衡水万卷2021届高三物理二轮复习作业卷十曲线运动2含解析.doc

曲线运动2
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. 我国在轨运行的气象卫星有两类，一类是极地轨道卫星﹣风云1号，绕地球做匀速圆周运动的周期为12h，另一类是地球同步轨道卫星﹣风云2号，运行周期为24h．下列说法正确的是（　　）

A．
风云1号的线速度小于风云2号的线速度

B．
风云1号的向心加速度大于风云2号的向心加速度

C．
风云1号的发射速度大于风云2号的发射速度

D．
风云1号、风云2号相对地面均静止

2. 如图所示，小球以v0正对倾角为θ的斜面水平抛出，若小球到达斜面的位移最小，则飞行时间t为（重力加速度为g）（　　）

A．
t=v0tanθ
B．
t=
C．
t=
D．
t=

3.υa
a
b
Q
P
υb
如图所示，在斜面顶端a处以速度va水平抛出一小球，经过时间ta恰好落在斜面底端P处；今在P点正上方与a等高的b处以速度vb水平抛出另一小球，经过时间tb恰好落在斜面的中点Q处。若不计空气阻力，下列关系式正确的是
A．va=2vb B．va=vb
C．ta=2tb D．ta=2tb

二 、多选题（本大题共4小题）
4. 如图所示，轻杆长为3L，在杆的A、B两端分别固定质量均为m的球A和球B，杆上距球A为L处的点O装在光滑的水平转动轴上，外界给予系统一定的能量后，杆和球在竖直面内转动。在转动的过程中，忽略空气的阻力。若球B运动到最高点时，球B对杆恰好无作用力，则下列说法正确的是( )
A．球B转到最低点时，其速度为
B．球B在最低点时速度为
C．球B在最高点时，杆对水平轴的作用力为1.5mg
D．球B在最高点，杆对水平轴的作用力为1.25mg

5. 我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星500”的实验活动．假设王跃登陆火星后，测得火星的半径是地球半径的，质量是地球质量的．已知地球表面的重力加速度是g，地球的半径为R，王跃在地面上能向上竖直跳起的最大高度是h，忽略自转的影响，下列说法正确的是（　　）

A．
火星的密度为

B．
星表面的重力加速度是

C．
火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为

D．
王跃以与在地球上相同的初速度在火星上起跳后，能达到的最大高度是

6. 如图所示，质量为m的小球由轻绳a、b分别系于一轻质木架上的A点和C点．当轻杆绕轴BC以角速度ω匀速转动时，小球在水平面内做匀速圆周运动，绳a在竖直方向，绳b在水平方向，当小球运动到图示位置时，绳b被烧断的同时轻杆停止转动，若绳a、b的长分别为la、lb，且la＞l，则（　　）

A．
绳b烧断前，绳a的拉力大于mg，绳b的拉力等于mω2lb

B．
绳b烧断瞬间，绳a的拉力突然增大

C．
绳b烧断后，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动

D．
绳b烧断后，小球仍在水平面内做匀速圆周运动

7. 如图，固定于小车上的支架上用细线悬挂一小球．线长为L．小车以速度v0做匀速直线运动，当小车突然碰到障障碍物而停止运动时．小球上升的高度的可能值是（ ）
A. 等于 B. 小于 C. 大于 D等于2L

三 、简答题（本大题共2小题）
8. 如图所示，小球以某一速度从竖直放置的半径为R的光滑圆形轨道底端A点冲入.
（1）若小球恰能从B点脱离轨道（OB与水平方向成37o），则V0为多少？
（2）若小球始终不离开轨道，求V0的取值范围？
（3）若V0=，求小球第一次相对A点能上升的最大高度？

9.在竖直平面内有一个粗糙的圆弧轨道，其半径R=0.4m，轨道的最低点距地面高度h=0.8m。一质量m=0.1kg的小滑块从轨道的最高点由静止释放，到达最低点时以一定的水平速度离开轨道，落地点距轨道最低点的水平距离x=0.8m。空气阻力不计，g取10m/s2，求：
（1）小滑块离开轨道时的速度大小；
（2）小滑块运动到轨道最低点时，对轨道的压力大小；
（3）小滑块在轨道上运动的过程中，克服摩擦力所做的功。

0.2016万卷作业卷（十）答案解析
一 、单选题
1.【答案】B
考点：
人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．.
专题：
人造卫星问题．
分析：
卫星绕地球圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，据此分析周期与半径的关系，再分析线速度、向心加速度与半径的关系即可．
解答：
解：卫星绕地球圆周运动有：可知，风云一号卫星周期和半径均小于风云二号卫星的周期和半径．
A、根据万有引力提供圆周运动向心力有卫星的线速度，所以风云一号卫星的半径小，线速度大，故A错误；
B、根据万有引力提供圆周运动向心力有卫星的向心加速度a=，风云一号的半径小，向心加速度大于风云二号卫星的向心加速度，帮B正确；
C、向高轨道上发射卫星需要克服地球引力做更多的功，故向高轨道上发射卫星需要更大的发射速度，故C错误；
D、风云2号是同步卫星，相对地面静止，而风云1号不是同步卫星，相对地面是运动的，故D错误．
故选：B．
点评：
根据万有引力提供圆周运动向心力分析半径与周期的关系，再由半径关系分析其它物理量的关系是正确解题的关键．

2.【答案】D
考点：
平抛运动．.
专题：
平抛运动专题．
分析：
由数学知识得：从抛出点到达斜面的最小位移为过抛出点作斜面的垂线．设经过时间t到达斜面上，根据平抛运动水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，表示出水平和竖直方向上的位移，再根据几何关系即可求解．
解答：
解：过抛出点作斜面的垂线，如图所示：

当质点落在斜面上的B点时，位移最小，设运动的时间为t，则
水平方向：x=v0t
竖直方向：y=．
根据几何关系有
则
解得t==．故D正确，A、B、C错误．
故选：D．
点评：
解决本题的关键是知道怎样运动时位移最小，再根据平抛运动的基本规律结合几何关系解题．

3.【答案】B

二 、多选题

4.【答案】AC
5.【答案】AD
考点：
万有引力定律及其应用；向心力．.
专题：
万有引力定律的应用专题．
分析：
求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先表示出来，在进行之比．
根据万有引力等于重力，得出重力加速度的关系，根据万有引力等于重力求出质量表达式，在由密度定义可得火星密度；
由重力加速度可得出上升高度的关系．
根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度的关系．
解答：
解：A、由G=mg，得到：g=，已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，
则火星表面的重力加速度是地球表重力加速度的，即为g．
设火星质量为M′，由万有引力等于中可得：=mg′，
解得：
M=，
密度为：ρ==．故A正确．
B、g=，已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，
则火星表面的重力加速度是地球表重力加速度的，即为g．故B错误．
C、由G=m，得到v=，火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍．故C错误．
D、王跃以v0在地球起跳时，根据竖直上抛的运动规律得出可跳的最大高度是：h=，
由于火星表面的重力加速度是g，王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度h′=h．故D正确．
故选：AD．
点评：
通过物理规律把进行比较的物理量表示出来，再通过已知的物理量关系求出问题是选择题中常见的方法．把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题．

6.【答案】BC
考点：
向心力．
专题：
匀速圆周运动专题．
分析：
绳b被烧断后，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动或圆周运动．绳b被烧断前，a绳中张力等于重力，在绳b被烧断瞬间，a绳中张力与重力的合力提供小球的向心力，而向心力竖直向上，绳b的张力将大于重力．若角速度ω较小，小球原来的速度较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动，若角速度ω较大，小球原来的速度较大，小球可能在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动．
解答：
解：A、绳b烧断前，绳a的拉力等于mg，绳b的拉力等于mω2lb．故A错误．
B、绳b被烧断前，小球在竖直方向没有位移，加速度为零，a绳中张力等于重力，在绳b被烧断瞬间，a绳中张力与重力的合力提供小球的向心力，而向心力竖直向上，绳b的张力将大于重力，即张力突然增大．故B正确．
C、若角速度ω较小，小球原来的速度较小，小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动．故C正确．
D、若角速度ω较大，小球原来的速度较大，小球可能在垂直于平面ABC的竖直平面内做圆周运动．故D错误．
故选：BC
点评：
本题中要注意物体做圆周运动时，外界必须提供向心力．C、D两项还可根据机械能守恒与向心力知识求解小球在垂直于平面ABC的竖直平面内摆动或圆周运动角速度的范围．
7.【答案】ABD
三 、简答题
8.（1).

　　 　得　
(2). 设小球恰能通过圆周最高点的速度为

若小球恰能沿原轨迹返回

若小球始终不离开轨道的的取值范围是或
（3）．

9.解：（1）小滑块离开轨道后做平抛运动，设运动时间为t，初速度为v，则

解得：
（2）小滑块到达轨道最低点时，受重力和轨道对它的弹力为N，根据牛顿第二定律：
解得：
根据牛顿第三定律，轨道受到的压力大小
（3）在滑块从轨道的最高点到最低点的过程中，根据动能定理：

所以小滑块克服摩擦力做功为0.2J。

4