2020版高考物理教科版大一轮复习练习：第四章 曲线运动　万有引力与航天 本章综合能力提升练 Word版含解析.pdf

本章综合能力提升练本章综合能力提升练 一、单项选择题 1下列关于运动和力的叙述中，正确的是( ) A做曲线运动的物体，其加速度方向一定是变化的 B做圆周运动的物体，所受的合力一定指向圆心 C物体所受合力方向与运动方向相反，该物体一定做直线运动 D物体运动的速率在增加，所受合力方向一定与运动方向相同 答案 C 解析 做匀变速曲线运动的物体，其加速度不变，故 A 错误；做匀速圆周运动的物体，所受 的合力才指向圆心，做变速圆周运动的物体，所受的合力不指向圆心，故 B 错误；物体所受 合外力与运动方向共线，一定做直线运动，故 C 正确；物体运动的速率在增加，所受合力方 向与运动方向可能相同，也可能夹角为锐角，故 D 错误 2(2018·福建省漳州市期末调研)如图 1，甲、乙两小球离地高度分别为 h1、h2(h1h2)，两小 球以 v1、v2的速度水平相向抛出(两小球运动轨迹在同一竖直面内)，两小球在运动中相遇， 下面说法正确的是( ) 图 1 Av1一定小于 v2 Bv1一定大于 v2 C甲先抛出 D乙先抛出 答案 C 解析 根据 h gt2，由于甲下落的高度大于乙下落的高度，故甲下落的时间大于乙下落的时 1 2 间，所以甲先抛出，故 C 正确，D 错误；水平抛出甲、乙两个小球，水平方向的运动是匀速 直线运动，由于不知水平方向位移关系，所以甲、乙两球速度关系无法确定，故 A、B 错误 3 (2018·河北省五校联盟摸底)如图 2 所示， 在室内自行车比赛中， 运动员以速度 v 在倾角为 的赛道上做匀速圆周运动 已知运动员的质量为 m， 做圆周运动的半径为 R， 重力加速度为 g， 则下列说法正确的是( ) 图 2 A将运动员和自行车看做一个整体，整体受重力、支持力、摩擦力和向心力的作用 B运动员受到的合力为，是一个恒力 mv2 R C若运动员加速，则可能沿斜面上滑 D若运动员减速，则一定加速沿斜面下滑 答案 C 4(2018·闽粤期末大联考)图 3 所示为一皮带传动装置，右轮的半径为 r，a 是它边缘上的一 点 左侧是一轮轴， 大轮的半径为 4r， 小轮的半径为 2r.b 点在小轮上， 到小轮中心的距离为 r. c 点和 d 点分别位于小轮和大轮的边缘上若在传动过程中皮带不打滑，则( ) 图 3 Aa 点与 b 点的线速度大小相等 Ba 点与 b 点的角速度大小相等 Ca 点与 c 点的线速度大小相等 Da 点与 d 点的向心加速度大小不相等 答案 C 解析 由于 a、 c 两点是皮带传动的两轮边缘上两点， 则 vavc， b、 c 两点为共轴的轮上两点， b c，rc2ra，根据 vr，则 c a，所以 b a，va2vb，故 A、B 错误，C 正 1 2 1 2 确由于 b a，bd，则 d a，rd4ra，根据公式 ar2知，所以 aaad，故 D 1 2 1 2 错误 5(2018·河南省新乡市第三次模拟)中国将建由 156 颗卫星组成的天基互联网，建成后 WiFi 信号覆盖全球 假设这些卫星中有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为 1.1R(R 为地 球的半径)，已知地球的第一宇宙速度为 v，地球表面的重力加速度为 g，则该卫星绕地球做 匀速圆周运动的周期可表示为( ) A1.1 B. 1.1R g 1.1R g C. D. 1.1R 2v 1.1 2.2R v 1.1 答案 D 解析 根据 v ，则第一宇宙速度 v ，卫星的速度 v1 ，卫星的周期 T GM r GM R GM 1.1R ，联立解得 T，又 GMgR2，则 T2.2，故选 D. 2 × 1.1R v1 2.2R v 1.1 2.2R gR 1.1 1.1R g 6(2018·广东省湛江市第二次模拟)2017 年 4 月 22 日，我国成功发射的“天舟一号”货运飞 船与“天宫二号”空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿“天宫二号”原 来的轨道(可视为圆轨道)运行，对接前“天宫二号”的运行轨道高度为 393 km，“天舟一号” 货运飞船轨道高度为 386 km，它们的运行轨道均视为圆周，则( ) A“组合体”比“天宫二号”加速度大 B“组合体”比“天舟一号”货运飞船角速度大 C“组合体”比“天宫二号”周期大 D“组合体”比“天舟一号”货运飞船机械能大 答案 D 解析 根据 Gmam2rmr，解得：a， ，T2，因组合体仍 Mm r2 42 T2 GM r2 GM r3 r3 GM 沿 “天宫二号” 原来的轨道， 故组合体的加速度、 周期与 “天宫二号” 的加速度、 周期一样大， 而组合体的轨道半径大于“天舟一号”货运飞船轨道的半径，故组合体的角速度小于“天舟 一号”货运飞船的角速度，故 A、B、C 错误；“天舟一号”货运飞船要从低轨道与较高轨 道的“天宫二号”对接，必须加速做离心运动，所以对接后“天舟一号”货运飞船的机械能 将增大， 而 “天宫二号” 的机械能不变， 故组合体的机械能比 “天舟一号” 货运飞船机械能大， 故 D 正确 7(2016·全国卷·16)小球 P 和 Q 用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上，P 球的质量大于 Q 球 的质量，悬挂 P 球的绳比悬挂 Q 球的绳短将两球拉起，使两绳均被水平拉直，如图 4 所 示将两球由静止释放在各自轨迹的最低点( ) 图 4 AP 球的速度一定大于 Q 球的速度 BP 球的动能一定小于 Q 球的动能 CP 球所受绳的拉力一定大于 Q 球所受绳的拉力 DP 球的向心加速度一定小于 Q 球的向心加速度 答案 C 解析 小球由水平位置摆动至最低点， 由动能定理得， mgL mv2， 解得 v， 因 LPmQ，LPc，即c 2GM0 R0 2GM0 R0 得 R0 m2.93×103 m 2GM0 c2 2 × 6.67 × 1011× 1.98 × 1030 9 × 1016 则该黑洞可能的最大半径为 2.93×103 m. 12(2018·山东省济南一中期中)如图 8 所示，M 是水平放置的半径足够大的圆盘，绕过其圆 心的竖直轴 OO匀速转动，规定经过圆心 O 点且水平向右为 x 轴正方向在 O 点正上方距 盘面高为 h5 m 处有一个可间断滴水的容器，从 t0 时刻开始，容器沿水平轨道向 x 轴正 方向做初速度为零的匀加速直线运动已知 t0 时刻滴下第一滴水，以后每当前一滴水刚好 落到盘面时再滴下一滴水(取 g10 m/s2) 图 8 (1)每一滴水离开容器后经过多长时间滴落到盘面上？ (2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，圆盘的角速度 应为多大？ 答案 (1)1 s (2)k，其中 k1,2,3 解析 (1)离开容器后，每一滴水在竖直方向上做自由落体运动：h gt2 1 2 则每一滴水滴落到盘面上所用时间 t1 s 2h g (2)要使每一滴水在盘面上的落点都位于同一直线上，则圆盘在 1 s 内转过的弧度为 k，k 为 不为零的正整数 由 tk 得 kk，其中 k1,2,3 g 2h