专题4+曲线运动+万有引力与航天章末检测（一）-2018年高三物理一轮总复习名师伴学 14页

专题4+曲线运动+万有引力与航天章末检测（一）‎ 一、单项选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中只有一项是符合题目要求的。)‎ ‎1．在物理学发展过程中，很多科学家做出了巨大的贡献，下列说法中符合事实的是 A. 从今天看来，哥白尼提出的“日心说”是正确的 B. 牛顿提出了万有引力定律 C. 开普勒认为太阳系中各大行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直 D. 第谷首先提出了地球绕太阳的运动轨道是椭圆轨道运动而不是圆轨道 ‎【答案】B ‎【解析】哥白尼提出日心说，认为太阳是宇宙的中心，所有的行星绕太阳做圆周运动,这只是在太阳系中；在银河系中，太阳并不是宇宙的中心，选项A错误；牛顿提出了万有引力定律，选项B正确；所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，运动方向为轨迹上某一点切线方向不一定与它和太阳的连线垂直，故C错误；开普勒首先提出了地球绕太阳的运动轨道是椭圆轨道运动而不是圆轨道，选项D错误；故选B.‎ ‎2．若已知物体运动的初速度v0的方向及它受到的恒定的合外力F的方向，则可能的轨迹是(　　)‎ A. B. C. D. ‎ ‎【答案】C ‎3．如图所示，A、B、C分别是自行车的大齿轮、小齿轮和后轮的边缘上的三个点，到各自转动轴的距离分别为3r、r和10r。支起自行车后轮，在转动踏板的过程中，A、B、C三点 A. 角速度大小关系是ωA>ωB=ωC B. 线速度大小关系是vAr，P、Q为两轨道的最低点，轨道上端A、B、C三点位于同一水平面上，将两个相同的小球分别从B点由静止释放，到达P、Q两点时的角速度大小分别为、，对轨道的压力分别为N1、N2，则 A. > B. < C. N1=N2 D. N1>N2‎ ‎【答案】BC ‎【解析】对于任一轨道，设轨道半径为r，小球从最高点到最低点时，由机械能守恒定律有 mgr=mv2，得小球通过最低点时的速度 ，而 ，因R>r，则<，则A错误，B正确．小球通过最低点时，由牛顿第二定律得 N-mg=m，得 N=3mg，由牛顿第三定律知，小球对轨道的压力为3mg，与轨道半径无关，所以经过最低点时对轨道的压力相等，故C正确，D错误．故选BC.‎ ‎14．一条笔直的河流,两岸平行，各处的宽度均为200m，各处水流速度均为3m/s，小船在静水中的速度为5m/s，则（ ）‎ A. 小船渡河的最短时间为40s B. 当小船用最短航程渡河时，耗时为50s C. 小船渡河的最短航程不可能为200m D. 河水流速变化，小船渡河的最短时间将会变化 ‎【答案】AB 点睛：本题考查小船渡河问题，实际上是运动的合成和分解的运用，知道静水速与河岸垂直时，渡河时间最短，当合速度与河岸垂直时，渡河位移最短．‎ ‎15．我国计划在2018年发射“嫦娥四号”，它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料。已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，嫦娥四号离月球中心的距离为r，绕月周期为T。根据以上信息可求出 A. “嫦娥四号”绕月运行的速度为 B. “嫦娥四号”绕月运行的速度为 C. 月球的平均密度 D. 月球的平均密度为 ‎【答案】AC ‎【解析】月球表面任意一物体重力等于万有引力 ，则有GM＝R2g①‎ ‎“嫦娥四号”绕月运行时，万有引力提供向心力 ，得 ②‎ 由①②得 ，故A错误，B正确；“嫦娥四号”绕月运行时，根据万有引力提供向心力，‎ 有，得; 月球的平均密度为 ，故C正确，D错误；故选AC.‎ 点睛：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和月球表面的物体受到的重力等于万有引力两个公式的综合应用，注意轨道半径与星体半径的关系． ‎ 三、计算题(本题共3小题，共50分．按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)．‎ ‎16．（8分）我国已成功发射了探月卫星“嫦娥二号”，未来我国航天员可登月。若航天员在月球表面附近某处以初速度v0水平抛出一小物块，测得小物块下落高度为h时，水平距离为s。‎ ‎（1）求月球表面的重力加速度g；‎ ‎（2）设月球半径为R，求月球的第一宇宙速度v1。‎ ‎【答案】（1）（2）‎ ‎17．（12分）在半径R＝5 000 km的某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量m＝0.2 kg的小球从轨道AB上高H处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应F的大小，F随H的变化如图乙所示．求：‎ ‎　‎ ‎(1) 圆弧轨道的半径；‎ ‎(2) 该星球表面的重力加速度的大小；‎ ‎(3) 该星球的第一宇宙速度．‎ ‎【答案】(1)0.2 m　　(2)5 m/s2　　(3)5 km/s ‎【解析】设该星球表面的重力加速度为g0，C点的速度为v0，圆弧轨道的半径为r，由题图知，当H＝0.5 m F＝0，则：mg0＝m ①‎ 小球由出发点到C的过程，由机械能守恒定律得：mg0(H－2r)＝mv02 ②‎ 由①②解得：r＝0.2 m ‎ (3)该星球的第一宇宙速度是该星球近地卫星的环绕速度，由牛顿第二定律得：mg0＝m 解得：v1＝＝5 km/s 点睛：本题是牛顿运动定律与机械能守恒定律的综合题，解决本题的关键是能结合给定的图像根据规律得出压力F与H的关系式．‎ ‎18．（12分）如图所示，摩托车做腾跃特技表演，沿曲面冲上高0.8m顶部水平高台，接着以v＝3m/s水平速度离开平台，落至地面时，恰能无碰撞地沿圆弧切线从A点切入光滑竖直圆弧轨道，并沿轨道下滑。A、B为圆弧两端点，其连线水平。已知圆弧半径为R＝1.0m，人和车的总质量为180kg，特技表演的全过程中，阻力忽略不计。（计算中取g＝10m/s2，sin53°＝0.8，cos53°＝0.6）。求：‎ ‎（1）人和车运动到圆弧轨道最低点O速度v´＝m/s此时对轨道的压力的大小.‎ ‎（2）从平台飞出到A点，人和车运动的水平距离s;‎ ‎（3）从平台飞出到达A点时速度及圆弧对应圆心角θ;‎ ‎（4）人和车运动到达圆弧轨道A点时对轨道的压力的大小;‎ ‎【答案】（1）7740N（2）1.2m（3）106°（4）6580 N ‎【解析】（1）在O点： ‎ 所以N＝7740N ‎ 由牛顿第三定律可知，人和车在最低点O时对轨道的压力为7740N ‎ ‎（2）由 ， ‎ 可得： ‎ ‎（4） ‎ 所以NA＝ 5580 N ‎ 由牛顿第三定律可知，人和车在最低点O时对轨道的压力为6580 N ‎ ‎19．（18分）如图所示，AB是倾角θ=600的粗糙直轨道，BCD是半径R=0.35m的光滑竖直圆弧轨道，AB恰好在B点与圆弧相切，P点与圆弧的圆心O等高，一个质量m=0.4kg（可以看作质点）的物块与斜面间的动摩擦因数µ =，取g=10m/s2。‎ ‎（1）求物块在斜面AB上滑动时受到的摩擦力大小；‎ ‎（2）若物块在P处由静止释放，求物块在轨道上足够多次地来回滑动后通过最低点E处时受到的支持力的大小；‎ ‎（3）若物块在P处以某一初速度沿斜面向下滑动，恰好能通过圆弧最高点D，求初速度的大小。‎ ‎【答案】（1）N（2）8N（3）3.5m/s ‎ ‎