高考物理一轮复习 第4章 曲线运动 万有引力综合过关规范限时检测 新人教版必修

我们在这里，召开私营企业家联谊会，借此机会，我代表成都市渝中工商局、渝中区私营企业协会，祝各位领导新年快乐、工作愉快、身体健康，祝各位企业家事业兴旺第四章综合过关规范限时检测满分100分，考试时间60分钟。一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。14题为单选，58题为多选，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)1(2016内蒙古赤峰期末)机动车检测站进行车辆尾气检测原理如下：车的主动轮压在两个相同粗细的有固定转动轴的滚动圆筒上，可在原地沿前进方向加速，然后把检测传感器放入尾气出口，操作员把车加速到一定程度，持续一定时间，在与传感器相连的电脑上显示出一系列相关参数。现有如下检测过程简图：车轴A的半径为ra，车轮B的半径为rb，滚动圆筒C的半径rc，车轮与滚动圆筒间不打滑，当车轮以恒定转速n(每秒钟n转)运行时，下列说法正确的是(B)AC的边缘线速度为2nrcBA、B的角速度大小相等，均为2n且A、B沿顺时针方向转动，C沿逆时针方向转动CA、B、C的角速度大小相等，均为2n，且均沿顺时针方向转动DB、C的角速度之比为解析由v2nR可知B轮的线速度为vb2nrb，B、C线速度相同，即C的线速度为vcvb2nrb，A错误。B、C线速度相同，B、C角速度比为半径的反比，D错误。A、B为主动轮，C为从动轮，A、B顺时针转动，C逆时针转动，B正确，C错误。2(2016河北衡水大联考)如图所示，从A点由静止释放一弹性小球，一段时间后与固定斜面上B点发生碰撞，碰后小球速度大小不变，方向变为水平方向，又经过相同的时间落于地面上C点，已知地面上D点位于B点正下方，B、D间的距离为h，则(C)AA、B两点间的距离为BA、B两点间的距离为CC、D两点间的距离为2hDC、D两点间的距离为h解析AB段小球自由下落，BC段小球做平抛运动，两段时间相同，所以A、B两点间距离与B、D两点间距离相等，故A、B错误；BC段平抛运动的初速度v，运动的时间t，所以C、D两点间距离xvt2h，C正确，D错误。3(2016宁夏银川一中月考)2014年10月24日，“嫦娥五号”探路兵发射升空，为计划于2017年左右发射的“嫦娥五号”探路，并在8天后以“跳跃式返回技术”成功返回地面。“跳跃式返回技术”指航天器在关闭发动机后进入大气层，依靠大气升力再次冲出大气层，降低速度后再进入大气层，如图所示，虚线为大气层的边界。已知地球半径为R，地心到d点的距离为r，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是(C)A“嫦娥五号”探路兵在b点处于完全失重状态B“嫦娥五号”探路兵在d点的加速度小于C“嫦娥五号”探路兵在d点的速率小于D“嫦娥五号”探路兵在c点速率大于在e点的速率解析“嫦娥五号”探路兵沿abc轨迹做曲线运动，合力指向曲线弯曲的内侧，所以在b点合力向上，即加速度向上，因此在b点处于超重状态，故A错误。在d点，加速度aG，又GMgR2，故a，故B错误。若在半径为r的轨道上做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得Gm，解得v，而“嫦娥五号”探路兵在d点做近心运动，则速度小于，故C正确。从c点到e点，不受空气阻力，机械能守恒，则c点速率和e点速率相等，故D错误。4(2015山东理综)如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是(D)Aa2a3a1Ba2a1a3Ca3a1a2Da3a2a1解析因空间站建在拉格朗日点，故周期等于月球的周期，根据ar可知，a2a1；对空间站和地球的同步卫星而言，因同步卫星周期小于空间站的周期，则同步卫星的轨道半径较小，根据a可知a3a2，故选项D正确。5(2016广东广州执信中学期中)如图所示，质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的A点和C点。当轻杆绕轴BC以角速度匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时轻杆停止转动，若绳a、b的长分别为la、lb，且lal，则(ABC)A绳b烧断前，绳a的拉力等于mg，绳b的拉力等于m2lbB绳b烧断瞬间，绳a的拉力突然增大C绳b烧断后，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动D绳b烧断后，小球仍在水平面内做匀速圆周运动解析绳b烧断前，在竖直方向有Tamg，即绳a的拉力等于mg，水平方向有Tbm2lb，即绳b的拉力等于m2lb，选项A正确；绳b烧断后，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动，在最低点，由牛顿第二定律可知Tamgm，可知绳a的拉力突然增大，由la可知，mglam(lb)2，即小球不能摆到与A等高位置，选项B、C正确，D错误。6(2017山西省实验中学月考)如图所示，在水平地面上的A点以跟地面成角的速度v1射出一弹丸，恰好以v2的速度垂直穿入竖直墙壁上的小孔B，下面说法正确的是(AC)A若在B点以与v2等大、垂直于竖直墙壁的速度射出弹丸，它必定落在地面上的A点B若在B点以与v1等大、垂直于竖直墙壁的速度射出弹丸，它必定落在地面上的A点C若在B点以与v1等大、垂直于竖直墙壁的速度射出弹丸，它必定落在地面上的A点的左侧D若在B点以与v1等大、垂直于竖直墙壁的速度射出弹丸，它必定落在地面上的A点的右侧解析弹丸恰好以速度v2垂直穿入竖直墙壁上的小孔B，逆过程为平抛运动，所以在B点以跟v2大小相等、方向相反的速度射出弹丸，它必定落在地面上的A点，故A正确。从B到A为平抛运动，所以v1v2，所以在B点以跟v1大小相等、跟v2方向相反的速度射出弹丸，平抛运动的水平位移会增大，它必定落在地面上A点的左侧，故C正确，B、D错误。故选A、C。7(2015新课标全国)我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4 m高处做一次悬停(可认为是相对于月球静止)；最后关闭发动机，探测器自由下落。已知探测器的质量约为1.3103 kg，地球质量约为月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8 m/s2。则此探测器(BD)A在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9 m/sB悬停时受到的反冲作用力约为2103 NC从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒D在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度解析星球表面万有引力提供重力即mg，重力加速度g，地球表面g9.8 m/s2，则月球表面gg，则探测器重力Gmg1300 kg9.8 N/kg2000 N，选项B对。探测器自由落体，末速度v8.9，选项A错。关闭发动机后，仅在月球引力作用下机械能守恒，而离开近月轨道后还有制动悬停，所以机械能不守恒，选项C错。近月轨道即万有引力提供向心力，v，小于近地卫星线速度，选项D对。8(2017江苏扬州中学月考)如图所示，叠放在水平转台上的小物体A、B、C能随转台一起以角速度匀速转动，A、B、C的质量分别为3m、2m、m，A与B、B与转台、C与转台间的动摩擦因数都为，B、C离转台中心的距离分别为r、1.5r。设本题中的最大静摩擦力等于滑动摩擦力。以下说法中不正确的是(ABD)AB对A的摩擦力一定为3mgBC与转台间的摩擦力大于A与B间的摩擦力C转台的角速度一定满足D转台的角速度一定满足解析对A受力分析，受重力、支持力以及B对A的静摩擦力，静摩擦力提供向心力，有fBA3m2r3mg，故A错误；由于A与C转动的角速度相同，由摩擦力提供向心力有fCm1.5r2fBA3mr2，即C与转台间的摩擦力小于A与B间的摩擦力，故B错误；对A、B整体有(3m2m)2r(3m2m)g，对物体C有m21.5rmg，对物体A有3m2r3mg，联立解得，故C正确，D错误。本题选错误的，故选A、B、D。二、非选择题(共3小题，共52分。计算题解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。)9(14分)如图所示，小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度。他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度。经过骑行，他得到如下的数据：在时间t内踏脚板转动的圈数为N，那么踏脚板转动的角速度2；要推算自行车后轮的速度，还需要测量的物理量有_测量见解析；自行车后轮的线速度的计算公式v(或)。解析根据角速度2n，得2。方案一：测量牙盘的半径ry，飞轮的半径rf，后轮的半径rh，有牙盘的线速度vyry，飞轮的线速度vffrf，得飞轮的角速度f，后轮的线速度vhfrh。方案二：踏脚板与牙盘共轴，所以角速度相等，飞轮与牙盘通过链条链接，所以线速度相等，设飞轮的角速度为，测量出牙盘的齿轮数为m、飞轮的齿轮数为n，则，再测量自行车后轮的半径rh，根据vrh，得vrh2。10(18分)(2017安徽省高三阶段性测试)2016年10月17日，我国成功发射了神舟十一号飞船，并按计划与在轨的目标飞行器天宫二号空间实验室交会对接，形成组合体。设组合体在轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知组合体所在轨道处的重力加速度大小为g，地球质量和半径分别为M和R。(引力常量G已知)求：(1)组合体轨道离地面的高度h；(2)组合体在轨道上绕地球运行的速度大小v。答案(1)R(2)解析(1)设组合体质量为m对m：Gmg解得hR(2)由mg联立解得v11(20分)(2016吉林省实验中学一模)如图是利用传送带装运煤块的示意图。其中，传送带的从动轮与主动轮圆心之间的距离为s3m，传送带与水平方向间的夹角37，煤块与传送带间的动摩擦因数0.8，传送带的主动轮和从动轮半径相等，主动轮顶端与运煤车车厢底板间的竖直高度H1.8m，与运煤车车厢中心的水平距离x0.6m。现在传送带底端由静止释放一煤块(可视为质点)。煤块恰好在轮的最高点水平抛出并落在车厢中心，g取10m/s2，sin370.6，cos370.8，求：(1)主动轮的半径；(2)传送带匀速运动的速度；(3)煤块在传送带上直线部分运动的时间。答案(1)0.1m(2)1m/s(3)4.25s解析(1)依题意，由平抛运动的公式，得xvt，Hgt2，代入数据解得v1m/s。要使煤块在轮的最高点做平抛运动，则煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零，只受到重力作用，由牛顿第二定律，有mg，解得R0