2020高考物理單元卷 曲線運動 萬有引力與航天 章末綜合檢測（通用）

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1、 章末綜合檢測 一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分．在每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有錯選的得0分) 1．關(guān)于物體的運動，以下說法正確的是 (　　) A．物體做平拋運動時，加速度不變 B．物體做勻速圓周運動時，加速度不變 C．物體做曲線運動時，加速度一定改變 D．物體做曲線運動時，加速度可能變也可能不變 解析：做平拋運動的物體由于只受重力作用，故其加速度不變，A正確．勻速圓周運動，加速度大小不變，但方向改變，B錯誤．曲線運動中合外力不變時，其加速度就不變，D正確，C錯誤，故選A、D. 答

2、案：AD 2．(2020年廣東江門模擬)一輛靜止在水平地面上的汽車?yán)镉幸粋€小球從高處自由下落，下落一半高度時汽車突然向右勻加速運動，站在車廂里的人觀察到小球的運動軌跡是圖中的 (　　) 解析：人觀察小球的運動是以車為參考系的，所以當(dāng)車突然向右勻加速運動后，相當(dāng)于小球繼續(xù)下落的同時，向左做勻加速運動，這兩個運動的合運動軌跡顯然應(yīng)為C選項． 答案：C 3．如圖1所示，繩子的一端固定在O點，另一端拴一重物在水平面上做勻速圓周運動 (　　) 圖1 A．轉(zhuǎn)速相同時，繩長的容易斷 B．周期相同時，繩短的容易斷 C．線速度大小相等時，繩短的容易斷 D．線速度大小相等

3、時，繩長的容易斷 解析：A選項，根據(jù)F＝m4π2rn2，轉(zhuǎn)速n相同時，繩越長，即r越大，向心力F越大，故繩長的容易斷，A正確；B選項，根據(jù)F＝mr，周期相同時，r越大，F(xiàn)越大，也是繩長的容易斷，B錯誤；C選項，根據(jù)F＝m，線速度v大小相等時，r越大，F(xiàn)越小，可以判斷，繩短的容易斷，C正確，D錯誤． 答案：AC 4．如圖2所示，兩輪用皮帶傳動，皮帶不打滑，圖中有A、B、C三點，這三點所在處半徑rA>rB＝rC，則這三點的向心加速度aA、aB、aC的關(guān)系是 (　　) A．a(chǎn)A＝aB＝aC　　　 B．a(chǎn)C>aA>aB C．a(chǎn)CaA 解

4、析：皮帶傳動且不打滑，A點與B點線速度相同，由a＝有a∝；所以aAaC，可見選項C正確． 答案：C 5．如圖3所示，某同學(xué)用硬塑料管和一個質(zhì)量為m的鐵質(zhì)螺絲帽研究勻速圓周運動，將螺絲帽套在塑料管上，手握塑料管使其保持豎直并在水平方向做半徑為r的勻速圓周運動，則只要運動角速度合適，螺絲帽恰好不下滑，假設(shè)螺絲帽與塑料管間的動摩擦因數(shù)為μ，認(rèn)為最大靜摩擦力近似等于滑動摩擦力．則在該同學(xué)手轉(zhuǎn)塑料管使螺絲帽恰好不下滑時，下述分析正確的是 (　　) A．螺絲帽受的重力與最大靜摩擦力平衡 B．螺絲帽受到桿的彈力方向水

5、平向外，背離圓心 C．此時手轉(zhuǎn)動塑料管的角速度ω＝ D．若桿的轉(zhuǎn)動加快，螺絲帽有可能相對桿發(fā)生運動 解析：由于螺絲帽做圓周運動過程中恰好不下滑，則豎直方向上重力與摩擦力平衡，桿對螺絲帽的彈力提供其做勻速圓周運動的向心力，選項A正確，BC錯誤；無論桿的轉(zhuǎn)動速度增大多少，豎直方向受力平衡，故選項D錯誤． 答案：A 6．(2020年福建卷)“嫦娥一號”月球探測器在環(huán)繞月球運行過程中，設(shè)探測器運行的軌道半徑為r，運行速率為v，當(dāng)探測器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時 (　　) A．r、v都將略為減小 B．r、v都將保持不變 C．r將略為減小，v將略為增大 D．r將略為增大

6、，v將略為減小 解析：由萬有引力提供向心力G＝知，當(dāng)探測器到達(dá)質(zhì)量密集區(qū)時，萬有引力增大，探測器運行半徑將減小，速度增大，故C對． 答案：C 7．如圖4所示，甲、乙兩運動員同時從水流湍急的河岸下水游泳，甲在乙的下游且速度大于乙．欲使兩人盡快在河中相遇，則應(yīng)選擇的游泳方向是 (　　) A．都沿虛線方向朝對方游 B．都偏離虛線偏向下游方向 C．甲沿虛線、乙偏離虛線向上游方向 D．乙沿虛線、甲偏離虛線向上游方向 解析：若水速為零，因甲、乙相遇時相對位移是恒定的，只有甲、乙都沿虛線相向游，其相對速度最大，相遇時間最短．在水速不為零的情況下，兩者在相向做勻速直線運動的基礎(chǔ)上

7、，都附加了同樣的沿水流方向的運動，因此不影響他們相對位移和相對速度的大小，相遇時間和水速為零的情況完全相同仍為最短．另外，從位移合成的角度，更容易得到解答如下：設(shè)水速為零時，甲、乙沿虛線相向游動時位移分別為x甲和x乙，如圖5所示，當(dāng)水速不為零時，他們將在x甲、x乙的基礎(chǔ)上都沿水流方向附加一個相同的位移x′，由矢量合成的三角形定則知，甲、乙兩人的實際位移應(yīng)分別是圖中的x甲′，x乙′.由圖看出，此時他們?nèi)缘竭_(dá)了河中的同一點——即相遇，其相遇時間與水速為零時一樣為最短． 答案：A 8．如圖6所示，一架在2000 m高空以200 m/s的速度水平勻速飛行的轟炸機，要想用兩枚炸彈分別炸山腳和山頂

8、的目標(biāo)A和B.已知山高720 m，山腳與山頂?shù)乃骄嚯x為1000 m，若不計空氣阻力，g取10 m/s2，則投彈的時間間隔應(yīng)為 (　　) A．4 s　　　　　　　　　　 B．5 s C．9 s D．16 s 解析：設(shè)投在A處的炸彈投彈的位置離A的水平距離為x1，豎直距離為h1，投在B處的炸彈投彈的位置離B的水平距離為x2，豎直距離為h2.則x1＝vt1，H＝gt/2，求得x1＝4000 m；x2＝vt2，H－h(huán)＝gt/2，求得x2＝3200 m．所以投彈的時間間隔應(yīng)為：Δt＝(x1＋1000 m－v2)/v＝9 s, 故C正確． 答案：C 9．(2020年江蘇卷)

9、英國《新科學(xué)家(New Scientist)》雜志評選出了2020年度世界8項科學(xué)之最，在XTEJ1650－500雙星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的最小黑洞位列其中．若某黑洞的半徑R約45 km，質(zhì)量M和半徑R的關(guān)系滿足＝(其中c為光速，G為引力常量)，則該黑洞表面重力加速度的數(shù)量級為 (　　) A．108 m/s2 B．1010 m/s2 C．1012 m/s2 D．1014 m/s2 解析：設(shè)黑洞表面重力加速度為g，由萬有引力定律可得g＝，又有＝，聯(lián)立得g＝＝1×1012 m/s2.選項C正確． 答案：C 10．(2020年山東濟寧質(zhì)檢)一根長為L的輕桿下端固定一個質(zhì)量為

10、m的小球，上端連在光滑水平軸上，輕桿可繞水平軸在豎直平面內(nèi)運動(不計空氣阻力)．當(dāng)小球在最低點時給它一個水平初速度v0，小球剛好能做完整的圓周運動．若小球在最低點的初速度從v0逐漸增大，則下列判斷正確的是 (　　) A．小球能做完整的圓周運動，經(jīng)過最高點的最小速度為 B．小球在最高點對輕桿的作用力先減小后增大 C．小球在最低點對輕桿的作用力先減小后增大 D．小球在運動過程中所受合外力的方向始終指向圓心 解析：小球在最高點時，桿可給球提供豎直向上的支持力，也可提供豎直向下的拉力，因此，小球在最高點的速度最小可以為零，故A錯；當(dāng)最高點速度v<，在最高點：桿給球豎直向上的支持力F，mg－

11、F＝mv2/L，隨著v0增大，v增大，F(xiàn)減小，當(dāng)v>時，桿給球豎直向下的拉力，Mg＋F＝mv2/L，隨v0增大，v增大，F(xiàn)增大，故A、C錯，B對；小球做的是變速圓周運動，其合外力的方向不始終指向圓心，故D錯． 答案：B 二、實驗題(本題包括2小題，共10分) 11．在做“研究平拋物體的運動”實驗時，除了木板、小球、斜槽、鉛筆、圖釘之外，下列器材中還需要的是________．(填代號) A．游標(biāo)卡尺 B．秒表 C．坐標(biāo)紙 D．天平 E．彈簧測力計 F．重垂線 實驗中，下列說法正確的是________． A．應(yīng)使小球每次從斜槽上相同的位置自由滑下 B．斜槽軌道必須光滑 C

12、．斜槽軌道末端可以不水平 D．需使描出的軌跡更好地反映真實運動，記錄的點應(yīng)適當(dāng)多一些 E．為了比較正確地描出小球運動的軌跡，應(yīng)該用一條曲線把所有的點連接起來 解析：根據(jù)平拋運動的原理，還需要的器材是CF，根據(jù)平拋運動的原理、實驗操作、注意事項等知識可知AD正確． 答案：CF　AD 12．在研究平拋物體運動的實驗中，用一張印有小方格的紙記錄軌跡，小方格的邊長l＝1.25 cm，若小球在平拋運動中先后經(jīng)過的幾個位置如圖7中的a、b、c、d所示，則小球平拋的初速度的計算公式為v0＝________(用l、g表示)，其值是________． 解析：從圖中可以看出，a、b、c、d四點

13、沿水平方向相鄰兩點間的距離均為2l；根據(jù)平拋運動的規(guī)律，物體在任意兩相鄰間隔所用時間為t，則有：v0＝?、? 由于a、b、c、d四點沿豎直方向依次相距l(xiāng)、2l、3l；平拋物體在豎直方向做自由落體運動，而且任意兩個連續(xù)相等時間里的位移之差相等，Δh＝gt2＝l，即t＝　② 由①②得：v0＝2. 代入數(shù)據(jù)得： v0＝2× m/s＝0.7 m/s. 答案：2　0.7 m/s 三、計算題(本題包括5小題，共50分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13．如圖8所示，輕桿長1 m，其兩端各連接質(zhì)量為1

14、 kg的小球，桿可繞距B端0.2 m的軸O在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動，輕桿從靜止由水平轉(zhuǎn)至豎直方向，A球在最低點時的速度為4 m/s.(g取10 m/s2)求： (1)A小球此時對桿的作用力大小及方向． (2)B小球此時對桿的作用力大小及方向． 解析：在最低點時桿對球一定是拉力，在最高點桿對球可能是拉力，也可能是支持力，由具體情況來決定． 圖9 (1)在最低點對A球受力分析如圖甲所示，由牛頓第二定律有F－mg＝m?、? 代入數(shù)據(jù)解得F＝30 N?、? 由牛頓第三定律，球?qū)U的拉力F′＝30 N，方向向下． (2)同一根桿上轉(zhuǎn)動的角速度相等，設(shè)OB′＝r＝0.2 m，＝　③

15、對B受力分析如圖乙所示．由牛頓第二定律有mg－FB＝　④ 聯(lián)立③④代入數(shù)據(jù)得FB＝5 N，由牛頓第三定律知B球?qū)U的壓力FB′＝5 N．方向向下． 答案：(1)30 N　向下　(2)5 N　向下 14．一物體在光滑水平面上運動，它的x方向和y方向的兩個運動的速度—時間圖象如圖10所示． 圖10 (1)判斷物體的運動性質(zhì)； (2)計算物體的初速度； (3)計算物體在前3 s內(nèi)和前6 s內(nèi)的位移． 解析：(1)由圖可看出，物體沿x方向的分運動為勻速直線運動，沿y方向的分運動為勻變速直線運動，故合運動為勻變速曲線運動． (2)物體的初速度 v0＝＝ m/s＝50 m/s.

16、(3)在前3 s內(nèi)，x＝vx·t＝30×3 m＝90 m，y＝·t＝×3 m＝60 m，故L＝＝ m≈108.2 m. 在前6 s內(nèi)，x′＝vxt′＝30×6 m＝180 m，y′＝0，故L′＝x′＝180 m. 答案：(1)勻變速曲線運動　(2)50 m/s　(3)180 m 15．宇航員站在一星球表面上的某高處，沿水平方向拋出一小球．經(jīng)過時間t，小球落到星球表面，測得拋出點與落地點之間的距離為L.若拋出時的初速度增大到2倍，則拋出點與落地點之間的距離為L.已知兩落地點在同一水平面上，該星球的半徑為R，萬有引力常量為G，求該星球的質(zhì)量M. 解析：設(shè)拋出點的高度為h，第一次拋出時水

17、平射程為x；當(dāng)初速度變?yōu)樵瓉?倍時，水平射程為2x，如圖11所示． 由幾何關(guān)系可知： L2＝h2＋x2?、? (L)2＝h2＋(2x)2?、? ①②聯(lián)立，得：h＝L 設(shè)該星球表面的重力加速度為g 則豎直方向h＝gt2?、? 又因為＝mg(或GM＝gR2)?、? 由③④聯(lián)立，得M＝. 答案： 16．(2020年廣東卷)(1)為了清理堵塞河道的冰凌，空軍實施投彈爆破．飛機在河道上空高H處以速度v0水平勻速飛行，投擲下炸彈并擊中目標(biāo)．求炸彈剛脫離飛機到擊中目標(biāo)所飛行的水平距離及擊中目標(biāo)時的速度大?。?不計空氣阻力) (2)如圖12所示，一個豎直放置的圓錐筒可繞其中心軸OO′轉(zhuǎn)動，筒內(nèi)壁

18、粗糙，筒口半徑和筒高分別為R和H，筒內(nèi)壁A點的高度為筒高的一半．內(nèi)壁上有一質(zhì)量為m的小物塊．求： ①當(dāng)筒不轉(zhuǎn)動時，物塊靜止在筒壁A點受到的摩擦力和支持力的大小； ②當(dāng)物塊在A點隨筒做勻速轉(zhuǎn)動，且其所受到的摩擦力為零時，筒轉(zhuǎn)動的角速度． 解析：(1)炸彈脫離飛機后做平拋運動 在水平方向上：s＝v0t 在豎直方向上：H＝gt2　vy＝gt 聯(lián)立可解得：s＝v0 v＝＝ (2)①物塊靜止時，分析受力如圖13所示． 由平衡條件有 f＝mgsinθ N＝mgcosθ 再由圖中幾何關(guān)系有 cosθ＝，sinθ＝ 故有f＝ N＝ ②分析此時物塊受力如圖14

19、所示． 由牛頓第二定律有mgtanθ＝mrω2. 其中tanθ＝，r＝. 可得ω＝. 答案：(1)v0　　(2)①　?、? 17．(2020年山東威海模擬)如圖15所示，M是水平放置的半徑足夠大的圓盤，繞過其圓心的豎直軸OO′勻角速轉(zhuǎn)動，規(guī)定經(jīng)過O水平向右為x軸的正方向．在圓心O正上方距盤面高為h處有一個正在間斷滴水的容器，從t＝0時刻開始隨傳送帶沿與x軸平行的方向做勻速直線運動，速度大小為v.已知容器在t＝0時刻滴下第一滴水，以后每當(dāng)前一滴水剛好落到盤面上時再滴一滴水．求： (1)每一滴水經(jīng)多長時間滴落到盤面上？ (2)要使每一滴水在盤面上的落點都位于同一直線上，圓盤轉(zhuǎn)動的最小角速度ω應(yīng)為多大？ (3)第二滴水與第三滴水在盤面上落點間的最大距離x. 解析：(1)水滴在豎直方向上做自由落體運動，有 h＝gt2，得t1＝. (2)分析題意可知，在相鄰兩滴水的下落時間內(nèi)，圓過的最小角度應(yīng)為π，所以最小角速度為 ω＝＝π. (3)第二滴水落在圓盤上的水平位移為 x2＝v·2t1＝2v， 第三滴水落在圓盤上的水平位移為 x3＝v·3t1＝3v. 當(dāng)?shù)诙c第三滴水在盤面上的落點位于同一直徑上心兩側(cè)時，兩點間的距離最大，則 x＝x2＋x3＝5v. 答案：(1)　(2)π　(3)5v