（課標(biāo)版）高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題一 力與運(yùn)動(dòng) 第3講 選擇題對(duì)“曲線運(yùn)動(dòng)”的考查限時(shí)練（含解析）-人教版高三全冊物理試題

選擇題對(duì)“曲線運(yùn)動(dòng)”的考查[A組基礎(chǔ)題練熟練快]1．(2019·北京昌平區(qū)質(zhì)檢)在一次課外實(shí)踐活動(dòng)中，從水平光滑桌面上的A點(diǎn)向B點(diǎn)發(fā)射一個(gè)乒乓球，甲、乙、丙、丁四位同學(xué)用吹管分別沿不同方向吹氣(如圖所示)，試圖將乒乓球吹入球門C.預(yù)測四位同學(xué)成功率最高的是()A．甲 B．乙C．丙 D．丁解析：乒乓球參與了AB方向的運(yùn)動(dòng)和吹氣方向的運(yùn)動(dòng)，要使乒乓球進(jìn)入C處的球門，根據(jù)平行四邊形定則，知吹氣的方向應(yīng)沿左下方，故C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C2．(2019·湖南株洲一模)在某次跳投表演中，籃球以與水平面成45°的傾角落入籃筐，設(shè)投球點(diǎn)和籃筐正好在同一水平面上，如圖所示．已知投球點(diǎn)到籃筐距離為10m，不考慮空氣阻力，則籃球投出后的最高點(diǎn)相對(duì)籃筐的豎直高度為()A．2.5m B．5mC．7.5m D．10m解析：設(shè)籃球投出時(shí)的初速度為v0，根據(jù)運(yùn)動(dòng)的分解，在水平方向，v0cos45°·t＝s；在豎直方向，(v0sin45°)2＝2gh，v0sin45°＝eq\f(gt,2)，解得h＝2.5m，選項(xiàng)A正確．答案：A3．(2019·四川成都七中質(zhì)檢)套圈游戲是一項(xiàng)很受歡迎的群眾運(yùn)動(dòng)，要求每次從同一位置水平拋出圓環(huán)，套住與圓環(huán)前端水平距離為3m的20cm高的豎直細(xì)桿，即為獲勝．一身高1.7m老人從距地面1m高處水平拋出圓環(huán)，圓環(huán)半徑為8cm，要想套住細(xì)桿，他水平拋出的速度可能為(g取10m/s2)()A．7.4m/s B．7.8m/sC．8.2m/s D．8.6m/s解析：根據(jù)h1－h(huán)2＝eq\f(1,2)gt2得，t＝eq\r(\f(2h1－h(huán)2,g))＝eq\r(\f(2×1－0.2,10))s＝0.4s．則平拋運(yùn)動(dòng)的最大速度v1＝eq\f(x＋d,t)＝eq\f(3＋0.16,0.4)m/s＝7.9m/s，最小速度v2＝eq\f(x,t)＝eq\f(3,0.4)m/s＝7.5m/s，則7.5m/s<v<7.9m/s，故B正確．答案：B4．(2019·第一次全國大聯(lián)考)在2018年亞運(yùn)會(huì)女子跳遠(yuǎn)決賽中，中國選手許小令獲得銅牌．在某一跳中，她(可看作質(zhì)點(diǎn))水平距離可達(dá)6.50m，高達(dá)1.625m．設(shè)她離開地面時(shí)的速度方向與水平面的夾角為α，若不計(jì)空氣阻力，則正切值tanα的倒數(shù)等于()A．0.5 B．1C．4 D．8解析：從起點(diǎn)A到最高點(diǎn)B可看作平拋運(yùn)動(dòng)的逆過程，如圖所示．許小令做平拋運(yùn)動(dòng)位移方向與水平方向夾角的正切值為tanβ＝0.5，速度方向與水平方向夾角的正切值為tanα＝2tanβ＝1，則正切值tanα的倒數(shù)等于1，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B5．(2019·遼寧沈陽聯(lián)考)我國高鐵技術(shù)發(fā)展迅猛，目前處于世界領(lǐng)先水平，已知某路段為一半徑為5600m的彎道，設(shè)計(jì)時(shí)速為216km/h(此時(shí)車輪輪緣與軌道間無擠壓)，已知我國的高鐵軌距約為1400mm，且角度較小時(shí)可近似認(rèn)為tanθ＝sinθ，重力加速度g等于10m/s2，則此彎道內(nèi)、外軌高度差應(yīng)為()A．8cm B．9cmC．10cm D．11cm解析：由題可知：半徑R＝5600m，時(shí)速為v＝216km/h＝60m/s；根據(jù)牛頓第二定律得：mgtanθ＝meq\f(v2,R)，解得：tanθ＝eq\f(9,140)；由題意得tanθ＝sinθ＝eq\f(h,L)，而L＝1400mm，聯(lián)立得：h＝90mm＝9cm，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤．答案：B6.(2019·銀川市高三聯(lián)考)我國首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星于2016年8月16日1點(diǎn)40分成功發(fā)射．量子衛(wèi)星成功運(yùn)行后，我國在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系．假設(shè)量子衛(wèi)星軌道在赤道平面，如圖所示．已知量子衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的m倍，同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，圖中P點(diǎn)是地球赤道上一點(diǎn)，由此可知()A．同步衛(wèi)星與量子衛(wèi)星的運(yùn)行周期之比為eq\f(n3,m3)B．同步衛(wèi)星與P點(diǎn)的速度之比為eq\f(1,n)C．量子衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的速度之比為eq\f(n,m)D．量子衛(wèi)星與P點(diǎn)的速度之比為eq\r(\f(n3,m))解析：由開普勒第三定律eq\f(R\o\al(3,同),R\o\al(3,量))＝eq\f(T\o\al(2,同),T\o\al(2,量))可知，eq\f(T\o\al(2,同),T\o\al(2,量))＝eq\f(n3,m3)，可知同步衛(wèi)星與量子衛(wèi)星的運(yùn)行周期之比為eq\r(\f(n3,m3))，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，由v＝ωr＝eq\f(2π,T)r可得同步衛(wèi)星與P點(diǎn)的速度之比為v同∶vP＝n∶1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)解得v＝eq\r(\f(GM,r))，量子衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的速度之比為eq\f(v量,v同)＝eq\r(\f(R同,R量))＝eq\r(\f(n,m))，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；量子衛(wèi)星與P點(diǎn)的速度之比為eq\f(v量,vP)＝eq\f(v量,v同)·eq\f(v同,vP)＝eq\r(\f(n3,m))，選項(xiàng)D正確．答案：D7．(2019·黑龍江齊齊哈爾聯(lián)考)如圖所示，固定在豎直平面內(nèi)的eq\f(1,4)圓弧軌道與水平軌道相切于最低點(diǎn)B，質(zhì)量為m的小物塊從圓弧軌道的頂端A由靜止滑下，經(jīng)過B點(diǎn)后沿水平軌道運(yùn)動(dòng)，并停在到B點(diǎn)距離等于圓弧軌道半徑的C點(diǎn)．圓弧軌道粗糙，物塊與水平軌道間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度大小為g.物塊到達(dá)B點(diǎn)前瞬間對(duì)軌道的壓力大小為()A．2μmg B．3mgC．(1＋2μ)mg D．(1＋μ)mg解析：設(shè)圓軌道的半徑為r.物塊從B到C的過程，由動(dòng)能定理得：－μmgr＝0－eq\f(1,2)mveq\o\al(2,B)；在B點(diǎn)，由牛頓第二定律得：N－mg＝meq\f(v\o\al(2,B),r)；聯(lián)立得：N＝(1＋2μ)mg；由牛頓第三定律知物塊到達(dá)B點(diǎn)前瞬間對(duì)軌道的壓力大小為(1＋2μ)mg，故選C.答案：C8．(多選)(2019·四川瀘州一診)2018年6月14日11時(shí)06分，探月工程嫦娥四號(hào)任務(wù)“鵲橋”中繼星成功實(shí)施軌道捕獲控制，進(jìn)入環(huán)繞距月球約6.5萬公里的地月拉格朗日L2點(diǎn)的Halo使命軌道，成為世界首顆運(yùn)行在地月L2點(diǎn)Halo軌道的衛(wèi)星．地月L2是個(gè)“有趣”的位置，在這里中繼星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期相同．下列說法正確的是()A．“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度比月球繞地球角速度大B．“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度比月球繞地球線速度大C．“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的向心加速度比月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的向心加速度小D．“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期比地球的同步衛(wèi)星周期長解析：由題知中繼星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期相同，由ω＝eq\f(2π,T)可知，“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與月球繞地球角速度相等，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由v＝ωr可知，“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度比月球繞地球的線速度大，選項(xiàng)B正確；由向心加速度公式，a＝ωv，可知“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的向心加速度比月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的向心加速度大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；地球同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為1天，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期約為28天，中繼星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期與月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期相同，也是約28天，所以“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期比地球的同步衛(wèi)星周期長，選項(xiàng)D正確．答案：BD9．(2019·湖北黃岡1月調(diào)研)據(jù)報(bào)道，2020年我國首顆“人造月亮”將完成從發(fā)射、入軌、展開到照明的整體系統(tǒng)演示驗(yàn)證．“人造月亮”是一種攜帶大型空間反射鏡的人造空間照明衛(wèi)星，將部署在距離地球500km以內(nèi)的低地球軌道上，其亮度是月球亮度的8倍，可為城市提供夜間照明．假設(shè)“人造月亮”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則“人造月亮”在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)()A．“人造月亮”的線速度等于第一宇宙速度B．“人造月亮”的角速度大于月球繞地球運(yùn)行的角速度C．“人造月亮”的向心加速度大于地球表面的重力加速度D．“人造月亮”的公轉(zhuǎn)周期大于月球繞地球運(yùn)行的周期解析：根據(jù)第一宇宙速度的意義可知，繞地球表面運(yùn)行的衛(wèi)星的線速度等于第一宇宙速度，由Geq\f(mM,r2)＝meq\f(v2,r)可得v＝eq\r(\f(GM,r))，“人造月亮”在距離地球500km以內(nèi)的低地球軌道上運(yùn)動(dòng)，r>R，其“人造月亮”的線速度小于第一宇宙速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由Geq\f(mM,r2)＝mrω2可得ω＝eq\r(\f(GM,r3)).由于“人造月亮”繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r遠(yuǎn)小于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑，所以“人造月亮”的角速度大于月球繞地球運(yùn)行的角速度，選項(xiàng)B正確；由Geq\f(mM,r2)＝ma和Geq\f(mM,R2)＝mg可知，“人造月亮”的向心加速度小于地球表面的重力加速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由Geq\f(mM,r2)＝mreq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2可得T＝2πeq\r(\f(r3,GM)).由于“人造月亮”繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r遠(yuǎn)小于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑，所以“人造月亮”繞地球運(yùn)動(dòng)的周期小于月球繞地球運(yùn)行的周期，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：B[B組中難題目練通抓牢]10．(多選)(2019·安徽合肥二模)“嫦娥四號(hào)”在月球背面軟著陸和巡視探測，創(chuàng)造了人類探月的歷史．為了實(shí)現(xiàn)“嫦娥四號(hào)”與地面間的太空通訊，我國于2018年5月發(fā)射了中繼衛(wèi)星“鵲橋”，它是運(yùn)行于地月拉格朗日L2點(diǎn)的通信衛(wèi)星，L2點(diǎn)位于地球和月球連線的延長線上．若某飛行器位于L2點(diǎn)，可以在幾乎不消耗燃料的情況下與月球同步繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示．已知地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的k倍，飛行器質(zhì)量遠(yuǎn)小于月球質(zhì)量，地球與月球中心距離是L2點(diǎn)與月球中心距離的n倍．下列說法正確的是()A．飛行器的加速度大于月球的加速度B．飛行器的運(yùn)行周期大于月球的運(yùn)行周期C．飛行器所需的向心力由地球?qū)ζ湟μ峁〥．k與n滿足k＝eq\f(n3n＋12,3n2＋3n＋1)解析：根據(jù)題述，位于L2點(diǎn)的飛行器與月球同步繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，二者圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度ω相同，周期相同，由于飛行器圍繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r大于月球，由a＝ω2r可知，飛行器的加速度大于月球的加速度，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；飛行器圍繞地球圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由地球?qū)ζ湟驮虑驅(qū)ζ湟Φ暮狭μ峁?，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；設(shè)月球質(zhì)量為M，飛行器質(zhì)量為m，L2點(diǎn)與月球中心距離為r，月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，Geq\f(kM2,nr2)＝Mω2nr，位于L2點(diǎn)的飛行器繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，Geq\f(kMm,n＋12r2)＋Geq\f(Mm,r2)＝mω2(n＋1)r，聯(lián)立解得k與n滿足k＝eq\f(n3n＋12,3n2＋3n＋1)，選項(xiàng)D正確．答案：AD11．(多選)(2019·廣東茂名一模)嫦娥四號(hào)于2019年1月3日在月球背面著陸，嫦娥五號(hào)也計(jì)劃在今年發(fā)射．如果嫦娥五號(hào)經(jīng)過若干次軌道調(diào)整后，先在距離月球表面h的高度處繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，然后開啟反沖發(fā)動(dòng)機(jī)，嫦娥五號(hào)著陸器暫時(shí)處于懸停狀態(tài)，最后實(shí)現(xiàn)軟著陸，自動(dòng)完成月面樣品采集，并從月球起飛，返回地球．月球的半徑為R且小于地球的半徑，月球表面的重力加速度為g0且小于地球表面的重力加速度，引力常量為G.不考慮月球的自轉(zhuǎn)，則下列說法正確的是()A．嫦娥五號(hào)探測器繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度可能大于地球的第一宇宙速度B．月球的平均密度ρ＝eq\f(3g0,4πGR)C．嫦娥五號(hào)探測器在繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的t時(shí)間內(nèi)，繞月球運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)n＝eq\f(t,T)＝eq\f(tR,2πR＋h)eq\r(\f(g0,R＋h))D．根據(jù)題目給出數(shù)據(jù)無法求出月球的第一宇宙速度解析：由于月球表面的重力加速度只有地面的eq\f(1,6)，月球半徑小于地球半徑，由v＝eq\r(gR)可知，嫦娥五號(hào)探測器繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度一定小于地球的第一宇宙速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由Geq\f(Mm,R2)＝mg0，ρ＝eq\f(M,V)，V＝eq\f(4,3)πR3，聯(lián)立解得ρ＝eq\f(3g0,4πGR)，選項(xiàng)B正確；由Geq\f(Mm,R＋h2)＝m(R＋h)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2，Geq\f(Mm,R2)＝mg0，聯(lián)立解得T＝eq\f(2πR＋h,R)eq\r(\f(R＋h,g0))，嫦娥五號(hào)探測器在繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的t時(shí)間內(nèi)，繞月球運(yùn)轉(zhuǎn)圈數(shù)n＝eq\f(t,T)＝eq\f(tR,2πR＋h)eq\r(\f(g0,R＋h))，選項(xiàng)C正確；由mg0＝meq\f(v\o\al(2,1),R)可得月球的第一宇宙速度v1＝eq\r(g0R)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：BC12．(2019·第一次全國大聯(lián)考)如圖甲所示，輕桿的一端固定一小球(視為質(zhì)點(diǎn))另一端套在光滑的水平軸O上，O軸的正上方有一速度傳感器，可以測量小球通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小v；O軸處有力傳感器，可以測量小球通過最高點(diǎn)時(shí)O軸受到桿的作用力F，若豎直向下為力的正方向，小球在最低點(diǎn)時(shí)給不同的初速度，得到Fv2圖象如圖乙所示，g取10m/s2，則()A．O軸到球心間的距離為0.5mB．小球的質(zhì)量為3kgC．小球恰好通過最高點(diǎn)時(shí)的速度大小為5m/sD．小球在最低點(diǎn)的初速度大小為eq\r(15)m/s時(shí)通過最高點(diǎn)時(shí)桿不受球的作用力解析：小球通過最高點(diǎn)時(shí)，O軸受到桿的作用力F與小球受到桿的作用力F′等值反向，即F＝－F′.小球過最高點(diǎn)時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律有mg＋F′＝meq\f(v2,R)，得F＝－eq\f(m,R)v2＋mg，結(jié)合圖乙，斜率為eq\f(m,R)＝eq\f(3,5)，當(dāng)v2＝0時(shí)mg＝3，解得m＝0.3kg，R＝0.5m，當(dāng)F＝0時(shí)v＝eq\r(gR)，當(dāng)小球通過最高點(diǎn)的速度v1＝eq\r(gR)＝eq\r(5)m/s，球恰好通過最高點(diǎn)，選項(xiàng)A正確，B、C錯(cuò)誤；設(shè)小球在最低點(diǎn)的初速度為v0時(shí)，通過最高點(diǎn)時(shí)球不受桿的作用力，則根據(jù)機(jī)械能守恒定律有eq\f(1,2)mveq\o\al(2,0)＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＋mg·2R，解得v0＝5m/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：A[C組探究創(chuàng)新從容應(yīng)對(duì)]13．(2019·江蘇泰州聯(lián)考)如圖所示是網(wǎng)球發(fā)球機(jī)，某次室內(nèi)訓(xùn)練時(shí)將發(fā)球機(jī)放在距地面一定的高度，然后向豎直墻面發(fā)射網(wǎng)球．假定網(wǎng)球水平射出，某兩次射出的網(wǎng)球碰到墻面時(shí)與水平方向夾角分別為30°和60°，若不考慮網(wǎng)球在空中受到的阻力，則()A．兩次發(fā)射的初速度之比為3∶1B．碰到墻面前空中運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比為1∶3C．下降高度之比為1∶3D．碰到墻面時(shí)動(dòng)能之比為3∶1解析：在平拋運(yùn)動(dòng)過程中，h＝eq\f(1,2)gt2，x＝v0t，位移與水平方向夾角的正切值tanα＝eq\f(h,x)＝eq\f(gt,2v0).速度與水平方向夾角的正切值tanβ＝eq\f(v0,vy)＝eq\f(gt,v0).則tanβ＝2tanα.在平拋運(yùn)動(dòng)中，h＝xeq\f(tanβ,2).所以eq\f(h1,h2)＝eq\f(tan30°,tan60°)＝eq\f(1,3)，由h＝eq\f(1,2)gt2可知，eq\f(t1,t2)＝eq\r(\f(h1,h2))＝eq\f(\r(3),3)，速度v＝eq\f(x,t)，可得eq\f(v1,v2)＝eq