（江苏专用）高考物理大一轮复习 第4单元 曲线运动 万有引力与航天测评手册-人教版高三物理试题

第四单元曲线运动万有引力与航天单元小结卷(四)时间/45分钟分值/100分一、选择题(每小题6分,共48分,1~5小题为单选,6~8小题为多选)1.如图D4-1所示的曲线为运动员抛出的铅球(视为质点)的运动轨迹,A、B、C为曲线上的三点,则铅球在B点的速度 ()图D4-1A.沿AB方向 B.沿BC方向C.沿BD方向 D.沿BE方向2.有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v的大河,一条小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直,已知小船在静水中的速度大小为,则其回程与去程所用时间之比为 ()A.3∶2 B.2∶1C.3∶1 D.2∶13.如图D4-2所示,质量相同的钢球①、②分别放在A、B盘的边缘,A、B两盘半径之比为2∶1,a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮,a、b两轮半径之比为1∶2.当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时,钢球①、②受到的向心力大小之比为 ()图D4-2A.2∶1 B.4∶1C.1∶4 D.8∶14.如图D4-3所示,铁路在弯道处内、外轨道的高低是不同的,已知内、外轨道平面与水平面的夹角为θ,弯道处的圆弧半径为R.若质量为m的火车转弯时的速度小于(g为重力加速度),则 ()图D4-3A.内轨对内侧车轮轮缘有挤压B.外轨对外侧车轮轮缘有挤压C.轨道与轮缘无挤压D.无法确定轨道与轮缘是否有挤压5.我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射,在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信.“墨子”由火箭发射至高度为500km的预定圆形轨道.此前在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7.G7属地球静止轨道卫星(高度约为36000km),它将使北斗系统的可靠性进一步提高.关于卫星,以下说法中正确的是 (A.这两颗卫星的运行速度可能大于7.B.通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方C.量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7的小D.量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7的小6.如图D4-4所示,A、D分别是斜面的顶端、底端,B、C是斜面上的两个点,AB=BC=CD,E点在D点的正上方,与A等高.从E点以一定的水平速度抛出质量相等的两个小球,球1落在B点,球2落在C点.关于球1和球2从抛出到落在斜面上的运动过程,下列说法中正确的是 ()图D4-4A.球1和球2运动的时间之比为2∶1B.球1和球2的动能增加量之比为1∶2C.球1和球2抛出时的初速度之比为2∶1D.球1和球2运动时的加速度之比为1∶27.GPS全球定位系统有24颗卫星在轨运行,每个卫星的环绕周期为12h.GPS系统的卫星与地球同步卫星相比较,下面说法正确的是 ()A.GPS系统的卫星轨道半径是地球同步卫星轨道半径的B.GPS系统的卫星轨道半径是地球同步卫星轨道半径的C.GPS系统的卫星线速度是地球同步卫星线速度的倍D.GPS系统的卫星线速度是地球同步卫星线速度的倍8.“神舟十一号”飞船于北京时间2016年10月17日发射升空,并与“天宫二号”实现自动交会对接.交会对接前“神舟十一号”飞船先在较低的圆轨道1上运动,在适当位置经变轨与在圆轨道2上运动的“天宫二号”对接.如图D4-5所示,M、Q两点在轨道1上,P点在轨道2上,三点连线过地球球心,把飞船的加速过程简化为只做一次短时加速.下列关于“神舟十一号图D4-5A.“神舟十一号”飞船必须在Q点加速,才能在P点与“天宫二号”相遇B.“神舟十一号”飞船在M点经一次加速,即可变轨到轨道2C.“神舟十一号”飞船在M点变轨后的速度大于变轨前的速度D.“神舟十一号”飞船变轨后的运行周期总大于变轨前的运行周期二、非选择题(共52分,要求解答过程有必要的文字说明)9.(14分)在一光滑的水平面上建立xOy平面坐标系,一质点在水平面上从坐标原点开始运动,沿x轴方向和y轴方向的x-t图像和vy-t图像如图D4-6所示,求:(1)运动后4s内质点的最大速度;(2)4s末质点离坐标原点的距离.图D4-610.(18分)如图D4-7所示,底端切线水平且竖直放置的光滑圆弧轨道的半径为L,其轨道底端P距地面的高度及与右侧竖直墙的距离均为L,Q为圆弧轨道上的一点,它和圆心O的连线OQ与竖直方向的夹角为60°.现将一质量为m、可视为质点的小球从Q点由静止释放,不计空气阻力,重力加速度为g.试求:(1)小球在P点时受到的支持力大小;(2)在以后的运动过程中,小球第一次与墙壁的碰撞点离墙角B点的距离.图D4-711.(20分)某工厂的生产流水线示意图如图D4-8所示,半径R=1m的水平圆盘边缘E点固定一小桶,在圆盘直径DE正上方平行放置的水平传送带沿顺时针方向匀速转动,传送带右端C点与圆盘圆心O在同一竖直线上,竖直高度差h=1.25m.AB为一个与CO在同一竖直平面内的四分之一光滑圆弧轨道,半径r=0.45m,且与水平传送带相切于B点.一质量m=0.2kg的滑块(可视为质点)从A点由静止释放,滑块与传送带间的动摩擦因数μ=0.2,当滑块到达B点时,圆盘从图示位置以一定的角速度ω绕过圆心O的竖直轴匀速转动,(1)滑块到达圆弧轨道B点时对轨道的压力FNB;(2)传送带BC部分的长度L;(3)圆盘转动的角速度ω应满足的条件.图D4-8测评手册单元小结卷(四)1.C[解析]由于做曲线运动的物体在某点的速度沿曲线在该点的切线方向,因此,铅球在B点的速度沿BD方向,选项C正确.2.B[解析]设河宽为d,则去程所用时间为t1=,回程时的合速度v'=,回程所用时间为t2=,故回程与去程所用时间之比为t2∶t1=2∶1,选项B正确.3.D[解析]皮带传动中,边缘上的点线速度大小相等,所以va=vb,a轮、b轮半径之比为1∶2,所以,共轴转动时各点的角速度相等,故两个钢球的角速度分别与共轴轮的角速度相等,则,根据向心加速度an=rω2,因,故,根据F=man,因m1=m2,故F1∶F2=8∶1,D正确,A、B、C错误.4.A[解析]若火车转弯时仅由重力和支持力的合力提供向心力,则有mgtanθ=m,解得v=,当火车转弯时的速度小于时,有靠近圆心运动的趋势,所以内轨对内侧车轮轮缘有挤压,选项A正确.5.C[解析]根据G可知,轨道半径越大,线速度越小,第一宇宙速度对应的轨道半径为地球的半径,所以第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度,故A错误;地球静止轨道卫星即同步卫星,只能定点于赤道正上方,故B错误;根据G,得T=,所以量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7的小,故C正确;卫星的向心加速度an=,半径小的量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7的大,故D错误.6.BC[解析]因为AC=2AB,所以A、C的高度差是A、B的高度差的2倍,根据h=,则球1和球2运动的时间之比为1∶,故A错误;根据动能定理得mgh=ΔEk,则球1和球2的动能增加量之比为1∶2,故B正确;B、D的水平距离是D、C的水平距离的2倍,结合x=v0t,可得初速度之比为2∶1,故C正确;平抛运动的加速度均为g,两球的加速度相同,故D错误.7.BD[解析]设GPS系统的卫星轨道半径为r1,周期为T1,地球同步卫星轨道半径为r2,周期为T2,由万有引力提供向心力,有Gr,可得卫星运动的周期T=2π,又,所以,选项A错误,B正确;根据v=,可得,选项C错误,D正确.8.CD[解析]飞船经一次加速后由圆轨道1变轨到与加速点相切的椭圆轨道,加速点为近地点,椭圆轨道的远地点与圆轨道2相切,近地点与远地点分别在地球两侧,因此飞船必须在M点加速,才能在P点与“天宫二号”相遇,A错误;飞船在M点经一次加速后由圆轨道1变轨到椭圆轨道,在椭圆轨道的远地点再经一次加速变轨到圆轨道2,B错误;飞船在M点加速后由圆轨道1变轨到椭圆轨道,则在M点变轨后的速度大于变轨前的速度,C正确;由T=2π可知,因轨道半径增大,故周期增大,D正确.9.(1)2m/s(2)[解析](1)由图像可知,质点沿x轴正方向做匀速直线运动,速度大小为vx==2在运动后4s内,沿y轴方向运动的最大速度为4则运动后4s内质点运动的最大速度vm=m/s.(2)0~2s内质点沿y轴正方向做匀加速直线运动,2~4s内先沿y轴正方向做匀减速直线运动,再沿y轴负方向做初速度为零的匀加速直线运动,加速度大小a=m/s2=3m质点沿y轴正方向做匀减速运动的时间t2=s则运动后4s内沿y轴方向的位移y=m=0因此4s末质点离坐标原点的距离等于沿x轴方向的位移,由图像可知,4s末质点离坐标原点的距离s=x=810.(1)2mg(2)L[解析](1)对小球滑到圆弧轨道底端的过程,由动能定理得mgL(1-cos60°)=mv2解得v=小球在P点时,由牛顿第二定律得FN-mg=m解得FN=2mg(2)小球离开P点后做平抛运动,设其水平位移为L时所用时间为t,则L=vt小球下落的高度为h=gt2联立解得h=故小球第一次与墙壁的碰撞点离B的距离为d=L-h=L.11.(1)6N,方向竖直向下(2)1(3)ω=2nπrad/s(n=1,2,3,…)[解析](1)滑块从A到B过程中,由动能定理得mgr=解得vB==3滑块到达B点时,由牛顿第二定律得FNB'-mg=m解得FNB'