2019-2020年高考物理大一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天单元滚动检测卷.doc

2019-2020年高考物理大一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天单元滚动检测卷考生注意：1本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，共4页2答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上3本次考试时间90分钟，满分100分第卷一、选择题(本题共13小题，每小题3分，共39分每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1.(xx浙江10月学考5)在G20峰会“最忆是杭州”的文艺演出中，芭蕾舞蹈演员保持如图1所示姿势原地旋转，此时手臂上A、B两点角速度大小分别为A、B，线速度大小分别为vA、vB，则()图1AABCvAvB答案D解析由于A、B两点在演员转动的过程中周期一样，所以根据 可知，A、B两点的角速度一样，所以A、B选项错误根据vr 可知A点转动半径大，所以A点的线速度大，即选项D正确2如图2所示，在O处有一点光源，MN为竖直屏，屏MN的垂线OM中点O处有一静止小球释放小球，小球做自由落体运动，在屏上得到小球的投影点则投影点做()图2A匀速直线运动B初速度为零、加速度为g的匀加速直线运动C初速度为零、加速度为2g的匀加速直线运动D初速度不为零、加速度为2g的匀加速直线运动答案C解析OM中点O处小球做自由落体运动hgt2，由相似三角形知识，投影点的位移与时间的关系y2hgt2，故投影点做初速度为零、加速度为2g的匀加速直线运动，故C正确3如图3所示是乒乓球发射器示意图，发射口距桌面高度为0.45 m，假定乒乓球水平射出，落在桌面上与发射口水平距离为2.4 m的P点，飞行过程中未触网，不计空气阻力，取g10 m/s2，则()图3A球下落的加速度逐渐变大B球从发射口到桌面的时间为0.5 sC球从发射口射出后速度不变D球从发射口射出的速率为8 m/s答案D解析不计空气阻力，球下落的加速度为g，A错误；由hgt2得：t0.3 s，B错误；由xv0t，解得球的初速度v08 m/s，D正确；球的速度v，随t逐渐增大，C错误4A、B两个质点分别做匀速圆周运动，在相等时间内通过的弧长之比sAsB43，转过的圆心角之比AB32，则下列说法中正确的是()A它们的线速度大小之比vAvB43B它们的角速度大小之比AB23C它们的周期之比TATB32D它们的向心加速度大小之比aAaB32答案A解析A、B两质点分别做匀速圆周运动，在相等时间内它们通过的弧长之比为sAsB43，根据公式v，线速度之比为vAvB43，A正确；通过的圆心角之比AB32，根据公式，角速度之比为AB32，B错误；根据公式T，周期之比为TATB23，C错误；根据anv，可知，aAaB21，D错误5.如图4所示，一辆轿车正在水平路面上转弯，下列说法正确的是()图4A水平路面对轿车支持力的方向斜向上B轿车转弯所需的向心力来源于重力和支持力的合力C轿车转弯所需的向心力来源于重力、支持力和牵引力的合力D轿车转弯时速度过大，可能因离心运动造成交通事故答案D6如图5所示，把地球看成大“拱形桥”，当一辆“汽车”速度达到一定值时，“汽车”对地面压力恰好为零，此时“汽车”()图5A受到的重力消失了B仍受到重力，其值比原来的小C仍受到重力，其值与原来相等D座椅对驾驶员的支持力大于驾驶员的重力答案C解析重力是由于地球的吸引而产生的，跟物体的运动状态无关，“汽车”通过“拱形桥”时，若“汽车”对地面压力恰好为零，重力提供向心力，重力的大小不变，其值与原来相等，此时座椅对驾驶员的支持力为零，故C正确7如图6所示，半径为r的圆筒绕竖直中心轴OO旋转，小物块a靠在圆筒的内壁上，它与圆筒内壁间的动摩擦因数为，最大静摩擦力与滑动摩擦力相同，要使a不下落，则圆筒转动的角速度至少为()图6A. B.C. D.答案D解析对物块受力分析知Ffmg，FnFNm2r，又由于FfFN，所以解这三个方程得角速度至少为，D选项正确8如图7所示，自行车后架上装有给车头灯供电的小发电机，小发电机的上端有一个摩擦小轮行驶过程中，当需要小发电机向车头灯供电时，摩擦小轮压紧车轮，此时摩擦小轮在自行车车轮摩擦力的作用下转动，发电机发电，已知此时摩擦小轮与自行车车轮之间不打滑，则()图7A车轮转动角速度大于大齿轮转动角速度B车轮边缘的线速度等于小齿轮边缘的线速度C摩擦小轮转动角速度小于小齿轮转动角速度D摩擦小轮边缘的线速度小于大齿轮边缘的线速度答案A解析大齿轮边缘线速度和小齿轮边缘线速度大小相等，所以大齿轮转动角速度小于小齿轮的转动角速度，小齿轮和车轮转动角速度相等，所以大齿轮转动角速度小于车轮转动角速度，故A正确；小齿轮边缘的线速度小于车轮边缘的线速度，故B错误；车轮边缘的线速度和摩擦小轮边缘线速度相等，因此摩擦小轮的转动角速度大于车轮的转动角速度，即大于小齿轮的转动角速度，故C错误；摩擦小轮边缘线速度大于小齿轮边缘线速度，即大于大齿轮边缘线速度，故D错误9.如图8所示，长为L的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端固定转轴O，现使小球在竖直平面内做圆周运动P为圆周轨道的最高点若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为，不计空气阻力和摩擦，则以下判断正确的是()图8A小球不能到达P点B小球到达P点时的速度等于C小球能到达P点，但在P点不会受到轻杆的弹力D小球能到达P点，且在P点受到轻杆向上的弹力答案D解析根据动能定理得mg2Lmvmv2，又v，解得vP.小球在最高点的临界速度为零，所以小球能到达最高点，故A、B错误；设杆在P点对小球的作用力表现为支持力，则mgF，解得Fmg，故小球在P点受到轻杆向上的弹力，故D正确，C错误102016年8月10日，我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭成功发射高分三号卫星，高分三号卫星是我国第一颗分辨率达到1米的C频段多极化合成孔径雷达(SAR)卫星，也是国内第一颗寿命达8年的地轨遥感卫星，关于高分三号卫星，下列说法正确的是()A卫星的发射速度一定小于7.9 km/sB绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大C绕地球运行的加速度比月球绕地球运行的加速度小D卫星在预定轨道上没有加速度答案B解析7.9 km/s是最小发射速度，A错误；该卫星轨道半径一定比月球绕地球运动的轨道半径小，因此角速度大，向心加速度大，B正确，C错误；卫星在预定轨道上有向心加速度，D错误11如图9所示是生活中常见的情景，下列说法正确的是()图9A传送带靠物体的惯性把货物从低处送往高处B汽车轮胎表面的花纹状沟槽不同主要是为了轮胎的美观C自行车的滚动轴轮，把滚珠沾上润滑油后放入“轴碗”，以减少摩擦损耗D盘上小物体随盘做匀速圆周运动的向心力是由盘对小物体的滑动摩擦力提供答案C解析传送带靠静摩擦力把货物从低处送往高处，选项A错误；汽车轮胎表面的花纹状沟槽不同主要是为了增大轮胎与地面间的摩擦力，选项B错误；自行车的滚动轴轮，把滚珠沾上润滑油后放入“轴碗”，以减小摩擦损耗，选项C正确；盘上小物体随盘做匀速圆周运动的向心力是由盘对小物体的静摩擦力提供，选项D错误12(xx杭州市四校联考)始终定点在某地面上方的人造卫星，称为地球同步卫星，已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍，下列说法正确的是()A杭州的正上方可能就有一颗地球同步卫星B一天内地球同步卫星能接收太阳光的时间为12小时C若使用地球同步卫星转播电视信号，只要一颗就能覆盖全球D离地面高度约为地球半径2倍的人造卫星，周期约为0.28天答案D解析地球同步卫星只能位于赤道平面内，杭州正上方不可能有地球同步卫星，故A错误；地球同步卫星相对地球静止，地球同步卫星的周期与地球自转周期相等，为24 h，一天内地球同步卫星能接收太阳光的时间一定大于12 h，故B错误；若使用地球同步卫星转播电视信号，至少需要3颗才能覆盖全球，故C错误；万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：Gm()2r，解得：T2， ，已知：T同步1天，解得：T0.28天，故D正确132017年4月20日19时41分，“天舟一号”货运飞船在海南文昌发射成功，在随后几天内，“天舟一号”与七个月前发射的“天宫二号”空间实验室进行了三次交会对接，对接后的轨道高度与“天宫二号”原轨道高度相同已知万有引力常量为G，地球半径为R，对接前“天宫二号”的轨道半径为r、运行周期为T.根据以上信息，以下判断正确的是()A地球的质量为B地球的第一宇宙速度为C对接前，“天宫二号”的运行速度为D对接后，“天舟一号”与“天宫二号”组合体的运行周期大于T答案B解析对接前由mr得地球质量M，A错误；第一宇宙速度即地球近地卫星的运行速度，由Gm，得v1 ，故B正确；对接前，“天宫二号”运行速度v，C错误；对接后的轨道高度与“天宫二号”的原轨道高度相同，故组合体的运行周期等于T，故D错误二、选择题(本题共3小题，每小题2分，共6分每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的，全部选对的得2分，选对但不全的得1分，有错选的得0分)14如图10所示，水平的木板B托着木块A一起在竖直平面内做匀速圆周运动，从与圆心O等高的位置a点沿逆时针方向运动到最高点b的过程中()图10AB对A的支持力越来越大BB对A的支持力越来越小CB对A的摩擦力越来越大DB对A的摩擦力越来越小答案BD解析以A为研究对象，由于其做匀速圆周运动，故合力提供向心力在a点时，向心力水平向左，由B对它的静摩擦力提供，Ffm2r；重力与B对它的支持力平衡，即FNmg.在最高点b时，向心力竖直向下，由重力与B对它的支持力的合力提供，mgFNm2r，此时Ff0.由此可见，B对A的支持力越来越小，B对A的摩擦力越来越小，选项B、D正确15山地自行车赛场采用的是250 m赛道，赛道宽度为7.5 m，赛道形如马鞍形，由直线段、过渡曲线以及圆弧段组成，按2003年国际自盟UCI赛道标准的要求，其直线段倾角为13，圆弧段倾角为45，过渡曲线段由13向45过渡假设运动员在赛道上的速率不变，则下列说法中可能正确的是()A在直线段赛道上的运动员处于平衡状态B在圆弧段赛道上的运动员加速度不变C在直线段赛道上的自行车受到沿赛道平面斜向上的摩擦力D在圆弧段赛道上的自行车可能不受摩擦力作用答案ACD解析在直线段赛道上的运动员做匀速直线运动，处于平衡状态，选项A正确；在圆弧段赛道上的运动员做匀速圆周运动，加速度方向总指向圆弧形赛道的圆心，时刻发生改变，选项B错误；在直线段赛道上的自行车，根据平衡条件可知，自行车受到沿赛道平面斜向上的摩擦力作用，选项C正确；在圆弧段赛道上，当自行车运动员所受到的重力和支持力的合力恰好提供运动员所需向心力时，自行车不受摩擦力作用，选项D正确16.如图11所示的皮带传动中，小轮半径ra是大轮半径rb的一半，a、b分别是小轮和大轮边缘上的点，大轮上c点到轮心O的距离恰好等于ra，若皮带不打滑，则图中a、b、c三点()图11A线速度之比为211B角速度之比为212C转动周期之比为122D向心加速度大小之比为421答案CD解析a、b线速度相等，则vavb11，b、c角速度相等，即bc11，得，所以abc211，得vavbvc221，又，所以aaabac421，周期，所以TaTbTc122.选项C、D正确第卷三、非选择题(本题共6小题，共55分)17(5分)在研究平抛运动实验中，实验室准备了下列器材：铁架台、斜槽、竖直挡板、有水平卡槽的木板、白纸、复写纸、图钉、小球、刻度尺等部分的实验步骤如下：图12(1)按图12安装实验装置，应使斜槽末端_，从而保证小球离开斜槽后做平抛运动(2)每次在斜槽上静止释放小球时应做到_，从而保证小球每次在空中做平抛运动的轨迹是相同的答案(1)切线水平(2)从同一位置释放解析(1)为保证小球做平抛运动，必须保持斜槽末端切线水平(2)每次在斜槽上静止释放小球时要从同一位置释放，以保证小球每次在空中做平抛运动的轨迹是相同的18(9分)如图13所示，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，轨道的末端切线水平，在它们相同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：图13(1)B球进入水平轨道后将做_运动；改变A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)若某次两个小球相碰的位置恰在水平轨道上的P点处，固定在竖直板上的方格纸的正方形小格边长均为5 cm，则可算出A铁球刚到达P点的速度为_ m/s.(g取10 m/s2，结果保留三位有效数字)答案(1)匀速直线A球的水平分运动是匀速直线运动(2)3.35解析(1)让两小球从相同的圆弧轨道上相同高度静止滚下，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，当两个小球相遇时则说明A小球平抛运动水平方向是匀速直线运动(2)A球做平抛运动，因此有：竖直方向：h9Lgt2，vygt水平方向：9Lv0tA球到达P点的速度为：v将L5 cm代入并联立解得v3.35 m/s19.(9分)女排比赛时，某运动员进行了一次跳发球，若击球点恰在发球处底线上方3.04 m高处，击球后排球以25.0 m/s的速度水平飞出，球的初速度方向与底线垂直，排球场的有关尺寸如图14所示，试计算说明：(不计空气阻力，g取10 m/s2)图14(1)此球能否过网？(2)若此球能过网，球是落在对方界内，还是界外？答案(1)能过网(2)界外解析(1)当排球在竖直方向下落h(3.042.24) m0.8 m时，设所用时间为t1，满足hgt，xv0t1，解以上两式得x10 m9 m，故此球能过网(2)当排球落地时，设所用时间为t2，满足hgt，xv0t2，将h3.04 m代入得x19.5 m18 m，故排球落在界外20.(10分)如图15所示为赛车场的一个“梨形”赛道，两个弯道分别为半径R90 m的大圆弧和r40 m的小圆弧，直道与弯道相切大、小圆弧圆心O、O距离L100 m赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的2.25倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大，重力加速度g取10 m/s2)求：图15(1)在两个弯道上的最大速度分别是多少？(2)应从什么位置开始加速，加速度是多大？答案见解析解析(1)在弯道上做匀速圆周运动时，径向摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律kmgm，在小圆弧弯道上的最大速度vmr m/s30 m/s，在大圆弧弯道上的最大速度为vmR m/s45 m/s.(2)当弯道半径一定时，在弯道上的最大速度是一定的，且在大弯道上的最大速度大于小弯道上的最大速度，故要想时间最短，故可在绕过小圆弧弯道后加速，直道的长度为x50 m，由运动学公式vv2ax，代入数据可得加速度大小为a m/s26.50 m/s2.21.(10分)如图16所示，某人站在平台边沿用一根长1 m、只能承受92 N的拉力的绳子，拴着一个质量为2 kg的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面h6 m转动中小球在最低点时绳子恰好断了取g10 m/s2.求：图16(1)绳子断时小球运动角速度的大小；(2)绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离答案(1)6 rad/s(2)6 m解析(1)设绳断时角速度为，则有Fmgm2L代入数据得6 rad/s.(2)绳断后，小球做平抛运动，其初速度vL6 m/s由平抛运动规律有hLgt2解得t1 s水平距离xvt6 m.22.(12分)如图17所示，一个可视为质点的质量m2 kg的木块从P点以初速度v05 m/s向右运动，木块与水平面间的动摩擦因数0.4，木块运动到M点后水平抛出，恰好沿竖直的粗糙圆弧AB的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力)已知圆弧的半径R0.5 m，半径OA与竖直半径OB间的夹角53，木块到达A点时的速度vA5 m/s，sin 530.8，cos 530.6，g10 m/s2.图17(1)求P到M的距离l；(2)求M、A间的距离s；(3)若木块到达圆弧底端B点时速度大小vB5 m/s，求此时木块对轨道的压力答案(1)2 m(2) m(3)120 N，方向竖直向下解析(1)木块到A点时，木块做平抛运动的初速度v等于vA的水平分速度，可知：vvxvAcos 3 m/s木块在水平面上滑行时的加速度大小ag4 m/s2P到M的距离l2 m.(2)木块运动至A点时竖直方向的分速度为vyvAsin 4 m/s，设M点与A点的水平距离为x，竖直高度为h，有vygtv2ghxvxts解得s m.(3)根据FNmgm，可得FN120 N由牛顿第三定律可知，木块对轨道的压力大小FNFN120 N，方向竖直向下