2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題一 力與運(yùn)動(dòng) 第二講 曲線運(yùn)動(dòng)與萬有引力課后“高仿”檢測(cè)卷

2022屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一部分 專題一 力與運(yùn)動(dòng) 第二講 曲線運(yùn)動(dòng)與萬有引力課后“高仿”檢測(cè)卷1(2017·全國(guó)卷)發(fā)球機(jī)從同一高度向正前方依次水平射出兩個(gè)速度不同的乒乓球(忽略空氣的影響)。速度較大的球越過球網(wǎng)，速度較小的球沒有越過球網(wǎng)。其原因是()A速度較小的球下降相同距離所用的時(shí)間較多B速度較小的球在下降相同距離時(shí)在豎直方向上的速度較大C速度較大的球通過同一水平距離所用的時(shí)間較少D速度較大的球在相同時(shí)間間隔內(nèi)下降的距離較大解析：選C發(fā)球機(jī)從同一高度水平射出兩個(gè)速度不同的乒乓球，根據(jù)平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，豎直方向上，hgt2，可知兩球下落相同距離h所用的時(shí)間是相同的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。由vy22gh可知，兩球下落相同距離h時(shí)在豎直方向上的速度vy相同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律，水平方向上，xvt，可知速度較大的球通過同一水平距離所用的時(shí)間t較少，選項(xiàng)C正確。由于做平拋運(yùn)動(dòng)的球在豎直方向的運(yùn)動(dòng)為自由落體運(yùn)動(dòng)，兩球在相同時(shí)間間隔內(nèi)下降的距離相同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2(2016·全國(guó)卷)關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，下列說法符合史實(shí)的是()A開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律B開普勒在天文觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律C開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因D開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律解析：選B開普勒在前人觀測(cè)數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，與牛頓定律無聯(lián)系，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，但沒有找出行星按照這些規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 3.(2017·全國(guó)卷)如圖，一光滑大圓環(huán)固定在桌面上，環(huán)面位于豎直平面內(nèi)，在大圓環(huán)上套著一個(gè)小環(huán)。小環(huán)由大圓環(huán)的最高點(diǎn)從靜止開始下滑，在小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對(duì)它的作用力()A一直不做功B一直做正功C始終指向大圓環(huán)圓心 D始終背離大圓環(huán)圓心解析：選A由于大圓環(huán)是光滑的，因此小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力方向始終與速度方向垂直，因此作用力不做功，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤；小環(huán)剛下滑時(shí)，大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力背離大圓環(huán)的圓心，滑到大圓環(huán)圓心以下的位置時(shí)，大圓環(huán)對(duì)小環(huán)的作用力指向大圓環(huán)的圓心，C、D項(xiàng)錯(cuò)誤。4.多選(2017·全國(guó)卷)如圖，海王星繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，P為近日點(diǎn)，Q為遠(yuǎn)日點(diǎn)，M、N為軌道短軸的兩個(gè)端點(diǎn)，運(yùn)行的周期為T0。若只考慮海王星和太陽(yáng)之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng)M、Q到N的運(yùn)動(dòng)過程中()A從P到M所用的時(shí)間等于B從Q到N階段，機(jī)械能逐漸變大C從P到Q階段，速率逐漸變小D從M到N階段，萬有引力對(duì)它先做負(fù)功后做正功解析：選CD在海王星從P到Q的運(yùn)動(dòng)過程中，由于引力與速度的夾角大于90°，因此引力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理可知，速率越來越小，C項(xiàng)正確；海王星從P到M的時(shí)間小于從M到Q的時(shí)間，因此從P到M的時(shí)間小于，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由于海王星運(yùn)動(dòng)過程中只受到太陽(yáng)引力作用，引力做功不改變海王星的機(jī)械能，即從Q到N的運(yùn)動(dòng)過程中海王星的機(jī)械能守恒，B項(xiàng)錯(cuò)誤；從M到Q的運(yùn)動(dòng)過程中引力與速度的夾角大于90°，因此引力做負(fù)功，從Q到N的過程中，引力與速度的夾角小于90°，因此引力做正功，即海王星從M到N的過程中萬有引力先做負(fù)功后做正功，D項(xiàng)正確。5(2017·全國(guó)卷)2017年4月，我國(guó)成功發(fā)射的天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室完成了首次交會(huì)對(duì)接，對(duì)接形成的組合體仍沿天宮二號(hào)原來的軌道(可視為圓軌道)運(yùn)行。與天宮二號(hào)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比，組合體運(yùn)行的()A周期變大B速率變大C動(dòng)能變大 D向心加速度變大解析：選C組合體比天宮二號(hào)質(zhì)量大，軌道半徑R不變，根據(jù)m，可得v ，可知與天宮二號(hào)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比，組合體運(yùn)行的速率不變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；又T，則周期T不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；質(zhì)量變大、速率不變，動(dòng)能變大，C項(xiàng)正確；向心加速度a不變，D項(xiàng)錯(cuò)誤。6(2016·全國(guó)卷)利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無線電通訊。目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍。假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為()A1 h B4 hC8 h D16 h解析：選B萬有引力提供向心力，對(duì)同步衛(wèi)星有：Gmr，整理得GM當(dāng)r6.6 R地時(shí)，T24 h若地球的自轉(zhuǎn)周期變小，軌道半徑最小為2R地三顆同步衛(wèi)星A、B、C如圖所示分布。則有解得T4 h，選項(xiàng)B正確。二、名校模擬重點(diǎn)演練知熱點(diǎn)7(2019屆高三·江西六校聯(lián)考)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由一組軌道高低不同的人造地球衛(wèi)星組成。高軌道衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星，其軌道半徑約為地球半徑的6.6倍。若某低軌道衛(wèi)星的周期為12小時(shí)，則這顆低軌道衛(wèi)星的軌道半徑與地球半徑之比約為()A41 B33C24 D16解析：選A設(shè)低軌道衛(wèi)星軌道半徑為r，地球半徑為R，由開普勒第三定律可知：，解得：r4.2R，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤。8(2018·哈爾濱六中模擬)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國(guó)自行研制開發(fā)的區(qū)域性三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(CNSS)，建成后的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括5顆同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星。對(duì)于其中的5顆同步衛(wèi)星，下列說法正確的是()A它們運(yùn)行的線速度一定大于第一宇宙速度B地球?qū)λ鼈兊奈σ欢ㄏ嗤珻一定位于赤道上空同一軌道上D它們運(yùn)行的速度一定完全相同解析：選C第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，即是衛(wèi)星環(huán)繞地球圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度。而同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，所以它們運(yùn)行的線速度一定小于7.9 km/s，故A錯(cuò)誤。5顆同步衛(wèi)星的質(zhì)量不一定相同，則地球?qū)λ鼈兊奈Σ灰欢ㄏ嗤蔅錯(cuò)誤。同步衛(wèi)星都位于赤道上空同一軌道上，故C正確。5顆同步衛(wèi)星在相同的軌道上運(yùn)行，速度的大小相同，方向不同，故D錯(cuò)誤。9多選(2018·重慶江津中學(xué)月考)地球赤道上的重力加速度為g，物體在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a，質(zhì)量相等的三顆衛(wèi)星甲、乙、丙在如圖所示的三個(gè)橢圓軌道上繞地球運(yùn)行，衛(wèi)星甲和乙的運(yùn)行軌道在P點(diǎn)相切。不計(jì)阻力，以下說法正確的是()A如果地球的轉(zhuǎn)速為原來的 倍，那么赤道上的物體將會(huì)飄起來而處于完全失重狀態(tài)B衛(wèi)星甲、乙分別經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度相等C衛(wèi)星甲的機(jī)械能最大D衛(wèi)星周期：T甲>T乙>T丙解析：選ACD地球上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a時(shí)，有：Gmgma；當(dāng)物體飄起來的時(shí)候，由萬有引力完全提供向心力，有Gma，則此時(shí)物體的向心加速度為aga；根據(jù)向心加速度和轉(zhuǎn)速的關(guān)系有：aR(2n)2，aR(2n)2可得：nn n，故A正確。物體在橢圓形軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道高度越高，在近地點(diǎn)時(shí)的速度越大，所以衛(wèi)星甲經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度比衛(wèi)星乙經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度大，故B錯(cuò)誤。衛(wèi)星的機(jī)械能跟衛(wèi)星的速度、高度和質(zhì)量有關(guān)，因衛(wèi)星甲的最遠(yuǎn)點(diǎn)較遠(yuǎn)，故衛(wèi)星甲的機(jī)械能最大，故C正確。根據(jù)開普勒第三定律知，橢圓半長(zhǎng)軸越小，衛(wèi)星的周期越小，衛(wèi)星丙的半長(zhǎng)軸最短，甲的最長(zhǎng)，則T甲>T乙>T丙，故D正確。10(2018·衡水中學(xué)模擬)據(jù)英國(guó)每日郵報(bào)報(bào)道，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆距離地球僅14光年的“另一個(gè)地球”沃爾夫(Wolf) 1061c。沃爾夫1061c的質(zhì)量為地球的4倍，圍繞紅矮星的沃爾夫1061c運(yùn)行的周期為5天，它是迄今為止在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)的距離地球最近的宜居星球。設(shè)想從地球發(fā)射一顆科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星圍繞沃爾夫1061c表面運(yùn)行。已知萬有引力常量為G，天體的環(huán)繞運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是()A從地球發(fā)射該衛(wèi)星的速度應(yīng)該小于第三宇宙速度B衛(wèi)星繞行星沃爾夫1061c運(yùn)行的周期與該衛(wèi)星的密度有關(guān)C沃爾夫1061c和地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的三次方之比等于2D若已知探測(cè)衛(wèi)星的周期和地球的質(zhì)量，可近似求出沃爾夫1061c的半徑解析：選D從地球發(fā)射一顆科學(xué)探測(cè)衛(wèi)星圍繞沃爾夫1061c表面運(yùn)行，發(fā)射的速度應(yīng)大于第三宇宙速度，故A錯(cuò)誤；根據(jù)Gmr知，T ，與衛(wèi)星的密度無關(guān)，故B錯(cuò)誤；沃爾夫1061c和地球圍繞的中心天體不同，不能根據(jù)開普勒第三定律求解軌道半徑的三次方，公轉(zhuǎn)半徑的三次方之比不等于2，故C錯(cuò)誤；已知地球的質(zhì)量，可以得知沃爾夫1061c的質(zhì)量，根據(jù)Gmr可以求出沃爾夫1061c的半徑，故D正確。11.(2018·福建四校聯(lián)考)如圖所示，可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，位于半徑為 m的半圓柱體左端點(diǎn)A的正上方某處，以一定的初速度水平拋出小球，其運(yùn)動(dòng)軌跡恰好能與半圓柱體相切于B點(diǎn)。過B點(diǎn)的半圓柱體半徑與水平方向的夾角為60°，則小球的初速度為(不計(jì)空氣阻力，重力加速度為g10 m/s2)()A. m/sB4 m/sC3 m/s D. m/s解析：選C飛行過程中恰好與半圓柱體相切于B點(diǎn)，知速度與水平方向的夾角為30°，設(shè)位移與水平方向的夾角為，則有：tan ，因?yàn)閠an ，則豎直位移為：yR，vy22gygR，所以，tan 30°，聯(lián)立以上各式解得：v0 3 m/s，故選項(xiàng)C正確。12多選(2019屆高三·肇慶模擬)如圖所示，水平屋頂高H5 m，圍墻高h(yuǎn)3.2 m，圍墻到房子的水平距離L3 m，圍墻外馬路寬x10 m，為使小球從屋頂水平飛出落在圍墻外的馬路上，小球離開屋頂時(shí)的速度v0的大小的可能值為(g取10 m/s2，不計(jì)墻的厚度)()A3.1 m/s B4.7 m/sC7.2 m/s D11.5 m/s解析：選CD球落在馬路上，v的最大值vmax為球落在馬路最右側(cè)時(shí)的平拋初速度，小球做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)時(shí)間為t1，則小球的水平位移：Lxvmaxt1，小球的豎直位移：Hgt12，聯(lián)立解得vmax(Lx) (103)× m/s13 m/s；v的最小值vmin為球恰好越過圍墻的最高點(diǎn)落在馬路上時(shí)的平拋初速度，設(shè)小球運(yùn)動(dòng)到圍墻最高點(diǎn)所需時(shí)間為t2，則此過程中小球的水平位移：Lvmint2，小球的豎直方向位移：Hhgt22，聯(lián)立解得vminL 5 m/s，故C、D正確。13多選(2018·六安模擬)如圖甲所示，傾角為45°的斜面體置于粗糙的水平地面上，有一滑塊通過輕繩繞過定滑輪與質(zhì)量為m的小球相連(繩與斜面平行)，滑塊質(zhì)量為2m，滑塊能恰好靜止在粗糙的斜面上。在圖乙中，換成讓小球在水平面上做圓周運(yùn)動(dòng)，輕繩與豎直方向的夾角為，且轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸加快，45°，在圖丙中，兩個(gè)小球?qū)ΨQ在水平面上做圓周運(yùn)動(dòng)，每個(gè)小球質(zhì)量均為，輕繩與豎直方向的夾角為，且轉(zhuǎn)動(dòng)逐漸加快，45°。三幅圖中，斜面體都靜止，且小球未碰到斜面，以下說法正確的是()A甲圖中斜面體受到地面的摩擦力方向水平向左B乙圖小球轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中滑塊受到的摩擦力可能為零C乙圖小球轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中滑塊受到的摩擦力可能沿斜面向下D丙圖小球轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中滑塊可能沿斜面向上運(yùn)動(dòng)解析：選AB甲圖中對(duì)滑塊和斜面體視為整體，受到輕繩斜向上的拉力作用，則斜面體受到地面的摩擦力方向水平向左，選項(xiàng)A正確；乙圖中小球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，繩的拉力T，對(duì)滑塊當(dāng)2mgsin 45°T時(shí)，即當(dāng)45°時(shí)滑塊受到的摩擦力為零，選項(xiàng)B正確；乙圖小球轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中，若滑塊受到的摩擦力沿斜面向下，則2mgsin 45°T，此時(shí)cos ，則>45°，與題意不符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；丙圖小球受到輕繩的拉力均為T，則拉滑塊的輕繩的拉力為T2Tcos mg，則小球轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，滑塊位置不動(dòng)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。14.多選(2018·太原模擬)如圖所示，雙手端著半球形的玻璃碗，碗內(nèi)放有三個(gè)相同的小玻璃球。雙手晃動(dòng)玻璃碗，當(dāng)碗靜止后碗口在同一水平面內(nèi)，三個(gè)小球沿碗的內(nèi)壁在不同的水平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。不考慮摩擦作用，下列說法正確的是()A三個(gè)小球受到的合力值相等B距碗口最近的小球線速度的值最大C距碗底最近的小球向心加速度的值最小D處于中間位置的小球的周期最小解析：選BC對(duì)于任意一球，設(shè)其所在位置與半球形碗的球心的連線與豎直方向的夾角為，半球形碗的半徑為R。根據(jù)重力和支持力的合力提供小球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，得F合mgtan ，A錯(cuò)誤；又rRsin ，F(xiàn)合mgtan mmamr，聯(lián)立得：v，T2 ，agtan ，R一定，可知越大(越接近碗口)，線速度v越大、周期越小、加速度a越大，B、C正確，D錯(cuò)誤。15(2018·吉林調(diào)研)我國(guó)發(fā)射的“悟空”探測(cè)衛(wèi)星，三年來對(duì)暗物質(zhì)的觀測(cè)研究已處于世界領(lǐng)先地位。宇宙空間中兩顆質(zhì)量相等的星球繞其連線中心轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，理論計(jì)算的周期與實(shí)際觀測(cè)周期不符，且k(k>1)；因此，科學(xué)家認(rèn)為，在兩星球之間存在暗物質(zhì)。假設(shè)以兩星球球心連線為直徑的球體空間中均勻分布著暗物質(zhì)(已知質(zhì)量分布均勻的球體對(duì)外部質(zhì)點(diǎn)的作用，等效于質(zhì)量集中在球心處對(duì)質(zhì)點(diǎn)的作用)，兩星球的質(zhì)量均為m；那么，暗物質(zhì)質(zhì)量為()A.m B.mC(k21)m D(2k21)m解析：選B雙星均繞它們的連線的中點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)它們之間的距離為L(zhǎng)，萬有引力提供向心力得：Gm· ，解得：T理論L 。根據(jù)觀測(cè)結(jié)果，星體的運(yùn)動(dòng)周期k，這種差異是由雙星之間均勻分布的暗物質(zhì)引起的，均勻分布在雙星之間的暗物質(zhì)對(duì)雙星系統(tǒng)的作用與一質(zhì)量等于雙星之間暗物質(zhì)的總質(zhì)量m、位于中點(diǎn)O處的質(zhì)點(diǎn)對(duì)雙星系統(tǒng)的作用相同。則有：GGm·，解得：T觀測(cè)L ，所以：mm。故B正確。16多選(2018·山西運(yùn)城康杰中學(xué)模擬)已知某衛(wèi)星在赤道上空軌道半徑為r1的圓形軌道上繞地球運(yùn)行的周期為T，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，赤道上某城市的人每三天恰好五次看到衛(wèi)星掠過其正上方。假設(shè)某時(shí)刻，該衛(wèi)星在如圖A點(diǎn)變軌進(jìn)入橢圓軌道，近地點(diǎn)B到地心距離為r2。設(shè)衛(wèi)星由A到B運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t，地球自轉(zhuǎn)周期為T0。不計(jì)空氣阻力。則()ATBTCt D衛(wèi)星由圖中圓軌道進(jìn)入橢圓軌道的過程，機(jī)械能不變解析：選BC赤道上某城市的人每三天恰好五次看到衛(wèi)星掠過其正上方，知三天內(nèi)衛(wèi)星轉(zhuǎn)了8圈，則有3T08T，解得：T，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)開普勒第三定律知，解得：t ，故C正確；衛(wèi)星由圓軌道進(jìn)入橢圓軌道，需減速，則機(jī)械能減小，故D錯(cuò)誤。