高考物理必修知識(shí)點(diǎn)鞏固練習(xí)曲線運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力綜合復(fù)習(xí)基礎(chǔ)

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1、 【鞏固練習(xí)】 一、選擇題： 1．質(zhì)點(diǎn)在一平面內(nèi)沿曲線 P運(yùn)動(dòng)到Q，如果v、a、F分別表示質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的速度、加速度和受到的合外力，圖中的圖象可能正確的是（ ） 2．一條自西向東的河流，南北兩岸分別有兩個(gè)碼頭A、B，如圖所示。已知河寬為80 m，河水水流的速度為5 m / s，兩個(gè)碼頭A、B沿水流的方向相距100 m?，F(xiàn)有一種船，它在靜水中的行駛速度為4 m / s，若使用這種船渡船，沿直線運(yùn)動(dòng)，則（ ） A．它可以正常來(lái)往于A、B兩個(gè)碼頭 B．它只能從A駛向B，無(wú)法返回 C．它只能從B駛向A，無(wú)法返回 D．無(wú)法判斷 3．在平坦的壘球運(yùn)動(dòng)場(chǎng)上，擊球手揮動(dòng)

2、球棒將壘球水平擊出，壘球飛行一段時(shí)間后落地。若不計(jì)空氣阻力，則（ ） A．壘球落地時(shí)瞬時(shí)速度的大小僅由初速度決定 B．壘球落地時(shí)瞬時(shí)速度的方向僅由擊球點(diǎn)離地面的高度決定 C．壘球在空中運(yùn)動(dòng)的水平位移僅由初速度決定 D．壘球在空中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間僅由擊球點(diǎn)離地面的高度決定 4．某同學(xué)對(duì)著墻壁練習(xí)打網(wǎng)球，假定球在墻面上以25 m / s的速度沿水平方向反彈，落地點(diǎn)到墻面的距離在10 m至15 m之間。忽略空氣阻力，取g=10 m / s2，球在墻面上反彈點(diǎn)的高度范圍是（ ） A．0.8 m至1.8 m B．0.8 m至1.6 m C．1.0 m至1.6 m D．1.

3、0 m至1.8 m 5．如圖所示，在一個(gè)水平圓盤(pán)上有一個(gè)木塊P隨圓盤(pán)一起繞過(guò)O點(diǎn)的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。下面說(shuō)法中正確的是（ ） A．圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，P受到的靜摩擦力的方向指向O點(diǎn) B．圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，P受到的靜摩擦力為零 C．在轉(zhuǎn)速一定的條件下，P受到的靜摩擦力的大小跟P到O點(diǎn)的距離成正比 D．在P到O點(diǎn)的距離一定的條件下，P受到的靜摩擦力的大小跟圓盤(pán)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度成正比 6．天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運(yùn)動(dòng)，并測(cè)出了行星的軌道半徑和運(yùn)行周期。由此可推算出（ ） A．行星的質(zhì)量 B．行星的半徑 C．恒星的質(zhì)量 D．恒星的

4、半徑 7．如圖所示，傾角為θ的斜面長(zhǎng)為L(zhǎng)，在頂端水平拋出一小球，小球剛好落在斜面的底端，那么，小球初速度v0的大小為（ ） A． B． C． D． 8．如圖所示，輕桿的一端有一個(gè)小球，另一端有光滑的固定軸O?，F(xiàn)給球一初速度，使球和桿一起繞O軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，不計(jì)空氣阻力，用F表示球到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)桿對(duì)小球的作用力，則（ ） A．一定是拉力 B．一定是推力 C．一定等于0 D．可能是拉力，可能是推力，也可能等于0 9．如圖所示，將完全相同的兩小球A，B用長(zhǎng)L=0.8 m的細(xì)繩，懸于以v=4 m / s向左勻速運(yùn)動(dòng)的小車(chē)頂部，兩球與小車(chē)前后

5、壁接觸。由于某種原因，小車(chē)突然停止，此時(shí)懸線中張力之比TA∶TB為（g=10 m / s2）（ ） A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4 10、（2015 北京高考）假設(shè)地球和火星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球到太陽(yáng)的距離小于火星到太陽(yáng)的距離，那么（ ） A．地球公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期 B．地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度 C．地球公轉(zhuǎn)的加速度小于火星公轉(zhuǎn)的加速度 D．地球公轉(zhuǎn)的角速度大于火星公轉(zhuǎn)的角速度 11、（2015 江蘇高考）過(guò)去幾千年來(lái)，人類(lèi)對(duì)行星的認(rèn)識(shí)與研究?jī)H限于太陽(yáng)系內(nèi)，行星“

6、51 peg b”的發(fā)現(xiàn)拉開(kāi)了研究太陽(yáng)系外行星的序幕，“51 peg b”繞其中興恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期約為4天，軌道半徑約為地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)半徑的，該中心恒星與太陽(yáng)的質(zhì)量比約為（ ） A． B．1 C．5 D．10 12、（2015 天津高考）、為相距遙遠(yuǎn)的兩顆行星，距各自表面相同高處各有一顆衛(wèi)星、做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。圖中縱坐標(biāo)表示行星對(duì)周?chē)臻g各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a，橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的距離r的平方，兩條曲線分別表示、周?chē)腶與的反比關(guān)系，它們左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同，則（ ） A．的平均密度比的大 B．的“第一

7、宇宙速度”比的小 C．的向心加速度比的大 D．的公轉(zhuǎn)周期比的大 二、解答題： 1．如圖所示，摩擦輪A和B通過(guò)中介輪C進(jìn)行傳動(dòng)，A為主動(dòng)輪，A的半徑為20 cm，B的半徑為10 cm。則A、B兩輪邊緣上的點(diǎn)，角速度之比為_(kāi)_______；向加速度之比為_(kāi)_______。 2．在圖所示的裝置中，兩個(gè)相同的弧形軌道M、N，分別用于發(fā)射小鐵球P、Q；兩軌道上端分別裝有電磁鐵C、D；調(diào)節(jié)電磁鐵C、D的高度，使AC=BD，從而保證小鐵球P、Q在軌道出口處的水平初速度v0相等。 將小鐵球P、Q分別吸在電磁鐵C、D上，然后切斷電源，使兩小鐵球能以相同的初速度v0同時(shí)分別

8、從軌道M、N的下端射出。實(shí)驗(yàn)結(jié)果是兩小鐵球同時(shí)到達(dá)E處，發(fā)生碰撞。增加或者減小軌道M的高度，只改變小鐵球P到達(dá)桌面時(shí)速度的豎直方向分量的大小，再進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，結(jié)果兩小鐵球總是發(fā)生碰撞。 試分析回答該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說(shuō)明了什么？ 3．一水平放置的水管，距地面高h(yuǎn)=1.8 m，管內(nèi)橫截面積S=2.0 cm2。有水從管口處以不變的速度v=2.0 m / s源源不斷地沿水平方向射出，設(shè)出口處橫截面上各處水的速度都相同，并假設(shè)水流在空中不散開(kāi)。取重力加速度g=10 m / s2，不計(jì)空氣阻力。求水流穩(wěn)定后在空中有多少立方米的水。 4．在用高級(jí)瀝青鋪設(shè)的高速公路上，汽車(chē)的設(shè)計(jì)時(shí)速是108 km / h。汽車(chē)在這

9、種路面上行駛時(shí)，它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車(chē)重的0.6倍。如果汽車(chē)在這種高速路的水平彎道上拐彎，假設(shè)彎道的路面是水平的，其彎道的最小半徑是多少？如果高速公路上設(shè)計(jì)了圓弧拱橋作立交橋，要使汽車(chē)能夠安全通過(guò)圓弧拱橋，這個(gè)圓弧拱橋的半徑至少是多少？（g取10 m / s2） 5．有一種叫“飛椅”的游樂(lè)項(xiàng)目，示意圖如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的鋼繩一端系著座椅，另一端固定在半徑為r的水平轉(zhuǎn)盤(pán)邊緣。轉(zhuǎn)盤(pán)可繞穿過(guò)其中心的豎直軸轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)轉(zhuǎn)盤(pán)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，鋼繩與轉(zhuǎn)軸在同一豎直平面內(nèi)，與豎直方向的夾角為θ。不計(jì)鋼繩的重力，求轉(zhuǎn)盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω與夾角θ的關(guān)系。 6．天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用

10、下運(yùn)行的兩顆恒星稱(chēng)為雙星。雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍。利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)特征可推算出它們的總質(zhì)量。已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期均為T(mén)，兩顆恒星之間的距離為r，試推算這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量。（引力常量為G） 【答案與解析】 一、選擇題： 1．D 解析：由曲線運(yùn)動(dòng)的特征和條件可知，v沿曲線的切線方向，而a和F應(yīng)指向曲線的內(nèi)側(cè)，故D正確，A、B、C錯(cuò)。 解析：本題考查曲線運(yùn)動(dòng)的條件及特征，要求學(xué)生具有一定的空間想象力。 2．B 解析：當(dāng)船的航行速度與河岸垂直時(shí)，船相對(duì)岸的航行速度剛好沿AB方向。若船從B點(diǎn)出發(fā)逆著水的流速方向?qū)o(wú)法

11、沿BA的方向行駛，故選項(xiàng)B是正確的。 3．D 解析：壘球被擊中后做平拋運(yùn)動(dòng)。在豎直方向上有，，故D項(xiàng)正確。壘球落地時(shí)豎直方向速度，落地速度，由此可判斷A項(xiàng)錯(cuò)。壘球落地速度方向與地面夾角為θ，則，由此式可知B錯(cuò)。壘球在空中運(yùn)動(dòng)水平位移，由此式可知C項(xiàng)錯(cuò)誤。 4．A 解析：設(shè)網(wǎng)球從反彈到落地的時(shí)間為t，球在墻面上反彈點(diǎn)的高度為h。球反彈后做平拋運(yùn)動(dòng)，水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)。故，且，所以0.8 m＜h＜1.8 m，故選項(xiàng)A正確，B、C、D錯(cuò)誤。 5．AC 解析：木塊隨圓盤(pán)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，木塊受到的靜摩擦力提供向心力，指向圓心，（n為轉(zhuǎn)速，r為P到O點(diǎn)的距離）。

12、6．C 解析：設(shè)測(cè)出的行星軌道半徑為R，周期為T(mén)，恒星的質(zhì)量為M，行星的質(zhì)量為m，則由得，，故C正確。 7．A 解析：由平拋運(yùn)動(dòng)的基本知識(shí)可得 ① ② 由①②兩式可得小球初速度。 8．D 解析：小球到達(dá)最高點(diǎn)，當(dāng)小球需要的向心力等于重力時(shí)，桿對(duì)小球的作用力為零；當(dāng)小球需要的向心力小于重力時(shí)，桿對(duì)小球的作用力為推力；當(dāng)小球需要的向心力大于重力時(shí)，桿對(duì)小球的作用力為拉力。故D選項(xiàng)正確。 9．C 解析：小車(chē)突然停止，B球?qū)⒆鰣A周運(yùn)動(dòng)，所以；A球?qū)⒆鏊椒较驕p速運(yùn)動(dòng)，TA=mg=10 m，故此時(shí)懸線中張力之比為T(mén)A∶TB=1∶3，C選項(xiàng)正確。 10、A 解

13、析：比較太陽(yáng)的任意兩顆行星的運(yùn)動(dòng)情況，行星的大小、形狀與其運(yùn)動(dòng)快慢無(wú)關(guān)．篩選所給的信息，其重要信息是：地球與火星離太陽(yáng)的距離，設(shè)其運(yùn)動(dòng)軌道是圓形的，且做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律：軌道半徑的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方的比值相等，得A錯(cuò)誤．由推理可知，軌道半徑小的行星，其運(yùn)動(dòng)速度大，故B錯(cuò)誤．根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)向心加速度公式及開(kāi)普勒第三定律，可知半徑大的向心加速度小，故C錯(cuò)誤．火星的周期較大，則由勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)得：火星的角速度較小，故D正確． 故選：D 11、B 解析：行星繞某一個(gè)恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，列出等式為：，得 ，又因“51 peg b”繞其中興恒星做勻速

14、圓周運(yùn)動(dòng)的周期為4天，軌道半徑約為地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)半徑的，所以該中心恒星與太陽(yáng)的質(zhì)量比約為。 12、AC 解析：根據(jù)牛頓第二定律，行星對(duì)周?chē)臻g各處物體的引力產(chǎn)生的加速度為：，因圖中左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同，所以、的半徑相等，而縱坐標(biāo)引力產(chǎn)生的加速度大于引力產(chǎn)生的加速度，因此的質(zhì)量大于的質(zhì)量，有由，所以的平均密度大于的平均密度，A對(duì)；第一宇宙速度，所以的“第一宇宙速度”比的大，B錯(cuò)；因、距各自行星表面相同高處，即、的軌道半徑相等，根據(jù)，所以的向心加速度比的大，故C正確；由，所以的公轉(zhuǎn)周期比的小，故D錯(cuò)。 二、解答題： 1．1∶2 1∶2 解析：由題知，A、B、C輪邊緣上的點(diǎn)的線速度相等，

15、，所以，又，所以。 2．平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；各分運(yùn)動(dòng)具有獨(dú)立性。 解析：將P鐵球在水平方向上的運(yùn)動(dòng)，在不同豎直高度的情況下與Q鐵球?qū)Ρ?，發(fā)現(xiàn)P、Q兩球總是相遇，P球水平方向上的運(yùn)動(dòng)不因P球在豎直方向運(yùn)動(dòng)的時(shí)間長(zhǎng)短而改變，總是和在水平面上勻速運(yùn)動(dòng)的Q球有完全相同的運(yùn)動(dòng)情況，所以本實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了：①平拋運(yùn)動(dòng)的物體在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)；②平拋運(yùn)動(dòng)的物體在豎直方向上的分運(yùn)動(dòng)，不影響水平方向上的分運(yùn)動(dòng)，分運(yùn)動(dòng)各自具有獨(dú)立性。 點(diǎn)評(píng)：此題旨在考查學(xué)生對(duì)物理現(xiàn)象的洞察力，通過(guò)對(duì)現(xiàn)象的分析、對(duì)比，發(fā)現(xiàn)物體的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，揭示現(xiàn)象發(fā)生的根本原因和性質(zhì)。 3．解析：以t表示由噴口處到落地所

16、需要的時(shí)間，有 單位時(shí)間內(nèi)噴出的水量為 Q=Sv 空中水的總量應(yīng)為 V=Qt 由以上各式得 代入數(shù)據(jù)得 V=2.4×10－4 m3 4．解析：汽車(chē)在水平路面上拐彎，可視為汽車(chē)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力是由車(chē)與路面間的最大靜摩擦力來(lái)提供，有。由速度v=108 km / h=30 m / s，得彎道半徑r＞150 m。將汽車(chē)過(guò)拱橋看作在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)，有，為了保證安全，車(chē)對(duì)路面的壓力N必須大于零，即，則R＞90 m。 5． 解析：由向心力公式F=mω2r得 ，則。 6． 解析：設(shè)兩顆恒星的質(zhì)量分別為m1、m2，做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為r1、r2，角速度分別為ω1、ω2。根據(jù)題意有ω1=ω2 ① r1+r2=r ② 根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律，有 ③ ④ 聯(lián)立以上各式解得 ⑤ 根據(jù)角速度與周期的關(guān)系知 ⑥ 聯(lián)立②⑤⑥式解得 ⑦