2020年高考物理专题卷：专题04（曲线运动万有引力）

2020年高考物理专题卷：专题04（曲线运动万有引力）

‎2020年高考物理专题四 考试范围：曲线运动 万有引力 ‎ 一、 选择题（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，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）‎ ‎1．如右图，图甲所示，在杂技表演中，猴子沿竖直杆向上运动，其v－t图象如图乙所示。人顶杆沿水平地面运动的s－t图象如图丙所示。若以地面为参考系，下列说法中正确的是 ‎ ‎（ ）‎ A．猴子的运动轨迹为直线 B．猴子在2s内做匀变速曲线运动 C．t＝0时猴子的速度大小为8m/s D．t＝2s时猴子的加速度为4m/s2‎ ‎2．如右图所示，一根长为l的轻杆OA，O端用铰链固定，另一端固定着一个小球A，轻杆靠在一个高为h的物块上。若物块与地面摩擦不计，则当物块以速度v向右运动至杆与水平方向夹角为θ时，物块与轻杆的接触点为B，下列说法正确的是 ‎ ‎（ ）‎ A． A、B的线速度相同 B．A、B的角速度不相同 C．轻杆转动的角速度为 D．小球A的线速度大小为 ‎3．如右图所示，民族运动会上有一个骑射项目，运动员骑在奔驰的马背上沿着水平直跑道AB运动拉弓放箭射向他左侧的固定靶。假设运动员骑马奔驰的速度为v1，运动员静止时射出的箭速度为v2，跑道离固定靶的最近距离OA＝d。若不计空气阻力和箭的重力的影响，要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短，则 ‎ ‎（ ）‎ A．运动员骑马奔驰时应该瞄准靶心放箭 B．运动员应该在距离A点为的地方放箭 C．箭射到靶的最短时间为 D．箭射到靶的最短时间为 ‎4．如右图所示，一小球以初速度v0沿水平方向射出，恰好垂直地射到一倾角为30°的固定斜面上，并立即反方向弹回。已知反弹速度的大小是入射速度大小的，则下列说法正确的是 ‎ ‎（ ）‎ A．在碰撞中小球的速度变化大小为 B．在碰撞中小球的速度变化大小为 C．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离的比为 D．小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为 - 5 -‎ ‎5．如右图所示，质量为m的小球置于立方体的光滑盒子中，盒子的边长略大于球的直径。某同学拿着该盒子在竖直平面内做半径为R的匀速圆周运动，已知重力加速度为g，空气阻力不计，要使在最高点时盒子与小球之间作用力恰为mg，则 ‎ ‎（ ）‎ A．该盒子做匀速圆周运动的周期一定小于 B．该盒子做匀速圆周运动的周期一定等于 C．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能小于3mg D．盒子在最低点时盒子与小球之间的作用力大小可能大于3mg ‎6．如右图所示，物块P置于水平转盘上随转盘一起运动而没有相对滑动，图中c方向沿半径指向圆心，a与c垂直，下列说法正确的是 ‎ ‎（ ）‎ A．当转盘匀速转动时，P受摩擦力方向为d方向 B．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为b方向 C．当转盘加速转动时，P受摩擦力方向可能为c方向 D．当转盘减速转动时，P受摩擦力方向可能为a方向 ‎7．近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星打下坚实的基础。如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该运动的周期为T，若火星的平均密度为ρ。下列关系式中正确的是 ‎ ‎（ ）‎ A． B．‎ C． D．‎ ‎8．“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如右图所示。之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动。用T1、T2、T3分别表示卫星在椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ上运动的周期，用a1、a2、a3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的加速度，v1、v2、v3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的速度，用F1、F2、F3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点时受到的万有引力，则下面关系式中正确的是 ‎（ ）‎ A．a1＜a2＜a3‎ B．v1＜v2＜v3‎ C．T1＞T2＞T3‎ D．F1＝F2＝F3‎ ‎9．已知某星球的平均密度是地球的n倍，半径是地球的k倍，地球的第一宇宙速度为v，则该星球的第一宇宙速度为 ‎ ‎（ ）‎ A． B．‎ C． D．‎ - 5 -‎ ‎10．如右图，三个质点a、b、c质量分别为m1、m2、M（M>> m1，M>> m2）。在c的万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的周期之比Ta∶Tb=1∶k；从图示位置开始，在b运动一周的过程中，则 ‎ ‎（ ）‎ A．a、b距离最近的次数为k次 B．a、b距离最近的次数为k+1次 C．a、b、c共线的次数为2k D．a、b、c共线的次数为2k-2‎ 二、非选择题（本题共6小题，共60分。）‎ ‎11．（8分）某物理兴趣小组在探究平抛运动的规律实验时，将小球做平抛运动，用频闪照相机对准方格背景照相，拍摄到了如下图所示的照片，已知每个小方格边长9.8cm，当地的重力加速度为g=9.8m/s2。‎ ‎（1）若以拍摄的第一点为坐标原点，水平向右和竖直向下为正方向，则没有被拍摄到的小球位置坐标为 。‎ ‎（2）小球平抛的初速度大小为 。‎ ‎12．（8分）在距地面足够高的O1点以水平速度v0抛出小球A，经过一段时间，在O1正下方的某点O2又以速度2v0与小球A同向抛出另一小球B，A恰好在空中的M点被B球击中，已知O1M与水平方向的夹角为45°，重力加速度为g。求O1、O2两点之间的高度差。‎ ‎13．（10分）如下图所示，斜面AB与竖直半圆轨道在B点圆滑相连，斜面倾角为θ=45°，半圆轨道的半径为R，一小球从斜面的顶点A由静止开始下滑，进入半圆轨道，最后落到斜面上，不计一切摩擦。试求：‎ ‎（1）欲使小球能通过半圆轨道最高点C，落到斜面上，斜面AB的长度L至少为多大？‎ - 5 -‎ ‎（2）在上述最小L的条件下，小球从A点由静止开始运动，最后落到斜面上的落点与半圆轨道直径BC的距离x为多大？‎ ‎14．（10分）有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，到地心的距离为地球半径R0的2倍，卫星圆形轨道平面与地球赤道平面重合。已知地球表面重力加速度为g，近似认为太阳光是平行光，试估算：‎ ‎（1）卫星做匀速圆周运动的周期；‎ ‎（2）卫星绕地球一周，太阳能收集板工作时间。‎ ‎15．（10分）宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球。经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L。若抛出时的初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为。已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常数为G，则：‎ ‎（1）若在该星球上发射卫星，求最小的发射速度；‎ ‎（2）该星球的平均密度为多大？‎ - 5 -‎ 16． ‎（14分）如下图所示，高台滑雪运动员经过一段滑行后从斜坡上的O点水平飞出，斜坡与水平面的夹角θ=37°，运动员连同滑雪板的总质量为m=50kg，他落到斜坡上的A点后不再弹起，立即顺势沿斜坡下滑。A点与O点的距离为S1=12m，A点与斜面底端的距离为S2=5.6m，滑雪板与斜坡和水平面上的动摩擦因数均为，运动员滑到斜面底端时仅速度方向变为水平，大小不变。忽略空气阻力，重力加速度g=10m/s2。（sin37°=0.6；cos37°=0.8），求：‎ ‎（1）运动员从O点运动到斜面底端需要多长时间？‎ ‎（2）运动员在水平面上能滑行多远？‎ ‎ ‎ - 5 -‎