2022高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運(yùn)動 專題能力訓(xùn)練3 萬有引力與航天

2022高考物理大二輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運(yùn)動 專題能力訓(xùn)練3 萬有引力與航天一、選擇題(本題共7小題,每小題8分,共56分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,14題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求,57題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得8分,選對但不全的得4分,有選錯(cuò)的得0分)1.如圖所示,小船過河時(shí),船頭偏向上游與水流方向成角,船相對于靜水的速度為v,其航線恰好垂直于河岸?，F(xiàn)水流速度稍有增大,為保持航線不變,且準(zhǔn)時(shí)到達(dá)對岸,下列措施可行的是()A.減小角,增大船速vB.增大角,增大船速vC.減小角,保持船速v不變D.增大角,保持船速v不變2.如圖所示,小球在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動,內(nèi)側(cè)壁半徑為R,小球半徑為r,則下列說法正確的是()A.小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin=B.小球通過最高點(diǎn)時(shí)的最小速度vmin=C.小球在水平線ab以下的管道中運(yùn)動時(shí),內(nèi)側(cè)管壁對小球一定無作用力D.小球在水平線ab以上的管道中運(yùn)動時(shí),外側(cè)管壁對小球一定有作用力3.(2018·天津卷)滑雪運(yùn)動深受人民群眾喜愛。某滑雪運(yùn)動員(可視為質(zhì)點(diǎn))由坡道進(jìn)入豎直面內(nèi)的圓弧形滑道AB,從滑道的A點(diǎn)滑行到最低點(diǎn)B的過程中,由于摩擦力的作用,運(yùn)動員的速率不變,則運(yùn)動員沿AB下滑過程中()A.所受合外力始終為零B.所受摩擦力大小不變C.合外力做功一定為零D.機(jī)械能始終保持不變4.如圖所示,在足夠長的斜面上A點(diǎn),以水平速度v0拋出一個(gè)小球,不計(jì)空氣阻力,它落到斜面上的水平距離為x1。若將此球改用2v0水平速度拋出,落到斜面上的水平距離為x2,則x1x2為()A.11B.12C.13D.145.(2018·福建仙游模擬)如圖所示,用通過定滑輪的細(xì)繩拉動穿在光滑固定豎直桿上的滑塊P,使滑塊向上做勻速運(yùn)動,此過程中,下列說法正確的是()A.拉細(xì)繩的力越來越大B.拉細(xì)繩的速度越來越大C.拉細(xì)繩的力做的功大于克服滑塊重力做的功D.拉細(xì)繩的力的功率等于克服滑塊重力做功的功率6.右圖是一固定的半圓形豎直軌道,AB為水平直徑,O為圓心,同時(shí)從A點(diǎn)水平拋出甲、乙兩個(gè)小球,速度分別為v1、v2,分別落在C、D兩點(diǎn),OC、OD與豎直方向的夾角均為37°,(sin 37°=0.6,cos 37°=0.8)則()A.甲、乙兩球下落到軌道的時(shí)間相等B.甲、乙兩球下落到軌道的速度變化量不相等C.v1v2=13D.v1v2=147.如圖所示,在勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上,沿半徑方向放著用細(xì)線相連的質(zhì)量相等的兩個(gè)物體A和B,它們與盤間的動摩擦因數(shù)相同,當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛要發(fā)生滑動時(shí),燒斷細(xì)線,則()A.兩物體均沿切線方向滑動B.物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動,同時(shí)所受摩擦力減小C.兩物體仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動,不會發(fā)生滑動D.物體B仍隨圓盤一起做勻速圓周運(yùn)動,物體A發(fā)生滑動,離圓盤圓心越來越遠(yuǎn)二、非選擇題(本題共3小題,共44分)8.(13分)如圖所示,在水平地面上固定一傾角=37°、表面光滑的斜面,物體A以初速度v1沿斜面上滑,同時(shí)在物體A的正上方,有一物體B以初速度v2=2.4 m/s水平拋出。如果當(dāng)A上滑到最高點(diǎn)時(shí)恰好被B物體擊中。A、B均可看作質(zhì)點(diǎn),sin 37°=0.6,cos 37°=0.8,g取10 m/s2。求:(1)物體A上滑時(shí)的初速度v1;(2)物體A、B間初始位置的高度差h。9.(14分)某電視臺策劃的娛樂節(jié)目的場地設(shè)施如圖所示,AB為水平直軌道,上面安裝有電動懸掛器,可以載人運(yùn)動,下方水面上漂浮著一個(gè)半徑為R,鋪有海綿墊的轉(zhuǎn)盤,AB向下的投影通過轉(zhuǎn)盤的中心,轉(zhuǎn)盤軸心離平臺的水平距離為l,平臺邊緣與轉(zhuǎn)盤平面的高度差為h。選手抓住懸掛器后,按動開關(guān),在電動機(jī)的帶動下從A點(diǎn)沿軌道做初速度為零、加速度為a的勻加速直線運(yùn)動。起動后2 s懸掛器脫落。設(shè)人的質(zhì)量為m(看作質(zhì)點(diǎn)),人與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為mg,重力加速度為g。(1)假設(shè)選手落到轉(zhuǎn)盤上瞬間相對轉(zhuǎn)盤速度立即變?yōu)榱?為保證他落在任何位置都不會被甩下轉(zhuǎn)盤,轉(zhuǎn)盤的角速度應(yīng)限制在什么范圍?(2)已知h=3.2 m,R=0.9 m,g取10 m/s2,當(dāng)a=2 m/s2時(shí)選手恰好落到轉(zhuǎn)盤的圓心上,求l。10.(17分)如圖所示,在豎直平面內(nèi)有一固定光滑軌道,其中AB是長為R的水平直軌道,BCD是圓心為O、半徑為R的圓弧軌道,兩軌道相切于B點(diǎn)。在外力作用下,一小球從A點(diǎn)由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動,到達(dá)B點(diǎn)時(shí)撤除外力。已知小球剛好能沿圓軌道經(jīng)過最高點(diǎn)C,重力加速度大小為g。求:(1)小球在AB段運(yùn)動的加速度的大小;(2)小球從D點(diǎn)運(yùn)動到A點(diǎn)所用的時(shí)間。答案：1.B解析 由題圖可知,水流速度稍有增大,為保持航線不變,可增大角;要求準(zhǔn)時(shí)到達(dá)對岸,可增大船速v,選項(xiàng)B正確。2.C解析 小球在最高點(diǎn),由于外管或內(nèi)管都可以產(chǎn)生彈力作用,當(dāng)小球的速度等于0時(shí),內(nèi)管對小球產(chǎn)生彈力,大小為mg,故最小速度為0,A、B錯(cuò)誤。小球在水平線ab以下管道運(yùn)動,由于沿半徑方向的合力提供做圓周運(yùn)動的向心力,所以外側(cè)管壁對小球一定有作用力,而內(nèi)側(cè)管壁對小球一定無作用力,故C正確。小球在水平線ab以上管道運(yùn)動,由于沿半徑方向的合力提供做圓周運(yùn)動的向心力,當(dāng)速度非常大時(shí),內(nèi)側(cè)管壁可以沒有作用力,此時(shí)外側(cè)管壁有作用力,當(dāng)速度比較小時(shí),內(nèi)側(cè)管壁有作用力,故D錯(cuò)誤。3.C解析 運(yùn)動員從滑道A點(diǎn)滑行到B點(diǎn)過程中做勻速圓周運(yùn)動,合外力提供向心力,合外力不等于零且方向始終指向圓心,故合外力不做功,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,C正確;由于運(yùn)動員從滑道A點(diǎn)到B點(diǎn)過程中做勻速圓周運(yùn)動,故切向合力為零,摩擦力等于重力沿切向的分力,大小不斷變化,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;運(yùn)動員運(yùn)動過程要克服摩擦力做功,故機(jī)械能減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4.D解析 設(shè)斜面傾角為,則tan =,故t=,水平位移x=v0t=,故當(dāng)水平初速度由v0變?yōu)?v0后,水平位移變?yōu)樵瓉淼?倍,D項(xiàng)正確。5.AD解析 設(shè)細(xì)繩與豎直方向的夾角為,滑塊向上做勻速運(yùn)動,細(xì)繩拉力沿豎直向上的分力等于重力,Fcos =mg,增大,拉力F增大,選項(xiàng)A正確;滑塊向上的速度v沿繩子和垂直繩子分解,沿繩子方向的分速度為vcos ,增大,拉細(xì)繩的速度越來越小,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;因?yàn)榛瑝K勻速運(yùn)動,合外力做功為零,拉細(xì)繩的力做的功等于克服滑塊重力做的功,拉細(xì)繩的力的功率等于克服滑塊重力做功的功率,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確。6.AD解析 由題圖可知,兩個(gè)物體下落的高度是相等的,根據(jù)h=gt2可知,甲、乙兩球下落到軌道的時(shí)間相等,速度變化量v=gt相同,故A正確,B錯(cuò)誤;設(shè)圓形軌道的半徑為R,則A到C的水平位移分別為x1=R-Rsin 37°=0.4R,x2=R+Rsin 37°=1.6R,則x2=4x1;由v=可知,v2=4v1,故C錯(cuò)誤,D正確。7.BD解析 當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)速加快到兩物體剛要發(fā)生滑動時(shí),A物體靠細(xì)線的拉力與圓盤的最大靜摩擦力的合力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動,B靠指向圓心的靜摩擦力和拉力的合力提供向心力,所以燒斷細(xì)線后,A所受最大靜摩擦力不足以提供其做圓周運(yùn)動所需要的向心力,A要發(fā)生相對滑動,離圓盤圓心越來越遠(yuǎn),但是A所需要的向心力小于B的最大靜摩擦力,所以B仍保持相對圓盤靜止?fàn)顟B(tài),做勻速圓周運(yùn)動,且靜摩擦力比繩子燒斷前減小,故B、D正確,A、C錯(cuò)誤。故選B、D。8.答案 (1)6 m/s(2)6.8 m解析 (1)物體A上滑過程中,由牛頓第二定律得mgsin =ma設(shè)物體A滑到最高點(diǎn)所用時(shí)間為t,由運(yùn)動學(xué)公式0=v1-at物體B做平拋運(yùn)動,如圖所示,由幾何關(guān)系可得水平位移x=v1tcos 37°其水平方向做勻速直線運(yùn)動,則x=v2t聯(lián)立可得v1=6 m/s。(2)物體B在豎直方向做自由落體運(yùn)動,則hB=gt2物體A在豎直方向hA=v1sin 37°如圖所示,由幾何關(guān)系可得h=hA+hB聯(lián)立得h=6.8 m。9.答案 (1)(2)7.2 m解析 (1)設(shè)人落在圓盤邊緣處不致被甩下,臨界情況下,最大靜摩擦力提供向心力,則有mg=m2R解得=故限制的范圍為。(2)勻加速過程x1=at2=×2×22 m=4 mvC=at=4 m/s平拋過程h=得t2=0.8 sx2=vCt2=4×0.8 m=3.2 m故l=x1+x2=7.2 m。10.答案 (1)g(2)(解析 (1)小球在BCD段運(yùn)動時(shí),受到重力mg、軌道的正壓力FN的作用,如圖所示。根據(jù)題意,FN0,且小球在最高點(diǎn)C點(diǎn)所受壓力為零,即FNC=0設(shè)小球在C點(diǎn)的速度大小為vC,根據(jù)牛頓第二定律,有mg=m設(shè)在B點(diǎn)的速度大小為vB,小球從B點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn),機(jī)械能守恒,有+2mgR小球在AB段做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動,設(shè)加速度為a,有=2aR由式得a=g。(2)設(shè)小球在D點(diǎn)速度為vD,下落到A點(diǎn)速度為v,由機(jī)械能守恒,有+mgRmv2 設(shè)由D點(diǎn)運(yùn)動到A點(diǎn)的時(shí)間為t,由運(yùn)動學(xué)公式有g(shù)t=v-vD由式得t=(。