2023版新教材高考物理一轮复习 单元素养评价（四）曲线运动 万有引力与航天.docx

1、单元素养评价(四)曲线运动万有引力与航天一、单项选择题1对于做曲线运动的物体，下列说法正确的是()A受力可能为零B加速度可能保持不变C一定受到变力的作用D加速度可能和运动方向相同2如图所示是静止在地面上的起吊重物的吊车，某次操作过程中，液压杆长度收缩，吊臂绕固定转轴顺时针转动，吊臂上的M、N两点做圆周运动，此时M点的角速度为，ON2OM2L，则()AM点的速度方向垂直于液压杆BN点的角速度为2C两点的线速度大小关系为vN4vMDN点的向心加速度大小为22L32022北京石景山模拟研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人

2、类发射的地球同步卫星与现在的相比()A距地面的高度变大 B向心加速度变大C线速度变大 D角速度变大4.如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为在地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径约等于地球半径)，c为地球同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是()Aa、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为abacaaBa、b、c做匀速圆周运动的角速度大小关系为acbCa、b、c做匀速圆周运动的线速度大小关系为vavbvcDa、b、c做匀速圆周运动的周期关系为TaTcTb5农村建房时工人通过徒手抛砖的方式来搬运砖块如图所示，站在地面上的甲以10 m/s的速

3、度沿与竖直方向成30角斜向上抛出砖块，当砖块上升到最高点时恰好被楼上的乙接住在乙接住砖的同时甲又抛出下一块砖，忽略空气阻力，则下列说法正确的是()A楼高约为3.75 mB每0.5 s搬运一块砖C甲、乙间的水平距离须为5 mD乙接住砖块前瞬间，砖块的速度恰好为06如图所示，当列车以恒定速率通过一段水平圆弧形弯道时，乘客发现在车厢顶部悬挂玩具小熊的细线与车厢侧壁平行，同时观察放在桌面上水杯内的水面(桌面与车厢底板平行).已知此弯道路面的倾角为，不计空气阻力，重力加速度为g.则下列判断不正确的是()A列车转弯时的向心加速度大小为g tan B列车的轮缘与轨道均无侧向挤压作用C水杯受到指向桌面外侧的静

4、摩擦力D水杯内水面与桌面平行7.2022河南九师模拟如图所示，ABC是竖直面内的光滑固定轨道，AB水平，长度为2R，BC是半径为R的四分之一的圆弧，与AB相切于B点为了研究空气动力学问题，现将一小球从距AB水平面高2R的E处以一定初速度水平抛出，由于存在水平向右的风的作用力，且该风力为恒力(其他方向空气的作用力不计)，小球恰好无碰撞地从C点进入圆弧轨道，并沿圆弧轨道运动到水平面上已知抛出点距C点的水平距离为R，重力加速度为g，则该过程中小球速度为零位置到B点的距离为()A0.5RBR C1.5RD2R二、多项选择题8北京时间2021年2月4日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将

5、通信技术试验卫星六号发射升空，卫星进入预定轨道通信技术试验卫星六号主要用于卫星通信、广播电视、数据传输等业务，并开展相关技术试验验证假设质量为m(包含燃料的质量)的“卫星六号”通过发动机点火，在很短时间内从喷口向外喷出质量为m的燃气使其实现向较低的轨道变轨，燃气喷出时的速度大小为v，卫星在变轨前做半径为r的匀速圆周运动，速度大小为v0，地球的半径为R，则下列说法正确的是()A喷气方向与“卫星六号”的运行方向相反B地球的密度为C在变轨过程中“卫星六号”的机械能守恒、动量守恒D在燃气喷出后的瞬间，“卫星六号”的动量大小为mv0mv92022广州1月模拟如图，用手捏住细线，让质量m2 kg的小球在光

6、滑水平桌面上以v1 m/s的速率做匀速圆周运动，运动半径r0.3 m，某时刻突然松手，使细线迅速放长0.2 m后，又迅速捏住细线，使小球在更大半径的圆上做匀速圆周运动已知两圆为同心圆，则()A细线迅速放长0.2 m所经历的时间为0.2 sB在大圆上运动时，小球的角速度为1.2 rad/sC迅速捏住细线的过程，小球动能损失0.36 JD在大圆上运动时，细线对小球的拉力为1.44 N10中国女排曾以傲人的成绩多次夺冠如图(a)为排球比赛场地示意图，其长度为2s，宽度为s，球网高度为H.运动员在某次发球中，距离球网中心正前方某处，弹跳后将球从比网高出h处水平拍出(发球点图中未画出)，将排球扣到对方场

7、地上，排球的速度方向与水平方向夹角的正切值tan 与排球运动时间t的关系如图(b)所示，排球可看成质点，忽略空气阻力，重力加速度为g，下列说法正确的是()A排球落在场地上时竖直方向的速度大小为B排球初速度的大小为 m/sC运动员在球网中心正前方的底线处发球时，一定会过网D球不出界时，发球点与球网中心的最大水平距离dms m三、非选择题11如图所示，图甲为“用向心力演示器验证向心力公式”的实验示意图，图乙为俯视图图中A、B槽分别与a、b轮同轴固定，且a、b轮半径相同，a、b两轮在皮带的带动下匀速转动(1)两槽转动的角速度A_(选填“”“”或“”)B.(2)现有两质量相同的钢球，球放在A槽的边缘，

8、球放在B槽的边缘，它们到各自转轴的距离之比为21.则钢球、的线速度之比为_；受到的向心力之比为_12一长l0.80 m的轻绳一端固定在O点，另一端连接一质量m0.10 kg的小球，悬点O距离水平地面的高度H1.00 m开始时小球处于A点，此时轻绳拉直处于水平方向上，如图所示让小球从静止释放，当小球运动到B点时，轻绳碰到悬点O正下方一个固定的钉子P时立刻断裂不计轻绳断裂的能量损失，重力加速度g取10 m/s2.求：(1)当小球运动到B点时的速度大小；(2)绳断裂后球从B点抛出并落在水平地面的C点，求C点与B点之间的水平距离；(3)若OP0.6 m，轻绳碰到钉子P时绳中拉力达到所能承受的最大拉力断

9、裂，求轻绳能承受的最大拉力单元素养评价(四)曲线运动万有引力与航天1解析：做曲线运动的物体，一定做变速运动，有加速度，根据牛顿第二定律可知，所受合力不为零，故A错误；物体做曲线运动的条件是合力与速度不在同一条直线上，即加速度与物体运动方向不在同一直线上，该合力可以是变力，也可以保持不变，即加速度可以保持不变，如平抛运动，故B正确，C、D错误答案：B2解析：吊臂是绕固定转轴O旋转的，因此M点的速度方向垂直于吊臂，故A错误；M、N点在吊臂上绕同一固定转轴O旋转，有相同的角速度，即N点的角速度应该等于M点的角速度，故B错误；根据vr可知vN2vM，故C错误；根据a2r可知，N点的向心加速度大小为aN

10、22L，故D正确答案：D3解析：同步卫星的周期等于地球的自转周期，根据GMmr2m2T2r可知，卫星的周期越大，轨道半径越大，所以地球自转变慢后，同步卫星需要在更高的轨道上运行，A正确；又由GMmr2mv2rm2rma可知：r增大，则v减小、变小、a变小，B、C、D错误答案：A4解析：地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以ac，根据ar2知，c的向心加速度大于a的向心加速度，根据aGMr2得b的向心加速度大于c的向心加速度，由GMr3可知bc，故A正确，B错误根据vr可知，c的线速度大于a的线速度，根据vGMr得b的线速度大于c的线速度，故C错误c为同步卫星，所以TaTc，根据T2r

11、3GM得c的周期大于b的周期，故D错误答案：A5解析：当砖块上升到最高点时恰好被楼上的乙接住，则在竖直方向上的初速度有vyv0cos 301032 m/s53 m/s，故楼高为hvy2 2g532210 m3.75 m，故A正确；设每块砖到达最高点时间为t，则有tvyg5310 s32 s，故每32 s搬运一块砖，故B错误；乙接住砖时，甲、乙间的水平距离x应为xvxt(v0sin 30)t101232 m532 m，故C错误；当砖块上升到最高点时恰好被楼上的乙接住，所以乙接住砖块前瞬间，砖块的速度为vvx10sin 30 m/s5 m/s，故D错误答案：A6.解析：设玩具小熊的质量为m，则玩具

12、小熊受到的重力mg、细线的拉力FT的合力提供玩具小熊随车做水平面内圆弧运动，合力为F(如图)，有：mg tan ma，可知列车在转弯时的向心加速度大小为ag tan ，A项正确；列车的向心加速度ag tan 由列车的重力与轨道的支持力的合力提供，故列车的轮缘与轨道均无侧向挤压作用，B项正确；水杯的向心加速度ag tan 由水杯的重力与桌面的支持力的合力提供，水杯与桌面间的静摩擦力为零，C项错误；在杯内水面取一微小质量元，此微元受到的重力与支持力的合力产生的加速度大小为ag tan ，可知水杯内水面与水平方向的倾斜角等于，水杯内水面与桌面平行，D项正确答案：C7解析：小球在运动过程中受重力和风力

13、作用，竖直分运动为自由落体运动，有R12gt2，水平分运动为匀减速直线运动设初速度为v0，因小球恰能无碰撞地进入圆弧轨道，说明小球运动到C处时，水平分速度恰好减小到零，故有Rv0+02t，得v02gR；设风力大小为F，根据牛顿第二定律得aFm，有v022aR，得Fmg.对整个运动过程，由动能定理有mg2RF(2Rx)12mv02，解得xR，故选项B正确答案：B8解析：根据题意及降轨原理可知“卫星六号”的速度要减小，根据反冲原理可知喷气方向与“卫星六号”的运行方向相同，故A错误；根据万有引力提供向心力可得GMmr2mv02 r，则地球密度MV3v02r4GR3，故B正确；喷气过程中，“卫星六号”

14、和喷出的燃气组成的系统动量守恒，但“卫星六号”的动量不守恒且机械能也不守恒，故C错误；根据“卫星六号”和喷出的燃气组成的系统动量守恒有mv0(mm)vmv，可得在燃气喷出后的瞬间，“卫星六号”的动量大小为mv0mv，故D正确答案：BD9解析：松手后，小球先做匀速直线运动，如图所示，设小球做直线运动的位移为x，有xr+l2r20.4 m，所经历的时间为txv0.4 s，选项A错误在大圆上运动时，小球的线速度为vtvcos vrr+l0.6 m/s，在大圆上运动时，小球的角速度为vtr+l1.2 rad/s，选项B正确迅速捏住细线的过程，小球动能变化量为Ek12mvt212mv20.64 J，小球

15、动能损失0.64 J，选项C错误在大圆上运动时，细线对小球的拉力为Fmvt2 rl1.44 N，选项D正确答案：BD10解析：由排球在竖直方向做自由落体运动可得vy末22g(Hh)，解得vy末2gH+h，选项A正确；由平抛运动规律有vygt，tan vyv0，则tan gtv0，结合图像可知图(b)所示图像的斜率ktant12 s1，联立解得v02g m/s，选项B错误；从底线处发球，恰能过网的情况下有sv0th，h12gth2，得v0sg2h，又v02g m/s，联立求得此时hs28g m，故若能过网，必然需满足hs28g m，由于h值未知，故无法判断球能否过网，选项C错误；球不出界时，球最

16、远可扣到对方场地底线与边线交点处，排球做平抛运动，平抛运动时间为t2H+hg，而初速度v02g m/s，水平位移xv0t，由几何关系可知xdm+s2+s24，联立解得dm8gH+hs24s m，选项D正确答案：AD11解析：(1)因两轮a、b转动的角速度相同，而两槽的角速度与两轮角速度相同，则两槽转动的角速度相等，即AB；(2)钢球、的角速度相同，半径之比为21，则根据vr可知，线速度之比为21；根据Fm2r可知，受到的向心力之比为21.答案：(1)(2)212112解析：(1)设小球运动到B点时的速度大小为vB，由机械能守恒定律得12mvB2mgl解得小球运动到B点时的速度大小vB2gl4.0 m/s(2)小球从B点做平抛运动，由运动学规律得xvBtyHl12gt2解得C点与B点之间的水平距离xvB2Hlg0.80 m(3)若轻绳碰到钉子时，轻绳拉力恰好达到最大值Fm，由牛顿定律得FmmgmvB2 rrld由以上各式解得Fm9 N答案：(1)4.0 m/s(2)0.80 m(3)9 N