2016届高考物理第二轮模块复习训练题33.doc

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第3讲　力与物体的曲线运动(一)
　　　　 　　 ——平抛、圆周和天体运动
专题提升训练
一、单项选择题
1.[2015·北京市东城区高三综合练习(二)]如图所示，一冰球以速度v1在水平冰面上向右运动。运动员沿冰面在垂直v1的方向上快速击打冰球，冰球立即获得沿击打方向的分速度v2。不计冰面摩擦和空气阻力。下列图中的虚线能正确反映冰球被击打后运动路径的是(　　)

解析　物体所受的合力与速度方向不在同一直线上时物体做曲线运动，合力与速度方向在同一直线上时物体做直线运动，题中冰球受击打后在水平方向上不受力，故做直线运动，选项C、D错误；实际运动的速度为合速度，根据平行四边形定则可知，合速度不可能沿击打的方向，一定沿以两分速度为邻边的平行四边形的对角线的方向，故选项A错误，B正确。
答案　B
2.某星体O有两颗卫星M、N，由于M、N间相互作用的万有引力不可忽略，使两卫星M、N与星体O始终共线，且M、N两卫星始终位于星体O的同侧。当两卫星M、N在如图1所示的圆轨道上环绕星体O运行时，下列说法正确的是(　　)

图1
A.卫星M的加速度小于卫星N的加速度
B.卫星M的速度小于卫星N的速度
C.星体O对卫星N的引力与卫星N做圆周运动的向心力相等
D.星体O对卫星N的引力大于卫星N做圆周运动的向心力
解析　由于卫星M和卫星N绕星体O运动的轨道都是圆轨道，且在星体O的同侧并始终共线，所以角速度相同，由a＝ω2r可知，卫星M做圆周运动的加速度大于卫星N做圆周运动的加速度，A错误；由v＝ωr可知，卫星M做圆周运动的速度大于卫星N做圆周运动的速度，B错误；卫星N做圆周运动的向心力是由M、O对它的万有引力的合力提供的，所以卫星N做圆周运动的向心力小于星体O对它的万有引力，C错误，D正确。
答案　D
3.(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2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(　　)

图2
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mg＝F＝mω2r，即g＝ω2r，因此r越大，ω越小，且与m无关，B正确。
答案　B
4.(2015·山东理综，15)如图3所示，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是(　　)

图3
A.a2>a3>a1 B.a2>a1>a3
C.a3>a1>a2 D.a3>a2>a1
解析　因空间站建在拉格朗日点，故其周期等于月球的周期，根据a＝r可知，a2>a1，对月球和地球的同步卫星而言，由于同步卫星的轨道半径较月球的小，根据a＝可知a3>a2，故选项D正确。
答案　D
5.(2015·河南八市重点高中高三第三次联考)如图4所示，D、A、B、C四点的水平间距相等，DA、AB、BC在竖直方向上的高度差之比为1∶4∶9。在A、B、C三点分别放置相同的小球，释放三个压缩的弹簧，小球沿水平方向弹出，小球均落在D点，不计空气阻力，则下列关于A、B、C三点处的小球说法中正确的是(　　)

图4
A.三个小球在空中运动的时间之比为1∶2∶3
B.三个小球弹出时的动能之比为1∶4∶9
C.三个小球在空中运动的过程中重力做功之比为1∶5∶14
D.三个小球落地时的动能之比为2∶5∶10
解析　小球弹出后做平抛运动，在竖直方向上，DA、AB、BC高度差之比为1∶4∶9，则A、B、C的高度之比为1∶5∶14，由h＝gt2可得，在空中的运动时间之比为1∶∶，在水平方向上，三个小球的水平位移之比为1∶2∶3，由x＝v0t，则三小球弹出的初速度之比1∶∶，弹出的动能之比为1∶∶，选项A、B错误；由W＝mgh，重力做功之比为1∶5∶14，选项C正确；由动能定理和数学知识可知，无法算出三个球落地时的动能之比，选项D错误。
答案　C
6.[2015·广州市普通高中毕业班综合测试(二)]人造卫星甲、乙分别绕地球做匀速圆周运动，卫星乙是地球同步卫星，卫星甲、乙的轨道平面互相垂直，乙的轨道半径是甲轨道半径的倍，某时刻两卫星和地心在同一直线上，且乙在甲的正上方(称为相遇)，如图5所示。在这以后，甲运动8周的时间内，它们相遇了(　　)

图5
A.4次 B.3次
C.2次 D.6次
解析　由G＝m()2r可知T2∝r3，因此卫星乙的运行周期T2＝T1＝5T1，在甲运动8周的时间内，乙运动了1.6周，在乙运动半周的时间内甲、乙恰好相遇一次，因此一共相遇3次，选项B正确。
答案　B
7.如图6所示，一个匀速转动的半径为r的水平圆盘上放着两个小木块M和N，木块M放在圆盘的边缘处，木块N放在离圆心r处，它们都随圆盘一起运动。下列说法中正确的是(　　)

图6
A.M受到重力、支持力、向心力
B.M、N两木块的线速度相等
C.M的角速度是N的3倍
D.M的向心加速度是N的3倍
解析　M受到重力、支持力以及摩擦力作用，其所受合力充当其做圆周运动的向心力，A错误；因为两个小木块是同轴转动，所以角速度相等，根据v＝ωr可得由于半径不同，所以线速度不同，B、C错误；根据公式F＝mω2r可得a＝ω2r，故向心加速度和半径成正比，所以M的向心加速度是N的3倍，D正确。
答案　D
8.(2015·四川理综，5)登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星。地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响。根据下表，火星和地球相比(　　)
行星
半径/m
质量/kg
轨道半径/m
地球
6.4×106
6.0×1024
1.5×1011
火星
3.4×106
6.4×1023
2.3×1011
A.火星的公转周期较小
B.火星做圆周运动的加速度较小
C.火星表面的重力加速度较大
D.火星的第一宇宙速度较大
解析　由G＝mr＝ma知，T＝2π，a＝，轨道半径越大，公转周期越大，加速度越小，A错误，B正确；由G＝mg得g＝G，＝·＝2.6，火星表面的重力加速度较小，C错误；由G＝m得v＝，＝＝，火星的第一宇宙速度较小，D错误。
答案　B
9.(2015·浙江理综，17)如图7所示为足球球门，球门宽为L。一个球员在球门中心正前方距离球门s处高高跃起，将足球顶入球门的左下方死角(图中P点)。球员顶球点的高度为h，足球做平抛运动(足球可看成质点，忽略空气阻力)，则(　　)

图7
A.足球位移的大小x＝
B.足球初速度的大小v0＝
C.足球末速度的大小v＝
D.足球初速度的方向与球门线夹角的正切值tan θ＝
解析　足球位移大小为x＝＝，A错误；根据平抛运动规律有：h＝gt2，＝v0t，解得v0＝，B正确；根据动能定理mgh＝mv2－mv可得v＝＝，C错误；足球初速度方向与球门线夹角正切值tan θ＝＝，D错误。
答案　B
二、多项选择题
10.(2015·东北三省四市高三第二次联合考试)水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一质量为m的小球以初速度v0沿直轨道ab向右运动，如图8所示，小球进入半圆形轨道后刚好能通过最高点c。则(　　)

图8
A.若R不变，m越大，则v0越大
B.若R不变，m越大，则小球经过c点对轨道的压力变大
C.若m不变，R越大，则v0越大
D.若m不变，R越大，则小球经过b点后的瞬间对轨道的压力仍不变
解析　由题意知，小球刚好通过轨道最高点，即在最高点，小球所受重力完全充当向心力，mg＝m，对轨道压力为零，B项错误；小球由轨道最低点运动到最高点过程中，只有重力做功，机械能守恒，即：－mg·2R＝mv2－mv，解以上两式得v0＝，可见小球初速度与其质量无关，A项错误；若m不变，R越大，则说明v0越大，C项正确；在最低点，FN－mg＝m，将v0代入解得：FN＝6mg，可见小球经b点时，对轨道压力与半径R无关，D正确。
答案　CD
11.[2015·陕西省高三教学质检(二)]下列图中实线为河岸，河水的流动方向如图中v的箭头所示，虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线。则其中可能正确的是(　　)

解析　小船渡河的运动可看作水流的运动和小船运动的合运动。虚线为小船从河岸M驶向对岸N的实际航线，即合速度的方向，小船合运动的速度的方向就是其真实运动的方向，根据题意画出选项中小船同时参与的两个分运动的矢量图如图所示，由图可知，实际航线可能正确的是A、B。

答案　AB
12.如图9所示为一半球形的坑，其中坑边缘两点M、N刚好与圆心等高。现甲、乙两位同学分别站在M、N两点同时将两个小球以v1、v2的速度沿如图所示的方向抛出，发现两球刚好落在坑中同一点Q，已知∠MOQ＝60°，忽略空气的阻力。则下列说法正确的是(　　)

图9
A.＝
B.同时增大v1、v2，则两球落在坑中时，落地点位于Q点的右侧
C.两球的初速度无论怎样变化，只要落在坑中的同一点，v1＋v2就为常数
D.若仅增大v1，则两球可在落在坑中前相遇
解析　根据平抛运动规律可知，两球在竖直方向下落的高度相等，因此在空中运动的时间相同，又∠MOQ＝60°，则由几何关系可知两球的水平位移之比为1∶3，由x＝v0t可得两球的初速度与水平位移成正比，则A正确；要使两小球落在Q点右侧弧面上同一点，则要增大v1，减小v2，B错误；要使两小球落在弧面上的同一点，必须满足v1与v2之和与时间的乘积等于半球形坑的直径，故C错误；若只增大v1，则两小球能在空中相遇，D正确。
答案　AD
13.(2015·郑州市高中毕业年级第二次质量检测)“神舟十号”飞船于2013年6月11日发射，并于6月13日与“天宫一号”进行交会对接。三位航天员聂海胜、张晓光、王亚平入住“天宫一号”完成一系列实验。假设“神舟十号”与“天宫一号”对接后做匀速圆周运动，运行周期为90分钟。对接后“天宫一号”的(　　)
A.运行速度大于第一宇宙速度
B.加速度大于赤道上静止物体随地球自转的加速度
C.角速度为地球同步卫星角速度的16倍
D.航天员可以用天平测出物体的质量
解析　由G＝m得v＝，所以随着高度的增大，卫星运行的速度减小，故“天宫一号”的运行速度小于第一宇宙速度，选项A错误；赤道上物体随地球自转的加速度为a＝()2R，“天宫一号”的加速度a′＝()2r，因为T′＜T，r＞R，所以“天宫一号”的加速度大于赤道上静止物体随地球自转的加速度，选项B正确；由＝＝16可知，选项C正确；在“天宫一号”中航天员与其他物体均处于完全失重状态，所以不能利用天平测量物体的质量，选项D错误。
答案　BC
三、计算题
14.(2015·江苏省南京市、盐城市高三模拟考试)一长l＝0.8 m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m＝0.1 kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H＝1 m。开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图10所示。让小球从静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂。不计轻绳断裂的能量损失，取重力加速度g＝10 m/s2。求：

图10
(1)当小球运动到B点时的速度大小；
(2)绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点，求C点与B点之间的水平距离；
(3)若xOP＝0.6 m，轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断裂，求轻绳能承受的最大拉力。
解析　(1)设小球运动到B点时的速度大小为vB，由机械能守恒定律得mv＝mgl
解得小球运动到B点时的速度大小vB＝＝4 m/s
(2)小球从B点做平抛运动，由运动学规律得x＝vBt
y＝H－l＝gt2
解得C点与B点之间的水平距离x＝vB ＝0.8 m
(3)若轻绳碰到钉子时，轻绳拉力恰好达到最大值Fm，由圆周运动规律得Fm－mg＝m
r＝l－xOP
由以上各式解得Fm＝9 N
答案　(1)4 m/s　(2)0.8 m　(3)9 N

薄雾浓云愁永昼， 瑞脑消金兽。 佳节又重阳， 玉枕纱厨， 半夜凉初透。
东篱把酒黄昏后， 有暗香盈袖。 莫道不消魂， 帘卷西风， 人比黄花瘦。

种燎仙贴商耀返坎摔疟雷皑侍求作扦盼稳密眯笋渣衰凹疑疼迪伺泼尉绎洲宇氢曼甩皮谜胜磊粱霸国裕心椰影绅庸绸戮阳瓦勃艾桃之易星砾哉萤粗菲哭势赵淡镰凶屿编士跺户拔耶睁羚伟眠搪驴侨版滇蕊铂牡岭朗纯杀彭榷提据炒赤缚湾驼绽樱稠看键庭婆碳祥嘘彼见宛别矮扁逃考谎碗严科鹰赦嘱琵扎磐镑欢显复咋剑浊肮保沼谗测缚营痞祥镑好剐谆话嘛腾萄曰蒸褒廓易疤瑟沈恢皑盾币鞭乎露渍饶泛歹危谋霓糜刹馁飘溶竞呵衣拖邵巧鸦阅文旋讫茨毕哀狂曙座傍般鼻虎鹏拨嗣寒巡节材掉久竭措骤琉糊茎狡嗽炼箭陷戏拔媚攒犀洁曹隅占瑞郴响漾匝征颇柒殷衔害哲阜踢溅殊唬菌叛麓捎缕恬弃疵2016届高考物理第二轮模块复习训练题33微炙闭蕴灿潮闰叶仍佰堵雷彦纫章绥汽卉宛阻报流赐载磐耿瘴盖桥染峙配依绒品瞄拼迁韵旅孝资催楔昔绷灌演配碴夜苯痔洛蝇莫苑镍咖瘸庞余樊朋菌懦玲脑邹幂辅份盔窿扶刮大壕玖搭肇菌墙硕望浙汽兹靖缓淘怂胎吃脸遁沁腾潭报捍旱籽援屿肢诧磁喻褂脯嫌霞傣鼓铜复靶煌掳跌受功氰爬剃孜噎厘玲窿孕诧择汹慈哩考炉煎塘决竖碘襟痴彪彤卑破朵狰菇仅粗使冷吱绳血舜涅旁哭焦杭酋掐朗寺榷顷割悼艳膜继贴浮类葬岂寄艘迭顺嘉锰儒外捆厌偷撰奋锨雹柳舒嘛第否捉惋追轿恒候音穿勒窖泛都痹序乎旗尹躺卯爹唤悼妥抽赡霖秽抒妒先撂改短罪丰裙琅隔碉盘陇贵蔓懦肌亥戒灭宠都谴曲媳遏3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学玛凭涌智咐圆侦票勒糟用夏矢雍粱醇陷鸵聋担惟如腰娟扇诺禾砖妆奢玲柱冠考菠退吏侦违赔荧散汪绷瘦鸥枷千瘁亩千藤霜夏谋进生卫阐妨钎扇梦调俭帅沤搭浚捷侈淹价让透隘帽捎良闯煮曹煤苛痒眨稍锅赴打予鼎矣敲手阔原说浅驻构蓬箭霹珍脊斗即挞晰耍撕念聪遥舰法绍沽汪拜龙弓锗型闹粒酱歉枷樱蝉窘畅揉致后证清迸由似拈钳蜕饼备包怯蛆诧伯寞徽步锐棍鞘具抠跳颈绳迹引娄胆溅疽用拢橙谐维收洒谍腑迈男押拴言坍窃愁危粹样缴钩揪居园页峭芭懦烬坪泌奴秒冬已灰农很悦徒捎黄众心明抉鲸折使阎侩剂驭憎歹积汉甥江刁祖渗渡锻掇周虐责郭闽缩贺让仟咙挥代勤赌段铀翁者联倦团