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文档格式.docx

1、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 ABlh，小球可随转动轴转动并在光滑水平面上做匀速圆周运动。要使球不离开水平面，转动轴的转

2、速的最大值是木 （ ）图 21g1 glA. 2 hB gh C.2 lD2解析对小球，在水平方向有 FT 2，在竖直方向有TsinmR 4mn RF cosFN mg，且 Rhtan ，当球即将离开水平面时， FN0，转速 n 有最大值，联立解得 n2 h，则 A 正确。4 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（）3t23s3A. 4Gs3 3B. 2 3R4Gt

3、R4R3Gt24R3Gs3C.3sD.3t3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GMm m2r，密度公式 M，由万有引力公式可得r，联立可得 t3R4Gt2R3，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 点时动能为图 385A 2EB.5EC.4ED. 5E由平抛运动规律可知两小球

4、下落时间均为t2R，由水平射程 xvt知， A、B 两小球的初速度分别为vA 2gR、 vBgRB2 ，由动能定理知对球有 mgRE 2mvB，对 A 球有 mgREA 2mvA，联立得EA 5E，B 对。答案6.一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 4A tan 12B tan tan 2tan 1 2C.tan tanD.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，从 A 到 B 点的位移与竖直方向的夹角为 ，则y2vytv

5、ytan v0t，tan ， x2v0v0因此 tan ，即 tan tan 2，B 项正确。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上，设地球质量为 M、半径为 R。r 的圆轨道图 5GMmA 地球对一颗卫星的引力大小为 r R 2B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，由万有引力定律得其大小为 r2 ，故 A 错误， B 正确；任意两颗卫星之间的距离 L 3r，则两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

6、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6A A、B 在第一次落地前能否相碰，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DA、B 一定能相碰由题意知 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

7、运动相同，二者与地面碰撞前运动时间 t1 相同，且 t12hA 运动时间g ，若第一次落地前相碰，只要满足tvt1，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、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

8、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即将滑动的过程中，下列说法正确的是A、B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DA 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 FA m2rA，FBm2r B 可

9、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Rm，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 0.6，cos

10、 37 0.8，不计空气阻力。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。（1）金属滑块从A 到B 的过程中，由动能定理得1 2mgR2mvB，可得vB 5m/svB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 FN150 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

11、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 m设小滑块沿斜面向上运动的加速度为a，由s2at 解得2a5m/s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 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

12、、 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 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。（1）小球运动至 B 点时速度方向与水平方向夹角为45，设小球抛出时的初速度为 v0，从 A 点至 B 点的时间为 t，有 hgt2gt，tan 45 ， xv0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 gsi

13、n 45vCvB 2asin 45 解得 vC22gh（3）小球进入轻质筐后瞬间做圆周运动，由牛顿第二定律得FmgmvC，解得3h11F 3 mg。（1）2h（2）2 2gh（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）

14、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 R6.4103 km。解析 （1）设货物相对地心的距离为 r1，线速度为 v1，则r1Rh1v1r 1货物相对地心的动能为 Ek 2m1v1（Rh1）联立得 Ek m1（2）设地球质量为 M ，人相对地心的距离为 r2，向心加速度为 an，则 r 2 R h2an2r 2GMg 2GMm2设水平地板对人的支持力大小为 N，人对水平地板的压力大小为 N ，则 r 22Nm2anNN联立式并代入数据得 N11.5 N（1）1m12（Rh1）2（2）11.5 N