高中物理人教版 (2019)必修 第二册第七章 万有引力与宇宙航行2 万有引力定律精练

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册第七章 万有引力与宇宙航行2 万有引力定律精练，共8页。试卷主要包含了单项选择题，多项选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。
高中同步测试卷(八)专题一　平抛运动和圆周运动的综合(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1.如图所示，让撑开的带有水的伞绕着伞柄旋转，当水滴从伞的边缘飞出时，可以看到水滴是沿着伞边缘的切线方向飞出，不计空气阻力，水滴脱离伞后做(　　)A．匀速直线运动    B．自由落体运动C．圆周运动   D．平抛运动2．对质点运动的描述，以下说法正确的是(　　)A．平抛运动是加速度每时每刻都改变的运动B．匀速圆周运动是加速度不变的运动C．某时刻质点的加速度为零，则此时刻质点的速度一定为零D．质点做曲线运动，速度一定改变3.如图所示，从光滑的1/4圆弧槽的最高点滑下的小物块(图中未画出)，滑出槽口时速度方向为水平方向，槽口与一个半球顶点相切，半球底面水平，若要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑，已知圆弧轨道的半径为R1，半球的半径为R2，则R1和R2应满足的关系是(　　)A．R1≤R2/2  B．R1≥R2/2C．R1≤R2  D．R1≥R24．m为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，A为终端皮带轮，如图所示，已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮间不会打滑，当m可被水平抛出时，A轮每秒的转数最少是(　　)A.  B. C.  D.5．一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替．如图甲所示，曲线上的A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫作A点的曲率圆，其半径ρ叫作A点的曲率半径．现将一物体沿与水平面成α角的方向以速度v0抛出，如图乙所示．则在其轨迹最高点P处的曲率半径是(　　)A.  B. C.  D.6.如图，一小球从一半圆轨道左端A点正上方某处开始做平抛运动(小球可视为质点)，飞行过程中恰好与半圆轨道相切于B点．O为半圆轨道圆心，半圆轨道半径为R，OB与水平方向夹角为60°，重力加速度为g，则小球抛出时的初速度为(　　)A.   B.  C.    D. 7.质量分别为M和m的两个小球，分别用长2l和l的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴质量为M和m的小球悬线与竖直方向夹角分别为α和β，如图所示，则(　　)A．cos α＝  B．cos α＝2cos βC．tan α＝  D．tan α＝tan β二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)8．关于曲线运动和圆周运动，以下说法中正确的是(　　)A．做曲线运动的物体受到的合外力一定不为零B．做曲线运动的物体的速度一定是变化的C．做圆周运动的物体受到的合外力方向一定指向圆心D．做匀速圆周运动的物体的加速度方向一定指向圆心9.如图所示，小物块位于放在地面的半径为R的半球的顶端，若给小物块一水平的初速度v时小物块对半球刚好无压力，则下列说法正确的是(　　)A．小物块立即离开球面做平抛运动B．小物块落地时水平位移为RC．小物块沿球面运动D．小物块落地时速度的方向与地面成45°角10．如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为FN，小球在最高点的速度大小为v，FN－v2图象如图所示．下列说法正确的是(　　) A．当地的重力加速度大小为  B．小球的质量为RC．v2＝c时，杆对小球弹力方向向上  D．若v2＝2b，则杆对小球弹力大小为a11．如图所示，质点在竖直面内做匀速圆周运动，轨道半径R＝40 m，轨道圆心O距地面的高度为h＝280 m，线速度v＝40 m/s.质点分别在A、B、C、D各点离开轨道，在空中运动一段时间后落在水平地面上．比较质点分别在A、B、C、D各点离开轨道的情况，下列说法中正确的是(g取10 N/kg)(　　)A．质点在A点离开轨道时，在空中运动的时间一定最短B．质点在B点离开轨道时，在空中运动的时间一定最短C．质点在C点离开轨道时，落到地面上时的速度一定最大D．质点在D点离开轨道时，落到地面上时的速度一定最大12．一网球爱好者在一次球艺表演时，将一质量为m＝0.1 kg的网球放在球拍上，使其在竖直面内做匀速圆周运动，整个运动过程中球始终处于拍的内侧，如图所示，球始终没有脱离球拍且二者之间无相对运动的趋势，其中A为圆周的最高点，C为最低点，B、D与圆心O等高．已知在A点处拍对球的作用力为F，且在B、D点拍与水平方向的夹角为θ.取g＝10 m/s2，不计拍的重力．则(　　)A．球在C、A两点对拍的压力之差为4 NB．球在C、A两点对拍的压力之差为2 NC．tan θ＝D．tan θ＝＋1题号123456789101112答案            三、计算题(本题共4小题，共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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．(10分)如图所示，一个人用一根长1 m、只能承受74 N拉力的绳子，拴着一个质量为1 kg的小球，在竖直平面内做圆周运动，已知圆心O离地面h＝6 m．转动中小球在最低点时绳子恰好断了．(取g＝10 m/s2)(1)绳子断时小球运动的角速度多大？(2)绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离是多少？     14.(10分)如图所示，小球沿光滑的水平面冲上一个光滑的半圆形轨道，已知轨道的半径为R，小球到达轨道的最高点时对轨道的压力大小恰好等于小球的重力．请求出：(1)小球到达轨道最高点时的速度为多大？(2)小球落地时距离A点多远？落地时速度多大？     15.(10分)如图所示，半径为R，内径很小的光滑半圆管竖直放置，两个质量均为m的小球A、B以不同速率进入管内，A通过最高点C时，对管壁上部的压力为3mg，B通过最高点C时，对管壁下部的压力为0.75mg.求A、B两球落地点间的距离．     16．(12分)如图所示，一个固定在竖直平面上的光滑半圆形管道，管道里有一个直径略小于管道内径的小球，小球在管道内做圆周运动，从B点脱离后做平抛运动，经过0.3 s后又恰好垂直碰到倾角为45°的斜面．已知圆轨道半径为R＝1 m，小球的质量为m＝1 kg，g取10 m/s2.求：(1)小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离；(2)小球经过圆弧轨道的B点时受到轨道的作用力NB的大小和方向．     参考答案与解析1．[导学号94770115]　[解析]选D.水滴离开伞的边缘，其特征是速度水平、只受到重力作用，其速度与重力垂直，所以水滴脱离伞后做平抛运动，选项D正确．2．[导学号94770116]　[解析]选D.平抛运动的加速度不变，始终竖直向下，故A错误；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，大小不变，方向时刻改变，故B错误；某时刻质点的加速度为零，则速度不一定为零，比如做匀速直线运动，故C错误；质点做曲线运动，速度的方向始终沿曲线的切线方向，所以方向一定改变，故D正确．3．[导学号94770117]　[解析]选B.要使小物块滑出槽口后不沿半球面下滑，则小物块做平抛运动，小物块滑至槽口时满足mg≤mv2/R2.从光滑的1/4圆弧槽的最高点滑下的小物块，机械能守恒，mgR1＝mv2，联立解得R1≥R2/2，选项B正确．4．[导学号94770118]　[解析]选A.物体恰好被水平抛出时，在皮带轮最高点满足mg＝m，又因为v＝2πrn，可得n＝，选项A正确．5．[导学号94770119]　[解析]选C.物体做斜上抛运动，最高点速度即为斜上抛的水平速度vP＝v0cos α，最高点重力提供向心力mg＝m，由两式得ρ＝＝，C正确．6．[导学号94770120]　[解析]选B.到达B点时，平抛运动的水平位移x＝R＋Rcos 60°设小球抛出时的初速度为v0，则到达B点时有tan 60°＝，水平位移与水平速度v0的关系为x＝v0t，联立解得v0＝ ，选项B正确．7．[导学号94770121]　[解析]选A.稳定后，两球角速度相等，利用结论ω＝ 得： ＝.解得：cos α＝，故A正确．8．[导学号94770122]　[解析]选ABD.若合外力为零，物体保持静止或做匀速直线运动，所以做曲线运动的物体受到的合外力一定不为零，A正确；做曲线运动的物体，其速度方向时刻改变，因此速度是变化的，选项B正确；做匀速圆周运动的物体所受合外力只改变速度的方向，不改变速度大小，其合外力和加速度的方向一定指向圆心，但一般的圆周运动中，通常合外力不仅改变速度的方向，也改变速度的大小，其合外力、加速度一般并不指向圆心，故选项C错误，D正确．9．[导学号94770123]　[解析]选AB.小物块在最高点时对半球刚好无压力，表明从最高点开始小物块即离开球面做平抛运动，A对，C错；由mg＝m知，小物块在最高点的速度大小v＝，又由于R＝gt2，vy＝gt，x＝vt，故x＝R，B对；tan θ＝＝，θ>45°，D错．10．[导学号94770124]　[解析]选BD.通过题图分析可知：当v2＝b，FN＝0时，小球做圆周运动的向心力由重力提供，即mg＝m，g＝，A错误；当v2＝0，FN＝a时，重力与弹力FN大小相等，即mg＝a，所以m＝＝R，B正确；当v2＞b时，杆对小球的弹力方向与小球重力方向相同，竖直向下，故v2＝c＞b时，杆对小球的弹力方向竖直向下，C错误；若v2＝2b，mg＋FN＝m，解得FN＝a，方向竖直向下，D正确．11．[导学号94770125]　[解析]选AD.质点在A、B、C、D四点离开轨道，分别做下抛、平抛、上抛、平抛运动．通过计算在A点下抛落地时间为tA＝(6－4) s，在B点平抛落地时间tB＝4 s，显然，在A点离开轨道后在空中运动时间最短．D点离地最高，落地速度最大．12．[导学号94770126]　[解析]选BD.设球运动的线速度为v，半径为R，则在A处时F＋mg＝m在C处时F′－mg＝m联立可得ΔF＝F′－F＝2mg＝2 N，A错误，B正确．在A处时拍对球的力为F，则球的向心力F向＝F＋mg，在B处不受摩擦力作用，受力分析如图所示．则tan θ＝＝＝＋1.C错误，D正确．13．[导学号94770127]　[解析](1)设绳断时角速度为ω，则有F－mg＝mω2L (3分)代入数据得ω＝8 rad/s. (1分)(2)绳断后，小球做平抛运动，其初速度v＝ωL＝8 m/s (2分)由平抛运动规律有h－L＝gt2 (2分)得t＝1 s (1分)水平距离x＝vt＝8 m． (1分)[答案](1)8 rad/s　(2)8 m14．[导学号94770128]　[解析](1)根据牛顿第三定律，小球到达轨道的最高点时受到轨道的支持力N等于小球对轨道的压力N′，则：N＝mg， (1分)由题意可知小球在最高点时，有：N＋mg＝m ， (2分)解得小球到达轨道最高点时的速度大小为：v＝. (1分)(2)小球离开轨道做平抛运动：h＝2R＝gt2， (1分)即平抛运动时间：t＝， (1分)所以小球落地时与A点的距离：x＝vt＝·＝2R. (1分)落地时竖直方向分速度为vy，有：v＝2g·2R＝4gR,  (1分)落地时水平方向分速度为vx，有：vx＝v＝， (1分)所以小球落地时速度大小为：vt＝＝＝. (1分)[答案](1)　(2)2R　15．[导学号94770129]　[解析]两个小球在最高点时，受重力和管壁的作用力，这两个力的合力作为向心力，离开轨道后两球均做平抛运动，A、B两球落地点间的距离等于它们平抛运动的水平位移之差．对A球：3mg＋mg＝m，vA＝ (3分)对B球：mg－0.75mg＝m，vB＝ (3分)sA＝vAt＝vA＝4R，sB＝vBt＝vB＝R得sA－sB＝3R. (4分)[答案]3R16．[导学号94770130]　[解析](1)根据平抛运动的规律，小球在C点竖直方向的分速度vy＝gt＝3 m/s              (2分)水平分速度vx＝vytan 45°＝3 m/s (2分)则B点与C点的水平距离为x＝vxt＝0.9 m． (2分)(2)根据牛顿运动定律，在B点(设轨道对球的作用力方向向下)NB＋mg＝m， (3分)解得NB＝－1 N，负号表示轨道对小球的作用力方向向上． (3分)[答案](1)0.9 m　(2)1 N，方向向上