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1、（讲练测）2017年高考物理一轮复习第04章曲线运动与万有引力定律单元综合测试（含解析）第04章 曲线运动与万有引力定律【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每小题5分，共60分。在每小题给出的四个选项中. 18题只有一项符合题目要求； 912题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。)1关于平抛运动和圆周运动,下列说法正确的是： （ ）A. 圆周运动是匀变速曲线运动 B. 匀速圆周运动是速度不变的运动C. 平抛运动是匀变速曲线运动 D. 做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的【答案】C【名师点睛】此题考查了平抛运动和圆周运动的
2、特点；要知道匀速圆周运动的加速度大小及速度的大小都是不变的，但是方向不断改变，故时非匀变速曲线运动；而平抛运的加速度恒定为g，所以是匀变速曲线运动.2如图所示为在空中某一水平面内做匀速圆周运动的圆锥摆,关于摆球A的受力情况,下列说法中正确的是： （ ）A.摆球A受重力、拉力和向心力的作用B.摆球A受拉力和向心力的作用C.摆球A受拉力和重力的作用 D.摆球A受重力和向心力的作用【答案】C【解析】对小球受力分析可知，小球受细线的拉力和重力的作用，故选C.【名师点睛】此题是对物体的受力分析问题；要掌握受力分析的步骤，先重力后弹力，最后是摩擦力；注意向心力是效果力，不是性质力，向心力是重力和细线的拉力
3、的合力，所以受力分析时一定要找到这个力的施力物体. 3如图所示，从A点由静止释放一弹性小球，一段时间后与固定斜面上B点发生碰撞，碰后小球速度大小不变，方向变为水平方向，又经过相同的时间落于地面上C点，已知地面上D点位于B点正下方，B、D间的距离为h，则： （ ）AA、B两点间的距离为 BA、B两点间的距离为CC、D两点间的距离为 DC、D两点间的距离为【答案】C【名师点睛】此题考查了平抛运动的规律；解决本题的关键知道平抛运动在水平方向做匀速运动和竖直方向上做自由落体运动，结合运动学公式灵活求解，此题是基础题，意在考查学生对基本规律的灵活运用的能力.4如图，MN为转轴上固定的光滑硬杆，且MN垂直
4、于。用两个完全相同的小圆环套在MN上。分别有两条不可伸长的轻质细线一端与圆环连接，另一端系于上，长度分别为l1、l2。已知l1、l2与MN的夹角分别为1、2，匀速转动时，绳上弹力分别为T1、T2。下列说法正确的是： （ ）A.若l1sin1l2sin2 ，则T1T2B.若l1cos1l2cos2 ，则T1T2C.若l1tan1l2tan2 ，则T1T2D.若l1l2，则T1T2【答案】D【名师点睛】此题考查了牛顿第二定律在圆周运动问题中的应用问题；关键是通过对圆环受力分析列的牛顿方程，找到T和L的函数关系，然后进行讨论；此题是基础题，意在考查基本规律的应用.5玩具轰炸机沿水平方向匀速飞行，到达
5、山坡底端正上方时释放一颗炸弹，并垂直击中山坡上的目标A。已知A点高度为h=3.6m，山坡倾角为370，g=10m/s2由此算出： （ ）A轰炸机的飞行高度为320m B轰炸机的飞行速度8m/sC炸弹的飞行时间0.8s D炸弹落在山坡时的动能是炸弹投出时的动能的倍【答案】C【解析】已知A点高度为h=3.6m，山坡倾角为370，可以算出炸弹的水平位移为 ，炸弹垂直击中山坡上的目标A，可知炸弹的速度偏角满足，由匀变速直线运动的规律可知【名师点睛】平抛运动是将物体以一定的速度沿水平方向抛出后物体只在重力作用下的运动，是匀变速曲线运动，处理方法利用运动的分解，沿水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体
6、运动，先根据分运动规律求分运动的速度和位移，再进行合成，从而得到实际运动的速度和位移，一般来说，高度决定运动时间，而水平位移有高度和初速度共同决定。6如图所示，一块橡皮用细线悬挂于O点，现用支铅笔贴着细线的左侧水平向右以速度匀速运动，运动到图示位置时。运动过程中保持铅笔的高度不变，悬挂橡皮的那段细线保持竖直，则在铅笔未碰到橡皮前，下列说法正确的是（不计一切摩擦）： （ ）A、橡皮的运动轨迹是一条直线B、绳子的拉力一定大于橡皮的重力C、橡皮的速度一定大于D、橡皮在图示位置时的速度大小为【答案】BCD【解析】橡皮在水平方向上的速度与铅笔速度相同为，所以橡皮在水平方向上作匀速运动，将铅笔与绳子接触的
7、点的速度分解为沿绳方向和垂直于绳子方向，如图：【名师点睛】解决本题的关键知道铅笔与绳子接触的点的速度在沿绳子方向上的分速度等于橡皮在竖直方向上的分速度，然后根据平行四边形定则进行求解。7如图所示，圆弧形凹槽固定在水平地面上，其中ABC是以O为圆心的一段圆弧，位于竖直平面内。现有一小球从水平桌面的边缘P点向右水平飞出，该小球恰好能从A点沿圆弧的切线方向进入轨道。OA与竖直方向的夹角为1，PA与竖直方向的夹角为2。下列说法正确的是： （ ）Atan1tan2=2 Bcot1tan2=2Ccot1cot2=2 Dtan1cot2=2【答案】A【解析】平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做
8、自由落体运动速度与水平方向的夹角为，位移与竖直方向的夹角为，则，A正确. 【名师点睛】做此种类型题目的关键是知道将平抛运动分解为水平方向上的匀速直线运动和竖直方向上的自由落体运动，两个运动具有等时性，即运动时间相同，然后列式求解，本题是通过速度和位移两种矢量的三角函数解题的。8已知某行星半径为R，以某第一宇宙速度运行的卫星的绕行周期为T，围绕该行星运动的同步卫星运行速率为v，则该行星的自转周期为： （ ）A、 B、 C、 D、【答案】D【名师点睛】在万有引力这一块，设计的公式和物理量非常多，在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这
9、一块的计算量一是非常大的，所以需要细心计算。9如图所示，A为静置于地球赤道上的物体，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点。已知A、B、C绕地心运动的周期相同，且轨道都在赤道平面内，相对于地心，下列说法中正确的是： （ ）A.若地球自转加快，A物体将飞离地球向远处运动 B.卫星C相对于A是静止的C.可能出现:在每天的某一时刻卫星B在A的正上方D.卫星B在远地点的机械能等于其在近地点的机械能【答案】BCD【解析】A、若地球自转加快，A物体不一定飞离地球，只有物体所受的万有引力小于所需要的向心力才飞离地球向远处运动，故A错误B、A、C绕地心运动的周期
10、相同，角速度相同，则卫星C是同步卫星相对于A是静止，故B正确C、A、B的周期相同，如图所示开始转动一周的过程中，会出现A先追上B，后又被B落下，一个周期后A和B都回到自己的起点所以可能出现：在每天的某一时刻卫星B在A的正上方，则C正确D、卫星B在运动过程中只有引力做功，机械能守恒，即有卫星B在远地点的机械能等于其在近地点的机械能故D正确故选BCD【名师点睛】解决本题的关键抓住三个卫星的周期相同，结合角速度、离心运动的条件进行分析10如图所示，匀速转动的水平圆盘上放有质量分别为2kg和3kg的小物体A、B，A、B间用细线沿半径方向相连。它们到转轴的距离分别为RA=0.2m、RB=0.3m。A、B
11、与盘面间的最大静摩擦力均为重力的0.4倍。g取10m/s2，现极其缓慢地增大圆盘的角速度，则下列说法正确的是： （ ）A小物体A达到最大静摩擦力时，B受到的摩擦力大小为12NB当A恰好达到最大静摩擦力时，圆盘的角速度为4rad/sC细线上开始有弹力时，圆盘的角速度为D某时刻剪断细线，A将做向心运动，B将做离心运动【答案】AC对A:,得 ，可见B要开始滑动时A还没有达到最大静摩擦力，因此细线上开始有弹力时，圆盘的角速度为，C正确；剪断细线，A随圆盘做圆周运动，B将做离心运动，D错误；故选AC。【名师点睛】此类问题要明确A、B开始滑动的临界角速度，分析那个物体先发生滑动，这样才能知道细线开始产生弹
12、力的角速度，判断摩擦力是否达到最大静摩擦力，再利用向心力公式进行计算。11在水平地面上M点的正上方80m处，将S1球以初速度v1=30m/s水平向右抛出，同时在M点右方地面上N点处，将S2球以初速度v2斜向左上方抛出，两球恰在M、N连线的中点正上方相遇，且S2球的速度变化量为20m/s,不计空气阻力，g=10m/s2，则两球从抛出到相遇过程中，下列说法错误的是： （ ）A两球的速度变化量相等B抛出S2球的初速度方向与水平地面的夹角为37CMN的距离为60mD两个小球都做匀变速运动【答案】BC【名师点睛】平抛运动的处理是分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动，斜抛运动的处理是分解为
13、水平方向的匀速直线运动和竖直方向的竖直上抛运动，都只受重力作用，所以都做加速度为g的匀变速运动，再利用各自的运动规律，结合位置关系进行计算和判断。12如图所示，一位同学玩飞镖游戏。 圆盘最上端有一P点，飞镖抛出时与P等高，且距离P点为L。当飞镖以初速度v0垂直盘面瞄准P点抛出的同时，圆盘以经过盘心O点的水平轴在竖直平面内匀速转动。忽略空气阻力，重力加速度为g，若飞镖恰好击中P点，则： （ ）A.飞镖击中P点所需的时间为B.圆盘的半径可能为C.圆盘转动角速度的最小值为D.P点随圆盘转动的线速度可能为【答案】AD【名师点睛】此题考查了平抛运动及圆周运动的规律；关键是高清物理过程，通过飞镖和转盘的时
14、间关系来推导转盘的半径、角速度及线速度的关系式；同时熟练掌握平抛问题及圆周问题的处理方法是解题的关键步骤.二、计算题（本大题共4小题，第15、16题每题10分；第17、18题每题15分；共50分）13（10分）假设某星球表面上有一倾角为的固定斜面，一质量为的小物块从斜面底端以速度9m/s沿斜面向上运动，小物块运动1.5s时速度恰好为零已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，该星球半径为（），试求： （1）该星球表面上的重力加速度g的大小；（2）该星球的第一宇宙速度【答案】（1）；（2）【解析】解：（1）对物体受力分析：可知：由运动学可知：，联立可得：。【名师点睛】本题考查牛顿第二定律和万有引力定律的综合运用，首先根据牛顿第二定律以及运动学公式可以求出重力加速度，然后根据万有引力定律求解第一宇宙速度。14（10分）如图所示，半径为R的空心球壳，固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上，转台转轴与过球壳球心O的对称轴重合。转台以一定角速度匀速转动，一质量为的小物块放入球壳内，经过一段时间后小物块随球壳一起转动且相对球壳静止，它和O点的连线与之间的夹角为，重力加速度大小为。（1）若，小物块受到的摩擦力恰好为零，求。（2）若，求小物块受到的摩擦力大小和方向。【答案】（1），（2），方向沿罐壁切线向下【解析】（1）当摩擦力为零时，对小物块的受力分析如图：根据力的合成可以得到小物块的合力为：
