【三维设计】2015高考物理大一轮复习第四章曲线运动万有引力(14各类新题及原创题,含解析)

曲线运动万有引力与航天（时间：60分钟满分：100分）一、单项选择题（本题共5小题，每小题6分，共30分，每小题只有一个选项正确）（2013•上海八校联考在同一竖直线上的、、三个小球在离地面不同高度处，同时以、2和3的水平速度抛出，不计空气阻力，若从抛出时刻起每隔相等的时间间隔，、、三个小球依次落到地面。则、、三个小球距离地面的高度之比为（.1：4：9 .1：3：.1：2：3 d1：1：1解析：选 根据平抛运动规律，物体飞行时间只与高度有关，与水平速度无关。从抛出时刻起每隔相等的时间间隔，、、三个小球依次落到地面。则、、三个小球距离地面的高度之比为1：4：9，选项正确。（2014•南京市中华中学一模光盘驱动器在读取内圈数据时,以恒定线速度方式读取。而在读取外圈数据时，以恒定角速度的方式读取。设内圈内边缘半径为，内圈外边缘半径为，外圈外边缘半12径为。、、分别为内圈内边缘、内圈外边缘和外圈外边缘上的3点。则读取内圈上点时点的向心加速度大小和读取外圈上点时点的向心加速度大小之比为（图1解析：选 根据在内圈外边缘半径为处3=、读取内圈22上点时点的向心加速度大小=2，读取外圈上点时点的11向心加速度大小=32,二者之比为，选项正确。23(2014•安庆模拟在光滑的水平地面上有一木块(视为质点，在水平恒力的作用下，由静止开始，经过2时间速度达到10 2末把外力水平旋转90°大小保持不变，再经过2到达某一点，则(a4末木块距出发点的距离10B4末木块距出发点的距离30c4末木块的速度大小10d4末木块的速度大小20解析：选 木块在前2内沿方向做匀加速直线运动，==12，=2=10 后物体沿速度=10 方向做匀速直1111线运动，第2个2内木块沿方向的位移= =20m木块沿垂1212直于原的方向做匀加速直线运动，= 2=10m=10 /2222故木块4末离出发点的距离==10寸10 末的速度==10护/故正确，、、错误。(2014•宿迁模拟如图2所示，质量为的物块从半径为的半球形碗边向碗底滑动，滑到最低点时的速度为，若物块滑到最低点时受到的摩擦力是，则物块与碗的动摩擦因数为(图2解析：选由一=,=“可得物块与碗的动摩擦因数为“==，正确。(2013・浙江重点中学协作体高三摸底宇航员站在星球表面上某高处，沿水平方向抛出一小球，经过时间小球落回星球表面，测得抛出点和落地点之间的距离为，若抛出时的速度增大为原来的2倍，则抛出点到落地点之间的距离为。已知两落地点在同一水平面上，该星球半径为R求该星球的质量是(解析：选 由平抛运动规律，可得抛出点距星球表面高度=2,若抛出时的速度增大为原来的2倍，则水平位移增大到原来的2倍，2+2=2，(22+2=(2；而= 2，联立解得=。二、多项选择题(本题共3小题，每小题6分，共18分。每小题有多个选项正确，全选对得6分，选对但不全得3分，选错或不选得0分(2013・海南高考关于物体所受合外力的方向，下列说法正确的是(A物体做速率逐渐增加的直线运动时，其所受合外力的方向一定与速度方向相同B物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向一定改变C物体做变速率圆周运动时，其所受合外力的方向一定指向圆心D物体做匀速率曲线运动时，其所受合外力的方向总是与速度方向垂直解析：选本题考查考生的辨析理解能力。物体做速率逐渐增加的直线运动时，其加速度跟速度方向一致，故其所受合外力的方向一定与速度方向相同，正确；物体做变速率曲线运动时，其所受合外力的方向不一定改变，如做平抛运动的物体，错误；物体只有在做匀速率圆周运动时，合外力才全部充当向心力，物体做变速率圆周运动时，只是合外力有指向圆心的分量，但其所受合外力的方向不指向圆心，故错误；物体做匀速率曲线运动时，据动能定理可知合外力不做功，故物体所受合外力的方向总是与速度方向垂直，正确。本题选、。(2013•北京四中摸底如图3,两个半径均为的14光滑圆弧对接于点，有物体从上面圆弧的某点以上任意位置由静止下滑(点未标出，都能从点平抛出去，贝9(图3.Z=60°1bZ=45°1C落地点距最远为22.落地点距最近为2解析：选 要使物体从点平抛出去，在点有=2,解得物体从点平抛出去的最小速度=。设Z=9，由机械能1守恒定律，(1— 9=2,解得9=Z=60°，选项正1确错误；由平抛运动规律，=，=2,解得落地点距最近2为。若物体从点下滑，到达点时速度为=。由平抛运动规律,=，=2,解得落地点距最远为2,选项正确错误。2(2013・大庆实验中学模拟宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图4所示，三颗质量均为的星位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为,，忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心做匀速圆周运动，万有引力量为，贝H图4A每颗星做圆周运动的线速度为B每颗星做圆周运动的角速度为c每颗星做圆周运动的周期为2nd每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关解析:选由图可知，每颗星做匀速圆周运动的半径==。由牛顿第二定律得：・2cos30°==32=•=可解得=,3=, =2n,=，故、、均正确，错误。三、非选择题（本题共4小题，共52分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤9．（1分0）《愤怒的小鸟》是一款时下非常流行的游戏，游戏中的故事也相当有趣，如图5甲所示，为了报复偷走鸟蛋的肥猪们，鸟儿以自己的身体为武器，如炮弹般弹射出去攻击肥猪们的堡垒。某班的同学们根据自己所学的物理知识进行假设：小鸟被弹弓沿水平方向弹出，如图乙所示，若=0 , =2 , =2 ,=1122小鸟飞出后能否直接打中肥猪的堡垒？请用计算结果进行说明。（取重力加速度=0 2s图解析：设小鸟以弹出后能直接击中堡垒，则0h＋h=g2t12l＋l=vt120t==s=0.8s所以== =3 s0设在台面的草地上的水平射程为，则所以==101可见小鸟不能直接击中堡垒。答案：小鸟不能直接击中堡垒(12分)(2013・福建高考)如图，一不可伸长的轻绳上端悬挂于点，下端系一质量=10的小球。现将小球拉到点(保持绳绷直)由静止释放，当它经过点时绳恰好被拉断，小球平抛后落在水平地面上的点。地面上的点与 在同一竖直线上，已知绳长=10,点离地高度=10,、两点的高度差=0m重力加速度取10 2,不计空气影响，求：图地面上两点间的距离s轻绳所受的最大拉力大小。解析：本题考查曲线运动及功能关系的分析，意在考查考生对基本运动形式的分析以及功能关系应用的能力。小球从到过程机械能守恒，有TOC\o"1-5"\h\zmg=hmBv2 ①小球从到做平抛运动，在竖直方向上有=2 ②在水平方向上有= ③由①②③式解得=1 1④小球下摆到达点时，绳的拉力和重力的合力提供向心力，有F－m=gm ⑤由①⑤式解得F=20N ⑥根据牛顿第三定律轻绳所受的最大拉力为20n答案：(1)1.41(m2)20N(1分)(2013•吉林省实验中学模拟)一探险队在探险时遇到一山沟，山沟的一侧竖直，另一侧的坡面 呈抛物线形状，与一平台相连，如图所示。已知山沟竖直一侧的高度为2h平台离沟底高处，点离竖直的水平距离为2。以沟底的点为原点建立坐标系 ，坡面的抛物线方程为=22。质量为的探险队员在山沟的竖直一侧从 点沿水平方向跳向平台。人视为质点，忽略空气阻力，重力加速度为。求：图7若探险队员从点以速度水平跳出时，掉在坡面的某处,0则他在空中运动的时间为多少？为了能跳在平台上，他在点的初速度应满足什么条件？请计算说明。解析：(1)设探险队员在坡面上的落点坐标为(，)由平抛规律可得：= 2—= 2t0又=22，以上三式联立可得=。⑵将=代入=22可求得=。TOC\o"1-5"\h\z由平抛规律得：= ，= 2—= 2B，B1C，C1, 1解得： =， =。所以为了能跳到平台上，他在点的初速度应满足WW。0答案：(1) (2)WW0

(1分)(2014•南通一模)如图所示，装置/可绕竖直轴/转动，可视为质点的小球与两细线连接后分别系于、两点，装置静止时细线水平，细线 与竖直方向的夹角9=37°。已知小球的质量=1 ,细线长=1 ,点距点的水平和竖直距离相等。(重力加速度取10 2,ssin37°=，cos37°=)图若装置匀速转动的角速度为3时，细线上的张力为0而1细线 与竖直方向的夹角仍为37°,求角速度3的大小；1若装置匀速转动的角速度3=a，求细线与竖直方向2的夹角。解析：(1)当细线上的张力为0时，小球的重力和细线张力的合力提供小球圆周运动的向心力，有：mtgan37°=m32