2022屆高考物理二輪復習 第一部分 專題一 力與運動 第二講 曲線運動與萬有引力課后“高仿”檢測卷

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1、2022屆高考物理二輪復習 第一部分 專題一 力與運動 第二講 曲線運動與萬有引力課后“高仿”檢測卷 1．(2017·全國卷Ⅰ)發(fā)球機從同一高度向正前方依次水平射出兩個速度不同的乒乓球(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間較多 B．速度較小的球在下降相同距離時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間較少 D．速度較大的球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離較大 解析：選C　發(fā)球機從同一高度水平射出兩個速度不同的乒乓球，根據(jù)平拋運動規(guī)律，豎直方向上，h＝gt2，可知兩球下落相同距離h

2、所用的時間是相同的，選項A錯誤。由vy2＝2gh可知，兩球下落相同距離h時在豎直方向上的速度vy相同，選項B錯誤。由平拋運動規(guī)律，水平方向上，x＝vt，可知速度較大的球通過同一水平距離所用的時間t較少，選項C正確。由于做平拋運動的球在豎直方向的運動為自由落體運動，兩球在相同時間間隔內(nèi)下降的距離相同，選項D錯誤。 2．(2016·全國卷Ⅲ)關(guān)于行星運動的規(guī)律，下列說法符合史實的是(　　) A．開普勒在牛頓定律的基礎上，導出了行星運動的規(guī)律 B．開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎上，總結(jié)出了行星運動的規(guī)律 C．開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因 D．開普勒總結(jié)出了行星

3、運動的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 解析：選B　開普勒在前人觀測數(shù)據(jù)的基礎上，總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，與牛頓定律無聯(lián)系，選項A錯誤，選項B正確；開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，但沒有找出行星按照這些規(guī)律運動的原因，選項C錯誤；牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，選項D錯誤。 3.(2017·全國卷Ⅱ)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)上套著一個小環(huán)。小環(huán)由大圓環(huán)的最高點從靜止開始下滑，在小環(huán)下滑的過程中，大圓環(huán)對它的作用力(　　) 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

4、中，大圓環(huán)對小環(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項正確，B項錯誤；小環(huán)剛下滑時，大圓環(huán)對小環(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，大圓環(huán)對小環(huán)的作用力指向大圓環(huán)的圓心，C、D項錯誤。 4.[多選](2017·全國卷Ⅱ)如圖，海王星繞太陽沿橢圓軌道運動，P為近日點，Q為遠日點，M、N為軌道短軸的兩個端點，運行的周期為T0。若只考慮海王星和太陽之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng)M、Q到N的運動過程中(　　) A．從P到M所用的時間等于 B．從Q到N階段，機械能逐漸變大 C．從P到Q階段，速率逐漸變小 D．從M到N階段，萬有引力對它先做負功后做正功 解析

5、：選CD　在海王星從P到Q的運動過程中，由于引力與速度的夾角大于90°，因此引力做負功，根據(jù)動能定理可知，速率越來越小，C項正確；海王星從P到M的時間小于從M到Q的時間，因此從P到M的時間小于，A項錯誤；由于海王星運動過程中只受到太陽引力作用，引力做功不改變海王星的機械能，即從Q到N的運動過程中海王星的機械能守恒，B項錯誤；從M到Q的運動過程中引力與速度的夾角大于90°，因此引力做負功，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功后做正功，D項正確。 5．(2017·全國卷Ⅲ)2017年4月，我國成功發(fā)射的天舟一號貨運飛船與天宮二號空

6、間實驗室完成了首次交會對接，對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道(可視為圓軌道)運行。與天宮二號單獨運行時相比，組合體運行的(　　) A．周期變大　　　　　　　 B．速率變大 C．動能變大 D．向心加速度變大 解析：選C　組合體比天宮二號質(zhì)量大，軌道半徑R不變，根據(jù)＝m，可得v＝ ，可知與天宮二號單獨運行時相比，組合體運行的速率不變，B項錯誤；又T＝，則周期T不變，A項錯誤；質(zhì)量變大、速率不變，動能變大，C項正確；向心加速度a＝不變，D項錯誤。 6．(2016·全國卷Ⅰ)利用三顆位置適當?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點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

7、徑的6.6倍。假設地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為(　　) A．1 h B．4 h C．8 h D．16 h 解析：選B　萬有引力提供向心力，對同步衛(wèi)星有： G＝mr，整理得GM＝ 當r＝6.6 R地時，T＝24 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T′≈＝4 h，選項B正確。 二、名校模擬重點演練——知熱點 7．(2019屆高三·江西六校聯(lián)考)北斗衛(wèi)星導航系統(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.

8、6倍。若某低軌道衛(wèi)星的周期為12小時，則這顆低軌道衛(wèi)星的軌道半徑與地球半徑之比約為(　　) A．4∶1 B．3∶3 C．2∶4 D．1∶6 解析：選A　設低軌道衛(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：r≈4.2R，故A正確，B、C、D錯誤。 8．(2018·哈爾濱六中模擬)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是我國自行研制開發(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)星導航系統(tǒng)包括5顆同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星。對于其中的5顆同步衛(wèi)星，下列說法正確的是(　　) A．它們運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? C．一定位于赤道上

9、空同一軌道上 D．它們運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)繞地球圓周運動的最大速度。而同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，所以它們運行的線速度一定小于7.9 km/s，故A錯誤。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?，故B錯誤。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行，速度的大小相同，方向不同，故D錯誤。 9．[多選](2018·重慶江津中學月考)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橢圓軌道上繞地球運行，衛(wèi)

10、星甲和乙的運行軌道在P點相切。不計阻力，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點時的速度相等 C．衛(wèi)星甲的機械能最大 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，有：G－mg＝ma；當物體飄起來的時候，由萬有引力完全提供向心力，有G＝ma′，則此時物體的向心加速度為a′＝g＋a；根據(jù)向心加速度和轉(zhuǎn)速的關(guān)系有：a＝R(2πn)2，a′＝R(2πn′)2可得：n′＝n＝ n，故A正確。物體在橢圓形軌道上運動時，軌道高度越高，在近地點時的速度越大，所以衛(wèi)星

11、甲經(jīng)過P點時的速度比衛(wèi)星乙經(jīng)過P點時的速度大，故B錯誤。衛(wèi)星的機械能跟衛(wèi)星的速度、高度和質(zhì)量有關(guān)，因衛(wèi)星甲的最遠點較遠，故衛(wèi)星甲的機械能最大，故C正確。根據(jù)開普勒第三定律知，橢圓半長軸越小，衛(wèi)星的周期越小，衛(wèi)星丙的半長軸最短，甲的最長，則T甲>T乙>T丙，故D正確。 10．(2018·衡水中學模擬)據(jù)英國《每日郵報》報道，科學家發(fā)現(xiàn)了一顆距離地球僅14光年的“另一個地球”——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運行的周期為5天，它是迄今為止在太陽系外發(fā)現(xiàn)的距離地球最近的宜居星球。設想從地球發(fā)射一顆科學探測衛(wèi)星圍繞沃爾夫1061c表面

12、運行。已知萬有引力常量為G，天體的環(huán)繞運動可看作勻速圓周運動。下列說法正確的是(　　) A．從地球發(fā)射該衛(wèi)星的速度應該小于第三宇宙速度 B．衛(wèi)星繞行星沃爾夫1061c運行的周期與該衛(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2 D．若已知探測衛(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)射一顆科學探測衛(wèi)星圍繞沃爾夫1061c表面運行，發(fā)射的速度應大于第三宇宙速度，故A錯誤；根據(jù)G＝mr知，T＝ ，與衛(wèi)星的密度無關(guān)，故B錯誤；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

13、比不等于2，故C錯誤；已知地球的質(zhì)量，可以得知沃爾夫1061c的質(zhì)量，根據(jù)G＝mr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)點的小球，位于半徑為 m的半圓柱體左端點A的正上方某處，以一定的初速度水平拋出小球，其運動軌跡恰好能與半圓柱體相切于B點。過B點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(不計空氣阻力，重力加速度為g＝10 m/s2)(　　) A. m/s　　　　　　　　 B．4 m/s C．3 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，知速度與水平方向的夾角為30°，設位移與

14、水平方向的夾角為θ，則有：tan θ＝＝，因為tan θ＝＝，則豎直位移為：y＝R，vy2＝2gy＝gR，所以，tan 30°＝，聯(lián)立以上各式解得：v0＝ ＝3 m/s，故選項C正確。 12．[多選](2019屆高三·肇慶模擬)如圖所示，水平屋頂高H＝5 m，圍墻高h＝3.2 m，圍墻到房子的水平距離L＝3 m，圍墻外馬路寬x＝10 m，為使小球從屋頂水平飛出落在圍墻外的馬路上，小球離開屋頂時的速度v0的大小的可能值為(g取10 m/s2，不計墻的厚度)(　　) A．3.1 m/s B．4.7 m/s C．7.2 m/s D．11.5 m/s 解析：選CD　球落在馬路上，

15、v的最大值vmax為球落在馬路最右側(cè)時的平拋初速度，小球做平拋運動，設運動時間為t1，則小球的水平位移：L＋x＝vmaxt1，小球的豎直位移：H＝gt12，聯(lián)立解得vmax＝(L＋x) ＝(10＋3)× m/s＝13 m/s；v的最小值vmin為球恰好越過圍墻的最高點落在馬路上時的平拋初速度，設小球運動到圍墻最高點所需時間為t2，則此過程中小球的水平位移：L＝vmint2，小球的豎直方向位移：H－h(huán)＝gt22，聯(lián)立解得vmin＝L ＝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

16、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動，輕繩與豎直方向的夾角為θ，且轉(zhuǎn)動逐漸加快，θ≤45°，在圖丙中，兩個小球?qū)ΨQ在水平面上做圓周運動，每個小球質(zhì)量均為，輕繩與豎直方向的夾角為θ，且轉(zhuǎn)動逐漸加快，θ≤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)動的過程中滑塊受到的摩擦力可能為零 C．乙圖小球轉(zhuǎn)動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)動的過程中滑塊可能沿斜面向上運動 解析：選AB　甲圖中對滑塊和斜面體視

17、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A正確；乙圖中小球做圓周運動時，繩的拉力T＝，對滑塊當2mgsin 45°＝T時，即當θ＝45°時滑塊受到的摩擦力為零，選項B正確；乙圖小球轉(zhuǎn)動的過程中，若滑塊受到的摩擦力沿斜面向下，則2mgsin 45°＜T＝，此時cos θ＜，則θ>45°，與題意不符，選項C錯誤；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T′＝2Tcos θ＝mg，則小球轉(zhuǎn)動過程中，滑塊位置不動，選項D錯誤。 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)放有三個相同的小玻璃球。雙手晃動玻璃碗，當碗靜止后

18、碗口在同一水平面內(nèi)，三個小球沿碗的內(nèi)壁在不同的水平面內(nèi)做勻速圓周運動。不考慮摩擦作用，下列說法正確的是(　　) A．三個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　對于任意一球，設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β，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動的向心力，得F合＝mgtan β，A錯誤；又r＝Rsin β，F(xiàn)合＝mgtan β＝m＝ma＝mr，聯(lián)立得：v＝，T＝2π ，a＝gtan β，R一定，可知β越大(越接近碗口)，線速度v越大、周

19、期越小、加速度a越大，B、C正確，D錯誤。 15．(2018·吉林調(diào)研)我國發(fā)射的“悟空”探測衛(wèi)星，三年來對暗物質(zhì)的觀測研究已處于世界領先地位。宇宙空間中兩顆質(zhì)量相等的星球繞其連線中心轉(zhuǎn)動時，理論計算的周期與實際觀測周期不符，且＝k(k>1)；因此，科學家認為，在兩星球之間存在暗物質(zhì)。假設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外部質(zhì)點的作用，等效于質(zhì)量集中在球心處對質(zhì)點的作用)，兩星球的質(zhì)量均為m；那么，暗物質(zhì)質(zhì)量為(　　) A.m B.m C．(k2－1)m D．(2k2－1)m 解析：選B　雙星均繞它們的連線的中點做圓周運動，設它們之間的距

20、離為L，萬有引力提供向心力得：G＝m· ，解得：T理論＝πL 。根據(jù)觀測結(jié)果，星體的運動周期＝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O處的質(zhì)點對雙星系統(tǒng)的作用相同。則有：G＋G＝m·，解得：T觀測＝πL ，所以：m′＝m。故B正確。 16．[多選](2018·山西運城康杰中學模擬)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行的周期為T，衛(wèi)星運動方向與地球自轉(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。假設某時刻，該衛(wèi)星在如圖A點變軌進入橢圓軌道，近地點B到地心距離為r2。設衛(wèi)星由A到B運動的時間為t，地球自轉(zhuǎn)周期為T0。不計空氣阻力。則(　　) A．T＝ B．T＝ C．t＝ D．衛(wèi)星由圖中圓軌道進入橢圓軌道的過程，機械能不變 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3T0＝8T，解得：T＝，故A錯誤，B正確；根據(jù)開普勒第三定律知，＝，解得：t＝ ，故C正確；衛(wèi)星由圓軌道進入橢圓軌道，需減速，則機械能減小，故D錯誤。