高三物理一轮复习 曲线运动　万有引力与航天复习题及答案解

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1、章末检测(四)(时间：60分钟，分值：100分)一、单项选择题(本大题共6小题，每小题6分，共36分，每小题只有一个选项符合题意)1.一个物体在光滑水平面上沿曲线MN运动，如图所示，其中A点是曲线上的一点，虚线1、2分别是过A点的切线和法线，已知该过程中物体所受到的合外力是恒力，则当物体运动到A点时，合外力的方向可能是()A沿F1或F5的方向B沿F2或F4的方向C沿F2的方向D不在MN曲线所决定的水平面内2.人用绳子通过定滑轮拉物体A，A穿在光滑的竖直杆上，当以速度v0匀速地拉绳使物体A到达如图所示位置时，绳与竖直杆的夹角为，则物体A实际运动的速度是()Av0sin B.Cv0cos D.3.

2、如图所示是一种新型高速列车，当它转弯时，车厢会自动倾斜，产生转弯需要的向心力；假设这种新型列车以360 km/h的速度在水平面内转弯，弯道半径为1.5 km，则质量为75 kg的乘客在拐弯过程中所受到的合外力为()A500 N B1 000 NC500 N D04.如图所示，球网上沿高出桌面H，网到桌边的距离为L.某人在乒乓球训练中，从左侧L/2处，将球沿垂直于网的方向水平击出，球恰好通过网的上沿落到右侧桌边缘设乒乓球的运动为平抛运动则乒乓球()A在空中做变加速曲线运动B在水平方向做匀加速直线运动C在网右侧运动时间是左侧的2倍D击球点的高度是网高的2倍5.如图所示是倾角为45°的斜坡

3、，在斜坡底端P点正上方某一位置Q处以速度v0水平向左抛出一个小球A，小球恰好能垂直落在斜坡上，运动时间为t1.小球B从同一点Q处自由下落，下落至P点的时间为t2.不计空气阻力，则t1t2为()A12 B1C13 D16.用一根细线一端系一小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑圆锥顶上，如图所示，设小球在水平面内做匀速圆周运动的角速度为，细线的张力为FT，则FT随2变化的图象是下列选项中的()二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题有多个选项符合题意)7.随着人们生活水平的提高，打高尔夫球将逐渐成为普通人的休闲娱乐项目之一如图所示，某人从高出水平地面h的坡上水平击出一个质量为

4、m的球，由于恒定的水平风力的作用，球竖直地落入距击球点水平距离为L的A穴则()A球被击出后做平抛运动B球从被击出到落入A穴所用的时间为C球被击出时的初速度大小为LD球被击出后受到的水平风力的大小为mgh/L8.如图所示，质量为m的物体，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v，若物体与球壳之间的动摩擦因数为，则物体在最低点时，下列说法正确的是()A受到的向心力大小为mgmB受到的摩擦力大小为mC受到的摩擦力大小为D受到的合力方向斜向左上方9假设将来人类一艘飞船从火星返回地球时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法正确的是()A飞船在轨道上运

5、行时，在P点的速度大于在Q点的速度B飞船在轨道上运动的机械能大于在轨道上运行的机械能C飞船在轨道上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道上运动到P点时的加速度D飞船绕火星在轨道上运动的周期跟飞船返回地面的过程中以与轨道同样的半径绕地球运动的周期相同10如图所示，在某星球表面以初速度v0将一皮球与水平方向成角斜向上抛出，假设皮球只受该星球的引力作用，已知皮球上升的最大高度为h，星球的半径为R，引力常量为G，则由此可推算()A此星球表面的重力加速度为B此星球的质量为C皮球在空中运动的时间为 D该星球的第一宇宙速度为v0sin ·三、非选择题(本大题共2小题，共40分，要有必要的文字说明和解题

6、步骤，有数值计算的要注明单位)11(20分)如图所示，轻直杆长为2 m，两端各连着一个质量为1 kg的小球A、B，直杆绕着O点以8 rad/s逆时针匀速转动，直杆的转动与直角斜面体在同一平面内OA1.5 m，A小球运动轨迹的最低点恰好与直角斜面体的顶点重合，斜面体的底角为37°和53°，取g10 m/s2.(1)当A小球通过最低点时，求B小球对直杆的作用力；(2)若当A小球通过最低点时，两小球脱离直杆(不影响两小球瞬时速度，此后两小球不受直杆影响)，此后B小球恰好击中斜面底部，且两小球跟接触面碰后不反弹，试求B小球在空中飞行的时间；(3)在(2)的情形下，求两小球落点间的距

7、离12.(20分)如图所示，一质量为m1 kg的小物块轻轻放在水平匀速运动的传送带上的A点，随传送带运动到B点，小物块从C点沿圆弧切线进入竖直光滑的半圆轨道恰能做圆周运动已知圆弧半径R0.9 m，轨道最低点为D，D点距水平面的高度h0.8 m小物块离开D点后恰好垂直撞击放在水平面上E点的固定倾斜挡板已知小物块与传送带间的动摩擦因数0.3，传送带以5 m/s的恒定速率顺时针转动(g取10 m/s2)，试求：(1)传送带AB两端的距离；(2)小物块经过D点时对轨道的压力的大小；(3)倾斜挡板与水平面间的夹角的正切值章末检测(四)1解析选C.物体做曲线运动，必须有指向曲线内侧的合外力，或者合外力有沿

8、法线指向内侧的分量，才能改变物体的运动方向而做曲线运动，合力沿切线方向的分量只能改变物体运动的速率，故F4、F5的方向不可能是合外力的方向，只有F1、F2、F3才有可能，选项A、B错误，C正确；合外力方向在过M、N两点的切线所夹的区域里，若合外力不在MN曲线所决定的平面上，则必有垂直水平面的分量，该方向上应有速度分量，这与事实不符，故合外力不可能不在曲线MN所决定的水平面内，选项D错误2.解析选D.由运动的合成与分解可知，物体A参与这样两个分运动，一个是沿着与它相连接的绳子的运动，另一个是垂直于绳子向上的运动而物体A实际运动轨迹是沿着竖直杆向上的，这一轨迹所对应的运动就是物体A的合运动，它们之

9、间的关系如图所示由三角函数可得v，所以D选项是正确的3解析选A.对乘客由牛顿第二定律得F合m75× N500 N，选项A正确4解析选C.乒乓球击出后，只受重力，做平抛运动，可分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，选项A、B错误；网左侧和右侧水平距离之比为，选项C正确；击球点到网的高度与击球点到桌面的高度之比为，所以击球点的高度与网高度之比为，选项D错误5解析选D.垂直落在斜面上时速度与水平方向的夹角为45°，tan 45°1，即y，得Q点高度hxy3y，即A、B下落高度比为13，由hgt2可得运动时间之比为1，选项D正确6解析选C.小球未离开锥

10、面时，设细线的张力为FT，线的长度为L，锥面对小球的支持力为FN，则有：FTcos FNsin mg及FTsin FNcos m2Lsin ，可求得FTmgcos m2Lsin2可见当由0开始增大，FT从mgcos 开始随2的增大而线性增大，当角速度增大到小球飘离锥面时，有FTsin m2Lsin ，其中为细线与竖直方向的夹角，即FTm2L，可见FT随2的增大仍线性增大，但图线斜率增大了，综上所述，只有C正确7解析选BC.由于球在水平方向上受风力，故球不是做平抛运动，A错球在竖直方向上做自由落体运动，故运动时间为t，B正确，球到达A时水平速度为0，由平均速度v水平，解得v0L，C正确由牛顿第二

11、定律得：Fm，故D错8解析选CD.物体在最低点做圆周运动，则有FNmgm，解得FNmgm，故物体受到的滑动摩擦力为FfFN，A、B错误，C正确；水平方向受到方向向左的摩擦力，竖直方向受到的合力方向向上，故物体所受到的合力斜向左上方，D正确9解析选AC.由开普勒第二定律知飞船在P点的速度大于在Q点的速度，选项A对；飞船越高，具有的机械能越大，选项B错；同一位置，飞船受到的万有引力相等，加速度相等，选项C对，以同样的半径绕不同的物体运动，周期不同，选项D错10解析选BD.皮球竖直初速度为：vyv0sin ，由v2ah得：a，故A错；星球表面，皮球的重力等于万有引力，即Gma，所以M，B正确；皮球在

12、空中运动的时间满足h×，即t，C错误；该星球的第一宇宙速度为vv0sin ·，D正确11解析(1)设直杆对B小球有向下的作用力F，则mgFm2·OB(3分)解得F22 N，即直杆对B小球的作用力为22 N，方向向下(1分)由牛顿第三定律可知，B小球对直杆的作用力F22 N，方向向上(1分)(2)脱离直杆时vA12 m/s，vB4 m/s(1分)设在空中飞行时间为t，则有：tan 37°(2分) 解得t1 s(2分)(3)B小球的水平位移xBvBt4 m(3分)A小球的竖直位移hgt2AB3 m(3分)A小球的水平位移xAvA m> m，A小球直接落

13、在地面上(2分)因此两小球落点间距为lxAxB m(2分)答案见解析12解析(1)对小物块，在C点恰能做圆周运动，由牛顿第二定律得：mgm(2分)解得：v13 m/s(1分)由于v13 m/s<5 m/s，小物块在传送带上一直加速，则由A到B由牛顿第二定律得：mgma(2分)解得：ag3 m/s2(1分)v2axAB(1分)所以传送带AB两端的距离：xAB1.5 m(1分)(2)对小物块，由C到D由动能定理得：2mgRmvmv(2分)解得v23 m/s(1分)在D点由牛顿第二定律得：FNmgm(2分) 解得：FN60 N(1分)由牛顿第三定律知小物块对轨道的压力大小为FNFN60 N(1分)(3)小物块从D点抛出后做平抛运动，则：hgt2(2分)解得：t0.4 s(1分)vygt4 m/s(1分)故：tan .(1分)答案(1)1.5 m(2)60 N(3)