2019届高考物理(人教版)第一轮复习课时作业章末质量检测4曲线运动、万有引力与航天-(1700)

1、.章末质量检测 (四)(时间： 60 分钟满分： 100 分 )一、选择题 (本题共 9 小题，每小题6 分，共 54 分。在每小题给出的四个选项中，1 6 题只有一项符合题目要求，第79 题有多项符合题目要求。)1一艘小船在静水中的速度大小为4 m/s，要横渡水流速度为5 m/s 的河，河宽为80 m。设船加速启动和减速停止的阶段时间很短，可忽略不计。下列说法正确的是()A 船无法渡过此河B小船渡河的最小位移(相对岸 )为 80 mC船渡河的最短时间为20 sD 船渡过河的位移越短(相对岸 )，船渡过河的时间也越短解析只要在垂直于河岸的方向上有速度就一定能渡过此河，A 错；由于水流速度大于静

2、水中船的速度，故无法垂直河岸渡河，而被冲到下游，所以渡河的最小位移将大于80 m，B 错；当船头垂直河岸航行时，垂直河岸的分运动速度80最大，时间最短，tmin 4s20 s，C 对， D 显然错误。答案C2. “快乐向前冲”节目中有这样一种项目，选手需要借助悬挂在高处的绳飞跃到鸿沟对面的平台上，如果已知选手的质量为 m，选手抓住绳由静止开始摆动，此时绳与竖直方向夹角为 ，如图 1 所示，不考虑空气阻力和绳的质量 (选手可视为质点 )。下列说法正确的是()图 1- ·.A 选手摆到最低点时所受绳子的拉力大于mgB选手摆到最低点时受绳子的拉力大于选手对绳子的拉力C选手摆到最低点的运动过

3、程中所受重力的功率一直增大D 选手摆到最低点的运动过程为匀变速曲线运动 v2解析选手摆到最低点时FTmgmR，故 A 正确；选手受绳子的拉力与选手对绳子的拉力是一对作用力与反作用力，大小相等，B 错误；选手一开始时重力的功率为零，到最低点时由于重力与速度方向垂直，功率也为零，故选手摆到最低点的运动过程中所受重力的功率先增大后减小，C 错误；选手摆到最低点的运动过程中加速度不断变化，D 错误。答案A3如图 2 所示，转动轴垂直于光滑平面，交点O 的上方 h 处固定细绳的一端，细绳的另一端拴接一质量为 m 的小球 B，绳长 ABl>h ，小球可随转动轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动。要使

4、球不离开水平面，转动轴的转速的最大值是木 ( )图 21g1glA. 2hBgh C.2 lD2g222T 解析对小球，在水平方向有FT ，在竖直方向有sinm R 4mn RF cosFN mg，且 Rhtan ，当球即将离开水平面时，FN 0，转速 n 有最大值，1g联立解得 n2h，则 A 正确。- ·.答案A4 2013 年 12 月，我国成功地进行了“嫦娥三号”的发射和落月任务，进一步获取月球的相关数据。该卫星在月球上空绕月球做匀速圆周运动时，经过时间t，卫星行程为s，卫星与月球中心连线扫过的角度是弧度，万有引力常量为G，月球半径为R，则可推知月球密度的表达式是()3t23

5、s33 3B.2 3A. 4GsR4Gt R32334RGt4R GsC.3sD.3t32解析根据圆周的特点，其半径r s，“嫦娥三号 ” 做匀速圆周运动的角速度MmM ，由万有引力公式可得2，联立可得 G 2 mr，密度公式 tr433s33R4Gt2R3，选项 B 正确，选项 A 、C、D 错误。答案B5如图 3 所示， BOD 是半圆的水平直径， OC 为竖直半径， 半圆半径为 R，A 在 B 点正上方高 R 处，现有两小球分别从 A、B 两点以一定初速度水平抛出，分别击中半圆上的 D 点和 C 点，已知 B 球击中 C 点时动能为 E，不计空气阻力，则 A 球击中 D 点时动能为()-

6、 ·.图 385A 2EB.5EC.4ED. 5E2R解析由平抛运动规律可知两小球下落时间均为t，由水平射程xvtggR知， A、B 两小球的初速度分别为vA 2gR、 vB2 ，由动能定理知对B12128球有 mgRE 2mvB，对 A 球有 mgREA 2mvA，联立得EA 5E，B 对。答案B6.一滑雪运动员以一定的初速度从一平台上滑出，刚好落在一斜坡上的B 点，且与斜坡没有撞击，则平台边缘A 点和斜坡 B 点连线与竖直方向夹角跟斜坡倾角的关系为()图 412B tan ·tan 2A tan·tan 1 ·1 22D.C.tan tantan&#

7、183;tan解析 运动员从 A 点飞出后，做平抛运动，在 B 点速度与水平方向的夹角为，11y2vytvyvy从 A 到 B 点的位移与竖直方向的夹角为 ，则 ，tan ，tanxv0t2v0v02因此 tan，即 tan ·tan 2，B 项正确。tan 答案B上，设7如图 5 所示，三颗质量均为m 的地球同步卫星等间隔分布在半径为地球质量为- ·.r 的圆轨道- ·.()图 5GMmA 地球对一颗卫星的引力大小为r R 2GMmB一颗卫星对地球的引力大小为r2Gm2C两颗卫星之间的引力大小为3r23GMmD 三颗卫星对地球引力的合力大小为r 2解析地球对一颗

8、卫星的引力等于一颗卫星对地球的引力，由万有引力定律得GMm其大小为r 2，故 A 错误， B 正确；任意两颗卫星之间的距离L3r，则两Gm2颗卫星之间的引力大小为3r 2 ， C 正确；三颗卫星对地球的引力大小相等且三个引力互成120 ，°其合力为 0，故 D 选项错误。答案BC8如图 6 所示，相距 l 的两小球 A、B 位于同一高度 h(l 、h 均为定值 )。将 A 向 B 水平抛出的同时， B 自由下落。 A、B 与地面碰撞前后，水平分速度不变，竖直分速度大小不变、方向相反。不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间，则()- ·.图 6- ·.A A、B 在第一

9、次落地前能否相碰，取决于A 的初速度BA、B 在第一次落地前若不碰，此后就不会相碰CA、B 不可能运动到最高处相碰D A、B 一定能相碰解析由题意知 A 做平抛运动，即水平方向做匀速直线运动，竖直方向为自由落体运动； B 为自由落体运动，A、B 竖直方向的运动相同，二者与地面碰撞前2h运动时间 t1 相同，且 t1g ，若第一次落地前相碰，只要满足A 运动时间lltv<t1，即 v> t1，所以选项A 正确；因为A、B 在竖直方向的运动同步，始终处于同一高度，且 A 与地面相碰后水平速度不变，所以 A 一定会经过B 所在的竖直线与 B 相碰。碰撞位置由A 球的初速度决定，故选项B、

10、C 错误，选项 D正确。答案AD9如图 7 所示，两物块 A、B 套在水平粗糙的 CD 杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过 CD 中点的轴 OO1 转动，已知两物块质量相等，杆 CD 对物块 A、B 的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力 )，物块 B 到 OO1 轴的距离为物块 A 到 OO1 轴距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块A 、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是()图 7A A 受到的静摩擦力一直增大BB 受到的静摩擦力是先增大，后保持不变CA 受到的静摩擦力是先增大后减小- ·.D

11、A 受到的合外力一直在增大解析物块 A 所受到的合外力提供它做圆周运动的向心力，所以随转动速度的增大而增大， D 正确；由题意可知，A、 B 两物块转动的角速度相同，则A、B两物块向心力之比为12，两物块做圆周运动的向心力在细绳张紧前由静摩擦力提供，由22FA mrA，FBmr B 可知两物块所受静摩擦力随转速的增大而增大；当物块 B 所受静摩擦力达到最大值后，向心力由静摩擦力与绳子拉力的合力提供。物块B 受到的静摩擦力先增大后保持不变，B 正确。答案BD二、非选择题 (本题共 3 小题，共 46 分 )10. (15分)如图 8 所示，高台的上面有一竖直的光滑1圆弧形轨道，圆弧半径R 544

12、m，轨道端点 B 的切线水平，质量 M5 kg 的金属滑块 (可视为质点 )从轨道顶端 A 点由静止释放， 离开 B 点后经时间 t1 s 撞击在斜面上的 P 点。已知斜面的倾角 37°，斜面底端 C 与 B 点的水平距离 x03 m。 g 取 10 m/s2，sin 37 ° 图 8(1)求金属滑块运动至B 点时对轨道的压力大小；(2)若金属滑块离开B 点时，位于斜面底端C 点、质量 m 1 kg 的一小滑块， 在沿斜面向上的恒定拉力F 作用下由静止开始向上加速运动，恰好在 P 点被金属滑块击中。已知小滑块与斜面间动摩擦因数0.25，求拉力 F 的大小。AB 的过程中，由

13、动能定理得12金属滑块从解析 (1)到mgR2mvB，可vB 5得m/s- ·.2vB金属滑块运动到B 点时，由牛顿第二定律和向心力公式得FN Mg M R解得 FN 150 N由牛顿第三定律可知，金属滑块运动至B 点时对轨道的压力大小为150 N。(2)金属滑块离开B 点后做平抛运动，水平位移x vBt5 m设小滑块沿斜面向上的位移为s，由几何关系可知x x0scos 37°解得 s 2.5 m122a5m/s设小滑块沿斜面向上运动的加速度为a，由 s2at 解得对小滑块沿斜面上滑过程进行受力分析，由牛顿第二定律得Fmgsin 37 °mgcos 37°

14、; ma解得 F 13 N。答案 (1)150 N(2)13 N11(15 分)(2014 珠·海联考 )如图 9 所示，平台上的小球从A 点水平抛出，恰能无碰撞地进入光滑的斜面BC，经 C 点进入光滑水平面CD 时速率不变，最后进- ·.入悬挂在 O 点并与水平面等高的弧形轻质筐内。已知小球质量为m， A、 B 两点高度差为 h， BC 斜面高 2h，倾角 45°，悬挂弧形轻质筐的轻绳长为3h，小球可看成质点，弧形轻质筐的重力忽略不计，且其高度远小于悬线长度，重力加速度为g，试求：图 9(1)B 点与抛出点 A 的水平距离 x；- ·.(2)小球运动至

15、C 点速度 vC 的大小；(3)小球进入轻质筐后瞬间，轻质筐所受拉力F 的大小。解析(1)小球运动至 B 点时速度方向与水平方向夹角为45°，设小球抛出时的12gt初速度为 v0，从 A 点至 B 点的时间为 t，有 h，tan 45 °， xv02gtv0t解得 x 2h(2)设小球运动至 B 点时速度为 vB，在斜面上运动的加速度为a，有 vB2v0，a gsin 45°222hvCvB 2a·sin 45 °解得 vC 22gh2vC(3)小球进入轻质筐后瞬间做圆周运动，由牛顿第二定律得Fmgm，解得11F 3 mg。答案(1)2h(2)

16、2 2gh3h11(3) 3 mg12. (16 分)(2014 四·川卷， 9)石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21 世纪的世界发生革命性的变化，其发现者由此获得2010 年诺贝尔物理学奖。用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现。科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换。- ·.图 10(1)若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1 的同步轨道站，求轨道站内质量为 m1 的货物相对地心运动的动能。 设地球自转角速度为 ，地球半径为R。(2)当电梯仓停在距地面高度 h24R 的站点时，求仓内质量 m2 50 kg 的人对水平地板的压力大小。取地面附近重力加速度 g10 m/s2，地球自转角速度 7.3× 10 5 rad/s，地球半径