2022届高考物理（二轮）习题：曲线运动、万有引力与航天有答案

2022届高考物理（二轮）习题：曲线运动、万有引力与航天有答案一、选择题。1、(双选)如图所示为一半球形的坑，其中坑边缘两点M、N与圆心等高且在同一竖直面内．现甲、乙两位同学分别站在M、N两点，同时将两个小球以v1、v2的速度沿图示方向水平抛出，发现两球刚好落在坑中同一点Q，已知∠MOQ＝60°，忽略空气阻力．则下列说法正确的是()A．两球拋出的速率之比为1∶3B．若仅增大v1，则两球将在落入坑中之前相撞C．两球的初速度无论怎样变化，只要落在坑中的同一点，两球抛出的速率之和不变D．若仅从M点水平抛出小球，改变小球抛出的速度，小球可能垂直坑壁落入坑中2、(多选)我国在西昌卫星发射中心用长征运载火箭将卫星成功送入太空。已知地球自转周期T0，月球半径R，卫星距离月球表面的高度h，月球表面的重力加速度g，万有引力常量G。下列说法中正确的是()A.月球的质量M=B.卫星的角速度与地球自转的角速度之比为C.月球的密度ρ=D.卫星绕月球运行的速率v=3、如图所示，在一个水平圆盘上有一个木块P随圆盘一起绕过O点的竖直轴匀速转动，下面说法中错误的是()A．圆盘匀速转动的过程中，P受到的静摩擦力的方向指向O点B．圆盘匀速转动的过程中，P受到的静摩擦力为零C．在转速一定的条件下，P受到的静摩擦力的大小跟P到O点的距离成正比D．在P到O点的距离一定的条件下，P受到的静摩擦力的大小跟圆盘匀速转动的角速度平方成正比4、某卫星在半径为r的轨道1上做圆周运动，动能为Ek，变轨到轨道2上后，动能比在轨道1上减小了ΔE，在轨道2上也做圆周运动，则轨道2的半径为()A．eq\f(Ek－ΔE,ΔE)rB．eq\f(Ek,ΔE)rC．eq\f(ΔE,Ek－ΔE)rD．eq\f(Ek,Ek－ΔE)r5、如图所示，两条位于同一竖直平面内的水平轨道相距为h，物体B和A(均可视为质点)分别在上、下轨道上，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接，物体A在下面的轨道上以速度v匀速运动，在绳子BO段与轨道成30°角的瞬间，与BO段绳子相对静止的小水滴P和绳子分离．已知绳子BO段的长度远大于定滑轮的直径，OP＝eq\f(1,3)OB.则小水滴P脱离绳子时的速度大小为()A．vB.eq\f(\r(3),3)vC.eq\f(\r(39),6)vD.eq\f(2\r(21),9)v6、(多选)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所示，三颗质量均为m的星位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为R，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O做匀速圆周运动，引力常量为G，则()A．每颗星做圆周运动的线速度为eq\r(\f(Gm,R))B．每颗星做圆周运动的角速度为eq\r(\f(3Gm,R3))C．每颗星做圆周运动的周期为2πeq\r(\f(R3,3Gm))D．每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关7、如图所示，河水由西向东流，河宽为d＝800m，河中各点的水流速度大小为v水，各点到较近河岸的距离为x，v水与x的关系为v水＝eq\f(3,400)x(m/s)(x的单位为m)。让小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船划水速度大小恒为v船＝4m/s。则下列说法正确的是()A．小船渡河的轨迹为直线B．小船在河水中的最大速度是5m/sC．小船在距南岸200m处的速度小于在距北岸200m处的速度D．小船渡河的时间是160s8、如图所示，长为L的细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球．在O点的正下方与O点相距eq\f(2L,3)的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子A.把球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，当细绳碰到钉子后的瞬间(细绳没有断)，下列说法中正确的是()A．小球的向心加速度突然增大到原来的3倍B．小球的线速度突然增大到原来的3倍C．小球的角速度突然增大到原来的1.5倍D．细绳对小球的拉力突然增大到原来的1.5倍9、如图所示，气枪水平对准被磁铁吸住的钢球，在子弹射出枪口的同时，将电磁铁的电路断开，释放钢球使其自由下落(设离地高度足够大)，不计空气阻力，则下列说法中正确的是()A．子弹与钢球在任意时刻都位于同一高度B．子弹一定比钢球后落地C．子弹一定从空中下落的钢球下方飞过D．只有在气枪离电磁铁某一距离时，子弹才能击中空中下落的钢球10、如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g，当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为()A．Mg－5mgB．Mg＋mgC．Mg＋5mgD．Mg＋10mg11、（双选）如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是()A．小球通过最高点时的最小速度vmin＝eq\r(gR＋r)B．小球通过最高点时的最小速度vmin＝0C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力12、我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信．“墨子”将由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道．此前6月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36000千米)，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7.9km/sB．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小D．量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7小二、填空含实验题。13、半径为R的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动，A为圆盘边缘上一点．在O的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v水平抛出时，半径OA方向恰好与v的方向相同，如图所示．若小球与圆盘只碰一次，且落在A点，重力加速度为g，则小球抛出时距O的高度h＝________，圆盘转动的角速度大小ω＝________。14、在研究平抛运动的实验中：(1)实验所需要的测量工具是______________．(2)完成该实验应注意：安装斜槽轨道必须使轨道底部________；确定竖直方向必须利用________；从斜槽上使小球重复下落必须使小球从________(填“相同”或“不同”)的位置无初速释放．(3)一同学做验证平抛运动规律实验时，只在白纸上画出与初速度平行的Ox轴，忘了画原点和Oy轴，并且他只画出一部分轨迹如图所示．如何只用一把刻度尺得出小球的初速度v0？(不需测实际数据，用物理量的符号代表所测量的值．)①测量方法是(简要回答)：_______________________________.②初速度的计算式为_________________________________．三、解答类题。15、（计算题）船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示，河水的流速与船离河岸的距离d的变化关系如图乙所示，求：(1)小船渡河的最短时间；(2)小船以最短时间渡河的位移的大小．16、（计算题）如图所示，光滑圆杆MN段竖直，OC段水平且与MN相接于O点，两杆分别套有质量为m的环A和2m的环B，两环的内径比杆的直径稍大，A、B用长为2L的轻绳连接，A、O用长为L的轻绳连接，现让装置绕竖直杆MN做匀速圆周运动，当ω＝eq\r(\f(2g,L))时，OA段绳刚好要断，AB段绳能承受的拉力足够大，求：(1)OA段绳刚刚拉直时转动的角速度多大；(2)OA段绳能承受的最大的拉力；(3)当ω＝2eq\r(\f(g,L))且转动稳定时，A向外侧移动的距离多大．17、如图所示，一根长0.1m的细线，一端系着一个质量为0.18kg的小球，拉住线的另一端，使小球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，使小球的转速很缓慢地增加，当小球的转速增加到开始时转速的3倍时，细线断开，线断开前的瞬间线受到的拉力比开始时大40N，求：(1)线断开前的瞬间，线受到的拉力大小；(2)线断开的瞬间，小球运动的线速度大小；(3)如果小球离开桌面时，速度方向与桌边缘的夹角为60°，桌面高出地面0.8m，求小球飞出后的落地点距桌边缘的水平距离。2022届高考物理（二轮）习题：曲线运动、万有引力与航天有答案一、选择题。1、(双选)如图所示为一半球形的坑，其中坑边缘两点M、N与圆心等高且在同一竖直面内．现甲、乙两位同学分别站在M、N两点，同时将两个小球以v1、v2的速度沿图示方向水平抛出，发现两球刚好落在坑中同一点Q，已知∠MOQ＝60°，忽略空气阻力．则下列说法正确的是()A．两球拋出的速率之比为1∶3B．若仅增大v1，则两球将在落入坑中之前相撞C．两球的初速度无论怎样变化，只要落在坑中的同一点，两球抛出的速率之和不变D．若仅从M点水平抛出小球，改变小球抛出的速度，小球可能垂直坑壁落入坑中【答案】AB2、(多选)我国在西昌卫星发射中心用长征运载火箭将卫星成功送入太空。已知地球自转周期T0，月球半径R，卫星距离月球表面的高度h，月球表面的重力加速度g，万有引力常量G。下列说法中正确的是()A.月球的质量M=B.卫星的角速度与地球自转的角速度之比为C.月球的密度ρ=D.卫星绕月球运行的速率v=【答案】A、B。3、如图所示，在一个水平圆盘上有一个木块P随圆盘一起绕过O点的竖直轴匀速转动，下面说法中错误的是()A．圆盘匀速转动的过程中，P受到的静摩擦力的方向指向O点B．圆盘匀速转动的过程中，P受到的静摩擦力为零C．在转速一定的条件下，P受到的静摩擦力的大小跟P到O点的距离成正比D．在P到O点的距离一定的条件下，P受到的静摩擦力的大小跟圆盘匀速转动的角速度平方成正比【答案】B4、某卫星在半径为r的轨道1上做圆周运动，动能为Ek，变轨到轨道2上后，动能比在轨道1上减小了ΔE，在轨道2上也做圆周运动，则轨道2的半径为()A．eq\f(Ek－ΔE,ΔE)rB．eq\f(Ek,ΔE)rC．eq\f(ΔE,Ek－ΔE)rD．eq\f(Ek,Ek－ΔE)r【答案】D5、如图所示，两条位于同一竖直平面内的水平轨道相距为h，物体B和A(均可视为质点)分别在上、下轨道上，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接，物体A在下面的轨道上以速度v匀速运动，在绳子BO段与轨道成30°角的瞬间，与BO段绳子相对静止的小水滴P和绳子分离．已知绳子BO段的长度远大于定滑轮的直径，OP＝eq\f(1,3)OB.则小水滴P脱离绳子时的速度大小为()A．vB.eq\f(\r(3),3)vC.eq\f(\r(39),6)vD.eq\f(2\r(21),9)v【答案】D6、(多选)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所示，三颗质量均为m的星位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为R，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O做匀速圆周运动，引力常量为G，则()A．每颗星做圆周运动的线速度为eq\r(\f(Gm,R))B．每颗星做圆周运动的角速度为eq\r(\f(3Gm,R3))C．每颗星做圆周运动的周期为2πeq\r(\f(R3,3Gm))D．每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关【答案】ABC7、如图所示，河水由西向东流，河宽为d＝800m，河中各点的水流速度大小为v水，各点到较近河岸的距离为x，v水与x的关系为v水＝eq\f(3,400)x(m/s)(x的单位为m)。让小船船头垂直河岸由南向北渡河，小船划水速度大小恒为v船＝4m/s。则下列说法正确的是()A．小船渡河的轨迹为直线B．小船在河水中的最大速度是5m/sC．小船在距南岸200m处的速度小于在距北岸200m处的速度D．小船渡河的时间是160s【答案】B8、如图所示，长为L的细绳一端固定在O点，另一端拴住一个小球．在O点的正下方与O点相距eq\f(2L,3)的地方有一枚与竖直平面垂直的钉子A.把球拉起使细绳在水平方向伸直，由静止开始释放，当细绳碰到钉子后的瞬间(细绳没有断)，下列说法中正确的是()A．小球的向心加速度突然增大到原来的3倍B．小球的线速度突然增大到原来的3倍C．小球的角速度突然增大到原来的1.5倍D．细绳对小球的拉力突然增大到原来的1.5倍【答案】A9、如图所示，气枪水平对准被磁铁吸住的钢球，在子弹射出枪口的同时，将电磁铁的电路断开，释放钢球使其自由下落(设离地高度足够大)，不计空气阻力，则下列说法中正确的是()A．子弹与钢球在任意时刻都位于同一高度B．子弹一定比钢球后落地C．子弹一定从空中下落的钢球下方飞过D．只有在气枪离电磁铁某一距离时，子弹才能击中空中下落的钢球【答案】A10、如图，一质量为M的光滑大圆环，用一细轻杆固定在竖直平面内；套在大环上质量为m的小环(可视为质点)，从大环的最高处由静止滑下．重力加速度大小为g，当小环滑到大环的最低点时，大环对轻杆拉力的大小为()A．Mg－5mgB．Mg＋mgC．Mg＋5mgD．Mg＋10mg【答案】C.11、（双选）如图所示，小球在竖直放置的光滑圆形管道内做圆周运动，内侧壁半径为R，小球半径为r，则下列说法正确的是()A．小球通过最高点时的最小速度vmin＝eq\r(gR＋r)B．小球通过最高点时的最小速度vmin＝0C．小球在水平线ab以下的管道中运动时，内侧管壁对小球一定无作用力D．小球在水平线ab以上的管道中运动时，外侧管壁对小球一定有作用力【答案】BC12、我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信．“墨子”将由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道．此前6月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36000千米)，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7.9km/sB．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小D．量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7小【答案】C.二、填空含实验题。13、半径为R的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动，A为圆盘边缘上一点．在O的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v水平抛出时，半径OA方向恰好与v的方向相同，如图所示．若小球与圆盘只碰一次，且落在A点，重力加速度为g，则小球抛出时距O的高度h＝________，圆盘转动的角速度大小ω＝________。【答案】eq\f(gR2,2v2)eq\f(2nπv,R)(n＝1,2,3，…)14、在研究平抛运动的实验中：(1)实验所需要的测量工具是______________．(2)完成该实验应注意：安装斜槽轨道必须使轨道底部________；确定竖直方向必须利用________；从斜槽上使小球重复下落必须使小球从________(填“相同”或“不同”)的位置无初速释放．(3)一同学做验证平抛运动规律实验时，只在白纸上画出与初速度平行的Ox轴，忘了画原点和Oy轴，并且他只画出一部分轨迹如图所示．如何只用一把刻度尺得出小球的初速度v0？(不需测实际数据，用物理量的符号代表所测量的值．)①测量方法是(简要回答)：_______________________________.②初速度的计算式为_________________________________．【答案】(1)刻度尺(2)水平；重锤线；相同(3)①在曲线上取三个点1、2、3，令相邻两点的水平距离相等，测得距离为s，再测得相邻两点的竖直距离y1和y2②v0＝seq\r(\f(g,y2－y1))【解析】(3)因为平抛运动水平为匀速直线运动，取相同水平位移则表示时间相同，竖直方向为匀变速直线运动，有Δy＝gT2，即y2－y1＝gT2，s＝v0T，联立得：v0＝seq\r(\f(g,y2－y1)).三、解答类题。15、（计算题）船在静水中的速度与时间的关系如图甲所示，河水的流速与船离河岸的距离d的变化关系如图乙所示，求：(1)小船渡河的最短时间；(2)小船以最短时间渡河的位移的大小．【答案】(1)100s(2)100eq\r(13)m【解析】(1)由图像可知，v船＝3m/s，河宽d＝300m，船头正对对岸则渡河时间最短，故tmin＝eq\f(d,v船)＝100s.(2)当小船船头正对对岸行驶时，d＝v船t，故v水先随时间线性增大，后线性减小，垂直河岸分位移x1＝d＝300m，沿河岸方向分位移x2＝2eq\f(v水,2)eq\f(tmin,2)＝200m，总位移x＝100eq\r(13)m。16、（计算题）如图所示，光滑圆杆MN段竖直，OC段水平且与MN相接于O点，两杆分别套有质量为m的环A和2m的环B，两环的内径比杆的直径稍大，A、B用长为2L的轻绳连接，A、O用长为L的轻绳连接，现让装置绕竖直杆MN做匀速圆周运动，当ω＝eq\r(\f(2g,L))时，OA段绳刚好要断，AB段绳能承受的拉力足够大，求：(1)OA段绳刚刚拉直时转动的角速度多大；(2)OA段绳能承受的最大的拉力；(3)当ω＝2eq\r(\f(g,L))且转动稳定时，A向外侧移动的距离多大．【答案】(1)eq\r(\f(2\r(3)g,3L))(2)eq\f(6－2\r(3),3)mg(3)eq\f(\r(15)－2,2)L【解析】(1)当OA绳刚好拉直时，由几何关系知，cosθ＝eq\f(\r(3),2)，sin