高三物理第一轮复习专题测试三

曲线运动万有引力定律高三物理第一轮复习专题测试三本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。共150分考试用时120分钟第Ⅰ卷（选择题共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确．全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分．1．下面说法中错误的是A．曲线运动一定是变速运动B．平抛运动一定是匀变速运动C．匀速圆周运动一定是速度不变的运动D．当物体受到的合外力减小时，物体的速度一定减小2．质量m=4kg的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O，先用沿+x轴方向的力F1=8N作用了2s，然后撤去F1；再用沿+y方向的力F2=24N作用了1s．则质点在这3s内的轨迹为（）3．狗拉着雪撬在水平冰面上沿着圆弧形的道路匀速行驶，下图为四个关于雪橇受到的牵引力F及摩擦力f的示意图(O为圆心)，其中正确的是（）4．10月14日5时56分，为确保神舟六号飞船正常运行，在其飞行到第30圈时，在北京航天飞行控制中心的统一指挥调度下，神舟六号飞船进行了首次轨道维持，飞船发动机点火工作了6.5秒稍后，在大西洋预定海域的远望三号测量船向北京航天飞空中心传来的数据表明，此次轨道维持获得圆满成功，若不进行轨道维持，由于受大气阻力等因素的影响，飞船的飞行轨道参数会发生微小变化，则这些变化是（）A．轨道半径变小B．轨道半径变大C．运行速度变小D．运行速度变大5．如图所示，质量为m的小球固定在长为L的细轻杆的一端，绕细杆的另一端O在竖直平面上做圆周运动，球转到最高点A时，线速度的大小为2gL，此时（）A．杆受到mg/2的拉力B．杆受到mg/2的压力C．杆受到3mg/2的拉力D．杆受到3mg/2的压力6．两个靠近的天体称为双星，它们以两者连线上某点O为圆心做匀速圆周运动，其质量分别为m1、m2，如右图所示，以下说法不正确的是（）A．它们的角速度相同B．线速度与质量成反比C．向心力与质量的乘积成正比D．轨道半径与质量成反比7．如图甲、图乙所示，A、B两小球质量相等，悬挂两球的线长也相同，A在竖直平面内摆动，最大摆角为θ，B作匀速圆锥摆运动，锥的顶角为2θ，θ100，则A、B两球运动的周期之比T1：T2以及在图示位置时细线中的拉力之比FA：FB为（）A．T1：T2=1：cosB．T1：T2=1：sinθC．FA：FB=cos2θ：1D．FA：FB=1：cos2θ8．星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2=12v。已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/6。不计其它星球的影响。则该星球的第二宇宙速度为（）A．grB．gr61C．gr31D．gr319．一条河宽度为d，河水流速为1v，小船在静水中的速度为2v。要使小船在渡河过程中所行路程s最短，则（）A．当1v＜2v时，s=dB．当1v＞2v时，dvvvs22221C．当1v＞2v时，dvvs21D．当1v＞2v时，dvvs1210．北京时间2006年2月24日凌晨，都灵奥运会花样滑冰女子单人滑的比赛结束，最终日本名将荒川静香力挫美国名将科恩和俄罗斯老将斯鲁茨卡娅，获得冠军。图为俄罗斯名将斯鲁茨卡娅在滑冰过程中美丽的倩影。假设图中斯鲁茨卡娅在沿圆弧形运动，若已知该运动员的质量大致在60kg左右，除此之外，根据图中的信息和你所学的物理知识，你能估测的物理量是（）A．地面对冰鞋静摩擦力的大小图甲OθθAOθθ图乙Bm1m2OB．运动员的滑行速度C．运动员转弯时的向心加速度D．地面对人的支持力第Ⅱ卷（非选择题共110分）二、本题共2小题，共20分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．11．（8分）如图甲所示，是一位同学在实验室中照的一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，由于照相时的疏忽，没有摆上背景方格板，图中方格是后来用直尺画在相片上的（图中格子的竖直线是实验中重垂线的方向，每小格的边长均为5mm)，为了补救这一过失，他对小球的直径进行了测量，如图乙所示，如果取重力加速度g=10m/s2，则（1）照片闪光的频率为____Hz；（2）小球作平抛运动的初速度为____m/s。12．（12分）如图甲所示为测量电动机转动角速度的实验装置，半径不大的圆形卡纸固定在电动机转轴上，在电动机的带动下匀速转动．在圆形卡纸的旁边垂直安装一个改装了的电火花计时器．（1）请将下列实验步骤按先后排序：________________________。①使电火花计时器与圆形卡纸保持良好接触②接通电火花计时器的电源，使它工作起来③启动电动机，使圆形卡纸转动起来④关闭电动机，拆除电火花计时器；研究卡纸上留下的一段痕迹（如图乙所示），写出角速度ω的表达式，代入数据，得出ω的测量值。（2）要得到角速度ω的测量值，还缺少一种必要的测量工具，它是_______A．秒表B．毫米刻度尺C．圆规D．量角器（3）写出ω的表达式，并指出表达式中各个物理量的意义：___________________（4）为了避免在卡纸连续转动的过程中出现打点重叠，在电火花计时器与盘面保持泉好接触的同时，可以缓慢地将电火花计时器沿圆形卡纸半径方向向卡纸中心移动．则卡纸上打下的点的分布曲线不是一个圆，而是类似一种螺旋线，如图丙所示．这对测量结果有影响吗？______________________。甲乙丙三、本题共6小题，满分90分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。13．（15分）如图所示，圆盘绕轴匀速转动时，在距离圆心0.8m处放一质量为0.4kg的金属块，恰好能随圆盘做匀速圆周运动而不被甩出，此时圆盘的角速度为2rad／s。求：（1）金属块的线速度；金属块的向心加速度。（2）金属块受到的最大静摩擦力。（3）若把金属块放在距圆心1.25m处，在角速度不变的情况下，金属块还能随圆盘做匀速圆周运动吗?并说明理由。14．（14分）如果你用卫星电话通过同步卫星转发的无线电信号与对方通话，则在你讲完话后，最短要等多少时间才能听到对方的回话？已知地球的质量为M，地球半径为R，万有引力常量为G，地球的自转周期为T，无线电信号的传播速度为c（最后答案用题目中的符号表示）．15．（15分）如图所示，光滑斜面的倾角为θ，若将一小球在斜面上离底边长L处沿斜面水平方向以速度v0抛出，问小球滑到斜面底端时水平位移s是多大?末速度vt多大?某同学对此题的解法为：平抛出的小球下落高度为Lsinθ，水平方向位移为s，则有221sindtL，tvs0，220)(gtvvt。由此可求得水平位移s和末速度vt。问：你同意上述解法吗？若同意，求出水平位移s和末速度vt；若不同意，则说明理由并求出你认为正确的结果。16．（15分）在广场游玩时，一个小孩将一充有氢气的气球用细绳系于一个小石块上，并将小石块放置于水平地面上．已知小石块的质量为m1，气球（含球内氢气）的质量为m2，气球体积为V，空气密度为ρ（V和ρ均视作不变量），风沿水平方向吹，风速为v．已知风对气球的作用力f=ku（式中k为一已知系数，u为气球相对空气的速度）．开始时，小石块静止在地面上，如图所示．（1）若风速v在逐渐增大，小孩担心气球会连同小石块一起被吹离地面，试判断是否会出现这一情况，并说明理由．（2）若细绳突然断开，已知气球飞上天空后，在气球所经过的空间中的风速v保持不变量，求气球能达到的最大速度的大小．17．（16分）铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的．弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还取决于火车在弯道上的行驶速率．下图表格中是铁路设计人员技术手册中弯道半径r及与之对应的轨道的高度差h．弯道半径r/m660330220165132110内外轨高度差h/mm50100150200250300（1）根据表中数据，试导出h和r关系的表达式，并求出当r=440m时，h的设计值；（2）铁路建成后，火车通过弯道时，为保证绝对安全，要求内外轨道均不向车轮施加侧向压力，又已知我国铁路内外轨的间距设计值为L=1435mm，结合表中数据，算出我国火车的转弯速率v（以km/h为单位，结果取整数；路轨倾角很小时，正弦值按正切值处理）（3）随着人们生活节奏加快，对交通运输的快捷提出了更高的要求．为了提高运输力，国家对铁路不断进行提速，这就要求铁路转弯速率也需要提高．请根据上述计算原理和上述表格分析提速时应采取怎样的有效措施？18．（15分）国家飞碟射击队用如图所示装置进行模拟训练，被训练的队员在高H=20m的塔顶，在地面上距塔水平距离为s处有一个电子抛靶装置，圆形靶可被以速度v2竖直抛出，当靶被抛出的同时立即用特制手枪沿水平射击，子弹速度v1=100m/s．不计人的反应时间、抛靶装置的高度及子弹的枪膛中的运动时间，且忽略空气阻力及靶的大小（g=10m/s2）．（1）当s取值在什么范围时，无论v2为何值都不能击中靶？（2）若s=100m，v2=20m/s，试通过计算说明靶能否被击中？[参考答案]1．CD2．D3．D4．AD5．B6．B7．AC8．C9．AC10．ACD从人体倾斜的角度可以估测人圆周运动时的向心加速度a=gtanθ，地面对冰鞋的摩擦力等于ma，地面对人的支持力等于mg，由于不知圆周半径，无法计算滑行速度.故ACD正确.11．10，112．（1）①③②④；（2）D；（3）tn)1(，θ是n个点对应的圆心角，t是电火花计时器的打点时间间隔；（4）没有影响。13．（1）金属块的线速度为v=ωR=2×0.8m/s=1.6m/s；金属块的向心加速度为：a=ω2R=4×0.8m/s2=3.2m/s2；（2）金属块以2rad/s的角速度转动时，需要的向心力为F向心=mω2R=0.4×4×0.8N=1.28N金属块恰好能随圆盘做匀速圆周运动而不被甩出，说明最大静磨擦力恰好等于向心力的大小，即F最大静=1.28N（3）不能。（1分）因为角速度不变，金属块距圆心的距离增大，根据F合=mω2R可知，金属块随圆盘做圆周运动需要的向心力增大，而圆盘对金属块的最大静磨擦力不变，提供的静磨擦力小于需要的向心力。所以，金属块不能随圆盘做匀速圆周运动。14．地球同步卫星是相对地面静止的卫星，它绕地球运动的周期与地球自转周期T相同．设卫星距地面的距离h，卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力是地球对卫星的万有引力，由牛顿运动定律和万有引力定律，可得22)2)(()(ThRmhRMmG解得：RGMTh324信号传递的最短距离是2h，受话人听到发话人的信号后立即回话，信号又需传播2h的距离后才能到达发话人处，由此可知最短时间为)4(42232RGMTccht15．有错误。错因：小球所做的不是平抛运动，而是类平抛运动。正解：小球在斜面内的运动情况是：水平方向上，以初速度v0做匀速直线运动；在沿斜面向下的方向上，以加速度a=gsinθ做初速度为零的匀加速直线运动．其运动轨迹为抛物线，称为类平抛运动。依运动的独立性及等时性有：tvs0，2sin21tgL，220)sin(tgvvt所以sin20gLvs，sin220gLvvt16．（1）小石块不会被风吹离地面．以气球和小石块组成的系统为研究对象：地面对小石块支持力的大小为gVgmmN)(21恒定，跟风速v无关．（2）气球的最大水平速度等于风速，即vxm=v当竖直方向的合力为零时，竖直分速度最大，即02ymkvgmgV则kgmgVvym2气球能达到17．（1）分析表中数据可得，每组的h与r之乘积均等于常数C=660m×50×10－3m=33m2因此h·r=33（或h=33r1）当r=440m时，有：h=44033m=0.075m=75mm（2）转弯中，当内外轨对车轮没有侧向压力时，火车的受力如图所示．由牛顿第二定律得：rvmmg2tan