衡水万卷2021届高三物理二轮复习作业卷十二曲线运动4含解析.doc

曲线运动4
一 、单选题（本大题共3小题。在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是符合题目要求的）
1. 下列说法符合物理史实的是（　　）

A．
天文学家第谷通过艰苦的观测，总结出行星运动三大定律

B．
开普勒进行“月﹣﹣地检验”，并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律

C．
牛顿根据观测资料，利用万有引力定律计算发现了海王星

D．
卡文迪许通过扭秤实验测量并算出引力常量G，成了万有引力定律正确性的最早证据

2. 如图D、E、F、G为地面上水平间距相等的四点，三个质量相同的小球A、B、C分别在E、F、G的正上方不同高度处，以相同的水平初速度向左抛出，最后均落到D点。若不计空气阻力，则可判断A、B、C三个小球（ ）
题4图

A．初始离地面的高度之比为1:2:3
B．落地时重力的瞬时功率之比为1:2:3
C．落地时三个小球的速度大小之比为1:2:3
D．从抛出到落地过程中，动能的变化量之比为1:2:3
3.（2015•松江区一模）如图所示，AB为半圆环ACB的水平直径，C为环上的最低点，环半径为R．一个小球从A点以速度v0水平抛出，不计空气阻力．则下列判断正确的是（　　）

A．
只要v0足够大，小球可以击中B点

B．
即使v0取值不同，小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角也相同

C．
若v0取值适当，可以使小球垂直撞击半圆环

D．
无论v0取何值，小球都不可能垂直撞击半圆环
二 、多选题（本大题共4小题）
4. 2008年9月25日，我国利用“神舟七号”飞船将航天员翟志刚.刘伯明.景海鹏成功送入太空，9月26日4时04分，神舟七号飞船成功变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h（约340km）的圆形轨道.已知飞船的质量为m，地球半径为R，地面处的重力加速度为g，地球自转的角速度为ω，则下列说法正确的是（ ）
A.飞船做匀速圆周运动时，运行速度大于7.9km/s
B.飞船由椭圆轨道变为圆形轨道，变轨后瞬间与变轨前瞬间相比，卫星的机械能增大，动能增大
C.飞船在圆轨道上运动时，航天员将不受重力作用
D.飞船在圆轨道上运动时的动能Ek满足
5. 地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为 ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）所受的向心力为F2 ，向心加速度为a2，线速度为v2， 角速度为ω2；地球同步卫星所受的向心力为F3 ，向心加速度为a3，线速度为v3 ，角速度为ω3；地球表面重力加速度为g ，第一宇宙速度为v ，假设三者质量相等，则下列结论错误的是
A.F1＝F2＞F3 B.a1＝a2＝g＞a3 C.v1＝v2＝v＞v3 D.ω1＝ω3＜ω2
6. 如图所示，A.B两球质量相等，A球用不能伸长的轻绳系于O点，B球用轻弹簧系于O′点，O与O′点在同一水平面上，分别将A.B球拉到与悬点等高处，使绳和轻弹簧均处于水平，弹簧处于自然状态，将两球分别由静止开始释放，当两球达到各自悬点的正下方时，两球仍处在同一水平面上，则（ ）

A.两球到达各自悬点的正下方时，两球动能相等
B.两球到达各自悬点的正下方时，A球动能较大
C.两球到达各自悬点的正下方时，B球动能较大
D.两球到达各自悬点的正下方时，A球受到向上的拉力较大
7. “风云三号”气象卫星是我国第二代极轨气象卫星，卫星上装有十多台有效载荷，可实现全球.全天候.多光谱.三维.定量感功能。气象卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运行，它的运行轨道距地面高度为h，卫星能在一天内将地面上赤道各处在日照条件下的情况全部拍下来，已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球的自转角速度为，则( )
A.气象卫星运行速度为
B.气象卫星的周期为
C.气象卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄像机应拍摄地面上赤道圆周的弧长至少为
D. 气象卫星到达赤道正上方时，应在同步卫星的上方

三 、简答题（本大题共2小题）
8. 题7图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图。首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h1处悬停（速度为0，h1远小于月球半径）；接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h2处的速度为υ；此后发动机关闭，探测器仅受重力下落到月面。已知探测器总质量为m（不包括燃料），地球和月球的半径比为k1，质量比为k2，地球表面附近的重力加速度为g。求：
（1）月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小；
h1
h2
V
悬停
关闭
发动机

（2）从开始竖直下降到刚接触月面时，探测器机械能的变化。

9. 如图所示，水平地面上方被竖直线MN分隔成两部分，M点左侧地面粗糙，与B球间的动摩擦因数为μ=0.5，右侧光滑。MN右侧空间有一范围足够大的匀强电场，在O点用长为R=5m的轻质绝缘细绳，拴一个质量mA=0.04kg，带电量为q=+2×10-4C的小球A，在竖直平面内以v=10m/s的速度做顺时针匀速圆周运动，小球A运动到最低点时与地面刚好不接触。处于原长的弹簧左端连在墙上，右端与不带电的小球B接触但不粘连，B球的质量mB=0.02kg，此时B球刚好位于M点。现用水平向左的推力将B球缓慢推至P点（弹簧仍在弹性限度内），MP之间的距离为L=10cm，推力所做的功是W=0.27J，当撤去推力后，B球沿地面向右滑动恰好能和A球在最低点处发生正碰，并瞬间成为一个整体C（A、B、C均可视为质点），速度大小变为5m/s,方向向左；碰撞前后电荷量保持不变，碰后瞬间立即把匀强电场的场强大小变为E=6×103N/C，电场方向不变，求：
（1）在A、B两球碰撞前匀强电场的大小和方向；
（2）弹簧具有的最大弹性势能；
（3）整体C运动到最高点时绳的拉力大小。（取g=10m/s2）

0.2016万卷作业卷（十二）答案解析
一 、单选题
1.【答案】D．
考点：
物理学史．
专题：
常规题型．
分析：
根据物理学史和常识解答，记住著名物理学家的主要贡献即可．
解答：
A、天文学家开普勒通过艰苦的观测，总结出行星运动三大定律，故A错误；
B、牛顿进行“月﹣﹣地检验”，并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律．故B错误；
C、亚当斯和勒威耶根据观测资料，利用万有引力定律计算发现了海王星，故C错误；
D、卡文迪许通过扭秤实验测量并算出引力常量G，成了万有引力定律正确性的最早证据，故D正确；
故选：D．
点评：
本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一．

2. 【知识点】 平抛运动
【答案】B 解析：A、由题意知，小球在水平方向的位移之比xA：xB：xC=1：2：3，小球在水平方向做匀速直线运动，x=vt，则小球的运动时间之比为：tA：tB：tC=1：2：3，小球在竖直方向上做自由落体运动，h= gt2，则抛出点的高度之比为：hA：hB：hC=tA2：tB2：tC2=1：4：9，故A错误；B、重力做功功率P=mgvy，而vy=gt，则小球的运动时间之比tA：tB：tC=1：2：3，故落地时重力的瞬时功率之比为1：2：3，故B正确;C、由动量定理可知，速度的变化量△P=m△v=mgt，则△v=gt，从抛出到落地过程中，速度变化量之比为：△vA：△vB：△vC=tA：tB：tC=1：2：3，由于物体有共同的初速度，落地速度应是初速度与速度变化量的矢量和，故C错误；D、由动能定理得，动能的变化量△EK=mgh，从抛出到落地过程中，动能的变化量之比为：△EKA：△EKB：△EKC=hA：hB：hC=1：4：9，故D错误；故选：B．
【思路点拨】小球水平抛出后做平抛运动，平抛运动可分解为水平方向的匀速直线运动与竖直方向的自由落体运动，应用平抛运动规律可可以求出运动时间与高度之比；由功的计算公式可以求出重力做功之比，由动能定理可以求出动能变化量之比以及落地时三个小球的速度大小之比. 知道小球做平抛运动，平抛运动可分解为水平方向的匀速运动与竖直方向的自由落体运动，熟练运动匀速运动与自由落体运动的运动规律即可正确解题．
3.【答案】D
考点：
平抛运动．
专题：
平抛运动专题．
分析：
本题可以采用假设法，假设小球垂直撞击半圆环，通过速度方向的夹角与位移与水平方向的夹角关系进行分析．
解答：
解：A、小球做平抛运动，在竖直方向上做自由落体运动，可知小球不可能击中B点，故A错误．
B、初速度不同，小球落点的位置不同，运动的时间可能不同，则小球掉到环上时的速度方向和水平方向之间的夹角不同，故B错误．
C、小球不可能垂直撞击在半圆环AC段，因为根据速度的合成，平抛运动的速度方向偏向右．
假设小球与BC段垂直撞击，设此时速度与水平方向的夹角为θ，知撞击点与圆心的连线与水平方向的夹角为θ．连接抛出点与撞击点，与水平方向的夹角为β．根据几何关系知，θ=2β．因为平抛运动速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍，即tanα=2tanβ．与θ=2β相矛盾．则不可能与半圆弧垂直相撞．故C错误，D正确．
故选：D．
点评：
解决本题的关键知道平抛运动速度与水平方向夹角的正切值是位移与水平方向夹角正切值的2倍这一推论，并能灵活运用．

二 、多选题
4.【答案】BD
5.【答案】ABC
6.【答案】BD
7.【答案】AC 【解析】设地球质量为，卫星质量为m，卫星在运行时，由万有引力提供向心力：,设地球表面有一个质量为的物体，则g=，解得 ，A项正确；设卫星的运动周期为T，则，一天的时间，一天内气象卫星经过有日照的赤道上空次数为：，摄像机每次应拍摄地面赤道上的弧长为，联立解得，B项错误，C项正确；由于同步卫星的周期大于气象卫星的周期，故气象卫星的轨道半径较小，D项错误。

三 、简答题
8. (1)，；(2)
解析(1)设地球质量和半径分别为M和R，月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为、和，探测器刚接触月面时的速度大小为.则.
由和得
由得.
(2)设机械能变化量为△E，动能变化量为，重力势能变化量为。
由
有
得。
9.解：
（1）要使小球在竖直平面内做匀速圆周运动，必须满足
（2分）
所以 （1分）方向竖直向上
（2）由功能关系得，弹簧具有的最大弹性势能
设小球B运动到M点时速度为vB，由功能关系得

两球碰后结合为C，设C的速度为v1，由动量守恒定律得mAv－mBvB＝mCv1
v1＝5m／s

（3）电场变化后，因
所以C不能做圆周运动，而是做类平抛运动，
设经过时间t绳子在Q处绷紧，由运动学规律得

可得t＝1s
vy＝at＝10m／s
x＝y＝R＝5m
即：绳子绷紧时恰好位于水平位置，水平方向速度变为0，以竖直速度V2＝vy开始做圆周运动
设到最高点时速度为v3由动能定理得：
得
在最高点由牛顿运动定律得：
求得 T＝3N

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