椭圆轨道变成高度为343km的圆轨道,在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟.下列判断错误的是()
A.飞船变轨后机械能增大
B.飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态
C.飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度
D.飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度
11.(2010·
北京崇文区模拟)(14分)2008年9月我国成功发射“神舟”七号载人航天飞船.如图所示为“神舟”七号绕地球飞行时的电视直播画面,图中数据显示,飞船距地面的高度约为地球半径的1/20.已知地球半径为R,地面附近的重力加速度为g,设飞船、大西洋星绕地球均做匀速圆周运动.
(1)估算“神舟”七号飞船在轨运行的加速度大小;
(2)已知大西洋星距地面的高度约为地球半径的6倍,估算大西洋星的速率.
Zxxk.Com]
12.(2010·
青岛模拟)(16分)宇航员在月球表面完成下面的实验:
在一固定的竖直光滑圆轨道内部最低点有一静止的质量为m的小球(可视为质点),如图所示.当给小球一瞬间的速度v时,刚好能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动,已知圆弧的轨道半径为r,月球的半径为R,引力常量为G.求:
(1)若在月球表面上发射一颗环月卫星,所需最小发射速度为多大?
(2)轨道半径为2R的环月卫星周期为多大?
参考答案
第四章第1节曲线运动运动的合成与分解
1.解析:
曲线运动的速度方向发生变化,故具有加速度,其加速度可以变化也可以恒定,所以A正确BD错误;
圆周运动的加速度方向发生变化,是变加速运动,故C错误.
答案:
A
2.解析:
由轨迹图线可知,若x方向始终匀速,则开始所受合力沿-y方向,后来沿+y方向,如图甲所示,可以判断应是先减速后加速,故①错误、②正确;
若y方向匀速,则受力先沿+x方向,后沿-x方向,如图乙所示,故先加速后减速,所以③错误,④正确.
答案:
D
3.解析:
游泳者相对于岸的速度为他相对于水的速度和水流速度的合速度,水流速度越大,其合速度与岸的夹角越小,路程越长,但过河时间t=d/v人,与水速无关,故A、B、D均错误,C正确.
C
4.解析:
当船头垂直河岸时过河时间最短,由图可看出河宽300m,船速为3m/s,由t=x/v可知最短时间为100s,由于水速是变化的,故航行的轨迹是一条曲线.船速最大时v=5m/s.
B
5.解析:
飞机和伤员水平方向以相同的速度匀速运动,A、B之间的距离以l=H-t2的规律变化,故伤员在竖直方向上做匀加速运动,伤员的合运动为匀变速曲线运动.所以A、B、C错误,D正确.
6.解析:
质点做匀变速曲线运动,合力的大小方向均不变,加速度不变,故C错误;
由B点速度与加速度相互垂直可知,合力方向与B点切线垂直且向下,故质点由C到D点的过程中,合力做正功,速率增大,A正确;
A点的加速度方向与过A的切线即速度方向夹角大于90°
,B错误;
从A到D加速度与速度的夹角一直变小,D错误.
7.解析:
对于小球,水平方向,x=v0t,对于竖直方向,有vt-gt2/2=H-h,将x=2m,v0=2m/s,H=3m,h=1.2m,g=10m/s2代入前面两式并联立解得,v=6.8m/s.
8.解析:
由v-t图象可以看出,物体在x方向做匀速直线运动,在y方向做
匀变速直线运动,故物体做曲线运动,①正确,②错误;
物体的初速度是两个初速度的矢量和,即v0=
=50m/s,③正确,④错误.
9.解析:
要想以箭在空中飞行的时间最短的情况下击中目标,v2必须垂直于v1,并且v1、v2的合速度方向指向目标,如图所示.故箭射到靶的最短时间为d/v2,C、D均错误;
运动员放箭处离目标的距离为
又x=v1t=v1·
d
/v2,
故s=
=
A错误,B正确.
10.解析:
物体A沿绳的分速度与物体B运动的速度大小相等,故有vB=vcosθ,随物体A下滑,θ角减小,vB增加,但不是均匀增加,θ越小,cosθ增加越慢,vB增加越慢,也即B的加速度越来越小,由FT=mBaB可知,细
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