2019届高考物理二轮复习 专项突破训练：力与曲线运动.docx

力与曲线运动1(多选)如图1所示，照片中的汽车在水平公路上做匀速圆周运动已知图中双向四车道的总宽度为15 m，内车道内边缘间最远的距离为150 m假设汽车受到的最大静摩擦力等于车重的0.7倍g取10 m/s2，则汽车的运动()图1A所受的合力可能为零B只受重力和地面支持力的作用C所需的向心力不可能由重力和支持力的合力提供D最大速度不能超过3m/s2(多选)2018年1月12日7时18分，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”方式成功发射第26、27颗北斗导航组网卫星，两颗卫星属于中轨道卫星，运行于半径为10 354 km的圆形轨道上卫星轨道平面与赤道平面成55倾角关于该卫星，以下说法正确的是()A两颗卫星的周期相等、运行速率相等B两颗卫星均为通讯使用，故均为地球同步卫星C两颗卫星从地球上看是移动的，但每天经过特定的地区上空D两颗卫星的向心加速度小于地球表面的重力加速度3利用手机可以玩一种叫“扔纸团”的小游戏如图2所示，游戏时，游戏者滑动屏幕将纸团从P点以速度v水平抛向固定在水平地面上的圆柱形废纸篓，纸团恰好沿纸篓的上边沿入篓并直接打在纸篓的底角若要让纸团进入纸篓中并直接击中篓底正中间，下列做法可行的是()图2A在P点将纸团以小于v的速度水平抛出B在P点将纸团以大于v的速度水平抛出C在P点正上方某位置将纸团以小于v的速度水平抛出D在P点正下方某位置将纸团以大于v的速度水平抛出4演习时，在某一高度匀速飞行的战机在离目标水平距离s时投弹，可以准确命中目标，现战机飞行高度减半，速度大小减为原来的，要仍能命中目标，则战机投弹时离目标的水平距离应为(不考虑空气阻力)()A.sB.sC.s D.s5如图3所示，将小球从空中的A点以速度v0水平向右抛出，不计空气阻力，小球刚好擦过竖直挡板落在地面上的B点若使小球仍刚好擦过竖直挡板且落在地面上的B点右侧，下列方法可行的是()图3A在A点正上方某位置将小球以小于v0的速度水平抛出B在A点正下方某位置将小球以大于v0的速度水平抛出C在A点将小球以大于v0的速度水平抛出D在A点将小球以小于v0的速度水平抛出6如图4所示，一细线系一小球绕O点在竖直面做圆周运动，a、b分别是轨迹的最高点和最低点，c、d两点与圆心等高，小球在a点时细线的拉力恰好为0，不计空气阻力，则下列说法正确的是()图4A小球从a点运动到b点的过程中，先失重后超重B小球从a点运动到b点的过程中，机械能先增大后减小C小球从a点运动到b点的过程中，细线对小球的拉力先做正功后做负功D小球运动到c、d两点时，受到的合力指向圆心7如图5甲，小球用不可伸长的轻绳连接后绕固定点O在竖直面内做圆周运动，小球经过最高点时的速度大小为v，此时绳子的拉力大小为FT，拉力FT与速度v的关系如图乙所示，图象中的数据a和b包括重力加速度g都为已知量，以下说法正确的是()图5A数据a与小球的质量有关B数据b与圆周轨道半径有关C比值只与小球的质量有关，与圆周轨道半径无关D利用数据a、b和g能够求出小球的质量和圆周轨道半径8(多选)如图6所示，在竖直平面内固定两个很靠近的同心圆轨道，外圆内表面光滑，内圆外表面粗糙，一质量为m的小球从轨道的最低点以初速度v0向右运动，球的直径略小于两圆间距，球运动的轨道半径为R，不计空气阻力，下列说法正确的是()图6A若v02，则小球在整个运动过程中克服摩擦力做功等于mgRB若使小球在最低点的速度v0大于，则小球在整个运动过程中机械能守恒C若小球要做一个完整的圆周运动，小球在最低点的速度v0必须大于等于D若小球第一次运动到最高点，内环对小球的支持力为0.5mg，则小球在最低点对外圆环的压力为5.5mg9(多选)如图7所示，竖直薄壁圆筒内壁光滑、半径为R，上部侧面A处开有小口，在小口A的正下方h处亦开有与A大小相同的小口B，小球从小口A沿切线方向水平射入筒内，使小球紧贴筒内壁运动，小球进入A口的速度大小为v0时，小球恰好从A点的正下方的B口处飞出，则()图7A小球到达B点时的速率为B小球的运动时间是C小球的运动时间是D沿AB将圆筒竖直剪开，看到小球的运动轨迹是一条直线10我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高.2018年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km，它们都绕地球做圆周运动与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是()A周期B角速度C线速度D向心加速度11(多选)(2018天津卷6)如图8所示，2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面处的重力加速度若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的()图8A密度B向心力的大小C离地高度D线速度的大小12(多选)2017年10月16日，美国激光干涉引力波天文台等机构联合宣布首次发现双中子星合并引力波事件，如图9为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量为M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则()图9AA的质量一定大于B的质量BA的线速度一定大于B的线速度CL一定，M越大，T越大DM一定，L越大，T越大13(多选)如图10所示，质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为Ep，其中G为引力常量，M为地球质量，该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过椭圆轨道的变轨过程进入半径R3圆形轨道继续绕地球运动，其中P为轨道与轨道的切点，Q点为轨道与轨道的切点，下列判断正确的是()图10A卫星在轨道上的动能为GB卫星在轨道上的机械能等于GC卫星在轨道经过Q点时的加速度小于在轨道上经过Q点时的加速度D卫星在轨道上经过P点时的速率大于在轨道上经过P点时的速率14如图11所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，a和b的轨道半径相同，且均为c的k倍，已知地球自转周期为T.则()图11A卫星b也是地球同步卫星B卫星a的向心加速度是卫星c的向心加速度的k2倍C卫星c的周期为TDa、b、c三颗卫星的运行速度大小关系为vavbvc参考答案1.答案CD2.答案AD3.答案C解析在P点的初速度减小，则下降到篓上沿这段时间内，水平位移变小，则小球不能进入篓中，故A错误在P点的初速度增大，则下降到篓底的时间内，水平位移增大，不能直接击中篓底的正中间，故B错误；在P点正上方某位置将小球以小于v的速度水平抛出，根据xv0知，水平位移可以减小，也不会与篓的左上沿相碰，落在篓底的正中间，故C正确；在P点正下方某位置将小球以大于v的速度水平抛出，则小球能进篓，但不能击中篓底正中间，故D错误4.答案C解析设原来的速度大小为v，高度为h，根据平抛运动的规律可知在竖直方向有：hgt2，解得：t，在水平方向：svtv，现战机高度减半，速度大小减为原来的，要仍能命中目标，则有svt，hgt2，联立以上各式解得：ss，故C正确，A、B、D错误5.答案B6.答案A解析小球在a点时细线的拉力恰好为0，重力提供向心力，处于完全失重状态，到最低点b时，拉力大于重力处于超重状态，所以小球从a点运动到b点的过程中，先失重后超重，故A正确；在运动过程中拉力不做功，只有重力做功，所以机械能守恒，故B、C错误；c、d两点重力方向向下，拉力方向指向圆心，所以合力方向不指向圆心，故D错误7.答案D解析当v2a时，此时绳子的拉力为零，小球的重力提供向心力，则mg，解得v2gr，故agr，与小球的质量无关，故A错误；当v22a时，对小球受力分析，则mgb，解得bmg，与圆周轨道半径无关，故B错误；根据A、B可知，既与小球的质量有关，也与圆周轨道半径有关，故C错误；由A、B可知，r，m，故D正确8.答案AB解析若v02，则若圆环内圆外表面也光滑，则上升的最大高度h2R，即恰好能上升到轨道最高点；因内圆外表面粗糙，外圆内表面光滑，则小球在上半个圆内要克服内圆的摩擦力做功，往复运动的高度逐渐降低，最后小球将在下半圆轨道内往复运动，故克服摩擦力做功为Wfmv02mgRmgR，选项A正确小球沿外圆运动，在运动过程中不受摩擦力，机械能守恒，小球恰好运动到最高点时对外圆恰无压力时速度设为v，则有mgm，由机械能守恒定律得：mv02mg2Rmv2，小球在最低点时的最小速度v0，所以若小球在最低点的速度大于，则小球始终做完整的圆周运动，机械能守恒，故C错误，B正确若小球第一次运动到最高点，内圆对小球的支持力为0.5mg，则mg0.5mgm，解得v，若圆环内圆外表面光滑，则到达最低点的速度满足：mv2mv2mg2R，在最低点：FNmgm，解得FN5.5mg；但是由于内圆外表面不光滑，且小球与内圆有摩擦力，故小球在最低点的速度比无摩擦时的速度小，故对外圆环的压力小于5.5mg，选项D错误9.答案AC解析由机械能守恒mv2mghmv02，所以：v，故A正确；小球在竖直方向做自由落体运动，所以小球在筒内的运动时间为：t，在水平方向，以圆周运动的规律来研究，得到：tn(n1,2,3)，故B错误，C正确；该小球竖直方向做自由落体运动，水平方向做匀速圆周运动；沿AB将圆筒竖直剪开，则小球沿水平方向的运动可以看作是匀速直线运动，所以看到小球的运动轨迹是一条曲线，故D错误10.答案A解析“高分五号”的运动半径小于“高分四号”的运动半径，即r五r四由万有引力提供向心力得mrmr2mma.T，T五四，B错v，v五v四，C错a，a五a四，D错11.答案CD解析设人造地球卫星的周期为T，地球质量和半径分别为M、R，卫星的轨道半径为r，则在地球表面：Gmg，GMgR2对卫星：根据万有引力提供向心力，有Gm2r联立式可求轨道半径r，而rRh，故可求得卫星离地高度由vrr，从而可求得卫星的线速度卫星的质量未知，故卫星的密度不能求出，向心力FnG也不能求出故选项A、B错误，C、D正确12.答案BD解析设双星质量分别为mA、mB，轨道半径分别为RA、RB，角速度相等且为，根据万有引力定律可知：GmA2RA，GmB2RB，距离关系为：RARBL，联立解得：，因为RARB，所以A的质量一定小于B的质量，故A错误；根据线速度与角速度的关系有：vARA、vBRB，因为角速度相等，半径RARB，所以A的线速度大于B的线速度，故B正确；又因为T，联立可得周期为：T2，所以总质量M一定，两星间距离L越大，周期T越大，故C错误，D正确13.答案AB解析在轨道上，根据万有引力提供向心力，有：Gm，解得：v1，则动能为Ek1mv12，故A正确；在轨道上，根据万有引力提供向心力，有：Gm，解得：v3，则动能为Ek3mv32，引力势能为Ep，则机械能为EEk3Ep，故B正确；根据万有引力提供向心力，有：Gma，解得：a，两个轨道上Q点到地心的距离相同，故加速度的大小相同，故C错误；卫星从轨道要变到轨道上去，故经过P点时必须点火加速，即卫星在轨道上经过P点时的速率小于在轨道上经过P点时的速率，故D错误14.答案C解析卫星b相对地球不能保持静止，故不是地球同步卫星，A错误；根据公式Gma，可得a，即，B错误；根据开普勒第三定律，可得TcTaT，C正确；根据公式Gm可得v，故vavb，D错误