江浙省高考物理总复习 第六章 万有引力与航天专题检测卷4-人教版高三全册物理试题

专题检测卷四曲线运动万有引力与航天一、选择题(共20题,每题3分,共60分)1.(2017~2018学年浙江诸暨中学高二下学期期中)如图所示,高速摄像机记录了一名擅长飞牌、射牌的魔术师的发牌过程,虚线是飞出的扑克牌的轨迹,则扑克牌所受合外力F与速度v关系正确的是()2.如图所示,起重机将货物沿竖直方向匀速吊起,同时又沿横梁水平向右匀加速运动。此时,站在地面上观察,货物运动的轨迹可能是下图中的()3.(2017~2018学年浙江嘉兴高一上学期期末)如图所示是某品牌手动榨汁机,榨汁时手柄绕O点旋转时,手柄上B、C两点的周期、角速度及线速度等物理量的关系是()A.TB=TC,vB>vC B.TB=TC,vB<vC C.ωB>ωC,vB=vC D.ωB<ωC,vB<vC4.(2017~2018学年浙江金华十校高二)某同学参加了糕点制作的选修课,在绕中心匀速转动的圆盘上放了一块直径约25cm的蛋糕(圆盘与蛋糕中心重合)。他要在蛋糕上均匀“点”上奶油,挤奶油时手处于圆盘上方静止不动,奶油竖直下落到蛋糕表面,若不计奶油下落时间,每隔2s“点”一次奶油,蛋糕一周均匀“点”上10个奶油。下列说法正确的是()A.圆盘转动一周历时18sB.圆盘转动的角速度大小为rad/sC.蛋糕边缘的奶油(可视为质点)线速度大小约为π80D.蛋糕边缘的奶油(可视为质点)向心加速度约为π27205.(2017~2018学年浙江杭州六校高一下学期期中)游乐园转盘游戏中,游客坐在匀速转动的水平转盘上,与转盘相对静止,关于他们的受力情况和运动趋势,下列说法中正确的是()A.游客在匀速转动过程中处于平衡状态B.受到重力、支持力、静摩擦力和向心力的作用C.游客受到的静摩擦力方向沿半径方向指向圆心D.游客相对于转盘的运动趋势与其运动方向相反6.(2017~2018学年浙江金华十校高一下)在珠海国际航展上,歼-20隐身战斗机是此次航展最大的“明星”。歼-20战机在降落过程中的水平方向初速度为60m/s,竖直方向初速度为6m/s,已知歼-20战机在水平方向做加速度大小等于2m/s2的匀减速直线运动,在竖直方向做加速度大小等于0.2m/s2的匀减速直线运动,则歼-20战机在降落过程()A.歼-20战机的运动轨迹为曲线B.经20s歼-20战机水平方向的分速度与竖直方向的分速度大小相等C.在前20s内,歼-20战机在水平方向的分位移与竖直方向的分位移大小相等D.歼-20战机在前20s内,水平方向的平均速度为40m/s7.(2017~2018学年浙江柯桥高二)飞盘运动由于本身的新奇,没有场地限制等特点,深受大家的喜爱。某一玩家从1.25m的高处,将飞盘水平投出,飞盘在空中飞行的时间可能是()A.0.1s B.0.3sC.0.5s D.2s8.(2017~2018学年浙江嘉兴第一中学高二上学期期末)电影《速度与激情8》中有一个精彩情节:反派为了让多姆获得核弹发射箱,通过远程控制让汽车从高楼中水平飞出,落在街面地上。设某车飞出时高约为16.2m,街道宽度为27m,则该汽车从顶楼坠落时初速度不会超过(g取10m/s2)()A.8m/s B.10m/s C.13m/s D.15m/s9.(2017~2018学年浙江温州九校高一上学期期末)如图所示,倾角θ=30°的斜面AB,在斜面顶端B向左水平抛出小球1、同时在底端A正上方某高度处水平向右拋出小球2,小球1、2同时落在P点,P点为斜边AB的中点,则()A.小球2一定垂直撞在斜面上B.小球1、2的初速度可以不相等C.小球1落在P点时与斜面的夹角为30°D.改变小球1的初速度,小球1落在斜面上的速度方向都平行10.(2018浙江嘉兴高三基础测试)餐桌上的水平玻璃转盘匀速转动时,其上的物品相对于转盘静止,则()A.物品所受摩擦力与其运动方向相反B.越靠近圆心的物品摩擦力越小C.越靠近圆心的物品角速度越小D.越靠近圆心的物品加速度越小11.(2018浙江宁波新高考选考适应性考试)如图两根长度不同的细线下面分别悬挂两个小球A和B,细线上端固定在同一点,若两个小球绕竖直轴做匀速圆周运动时恰好在同一高度的水平面内,则下列说法中正确的是()A.线速度vA=vB B.角速度ωA>ωBC.加速度aA=aB D.周期TA=TB12.(2017~2018学年浙江温州九校高一上学期期末)拱形桥的顶部可视为一段圆弧,这段圆弧对应的半径为10m,当一辆小汽车(视作质点)以一定速度v经过桥顶时(g取10m/s2),以下说法正确的是()A.当v=36km/h时,车对桥面的压力等于重力B.当v=54km/h时,车能贴着桥面,安全通过拱形桥C.无论速度多大,车对桥面的压力都不可能大于重力D.当v=18km/h时,车对桥面的压力是重力的0.25倍13.对于环绕地球做圆周运动的卫星来说,它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化,某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T的关系作出如图所示图象,则可求得地球质量为(已知引力常量为G)()A.Ga4πC.4π214.(2018宁波重点中学联考)2017年11月5日我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,以“一箭双星”方式成功发射了第24、25颗北斗导航卫星,开启了北斗卫星导航系统全球组网的新时代。北斗导航系统由5颗静止轨道卫星(即卫星相对地面的位置保持不变)和30颗非静止轨道卫星组成,其中北斗-G5为地球静止轨道卫星,轨道高度约为36000kg;北斗-M3为中圆地球轨道卫星,轨道高度约为21500km,已知地球半径为6400km,则下列说法中正确的是()A.北斗-G5绕地球运转周期为24hB.北斗-G5绕地球运转的线速度大于7.9km/sC.北斗-M3绕地球运转的角速度小于北斗-G5的角速度D.北斗-M3绕地球运转的向心加速度小于北斗-G5的向心加速度15.[2018浙江金丽衢十二校高三第一次(8月)联考]2018年7月10日4时58分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭,成功发射了第三十二颗北斗导航卫星。该卫星属倾斜地球同步轨道卫星,卫星入轨并完成在轨测试后,将接入北斗卫星导航系统,为用户提供更可靠服务。通过百度查询知道,倾斜地球同步轨道卫星是运转轨道面与地球赤道面有夹角的轨道卫星,它的运转周期也是24小时,如图所示,关于该北斗导航卫星说法正确的是()A.该卫星可定位在北京的正上空B.该卫星与地球静止轨道卫星的向心加速度大小是不等的C.该卫星的发射速度v≤7.9km/sD.该卫星的角速度与放在北京地面上物体随地球自转的角速度大小相等16.(2018浙江名校协作体高三开学考试)2017年6月19日,长征三号乙遥二十八火箭发射中星9A卫星过程中运载火箭出现异常,未能将卫星送入预定轨道。中国航天科技集团公司在西安卫星测控中心的密切配合下,通过准确实施10次轨道调整,终于于2017年7月5日成功定点于东经101.4°赤道上空的预定轨道。如图是卫星变轨过程中的三个椭圆轨道,对于此次变轨前后卫星的运动,下述正确的是()A.轨道2运行速率大于7.9km/sB.卫星两次经过近地点的向心加速度大小相等C.卫星在轨道2的周期小于在轨道1的周期D.轨道2可能是地球同步卫星轨道17.[2018浙江名校新高考研究联盟(Z20联盟)第一次联考]如图所示,a是准备发射的一颗卫星,在地球赤道表面上随地球一起转动,b是地面附近近地轨道上正常运行的卫星,c是地球同步卫星,则下列说法正确的是()A.卫星a的向心加速度等于重力加速度gB.卫星c的线速度小于卫星a的线速度C.卫星b所受的向心力一定大于卫星c的向心力D.卫星b运行的线速度大小约等于地球第一宇宙速度18.(2018年9月浙江嘉兴高中物理选考教学基础测试)2018年3月30日我国成功发射第三十颗北斗导航卫星,这颗卫星属于中圆地球轨道卫星,在轨高度约为21500km,该高度处重力加速度为g1,该卫星的线速度为v1,角速度为ω1,周期为T1。2017年9月17日“天舟一号”在高度约400km的圆轨道上开始独立运行,该高度处重力加速度为g2,“天舟一号”的线速度为v2,角速度为ω2,周期为T2。则()A.g1>g2 B.v1>v2 C.ω1<ω2 D.T1<T19.(2018年9月衢州、湖州、丽水高三联考)如图所示,我国自主研发的北斗卫星导航系统由35颗卫星组成,包括分布于a类型轨道的5颗同步轨道卫星、分布于b类型轨道的3颗倾斜轨道卫星(与同步卫星轨道半径相同,轨道倾角55°)和分布于c类型轨道的27颗中轨道卫星,中轨道卫星在3个互成120°的轨道面上做圆周运动,预计2020年全部建成。下列说法正确的是()A.a类型轨道上的卫星相对于地面静止且处于平衡状态B.a类型轨道上的卫星运行速率等于b类型轨道上卫星的速率C.b类型轨道上的卫星也与地球保持相对静止D.三类卫星相比,c类卫星的向心加速度最小20.如图所示,一小物块被夹子夹紧,夹子通过轻绳悬挂在小环上,小环套在水平光滑细杆上,物块质量为m,到小环的距离为L,其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均为F。小环和物块以速度v向右匀速运动,小环碰到杆上的钉子P后立刻停止,物块向上摆动。整个过程中,物块在夹子中没有滑动。小环和夹子的质量均不计,重力加速度为g。下列说法正确的是()A.物块向右匀速运动时,绳中的张力等于2FB.小环碰到钉子P时,绳中的张力大于2FC.物块上升的最大高度为2D.速度v不能超过(二、实验题(共2题,共14分)21.(5分)如图所示,上、下两个完全相同的圆弧轨道分别固定在竖直板上的不同高度处,轨道的末端水平,上轨道可上下平移,在两轨道相对于各自轨道末端高度相同的位置上各安装一个电磁铁,两个电磁铁由同一个开关控制,通电后,两电磁铁分别吸住相同小铁球A、B,断开开关,两个小球同时开始运动。离开圆弧轨道后,A球做平抛运动,B球进入一个光滑的水平轨道,则:(1)B球进入水平轨道后将做运动;改变上轨道的高度,多次重复上述实验过程,总能观察到A球正好砸在B球上,由此现象可以得出的结论是。

(2)某次实验恰按图示位置释放两个小球,两个小球相碰的位置在水平轨道上的P点处,已知固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为9cm,则可计算出A球刚达P点时的速度大小为m/s。(g取10m/s2,结果保留两位有效数字)

22.(9分)(2018浙江桐乡高三上学期9月高考选考)(1)在实验室做常规实验时经常用到“重物”,有时还需要用“重物”改变小车的质量,请为下列实验从图中选择正确的“重物”(填编号,可能多选):①验证机械能守恒定律;

②探究小车加速度与力、质量的关系。

(2)某同学设计了一个研究平抛运动初速度的实验装置,如图甲所示。在水平桌面上放置一个斜面,让钢球从斜面上滚下,钢球滚过桌边后便做平抛运动,他把桌子搬到竖直墙附近,使做平抛运动的钢球能打在附有白纸和复写纸的墙上,记录钢球的落点,改变桌子和墙的距离,就可以得到多组数据。(3)如果该同学第一次让桌子紧靠墙壁,从斜面上某一位置静止释放钢球,在白纸上得到痕迹A。以后每次将桌子向后移动距离x=10.00cm,重复刚才的操作,依次在白纸上留下痕迹B、C、D,测得B、C间距离y2=14.58cm,C、D间距离y3=24.38cm,根据以上直接测量的物理量得小球平抛的初速度为v0=(用x、y2、y3、g表示),小球下落BC高度所用时间t=s;若痕迹D刚好位于墙脚,桌子的高度为m。(计算结果都保留两位有效数字,g取9.80m/s2)

三、计算题(共2题,共26分)23.(13分)(2017~2018学年浙江宁波第一学期期末考试高一物理)如图所示,民俗运动会中有一种掷飞镖游戏比赛项目,比赛中某选手站在靶的正前方手持飞镖将其水平掷出,飞镖出手瞬间的位置高出靶心O点h=0.2m,离靶面水平距离L=2m,若将飞镖在空中的运动看作平抛运动,并且刚好击中靶心,飞镖可视为质点,g取10m/s2。求:(1)飞镖的初速度大小;(2)飞镖击中靶心前瞬间的速度大小和方向(用与水平方向所成的夹角θ的正切值来表示);(3)若飞镖击中以靶心O为圆心、半径R=10cm的圆形范围内为有效成绩并得分,设飞镖每次水平掷点位置不变,且飞镖只在与靶面垂直的竖直面内运动,则飞镖水平掷出的初速度大小在什么范围内时才可以得分?24.(13分)(2017~2018学年浙江嘉兴高一上学期期末)如图所示,水平实验台A端固定,B端左右可调,将弹簧左端与实验平台固定,右端有一可视为质点,质量为2kg的滑块紧靠弹簧(未与弹簧连接),弹簧压缩量不同时,将滑块弹出去的速度不同。圆弧轨道固定在地面并与一段动摩擦因数为0.4的粗糙水平地面相切于D点,AB段最长时,BC两点水平距离xBC=0.9m,实验平台距地面髙度h=0.53m,圆弧半径R=0.4m,θ=37°,已知sin37°=0.6,cos37°=0.8,g取10m/s2。完成下列问题。(1)轨道末端AB段不缩短,压缩弹簧后将滑块弹出,求落到C点时速度与水平方向夹角;(2)滑块沿着圆弧轨道运动后能在DE上继续滑行2m,求滑块在圆弧轨道上对D点的压力大小;(3)通过调整弹簧压缩量,并将AB段缩短,滑块弹出后恰好无碰撞从C点进入圆弧轨道,求滑块从平台飞出的初速度以及AB段缩短的距离。

专题检测卷四曲线运动万有引力与航天1.A2.D3.B4.C5.C6.D7.D8.D9.D10.D11.D小球做圆周运动,设细线与竖直方向的夹角为α,细线的长度为L,合力等于向心力,mgtanα=mω2Lsinα=mv2Lsinα,则有mgsinαcosα=mω2Lsinα,g=ω2Lcosα=ω2h,即A,B两小球角速度相等,B错误;周期T=2πω,所以A,B两小球周期相等,D正确;v=rω,A球半径小,所以vA<v12.C汽车过拱桥最高点时,根据牛顿第二定律得:G-F=mv2R,解得支持力为F=G-mv2R≤G,故C正确;当F=G时,v=0,故A错误;当F=0时,车能贴着桥面安全通过桥面的最大速度为vm,则有G=mg=mvm2R,解得vm=gR=10m/s=36km/h,而54km/h>36km/h13.C由万有引力提供向心力有GMmr2=m4π2T2r,得r3=GM414.A北斗-G5绕地球做匀速圆周运动,根据牛顿第二定律GMm(R+h)2=m·4π2(R+h)T2,GM=gR2,故北斗-G5绕地球做匀速圆周运动的周期为T=4π15.D由地球自转的方向可知,该卫星不可能与地面相对静止于北京正上方,选项A错误;该卫星的周期是24h,所以两种卫星距地面的高度相同,根据a=rω2可知,该卫星轨道上的向心加速度应该等于地球静止轨道卫星的向心加速度,选项B错误;将卫星发射到近地轨道的最小速度为7.9km/s,所以发射该卫星的速度应该要超过7.9km/s,选项C错误;因为该卫星周期与地球自转周期相同,所以角速度应该相等,选项D正确。16.B由万有引力F=GMmr2可知,只要在同一个近地点,向心加速度大小相等,选项B正确;根据开普勒第三定律R3T217.D根据万有引力提供向心力GmMr2=mv2r可知v=GMr,ω=GMr3,T=2πr3GM,a=GMr2。卫星在a处的向心加速度a=r18.C根据题意,“天舟一号”轨道高度400km,北斗卫星高度21500km,根据GMmr2=mv2r可得,v=GMr,半径越大,线速度越小,所以v1<v2,B错误;同理ω=GMr3可知,ω1<ω2,所以选项C正确;根据ω=2πT可知,角速度越大,周期越短,所以T19.Ba类卫星在赤道正上方属于地球静止同步卫星,但不是平衡状态,选项A错误;根据v=GMr可知,a、b轨道的半径一样,所以这两类卫星的速率应该相等,选项B正确;b轨道的卫星,和地球自转方向不一致,不可能与地面保持相对静止,选项C错误;根据a=GM20.D物块向右匀速运动时,绳中的张力FT=mg;小环碰到钉子P时,绳中的张力为FT=mg+mv2L;物块上升的最大高度为h,则mgh=mv2,h=v22g;根据FT=mg+mv21.答案(1)匀速(直线)A球(或平抛运动)的水平分运动是匀速直线运动(2)4.5解析(1)让两小球从相同的弧形轨道上相同高度滚下,从而使两小球同时滚离轨道并具有相同的速度。小球A做平抛运动,小球B做匀速直线运动,当两小球相遇时则说明小球平抛运动水平方向是匀速直线运动。当同时改变两小球滚下的高度时,仍能相碰,则说明平抛运动水平方向总是匀速直线运动。(2)物体平抛运动因此有:竖直方向:h=9L=12gt2,vy水平方向:9L=v0tA到达P点的速度为v=v将L=9cm=0.09m代入,解得v=4.5m/s22.答案(1)ABC(2)xgy3-y解析(1)①验证机械能守恒时,只需要一个重物即可,所以选A;②探究小车加速度与力、质量的关系时,要改变重物的质量改变小车的质量,要通过改变钩码的个数改变拉力大小,所以选BC。(2)在竖直方向上,