2020届高考物理二轮：曲线运动、万有引力与航天练习(带解析)
2020届高考物理二轮专题练习：曲线运动、万有引力与航天
2020高考物理：曲线运动、万有引力与航天二轮练习附答案 *曲线运动、万有引力与航天*1、“套圈”是老少皆宜的游戏，如图，大人和小孩在同一竖直线上的不同高度处分别以水平速度v 1、v 2抛出铁圈，都能套中地面上同一目标。
设铁圈在空中运动时间分别为t 1、t 2，则 ( )A.v 1=v 2B.v 1>v 2C.t 1=t 2D.t 1>t 22、如图所示，A 、B 两小球从相同髙度，以相同速率、同时水平相向抛出．经过时间t 在空中相遇，若不改变两球抛出点的位置和抛出的方向，A 球的抛出速率变为原来的12.B 球的抛出速率变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为( )A.15tB.45tC ．t D. 54t3、有一条两岸平直、河水均匀流动，流速恒为v 的大河。
一条小船渡河，去程时船头指向始终与河岸垂直，回程时行驶路线与河岸垂直，小船在静水中的速度大小为2v3。
回程与去程所用时间之比为()A．3∶2 B．2∶1C．3∶1 D．23∶14、在河面上方10 m的岸上有人用长绳拴住一条小船，开始时绳与水面的夹角为30°.人以恒定的速率v＝2.5 m/s水平向左拉绳，使小船靠岸，那么()A．船受到的合外力为零B．3 s时绳与水面的夹角为60°C．3 s时小船的速率为3.75 m/sD．3 s时小船距离岸边7.5 m5、在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以v和v2的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。
甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的() A．2倍B．4倍C．6倍D．8倍6、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后又恰好与倾角为45°的斜面垂直相碰．已知半圆形管道的半径为R ＝1 m，小球可看做质点且其质量为m＝1 kg，g取10 m/s2.则()A．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是0.9 mB．小球在斜面上的相碰点C与B点的水平距离是1.9 mC．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力F NB的大小是1 ND．小球经过管道的B点时，受到管道的作用力F NB的大小是2 N7、如图所示，轻杆长为L，一端固定在水平轴上的O点，另一端系一个小球(可视为质点)。
2020届高考物理二轮：曲线运动、万有引力与航天练习(带解析)
接触点 P 与柱心的连线与竖直方向的夹角为 θ 时，竖直杆运动的速度为( )
v A.tan θ
B．vtan θ
C．vcos θ
D．vsin θ
5、一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为 L1 和
L2，中间球网高度为 h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向
右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为 3h。不计空气的作用，重
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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、(多选)宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如
图所示，三颗质量均为 m 的星位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为 R，
忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心 O 做匀速圆
6、(多选)如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在 O 点的半
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圆，内外半径分别为 r 和 2r.一辆质量为 m 的赛车通过 AB 线经弯道到达 A′B′ 线，有如图所示的①、②、③三条路线，其中路线③是以 O′为圆心的半圆，OO′ ＝r.赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为 Fmax.选择路线， 赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够 大)，则( )
av a2＋b2
【答案】D [当小船船头垂直河岸渡河，时间最短，最短时间为 t＝va船，且 t 必 须小于或等于vb，故选项 A 错误；小船轨迹垂直河岸渡河，位移最小，大小为 a， 但船头必须指向上游，合速度不是最大，故选项 B 错误；小船沿轨迹 AB 运动，
2020届高考物理：曲线运动、万有引力与航天(通用型)练习及答案
2020届高考物理曲线运动、万有引力与航天（通用型）练习及答案*曲线运动、万有引力与航天*1、如图所示，A、B两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t在空中相遇，若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为( )A.tB.tC.D.2、(双选)如图所示，某河宽d＝150 m，水流的速度大小为v1＝1.5 m/s，一小船以静水中的速度v2渡河，且船头方向与河岸成θ角，小船恰好从河岸的A点沿直线匀速到达河对岸的B点；若船头方向保持不变，小船以32v2的速度航行，则小船从河岸的A点沿与河岸成60°角的直线匀速到达河对岸的C点。
下列判断正确的是()A．v2＝1.5 m/sB．θ＝30°C．小船从A点运动到B点的时间为100 sD．小船从A点运动到C点的时间为20033s3、如图所示，A、B是两个游泳运动员，他们隔着水流湍急的河流站在岸边，A 在上游的位置，且A的游泳技术比B好，现在两个人同时下水游泳，要求两个人尽快在河中相遇，试问应采取下列哪种方式比较好()A．A、B均向对方游(即沿图中虚线方向)而不考虑水流作用B．B沿图中虚线向A游；A沿图中虚线偏上方向游C．A沿图中虚线向B游；B沿图中虚线偏上方向游D．A、B均沿图中虚线偏上方向游；A比B更偏上一些4、如图所示，在斜面顶点以大小相同的速度v0同时水平向左与水平向右抛出两个小球A和B，两侧斜坡的倾角分别为37°和53°，小球均落在坡面上，若不计空气阻力，则A和B两小球的运动时间之比为()A．16∶9 B．9∶16 C．3∶4 D．4∶35、(多选)如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让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F，小球在最高点的速度大小为v，其F－v2图象如图乙所示．则()A．小球的质量为aR bB．当地的重力加速度大小为R bC．v2＝c时，小球对杆的弹力方向向上D．v2＝2b时，小球受到的弹力与重力大小相等6、如图所示，小物体A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况是()A．重力、支持力B．重力、向心力C．重力、支持力、指向圆心的摩擦力D．重力、支持力、向心力、摩擦力7、(双选)如图为甲、乙两球做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的关系图线，甲图线为双曲线的一支，乙图线为直线。
2020高考新课标物理二轮冲刺：曲线运动、万有引力和航天练习含答案
2020高考新课标物理二轮冲刺：曲线运动、万有引力与航天练习含答案*曲线运动、万有引力与航天*1、体育课进行定点投篮训练，某次训练中．篮球在空中运动轨迹如图中虚线所示．下列所做的调整肯定不能使球落入篮筐的是()A．保持球抛出方向不变，增加球出手时的速度B．保持球抛出方向不变，减小球出手时的速度C．增加球出手时的速度，减小球速度方向与水平方向的夹角D．增加球出手时的速度，增加球速度方向与水平方向的夹角解析：选B.在保持球抛出方向不变的情况下，增加球出手时的速度，可增加水平方向的距离，可使球落入篮筐，故A错误，B正确；增加球出手时的速度，减小球速度方向与水平方向的夹角，可使水平方向的分速度增大，水平方向的距离增加，球可落入篮筐，故C错误；增加球出手时的速度，增加球速度方向与水平方向的夹角，水平方向的分速度可能增大，可能不变，也可能减小，故水平方向的距离可能增大，可能不变，也可能减小，故D错误．2、(多选)跳伞表演是人们普遍喜欢的观赏性体育项目，如图所示，当运动员从直升机上由静止跳下后，在下落过程中将会受到水平风力的影响，下列说法中正确的是()A．风力越大，运动员下落时间越长，运动员可完成更多的动作B．风力越大，运动员着地速度越大，有可能对运动员造成伤害C．运动员下落时间与风力无关D．运动员着地速度与风力无关BC[运动员同时参与了两个分运动，竖直方向向下落和水平方向随风飘，两个分运动同时发生，相互独立，因而，水平风速越大，落地的合速度越大，但落地时间不变，故选项B、C正确，A、D错误。
]3、距地面高5 m的水平直轨道上A、B两点相距2 m，在B点用细线悬挂一小球，离地高度为h，如图．小车始终以4 m/s的速度沿轨道匀速运动，经过A点时将随车携带的小球由轨道高度自由卸下，小车运动至B点时细线被轧断，最后两球同时落地．不计空气阻力，取重力加速度的大小g＝10 m/s2.可求得h等于()A．1.25 m B．2.25 m C．3.75 m D．4.75 m解析：选A.根据两球同时落地可得2Hg＝d ABv＋2hg，代入数据得h＝1.25 m，选项A正确．4、由消防带水龙头的喷嘴喷出水的流量是0.28 m3/min，水离开喷口时的速度大小为16 3 m/s，方向与水平面夹角为60°，在最高处正好到达着火位置，忽略空气阻力，则空中水柱的高度和水量分别是(重力加速度g取10 m/s2)() A．28.8 m 1.12×10－2 m3B．28.8 m0.672 m3C．38.4 m 1.29×10－2 m3D．38.4 m0.776 m3A[水离开喷口后做斜抛运动，将运动沿水平方向和竖直方向分解，在竖直方向上：v y＝v sin θ代入数据可得v y＝24 m/s故水柱能上升的高度h＝v2y2g＝28.8 m水从喷出到最高处着火位置所用的时间t＝v y g代入数据可得t ＝2.4 s 故空中水柱的水量为V ＝0.2860×2.4 m 3＝1.12×10－2 m 3，A 项正确。
2020届高考物理山东版二轮习题：专题一第3讲 曲线运动 万有引力与航天 Word版含解析
姓名，年级：时间：第3讲曲线运动万有引力与航天一、单项选择题1.（2019天津理综,1,6分)2018年12月8日,肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射,“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测,率先在月背刻上了中国足迹”。
已知月球的质量为M、半径为R，探测器的质量为m，引力常量为G,嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探测器的( ）A。
周期为√4π2r3GM B。
动能为GMm2RC.角速度为√Gmr3D。
向心加速度为GMR2答案 A 探测器围绕月球做匀速圆周运动，月球对探测器的引力充当向心力,则G Mmr2=m v2r=mω2r=m4π2T2r=ma向,解得a向=G Mr2，T=2π√r3GM，ω=√GMr3,E k=12mv2=GMm2r，故A项正确。
2。
(2019山东济南模拟）曲柄连杆结构是发动机实现工作循环，完成能量转换的主要运动零件。
如图所示，连杆下端连接活塞Q,上端连接曲轴P.在工作过程中，活塞在汽缸内上下做直线运动，带动曲轴绕圆心O旋转。
若P做线速度大小为v0的匀速圆周运动,则下列说法正确的是( ）A.当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度等于v0B。
当OP与OQ垂直时，活塞运动的速度大于v0C.当OPQ在同一直线上时，活塞运动的速度等于v0D。
当OPQ在同一直线上时,活塞运动的速度大于v0答案 A 当OP与OQ垂直时，设∠PQO=θ，此时活塞的速度为v,将P 点的速度分解为沿杆方向和垂直于杆方向的分速度;将活塞的速度v分解为沿杆方向和垂直于杆方向的分速度，则此时v0 cos θ=v cos θ，即v=v0,选项A正确，B错误；当OPQ在同一直线上时，P点沿杆方向的分速度为零,则活塞运动的速度等于0，故选项C、D错误.3.（2019山东青岛一模）随着北京冬奥会的临近,滑雪项目成为了人们非常喜爱的运动项目。
如图，运动员从高为h的A点由静止滑下，到达B点水平飞出后经过时间t落到长直滑道上的C点,不计滑动过程中的摩擦力和空气阻力,关于运动员的运动,下列说法正确的是（）A.若h加倍,则水平飞出的速度v加倍B.若h加倍,则在空中运动的时间t加倍C 。
2020高考物理二轮(长沙市)精练习题：曲线运动、万有引力与航天(含答案)
2020高考物理二轮（长沙市）精练习题：曲线运动、万有引力与航天（含答案）*曲线运动、万有引力与航天*1、如图所示，“伦敦眼”(The London Eye)是世界著名的观景摩天轮，它总高度135米(443英尺)，屹立于伦敦泰晤士河南畔的兰贝斯区．现假设摩天轮正绕中间的固定轴做匀速圆周运动，则对于坐在座椅上观光的游客来说，正确的说法是()A．因为摩天轮做匀速转动，所以游客受力平衡B．当摩天轮转到最高点时，游客处于失重状态C．因为摩天轮做匀速转动，所以游客的机械能守恒D．当摩天轮转到最低点时，座椅对游客的支持力小于所受的重力【参考答案】B摩天轮做匀速转动，合力充当向心力，受力不平衡，A选项错误；当摩天轮转到最高点时，向心加速度向下，游客处于失重状态，B选项正确；摩天轮做匀速转动，动能不变，重力势能变化，游客的机械能不守恒，C选项错误；当摩天轮转到最低点时，向心加速度向上，座椅对游客的支持力大于所受的重力，D选项错误．2、(2019·江苏黄桥中学模拟)关于物体的受力和运动，下列说法中正确的是()A．物体在不垂直于速度方向的合力作用下，速度大小可能一直不变B．物体做曲线运动时，某点的加速度方向就是通过这一点曲线的切线方向C．物体受到变化的合力作用时，它的速度大小一定改变D．做曲线运动的物体，一定受到与速度不在同一直线上的外力作用D[如果合力与速度方向不垂直，必然有沿速度方向的分力，速度大小一定改变，故A错误；物体做曲线运动时，通过某一点的曲线的切线方向是该点的速度方向，而不是加速度方向，比如平抛运动，故B错误；物体受到变化的合力作用时，它的速度大小可以不改变，比如匀速圆周运动，故C错误；物体做曲线运动的条件是一定受到与速度不在同一直线上的外力作用，故D正确。
]3、2016年里约奥运会上，中国女排再次夺冠．如图所示，在某次比赛中，我国女排队员将排球从底线A点的正上方以某一速度水平发出，排球正好擦着球网落在对方底线的B点上，且AB平行于边界CD.已知网高为h，球场的长度为s，不计空气阻力且排球可看成质点，则排球被发出时，击球点的高度H和水平初速度v分别为()A．H＝34h B．H＝32hC．v＝s3h3gh D．v＝s4h6gh解析：选D.由平抛运动知识可知12gt2＝H，H－h＝12g⎝⎛⎭⎪⎫t22，得H＝43h，A、B错误．由v t＝s，得v＝s4h6gh，D正确，C错误．4、(2019·吉林市统考)如图所示，气枪水平对准被磁铁吸住的钢球，在子弹射出枪口的同时，将电磁铁的电路断开，释放钢球使其自由下落(设离地高度足够大)，不计空气阻力，则下列说法中正确的是()A ．子弹与钢球在任意时刻都位于同一高度B ．子弹一定比钢球后落地C ．子弹一定从空中下落的钢球下方飞过D ．只有在气枪离电磁铁某一距离时，子弹才能击中空中下落的钢球A [本题通过平抛运动与自由落体运动考查运动的等时性问题。
专题04 曲线运动 万有引力与航天(练)-2020年高考物理二轮精品复习(解析版)
专题04 曲线运动 万有引力与航天1．[2019·天津卷，1]2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”．已知月球的质量为M 、半径为R ，探测器的质量为m ，引力常量为G ，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r 的匀速圆周运动时，探测器的( )A ．周期为 4π2r 3GMB ．动能为GMm2R C ．角速度为Gm r 3 D ．向心加速度为GMR 2【解析】探测器围绕月球做匀速圆周运动，月球对探测器的引力充当向心力，则G Mm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r ＝ma 向，解得a 向＝G Mr2，T ＝2π r 3GM，ω＝GM r 3，E k ＝12mv 2＝GMm2r，故A 项正确． 【答案】A2．[2019·浙江卷，7]某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星(即卫星相对于地面静止)．则此卫星的( )A ．线速度大于第一宇宙速度B ．周期小于同步卫星的周期C ．角速度大于月球绕地球运行的角速度D ．向心加速度大于地面的重力加速度【解析】第一宇宙速度7.9 km/s 是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度，故此卫星的线速度小于第一宇宙速度，A 错误；根据题意，该卫星是一颗同步卫星，周期等于同步卫星的周期，故B 错误；卫星绕地球做圆周运动时，万有引力提供向心力，根据GMmr 2＝mω2r 可知，绕行半径越小，角速度越大，故此卫星的角速度大于月球绕地球运行的角速度，C 正确；根据a n ＝GMr 2可知，绕行半径越大，向心加速度越小，此卫星的向心加速度小于地面的重力加速度，D 错误．【答案】C3.[2019·江苏卷，6](多选)如图所示，摩天轮悬挂的座舱在竖直平面内做匀速圆周运动．座舱的质量为m ，运动半径为R ，角速度大小为ω，重力加速度为g ，则座舱( )A ．运动周期为2πRωB ．线速度的大小为ωRC ．受摩天轮作用力的大小始终为mgD ．所受合力的大小始终为mω2R【解析】由题意可知座舱运动周期为T ＝2πω、线速度为v ＝ωR 、受到的合力为F ＝mω2R ，选项B 、D正确，A 错误；座舱的重力为mg ，座舱做匀速圆周运动受到的向心力(即合力)大小不变，方向时刻变化，故座舱受摩天轮的作用力大小时刻在改变，选项C 错误．【答案】BD4.[2018·全国卷Ⅲ，17]在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以v 和v2的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上．甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的( )A ．2倍B ．4倍C ．6倍D ．8倍【解析】如图所示，可知：x ＝v 0t ，x·tan θ＝12gt 2则t ＝2v 0tan θg∝v 0知：t 甲＝2t 乙，由v y ＝gt知：v y 甲＝2v y 乙，由速度合成图知： v 甲＝2v 乙．A 对． 【答案】A1.如图所示，一质量为m ＝0.1 kg 的小球以竖直向上的初速度v 0＝10 m/s 冲入一管道，该管道为34圆管道，半径为R ＝5 m ．已知小球的入口与圆心在同一高度．经过管道后，它又沿着水平导轨进入另一个半径为r 的34圆轨道，且恰好能通过圆轨道的最高点．若所有衔接处均不损失机械能，不计摩擦，小球直径以及管道内径可忽略，圆管道和圆轨道底端均与水平导轨相切，g 取10 m/s 2.下列说法正确的是( )A ．小球到达管道最高点时对管道的压力为零B ．小球到达管道最高点时速度为5 2 m/sC ．小球到达管道最低点时对管道的压力为5 ND ．圆轨道半径r 为4 m【解析】从出发点到管道的最高点，由机械能守恒定律得12mv 20＝mgR ＋12mv 21，解得小球到达管道最高点时的速度v 1＝0，即它刚好能够通过管道的最高点，选项B 错误；小球到达管道最高点时速度为0，则可求得此时小球对管道的压力等于小球的重力，为1 N ，选项A 错误；由机械能守恒定律得12mv 20＋mgR ＝12mv 22，解得小球到达管道最低点时速度v 2＝10 2 m/s ，在最低点，由牛顿第二定律得F －mg ＝m v 22R ，解得管道最低点对小球的支持力F ＝5 N ，再结合牛顿第三定律可知，选项C 正确；小球刚好通过圆轨道最高点，则在最高点，小球速度v 满足mg ＝m v 2r ，从出发点到圆轨道的最高点，由机械能守恒定律得12mv 2＋2mgr ＝mgR＋12mv 20，联立解得r ＝4 m ，选项D 正确． 【答案】CD2．在考驾驶证的科目二阶段，有一项测试叫半坡起步，这是一条类似于凸形桥面设计的坡道，要求学员在半坡定点位置a 启动汽车，一段时间后匀速率通过最高点b 以及剩下路段，如图所示．下列说法正确的是( )A．若汽车以额定功率从a点加速到b点，则牵引力一直增大B．在最高点b汽车处于平衡状态C．在最高点b汽车对路面的压力小于汽车的重力D．汽车从a运动到b的过程中，合力做功为零【解析】由P＝Fv可知，若汽车以额定功率从a点加速到b点，则牵引力一直减小，选项A错误；在最高点b汽车做圆周运动，加速度向下，不是平衡状态，是失重状态，在最高点b汽车对路面的压力小于汽车的重力，选项B错误，C正确；汽车从a运动到b的过程中，动能增大，由动能定理可知，合力做正功，选项D错误．【答案】C3.两球落地时的水平位移之比为1：2，则下列说法正确的是()A ．A 、B 两球的初速度之比为1：4B ．A 、B 两球下落过程中的动能变化量之比为1：2C ．若两球同时抛出，则落地的时间差为2h gD ．若两球同时落地，则两球抛出的时间差为(2－1)2h g【解析】小球做平抛运动，竖直方向：H ＝12gt 2，故运动时间：t ＝2Hg；A 的运动时间：t A ＝2×2hg＝2h g ，B 的运动时间：t B ＝2h g ；A 、B 项，小球做平抛运动，水平位移：x ＝v 0t ，则v OA v OB ＝x A t A x B t B ＝x A t B x B t A ＝12×2hg 2hg＝122，故A 项错误，B 项错误；C 、D 项，若两球同时抛出，则落地时间差：Δt ＝t A －t B ＝(2－1)2hg，故C 项错误，D 项正确．【答案】D4.如图所示，a 、b 为赤道平面内绕地球做匀速圆周运动的两人造卫星，其中卫星a 运行的轨道半径为r 0，b 是地球同步卫星，此时a 、b 恰好相距最近，已知地球质量为M ，半径为R ，地球自转的角速度为ω，引力常量为G ，则( )A ．卫星a 的周期大于24小时B ．卫星a 的运行速度一定大于7.9 km/sC ．卫星a 的机械能一定小于卫星b 的机械能D ．到卫星a 和b 下一次相距最近，还需经过时间 t ＝2πGMr 30－ω【解析】由G Mmr 2＝mr ⎝⎛⎭⎫2πT 2，得周期T ＝2πr 3GM，可知卫星半径越大，其运行的周期越大，所以卫星a 的周期比卫星b 的周期(24小时)要小，A 错误；7.9 km/s 是地球的第一宇宙速度，卫星的半径越大，其运行速度越小，卫星a 的运行速度一定小于7.9 km/s ，B 错误；由于卫星a 、b 质量未知，所以无法比较二者的机械能，C 错误；由G Mmr2＝mr 0ω2a 得，卫星a 的角速度为ωa ＝GMr 30，卫星b 的角速度与地球自转的角速度ω相同，由(ωa －ω)t ＝2π，联立解得到卫星a 和b 下一次相距最近所需时间为t ＝2πGMr 30－ω，D 正确．【答案】D5.如图所示，设月球半径为R ，假设“嫦娥四号”探测器在距月球表面高度为3R 的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，运行周期为T ，到达轨道的A 点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B 时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做匀速圆周运动，引力常量为G ，不考虑其他星球的影响，则下列说法正确的是( )A ．月球的质量可表示为256π2R 3GT 2B ．在轨道Ⅲ上B 点的速率大于在轨道Ⅱ上B 点的速率C ．“嫦娥四号”探测器沿椭圆轨道从A 点向B 点运动过程中，机械能保持不变D ．“嫦娥四号”探测器从远月点A 向近月点B 运动的过程中，加速度变小【解析】在轨道Ⅰ上运动过程中，万有引力充当向心力，故有G Mm (4R )2＝m 4π2T 2·4R ，解得M ＝256π2R 3GT 2，A 正确；在轨道Ⅱ的B 点需要减速做近心运动才能进入轨道Ⅲ做圆周运动，所以在轨道Ⅲ上B 点速率小于在轨道Ⅱ上B 点的速率，B 错误；探测器沿椭圆轨道从A 运动到B 的过程中只受到月球引力作用，探测器的机械能保持不变，C 正确；根据公式G Mm r 2＝ma 可得a ＝GMr2，所以距离月球越远，向心加速度越小，故从远月点到近月点运动过程中，加速度变大，D错误．【答案】AC1．(2020·陕西高三第一次模拟)如图所示，一个半径R＝0.75 m的半圆柱体放在水平地面上，一小球从半圆柱体左端A点正上方的B点水平向右抛出(小球可视为质点)，恰好从半圆柱体的C点掠过。
2020高考物理二轮复习专题四曲线运动万有引力与航天对对练(含解析)
曲线运动万有引力与航天考点一运动的合成与分解抛体运动命题角度1(储备)运动的合成与分解【典题】河水由西向东流,河宽为800 m,河中各点的水流速度大小为v水,各点到较近河岸的距离为x,v水与x的关系为v水=x(m/s),让小船船头垂直河岸由南向北渡河,小船在静水中的速度大小恒为v船=4 m/s,下列说法正确的是()A.小船渡河的轨迹为直线B.小船在河水中的最大速度是2 m/sC.小船渡河的时间是200 sD.小船在距南岸200 m处的速度小于距北岸200 m处的速度答案C解析小船在垂直河岸方向上做匀速直线运动,在沿河岸方向上做变速运动,合加速度的方向与合速度方向不在同一条直线上,做曲线运动,故A错误.当小船行驶到河中央时,v水=×400 m/s=3 m/s,那么小船在河水中的最大速度v max= m/s=5 m/s,故B错误.小船船头垂直河岸由南向北渡河,那么小船渡河的时间是t=船s=200 s,所以C正确;小船在距南岸200 m 处的河水速度大小与距北岸200 m处的河水速度大小相等,根据矢量的合成法则,这两种情况的合速度大小相等,故D错误.小船渡河问题的分析思路(1)分析渡河情景“船对地的速度v”是船实际运动的速度,为合运动.“水速v水”是水流对地的速度;“船在静水中的速度v船”(常简称船速)是船因自身动力产生的速度,v船的方向表现为“船头指向”,此二者为分运动.(2)正确选用公式明确研究的物理量是位移x或速度v;画出合成分解的平行四边形矢量图形.正确选用公式,并及时应用其等时性、等效性.(3)应用几何关系在“速度三角形”或“位移三角形”中,应用三角函数、勾股定理、相似三角形等,写出必要的几何关系式.典题演练提能·刷高分1.(多选)《奔跑吧兄弟》摄制组来到南京体育学院,小邓同学应邀参加一项转盘投球游戏,如图所示,顺时针转动的大转盘圆心O点放有一个铁桶,小邓站在转盘上的P点把篮球水平抛向铁桶,篮球总能落入桶中.设篮球抛出时相对转盘的速度方向与OP连线的夹角为θ,下列说法正确的是()A.篮球抛出时速度可能沿a方向B.篮球抛出时速度可能沿b方向C.若转盘转速变大,保持篮球抛出点的高度不变,θ角可能变小D.若转盘转速变大,降低篮球抛出点的高度,θ角可能保持不变答案AD解析根据速度的合成可以知道,转盘的速度和抛出时小球速度的合速度一定指向O点,根据速度的合成可以知道,篮球抛出时速度可能沿a方向,不可能沿b方向,所以A正确,B错误;若转盘转速变大,还能进入铁桶,说明合速度的方向不变,根据速度的合成可以知道,水平方向的合速度增大,在竖直方向做自由落体运动,如果高度不变,下落时间就不变,不可能投进铁桶,故C 错误;如果高度减小,下落时间就减小,根据x=vt可以知道能投进铁桶,因为合速度的方向不变,故篮球抛出时相对转盘的速度方向与OP连线的夹角θ就不变,所以D正确的.2.绳索套马原是蒙古牧民的生产方式,近些年来逐渐演化为体育活动.套马过程可简化为如图所示的物理模型,套马者骑在马背上以速度v追赶提前释放的烈马,同时挥动套马圈使套马圈围绕套马者在水平面内做角速度为ω,半径为r的匀速圆周运动,追逐一段时间后套马者和烈马的距离s保持不变,待套马圈运动至烈马正后方时,套马者松开套马圈,最终成功套住烈马,已知运动过程中,套马者和烈马行进路线平行,松手后套马圈在空中的运动可以看成平抛运动,重力加速度为g,下列说法正确的是()A.套马圈平抛运动的时间为B.套马圈平抛运动的时间为C.套马圈平抛运动的初速度为v+rωD.套马圈平抛运动的初速度为(答案C解析依据题意可知,套马圈转到烈马正后方时,运动速度与烈马同向,大小为v+rω,C正确,D错误;套马圈做平抛运动的时间为-,A、B错误.命题角度2单物体的平抛运动高考真题体验·对方向1.图(a)(多选)(2019全国Ⅱ· 9 如图(a),在跳台滑雪比赛中,运动员在空中滑翔时身体的姿态会影响其下落的速度和滑翔的距离.某运动员先后两次从同一跳台起跳,每次都从离开跳台开始计时,用v表示他在竖直方向的速度,其v-t图象如图(b)所示,t1和t2是他落在倾斜雪道上的时刻.则()图(b)A.第二次滑翔过程中在竖直方向上的位移比第一次的小B.第二次滑翔过程中在水平方向上的位移比第一次的大C.第二次滑翔过程中在竖直方向上的平均加速度比第一次的大D.竖直方向速度大小为v1时,第二次滑翔在竖直方向上所受阻力比第一次的大答案BD解析本题考查v-t图象及运动的合成和分解.由v-t图象中图线与坐标轴所围面积可知,第二次面积大于第一次面积,故第二次在竖直方向上的位移比第一次的大,A错误;因为沿斜面位移方向不变,而第二次竖直位移大,因此第二次水平位移也大,B正确;从题图中可以得出,第一次斜率大于第二次的斜率,斜率越大,说明加速度越大,因此C错误;在竖直方向上根据牛顿第二定律mg-F f=ma,加速度大的阻力小,D正确.2.(2018全国Ⅲ· 7 在一斜面顶端,将甲、乙两个小球分别以v和的速度沿同一方向水平抛出,两球都落在该斜面上.甲球落至斜面时的速率是乙球落至斜面时速率的()A.2倍B.4倍C.6倍D.8倍答案A解析设斜面倾角为θ,小球从斜面上水平抛出又落到斜面上,对于任意初速度v0,竖直位移和水平位移之间的关系为tan θ=,可得飞行时间t=,落到斜面上的速度是竖直分速度和水平分速度的合速度,有v=(∝v0,所以甲、乙末速度之比就是初速度之比,选项A正确.3.(2017全国Ⅰ· 5 发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球(忽略空气的影响).速度较大的球越过球网,速度较小的球没有越过球网,其原因是()A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较多B.速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大C.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少D.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大答案C解析A、B、D项,同一高度射出的乒乓球在竖直方向上做自由落体运动,下降相同的距离,所用的时间相同,在竖直方向上的速度相同;下降相同的时间间隔,下降的距离相同,故A、B、D项错误.C项,乒乓球在水平方向上做匀速运动.通过同一水平距离,速度较大的球所用的时间较少,下落的高度较小,故能过网,故C项正确.4.(2017全国Ⅱ· 7 如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直.一小物块以速度v从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)()A. B. C. D.答案B解析小物块从半圆光滑轨道的最低点到最高点,由机械能守恒定律得mv2=mg(2R)+.小物块从光滑轨道最高点平抛到水平轨道上的时间为t,由2R=gt2得t=,小物块落地点到轨道下端的距离为x=v1t=-.当R=时,小物块落地点到轨道下端的距离最大,故选项B正确.分析平抛运动的思路(1)根据题意画出清晰的运动情景轨迹图——“抛物线”.(2)确定可能的“临界点”,弄清楚已知量与待求量.(3)依据题意,正确选用公式.如位移特点突出,则选用x=v0t、y=gt2、s=、tan α=.如速度特点突出,则选用v x=v0、v y=gt、v=、tan β=.如能量特点突出,则选用mgy=mv2-.必要时,要综合使用各种公式.灵活应用两个推论:tan β=2tan α,末速度的反向延长线过水平位移的中点.(4)结合题意与运动轨迹图,充分应用几何关系.典题演练提能·刷高分1.(多选)平抛运动可以分解为水平方向的匀速直线运动和竖直方向的自由落体运动,在同一坐标系中作出两个分运动的v-t图线,如图所示,则以下说法正确的是()A.图线1表示水平分运动的v-t图线B.图线2表示水平分运动的v-t图线C.若用量角器测得图线2倾角为θ,当地重力加速度为g,则一定有tan θ=gD.t1时刻物体的速度方向与初速度方向夹角为 5°答案AD解析图线1的速度不变,做匀速直线运动,是平抛运动水平分运动的v-t图线,故A正确.图线2速度随时间均匀增大,做匀加速直线运动,是平抛运动竖直分运动的v-t图线,故B错误;根据v=gt知,图线2的斜率表示重力加速度g,但是注意斜率k不一定等于tan θ,故C错误.t1时刻竖直分速度与水平分速度相等,根据平行四边形定则知,速度方向与初速度方向成 5°角,故D正确.故选AD.2.以某一初速度水平抛出一物体,若以抛出点为坐标原点O,初速度方向为x轴的正方向,物体所受重力方向为y轴的正方向,建立如图所示坐标系.它的运动轨迹满足方程x2=10y,经过一段时间物体的速度大小变为初速度的 倍,不计空气阻力,重力加速度g取10 m/s2,则物体水平抛出的初速度v0的大小和该过程平均速度。
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6、(多选)如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在 O 点的半
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圆，内外半径分别为 r 和 2r.一辆质量为 m 的赛车通过 AB 线经弯道到达 A′B′ 线，有如图所示的①、②、③三条路线，其中路线③是以 O′为圆心的半圆，OO′ ＝r.赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为 Fmax.选择路线， 赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够 大)，则( )
(1)球在 C 处受到板的弹力比在 A 处受到的弹力大多少？ (2)设在 A 处时板对球的弹力为 F，当球运动到 B、D 位置时，板与水平方向需 有一定的夹角 θ，请作出 tan θ－F 的关系图象． 12、(2019·天津部分中学联考) 如图为某娱乐节目中某个比赛环节的示意图，参与比赛的选手会遇到一个人造 山谷 AOB，AO 是高 h＝3 m 的竖直峭壁，OB 是以 A 点为圆心的弧形坡，∠OAB ＝60°，B 点右侧是一段水平跑道。选手可以自 A 点借助绳索降到 O 点后再爬 上跑道，但身体素质好的选手会选择自 A 点直接跃上跑道。选手可视为质点， 忽略空气阻力，重力加速度 g 取 10 m/s2。
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(1)测得两光电门中心间的距离为 L，测得固定在滑块上的竖直挡光条的宽度为 d，记录挡光条通过光电门 1 和 2 的时间分别为 t1 和 t2 则滑块通过光电门 1 和 2 时的速度大小分别为 v1=_______和 v2=_______。 (2)在(1)中，从力传感器中读出滑块受到的拉力大小为 F，滑块、挡光条和力 传感器的总质量为 M，若动能定理成立，则必有 FL=___________。(用对应物理 量的符号表示) 11、“太极球”是近年来在广大市民中比较流行的一种健身器材．做该项运动时， 健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时， 球却不会掉落地上．现将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者 让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的 A、B、C、 D 位置时球与板间无相对运动趋势．A 为圆周的最高点，C 为最低点，B、D 与 圆心 O 等高．设球受到的重力为 1 N，不计板的重力．求：
的下游距离为 b 处是瀑布。为了使小船渡河安全(不掉到瀑布里去)，则( )
A．小船船头垂直河岸渡河时间最短，最短时间为 t＝vb
B．小船轨迹垂直河岸渡河位移最小，渡河速度最大，最大速度为 vmax＝
a2＋b2v b
C．当小船沿轨迹 AB 渡河时，船在静水中的最小速度为 vmin＝abv
D．当小船沿轨迹 AB 渡河时，船在静水中的最小速度为 vmin＝
A．A、B 球受到的支持力之比为 3∶3 B．A、B 球的向心力之比为 3∶1 C．A、B 球运动的角速度之比为 3∶1 D．A、B 球运动的线速度之比为 1∶1 8、(多选) “嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道到达月球附近，在距月球表面 200 km 的 P 点进行第一次“刹车制动”后被月球俘获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞 行，如图所示．之后，卫星在 P 点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面 200 km 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，用 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
＝L41 gh。
设以速率 v2 发射乒乓球，经过时间 t2 刚好落到球网右侧台面的两角处，在竖直 方向有 3h＝12gt22 ③，在水平方向有 L222＋L21＝v2t2 ④。由③④两式可得
v2＝12 (4L12＋6hL22)g。则 v 的最大取值范围为 v1＜v＜v2。故选项 D 正确。] 6、(多选)如图所示为赛车场的一个水平“U”形弯道，转弯处为圆心在 O 点的半 圆，内外半径分别为 r 和 2r.一辆质量为 m 的赛车通过 AB 线经弯道到达 A′B′ 线，有如图所示的①、②、③三条路线，其中路线③是以 O′为圆心的半圆，OO′ ＝r.赛车沿圆弧路线行驶时，路面对轮胎的最大径向静摩擦力为 Fmax.选择路线， 赛车以不打滑的最大速率通过弯道(所选路线内赛车速率不变，发动机功率足够 大)，则( )
a2＋b2v b
C．当小船沿轨迹 AB 渡河时，船在静水中的最小速度为 vmin＝abv
D．当小船沿轨迹 AB 渡河时，船在静水中的最小速度为 vmin＝
av a2＋b2
4、一个半径为 R 的半圆柱体沿水平方向向右以速度 v 匀速运动．在半圆柱体
上搁置一根竖直杆，此杆只能沿竖直方向运动，如图所示．当杆与半圆柱体的
av a2＋b2
【答案】D [当小船船头垂直河岸渡河，时间最短，最短时间为 t＝va船，且 t 必 须小于或等于vb，故选项 A 错误；小船轨迹垂直河岸渡河，位移最小，大小为 a， 但船头必须指向上游，合速度不是最大，故选项 B 错误；小船沿轨迹 AB 运动，
船在静水中的速度最小时，船头方向与 AB 垂直，可得 vmin＝
A．L21
6gh<v<L1
g 6h
B．L41
gh<v<
(4L21＋L22)g 6h
C．L21
6gh<v<12
(4L21＋L22)g 6h
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D．L41
gh<v<12
(4L12＋L22)g 6h
【答案】D [设以速率 v1 发射乒乓球，经过时间 t1 刚好落到球网正中间。则竖
直方向上有 3h－h＝12gt21 ①，水平方向上有L21＝v1t1 ②。由①②两式可得 v1
2020 届高考物理二轮：曲线运动、万有引力与航天练习及答案
*曲线运动、万有引力与航天*
1、(2019·邢台模拟) 横截面为直角三角形的两个相同斜面顶点紧靠在一起，固定在水平面上，如图 所示。两小球分别从 O 点正上方 A、B 两点以不同的初速度分别向右、向左水平 抛出，最后都垂直落在斜面上。已知 OA=4OB，下列判断正确的是( )
B．vtan θ D．vsin θ
选 B.竖直杆运动的速度(实际速度)vP 是接触点沿切线方向的速度与半圆柱体速 度的合速度，如图，根据速度的合成，运用平行四边形定则，得 vP＝vtan θ， 故 B 正确． 5、一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为 L1 和 L2，中间球网高度为 h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向 右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为 3h。不计空气的作用，重 力加速度大小为 g。若乒乓球的发射速率 v 在某范围内，通过选择合适的方向， 就能使乒乓球落到球网右侧台面上，则 v 的最大取值范围是( )
)
A.mm2221
B.mm2221
C.mm12
D.
m2 m1
3、如图所示，河水流动的速度为 v，且处处相同，河宽度为 a。在船下水点 A
的下游距离为 b 处是瀑布。为了使小船渡河安全(不掉到瀑布里去)，则( )
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A．小船船头垂直河岸渡河时间最短，最短时间为 t＝vb
B．小船轨迹垂直河岸渡河位移最小，渡河速度最大，最大速度为 vmax＝
接触点 P 与柱心的连线与竖直方向的夹角为 θ 时，竖直杆运动的速度为( )
v A.tan θ
B．vtan θ
C．vcos θ
D．vsin θ
5、一带有乒乓球发射机的乒乓球台如图所示。水平台面的长和宽分别为 L1 和
L2，中间球网高度为 h。发射机安装于台面左侧边缘的中点，能以不同速率向
右侧不同方向水平发射乒乓球，发射点距台面高度为 3h。不计空气的作用，重
2、如图所示，天花板上有一可自由转动的光滑小环 Q，一轻绳穿过 Q，两端分 别连接质量为 m1、m2 的 A、B 小球．两小球分别在各自的水平面内做圆周运动，
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它们周期相等．则 A、B 小球到 Q 的距离 l1、l2 的比值ll12为(
)
A.mm2221
B.mm2221
C.mm12
D.
m2 m1
A.飞行时间之比 tA∶tB=2∶1 B.飞行时间之比 tA∶tB=4∶1 C.初速度之比 vA∶vB=2∶1 D.初速度之比 vA∶vB=4∶1 【解析】选 A、C。若在 B 点向左水平抛出，根据题意知小球将垂直落在左边 的斜面上，因为 OA=4OB，速度方向与水平方向夹角的正切值是位移与水平方 向夹角正切值的 2 倍，速度方向相同，则位移方向相同，两三角形相似，两球 平抛运动的高度之比为 4∶1，根据 h=gt2 知，平抛运动的时间之比为 tA∶ tB=2∶1，由几何关系知，两球平抛运动的水平位移之比为 4∶1，则初速度之 比为 vA∶vB=2∶1。故选项 A、C 正确，B、D 错误。
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引力，则下面关系式中正确的是( )
A. a1＝aห้องสมุดไป่ตู้＝a3
B． v1＜v2＜v3
C. T1＞T2＞T3
D． F1＝F2＝F3
9、(多选)宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如
图所示，三颗质量均为 m 的星位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为 R，
忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心 O 做匀速圆
【参考答案】D 一根绳子的张力 F 是相等的，对于 A 球，Fsinθ1＝m12Tπ2l1sinθ1， 对于 B 球，Fsinθ2＝m22Tπ2l2sinθ2，联立可知，m1l1＝m2l2，即ll12＝mm21，D 选项正 确．
3、如图所示，河水流动的速度为 v，且处处相同，河宽度为 a。在船下水点 A
周运动，引力常量为 G，则( )
A．每颗星做圆周运动的线速度为
Gm R