（新课标）高三物理二轮复习 第1部分 专题1 力与运动 第3讲 平抛运动、圆周运动和天体的运动课时作业集训.doc

平抛运动、圆周运动和天体的运动一、选择题(17题为单项选择题，810题为多项选择题)1(2015天津理综4)未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力为达到上述目的，下列说法正确的是()a旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大b旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小c宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大d宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小解析：由题意知有mgfm2r，即g2r，因此r越大，越小，且与m无关，b正确答案：b2.(2015厦门模拟)某河宽为600 m，河中某点的水流速度v与该点到较近河岸的距离d的关系图象如图所示，现船以静水中的速度4 m/s渡河，且船渡河的时间最短，下列说法正确的是()a船在河水中航行的轨迹是一条直线b船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直c渡河最短时间为240 sd船离开河岸400 m时的速度大小为5 m/s解析：由于距岸不同位置处水流速度不同，所以其与船在静水中速度的合速度也不同，船的实际运动轨迹为曲线，a错；由运动的独立性可知，只有当船头与河岸垂直时，渡河时间最短，最短时间为t s150 s，b对，c错；由题图可知，船离开河岸400 m时，离彼岸200 m，水流速度为2 m/s，由运动的合成得v2 m/s，d错答案：b3据报道，目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器探测器升空后，先在近地轨道上以线速度v环绕地球飞行，再调整速度进入地火转移轨道，最后再一次调整速度以线速度v在火星表面附近环绕飞行若认为地球和火星都是质量分布均匀的球体，已知火星与地球的半径之比为12，密度之比为57，设火星与地球表面重力加速度分别为g和g，下列结论正确的是()agg41bgg107cvv dvv 解析：在天体表面附近，重力与万有引力近似相等，gmg，mr3，解两式得：ggr，所以gg514，a、b项错误；探测器在天体表面飞行时，万有引力充当向心力，即：gm，mr3，解两式得：v2r ，所以vv ，c项正确，d项错误答案：c4(2015海南单科6)若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2，已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为r.由此可知，该行星的半径约为()a.rbrc2rdr解析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，即xv0t，在竖直方向上做自由落体运动，即hgt2，所以xv0，两种情况下，抛出的速率相同，高度相同，所以，根据公式gmg可得r2故 2，解得r行2r，故c正确答案：c5.如图所示，将两个足够长的斜面体分别固定在水平面上，两斜面的倾角分别为130、245，现由两斜面的顶端以相同的初速度水平向右抛出两个小球a、b，经过一段时间两小球都落在斜面上，假设两个小球落在斜面上后均不反弹则a、b的抛出点与落地点的水平间距的比值为()a.bc.d解析：两个小球均做平抛运动，根据斜面倾角的正切值等于竖直位移与水平位移的比值求出运动时间和水平位移，再求水平位移的比值设斜面倾角为，根据平抛运动规律有xv0t，ygt2，tan ，联立解得x，所以两小球的水平位移大小的比值，a正确答案：a6.如图所示，水平杆固定在竖直杆上，两者互相垂直，水平杆上o、a两点连接有两轻绳，两绳的另一端都系在质量为m的小球上，oaobab，现通过转动竖直杆，使水平杆在水平面内做匀速圆周运动，三角形oab始终在竖直平面内，若转动过程ob、ab两绳始终处于拉直状态，则下列说法正确的是()aob绳的拉力范围为0mgbob绳的拉力范围为mgmgcab绳的拉力范围为mgmgdab绳的拉力范围为0mg解析：当转动的角速度为零时，ob绳的拉力最小，ab绳的拉力最大，这时两者的值相同，设为ft1，则2ft1cos 30mg，ft1mg，增大转动的角速度，当ab绳的拉力刚好等于零时，ob绳的拉力最大，设这时ob绳的拉力为ft2，则ft2cos 30mg，ft2mg，因此ob绳的拉力范围为mgmg，ab绳的拉力范围为0mg，b项正确答案：b7.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l，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，下列说法正确的是()a每颗星做圆周运动的角速度为3 b每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关c若距离l和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍d若距离l和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度变为原来的4倍解析：任意两星间的万有引力fg，对任一星受力分析，如图所示，由图中几何关系和牛顿第二定律可得：fmam2，联立可得： ，a2，选项a、b错误；由周期公式可得：t2 ，当l和m都变为原来的2倍，则周期t2t，选项c正确；由速度公式可得：v ，当l和m都变为原来的2倍，则线速度vv，选项d错误答案：c8(2015广东理综20)在星球表面发射探测器，当发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动；当发射速度达到v时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球，已知地球、火星两星球的质量比约为101，半径比约为21，下列说法正确的有()a探测器的质量越大，脱离星球所需要的发射速度越大b探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大c探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等d探测器脱离星球的过程中，势能逐渐增大解析：由牛顿第二定律得gm，解得v ，所以v ，所以探测器脱离星球的发射速度与探测器的质量无关，a错误；因为地球与火星它们的不同，所以c错误；探测器在地球表面受到的引力f1，在火星表面受到的引力为f2，所以f1f252，b正确；探测器脱离星球的过程中，引力做负功，引力势能逐渐增大，d正确答案：bd9.(2015天津理综8)p1、p2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示p1、p2周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同则()ap1的平均密度比p2的大bp1的“第一宇宙速度”比p2的小cs1的向心加速度比s2的大ds1的公转周期比s2的大解析：由题图可知两行星半径相同，则体积相同，由ag可知p1质量大于p2，则p1密度大于p2，故a正确；第一宇宙速度v ，所以p1的“第一宇宙速度”大于p2，故b错误；卫星的向心加速度为a，所以s1的向心加速度大于s2，故c正确；由m(rh)得t ，故s1的公转周期比s2的小，故d错误答案：ac10摩擦传动是传动装置中的一个重要模型，如图所示，甲、乙两个水平放置的轮盘靠摩擦传动，其中o、o分别为两轮盘的轴心，已知r甲r乙31，且在正常工作时两轮盘不打滑今在两轮盘上分别放置两个同种材料制成的滑块a、b，两滑块与轮盘间的动摩擦因数相等，两滑块到轴心o、o的距离分别为ra、rb，且ra2rb.若轮盘乙由静止开始缓慢地转动，且转速逐渐增大，则下列叙述正确的是()a滑块相对轮盘开始滑动前，a、b的角速度大小之比为ab13b滑块相对轮盘开始滑动前，a、b的向心加速度大小之比为aaab13c转速增大后最终滑块a先发生相对滑动d转速增大后最终滑块b先发生相对滑动解析：由题意可知两轮盘边缘的线速度大小相等，有甲r甲乙r乙，则甲乙r乙r甲13，所以滑块相对轮盘开始滑动前，a、b的角速度大小之比为13，a正确；滑块相对轮盘开始滑动前，根据a2r得a、b的向心加速度大小之比为aaab(ra)(rb)29，b错误；据题意可得两滑块所受的最大静摩擦力分别为ffamag，ffbmbg，最大静摩擦力之比为ffaffbmamb，转动中两滑块所受的静摩擦力之比为ffaffb(maaa)(mbab)(2ma)(9mb)，由此可知，当轮盘乙的转速缓慢增大时，滑块b的静摩擦力先达到最大，先开始滑动，c错误，d正确答案：ad二、非选择题11.滑板运动员在u形槽中的运动可以简化成一个物块在半径为r的半圆弧槽中的运动，半圆弧槽始终静止不动，若物块在半圆弧槽最低点b的速度为v0，物块的质量为m，物块与半圆弧槽的动摩擦因数为，求：(1)物块在最低点对半圆弧槽的压力；(2)物块在半圆弧槽最低点的加速度大小；(3)若物块在c点对半圆弧槽的压力大小等于mg，则物块从c点抛出后经多长时间还能回到c点解析：(1)物块在半圆弧槽底部时受到重力、槽底对物块向上的支持力f和向左的滑动摩擦力，由牛顿第二定律得fnmgm即fnmgm根据牛顿第三定律，物块对槽底的压力fnfnmgm，方向竖直向下(2)物块在半圆弧槽最低点时的向心加速度大小为a1切向加速度大小为a2因此物块在半圆弧槽最低点的加速度为a (3)若物块在c点对半圆弧槽的压力大小等于mg，设物块在c点的速度为v，则mgmv物块从c点抛出后做竖直上抛运动，再回到c点的时间t22 答案：(1)mgm方向竖直向下(2) (3)2 12(2015衢州模拟)如图所示，用内壁光滑的薄壁细圆管弯成的由半圆形abc(圆半径比细管的内径大得多)和直线cd组成的轨道固定在水平桌面上，已知abc部分的半径r1.0 m，cd段长l1.5 m弹射装置将一个质量为0.8 kg的小球(可视为质点)以某一水平初速度从a点弹入轨道，小球从d点离开轨道随即水平抛出后恰落入水平面上的小孔p内，已知小球刚落进小孔p时，重力的功率为32 w，小球从a运动到p的整个过程经历的时间为1.328 s，不计空气阻力，g取10 m/s2，取值3.14.求：(1)d与p间的水平间距(2)半圆形弯管abc对小球作用力的