1、1单元滚动检测卷四 曲线运动 万有引力与航天考生注意：1本试卷分选择题部分和非选择题部分，共 4 页2答卷前，考生务必用蓝、黑色字迹的钢笔或圆珠笔将自己的姓名、班级、学号填写在相应位置上3本次考试时间 90 分钟，满分 100 分选择题部分一、选择题(本题共 12 小题，每小题 3 分，共 36 分每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分)1如图 1 所示，在 O 处有一点光源， MN 为竖直屏，屏 MN 的垂线 OM 中点 O处有一静止小球释放小球，小球做自由落体运动，在屏上得到小球的投影点则投影点做( )图 1A匀速直线运动B初速度为零、加速度为 g 的匀
2、加速直线运动C初速度为零、加速度为 2g 的匀加速直线运动D初速度不为零、加速度为 2g 的匀加速直线运动答案 C解析 OM 中点 O处小球做自由落体运动 h gt2，由相似三角形知识，投影点的位移与时12间的关系 y2 h gt2，故投影点做初速度为零、加速度为 2g 的匀加速直线运动，故 C 正确2一块质量均匀分布的长方体木块按图 2 中甲、乙、丙所示的三种方式在同一水平面上运动，其中甲图中木块做匀速运动，乙图中木块做匀加速运动，丙图中木块侧立在水平面上做与甲图 相 同 的 运 动 则 下 列 关 于 甲 、 乙 、 丙 三 图 中 木 块 所 受 滑 动 摩 擦 力 大 小 关 系 的
3、判 断 正 确 的 是( )2图 2A Ff 甲 Ff 乙 ，质点向 x 轴一侧做曲线运动Fytan答案 CD解析 如果 Fx、 Fy二力的合力沿 v0方向，即 Fy Fxtan，则质点做直线运动，选项 A 错误，C 正确；若 Fx ，则合力方向在 v0与 x 轴正方向之间，运动轨迹向 x 轴一侧弯曲而做Fytan曲线运动；若 Fx ，则合力方向在 v0与 y 轴正方向之间，所以运动轨迹必向 y 轴一侧Fytan弯曲而做曲线运动，因不知 的大小，所以只凭 Fx、 Fy的大小不能确定 F 合 是偏向 x 轴还是 y 轴，选项 B 错误，D 正确14.(2019 届牌头中学模拟)“套圈”是老少皆宜
4、的游戏，如图 13 所示，大人和小孩在同一8竖直线上的不同高度处分别以水平速度 v1、 v2抛出铁丝圈，都能套中地面上的同一目标设铁丝圈在空中的运动时间分别为 t1、 t2，则(不计空气阻力)( )图 13A v1v2 B v1 v2C t1 t2 D t1 t2答案 AC解析 铁丝圈做平抛运动，竖直分运动是自由落体运动，根据 h gt2，有 t ，故12 2hgt1 t2，水平分位移相同，由于 t1 t2，根据 x v0t，有 v1 v2，A、C 正确15.如图 14 所示，长为 L 的轻杆一端固定质量为 m 的小球，另一端固定在转轴 O，现使小球在竖直平面内做圆周运动 P 为圆周轨道的最高
5、点若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为 ，不计空气阻力和摩擦，则以下说法正确的是( )32gL2图 14A小球能到达 P 点B小球到达 P 点时的速度等于 gLC小球能到达 P 点，但在 P 点不会受到轻杆的弹力D小球能到达 P 点，且在 P 点受到轻杆向上的弹力答案 AD解析 根据动能定理得 mg2L mvP2 mv2，又 v ，解得 vP ，小球在最高12 12 32gL2 2gL2点的临界速度为零，所以小球能到达最高点，故 A 正确，B 错误；设杆在 P 点对小球的作用力表现为支持力，则 mg F ，解得 F mg，故小球在 P 点受到轻杆向上的弹力，故 DmvP2L 12正确，C 错
6、误16(2019 届台州中学月考)2016 年 8 月以来，我国先后发射了量子科学实验卫星、 “天宫二号” 、 “风云四号 A”、全球二氧化碳监测科学实验卫星等卫星或航天器，如图 15 所示，其中量子科学实验卫星运行在距地面 500 千米的极地轨道， “天宫二号”运行在距地面 393 千米9的轨道， “风云四号 A”是中国新一代静止气象卫星，运行在地球同步轨道上，全球二氧化碳监测科学实验卫星运行在距地面 700 千米的极地轨道上，这些卫星或航天器对我国与国际的科学研究做出了重大贡献下列关于这些卫星或航天器的说法正确的是( )图 15A量子科学实验卫星的轨道在赤道上空B “天宫二号”的运行速度最
7、大C “风云四号 A”的运行轨道距地面的高度最大D全球二氧化碳监测科学实验卫星运行周期为 24 小时答案 BC解析 量子科学实验卫星运行在距地面 500 千米的极地轨道，不会在赤道上空，故 A 错误；根据万有引力提供向心力可知 G m ，解得 v ，轨道半径越小，速度越大，根据题Mmr2 v2r GMr意可知， “天宫二号”距地面的高度最小，轨道半径最小，则其速度最大，故 B 正确；“风云四号 A”的轨道半径最大，则距地面的高度最大，故 C 正确；根据万有引力提供向心力得G m ，解得 T2 ，地球同步卫星的周期为 24h，轨道半径越大，周期越大，Mmr2 4 2rT2 r3GM而全球二氧化碳
8、监测科学实验卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则周期小于 24h，故 D 错误非选择部分三、非选择题(本题共 6 小题，共 52 分)17(6 分)在研究平抛运动实验中，实验室准备了下列器材：铁架台、斜槽、竖直挡板、有水平卡槽的木板、白纸、复写纸、图钉、小球、刻度尺等部分实验步骤如下：10图 16(1)按图 16 安装实验装置，应使斜槽末端_，从而保证小球离开斜槽后做平抛运动(2)每次在斜槽上静止释放小球时应做到_，从而保证小球每次在空中做平抛运动的轨迹是相同的答案 (1)切线水平 (2)从同一位置释放解析 (1)为保证小球做平抛运动，必须保持斜槽末端切线水平(2)每次在斜槽上静止释放小球
9、时要从同一位置释放，以保证小球每次在空中做平抛运动的轨迹是相同的18(8 分)某同学设计了如图 17 甲所示的装置来探究小车的加速度与所受合力的关系将装有力传感器的小车放置于水平长木板上，并用手按住，向小桶中加入细沙，记下力传感器的示数 F1.图 17(1)接通频率为 50Hz 的交流电源，释放小车，打出如图乙所示的纸带从比较清晰的点起，每 5 个点取一个计数点，量出相邻计数点之间的距离并标在纸带上，由所测数据可以算出小车的加速度 a_m/s 2.(2)同一次实验中，小车释放前力传感器示数 F1与小车加速运动时力传感器示数 F2的关系是F1_F2(选填“” “”或“”)(3)关于该实验，下列做
10、法有助于减小实验误差的是_A小车和力传感器的总质量远大于小桶和细沙的总质量B实验中需要将长木板右端适当垫高C实验中需要测出小车和力传感器的总质量D用加细沙的方法改变拉力的大小与挂钩码的方法相比，可更方便地获取多组实验数据答案 (1)0.16 (2) (3)BD1119(8 分)如图 18 所示，在倾角为 的斜面顶端 P 点以初速度 v0水平抛出一个小球，最后落在斜面上的 Q 点，求：图 18(1)小球在空中运动的时间以及 P、 Q 间的距离；(2)小球离开斜面的距离最大时，抛出了多久答案 (1) (2)2v0tang 2v02tangcos v0tang解析 (1)根据平抛运动分运动的特点，两
11、个分运动的位移与合运动的位移构成一个直角三角形，如图甲所示，由 sx v0t， sy gt2得12tan ，sysx gt2v0可得小球在空中运动的时间 t .2v0tangPQ 间距离 s .sxcos 2v02tangcos(2)如图乙所示，两个分运动的速度与合运动的速度也构成一个直角三角形，当小球与斜面间距离最远时，速度方向与水平分速度之间的夹角为 .由 tan ，可得小球离开斜面距离最大时所需时间为 t .vyvx gtv0 v0tang20.(10 分)如图 19 所示为赛车场的一个水平“梨形”赛道，两个弯道分别为半径 R90m 的大圆弧和 r40m 的小圆弧，直道与弯道相切大、小圆
12、弧圆心 O、 O 距离 L100m赛车沿弯道路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力是赛车重力的 2.25 倍，假设赛车在直道上做匀变速直线运动，在弯道上做匀速圆周运动，要使赛车不打滑，绕赛道一圈时间最短(发动机功率足够大，重力加速度取 g10m/s 2)求：12图 19(1)在两个弯道上的最大速度分别是多少？(2)应从什么位置开始加速，加速度是多大？答案 见解析解析 (1)在弯道上做匀速圆周运动时，径向摩擦力提供向心力，根据牛顿第二定律 kmg m，在小圆弧弯道上的最大速度 vmr m/s30 m/s，在大圆弧弯vm2r kgr 2.251040道上的最大速度为 vmR m/s45 m/s.
13、kgR 2.251090(2)当弯道半径一定时，在弯道上的最大速度是一定的，且在大弯道上的最大速度大于小弯道上的最大速度，故要想时间最短，故可在绕过小圆弧弯道后加速，直道的长度为 x50 m，L2 R r2 3由运动学公式 vmR2 vmr22 ax，代入数据可得加速度大小为：a m/s26.50 m/s 2.vmR2 vmr22x 452 302250321(10 分)“水上乐园”中有一巨大的水平转盘，人在其上随转盘一起转动，给游客带来无穷乐趣如图 20 所示，转盘的半径为 R，离水平面的高度为 H，可视为质点的游客的质量为 m，现转盘以角速度 匀速转动，游客在转盘边缘保持相对静止，不计空气
14、阻力，重力加速度为 g.图 20(1)求转盘转动的周期；(2)求游客受到的摩擦力的大小和方向；(3)若转盘突然停止转动，求游客落水点到转动轴的水平距离答案 (1) (2) m 2R 沿半径方向指向转盘圆心 O (3)R2 2H 2g 1解析 (1)转盘转动的周期： T2(2)游客受到的摩擦力的大小： Ff m 2R游客受到的摩擦力的方向沿半径方向指向转盘圆心 O.(3)游客转动时的线速度，即平抛运动的初速度： v R13游客落水的时间： t2Hg游客做平抛运动的水平位移： x vt R2Hg游客落水点到转动轴的水平距离： s R .x2 R22H 2g 122.(10 分)如图 21 所示，一
15、个可视为质点的质量 m2kg 的木块从 P 点以初速度 v05m/s向右运动，木块与水平面间的动摩擦因数 0.4，木块运动到 M 点后水平抛出，恰好沿竖直的粗糙圆弧 AB 的 A 点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力)已知圆弧的半径 R0.5 m，半径 OA 与竖直半径 OB 间的夹角 53，木块到达 A 点时的速度 vA5 m/s，sin530.8，cos530.6， g10m/s 2.图 21(1)求 P 到 M 的距离 l；(2)求 M、 A 间的距离 s；(3)若木块到达圆弧底端 B 点时速度大小 vB5m/s，求此时木块对轨道的压力答案 (1)2m (2) m (3)120N，方向竖直向下2135解析 (1)木块到 A 点时，木块做平抛运动的初速度 v 等于 vA的水平分速度，可知：v vx vAcos 3m/s木块在水平面上滑行时的加速度大小 a g 4m/s 2P 到 M 的距离 l 2m.v02 vx22a(2)木块运动至 A 点时竖直方向的分速度为 vy vAsin 4m/s，设 M 点与 A 点的水平距离为 x，竖直高度为 h，有vy gtvy22 ghx vxts h2 x2解得 s m.2135(3)根据 FN mg m ，可得vB2R14FN120N由牛顿第三定律可知，木块对轨道的压力大小 FN FN120N，方向竖直向下
