全品复习方案2020届高考物理一轮复习第4单元曲线运动万有引力与航天课时作业含解析.pdf

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1、曲线运动 万有引力与航天课时作业曲线运动 万有引力与航天课时作业 课时作业(九) 第 9 讲 运动的合成与分解 时间/40 分钟 基础达标 1.关于两个运动的合成,下列说法正确的是( ) A.小船渡河的运动中,水流速度大小不影响小船渡河所需时间 B.小船渡河的运动中,小船的对地速度一定大于水流速度 C.两个直线运动的合运动一定也是直线运动 D.不在一条直线上的两个匀速直线运动的合运动不一定是匀速直线运动 2.一辆汽车在水平公路上沿曲线由M向N行驶,速度逐渐减小.图 K9-1 中分别画出了汽车转弯所 受合力F的四种方向,其中可能正确的是 ( ) 图 K9-1 图 K9-2 3.(多选)图 K9-

2、2 为一个做匀变速曲线运动的质点的轨迹示意图,已知在B点的速度与加速度相互 垂直,则下列说法中正确的是( ) A.在D点的速率比在C点的速率大 B.在A点的加速度与速度的夹角小于 90 C.在A点的加速度和在D点的加速度相等 D.从A到D过程中,加速度与速度的夹角先增大后减小 图 K9-3 4. 2018嘉兴模拟 如图 K9-3 所示,直线AB和CD是彼此平行且笔直的河岸,若河水不流动,小船 船头垂直于河岸由A点匀速驶向对岸,小船的运动轨迹为直线P.若河水以稳定的速度沿平行于河 岸方向流动,且整个河流中水的流速处处相等,现仍保持小船船头垂直于河岸由A点匀加速驶向对 岸,则小船实际运动的轨迹可能

3、是图中的 ( ) A.直线PB.曲线QC.直线RD.曲线S 图 K9-4 5.(多选)如图 K9-4 所示,高为H的塔吊臂上有一可以沿水平方向运动的小车A,小车A下的绳索吊 着重物B.在小车A与重物B以相同的水平速度沿吊臂向右匀速运动的同时,绳索将重物B向上吊 起,A、B之间的距离以d=H-t2的规律随时间t变化,则在此过程中( ) A.绳索受到的拉力不断增大 B.绳索对重物做功的功率不断增大 C.重物做速度不断增大的曲线运动 D.重物做加速度不断减小的曲线运动 图 K9-5 6.(多选)在杂技表演中,猴子沿竖直杆向上爬,同时人顶着直杆水平向右移动,以出发点为坐标原 点建立平面直角坐标系如图

4、K9-5 所示.若猴子沿x轴和y轴方向运动的速度v随时间t变化的图 像分别如图 K9-6 甲、乙所示,则猴子在 0t0时间内( ) 图 K9-6 A.做变加速运动 B.做匀变速运动 C.运动的轨迹可能如图丙所示 D.运动的轨迹可能如图丁所示 7.有甲、乙两只船,它们在静水中航行的速度分别为v1、v2.现在两船从同一渡口向河对岸开去, 已知甲船想用最短时间渡河,乙船想以最短航程渡河,结果两船抵达对岸的地点恰好相同,则甲、 乙两船渡河所用时间之比为( ) A.B.C.D. 技能提升 图 K9-7 8.(多选)一物体在光滑的水平桌面上运动,在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间 变化的规律如

5、图 K9-7 所示.关于物体的运动,下列说法正确的是 ( ) A.物体做曲线运动 B.物体做直线运动 C.物体运动的初速度大小是 50m/s D.物体运动的初速度大小是 10m/s 9.质量为m=4kg的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O处,先用沿+x轴方向的力F1=8N 作用了 2s,然后撤去F1;再用沿+y轴方向的力F2=24N 作用了 1s,则质点在这 3s 内的轨迹为图 K9- 8 中的( ) 图 K9-8 10.(多选)船在静水中的速度与时间的关系图像如图 K9-9 甲所示,河水的流速随离一侧河岸的距 离的变化关系图像如图乙所示.若该船以最短时间成功渡河,则下列说法正确的是(

6、 ) 图 K9-9 A.船在河水中的最大速度是 5m/s B.船渡河的时间是 150s C.船在行驶过程中,船头必须始终与河岸垂直 D.船渡河的位移是102m 11.如图 K9-10 所示,甲、乙两船在静水中的速度相等,船头与河岸上、下游夹角均为,水流速度 恒定,下列说法正确的是( ) 图 K9-10 A.甲船渡河的实际速度小于乙船的实际速度 B.乙船渡河的位移大小可能等于河宽 C.甲船渡河时间短,乙船渡河时间长 D.在渡河过程中,甲、乙两船有可能相遇 图 K9-11 12.如图 K9-11 所示,质量为m的物体P置于倾角为1的固定光滑斜面上,斜面足够长,轻细绳跨 过光滑定滑轮分别连接着P与动

7、力小车,P与滑轮间的细绳平行于斜面,小车带动物体P以速率v 沿斜面匀速运动,下列判断正确的是 ( ) A.小车的速率为v B.小车的速率为vcos1 C.小车速率始终大于物体速率 D.小车做匀变速运动 挑战自我 图 K9-12 13.一轻杆两端分别固定质量为mA和mB的两个小球A和B(A、B可视为质点),将其放在一个光滑 球形容器中使其从位置1 开始下滑,如图 K9-12 所示,当轻杆到达位置 2时,A球与球形容器球心等 高,A球的速度大小为v1,已知此时轻杆与水平方向成=30角,B球的速度大小为v2,则 ( ) A.v2=v1B.v2=2v1 C.v2=v1D.v2=v1 14.如图K9-1

8、3 所示,在光滑水平面上有坐标系xOy,质量为 1kg的质点开始静止在xOy平面上的原 点O处,从某一时刻起受到沿x轴正方向的恒力F1的作用,F1的大小为 2N,力F1作用一段时间t0 后撤去,撤去力F1后 5s 末质点恰好通过该平面上的A点,A点的坐标为(11m,15m). (1)为使质点按题设条件通过A点,在撤去力F1的同时对质点施加一个沿y轴正方向的恒力F2,力 F2应为多大? (2)力F1的作用时间t0为多长? (3)在图中画出质点运动轨迹示意图,在坐标系中标出必要的坐标. 图 K9-13 课时作业(十) 第 10 讲 抛体运动 时间/40 分钟 基础达标 1.发球机从同一高度向正前方

9、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,下列说法正确的是( ) A.速度较小的球下降相同距离所用的时间较长 B.速度较小的球下降相同距离时在竖直方向上的速度较大 C.速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大 D.速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较短 图 K10-1 2. 2018汉中二检 如图 K10-1 所示,A、B两个质量相同的小球在同一竖直线上,离地高度分别为 2h和h,将两球水平抛出后,两球落地时的水平位移之比为 12,重力加速度为g,则下列说法正确 的是( ) A.A、B两球的初速度之比为 14 B.A、B两球的初

10、速度之比为 12 C.若两球同时抛出,则落地的时间差为 D.若两球同时落地,则两球抛出的时间差为(-1) 图 K10-2 3. 2019皖南联考 图 K10-2 为三个小球初始时刻的位置图,将它们同时向左水平抛出,它们都会 落到D点,DE=EF=FG,不计空气阻力.关于三小球,下列说法正确的是( ) A.若初速度相同,则高度之比hAhBhC=123 B.若初速度相同,则高度之比hAhBhC=135 C.若高度之比hAhBhC=123,则落地时间之比tAtBtC=123 D.若高度之比hAhBhC=123,则初速度之比vAvBvC=1 图 K10-3 4. 2018太原二模 如图K10-3所示,

11、直角三角形斜劈ABC的斜面AC的倾角为37,以直角顶点B 为坐标原点,分别沿BA边和BC边建立x轴和y轴,已知AB边水平,边长为 8m.从D(11m,2m)点以 初速度v0沿x轴负方向抛出一个可视为质点的小球,一段时间后,小球落在斜面AC上,则此时小球 的速度方向与x轴负方向夹角的最大值为(已知 sin37=0.6,cos37=0.8)( ) A.30B.37C.53D.60 图 K10-4 5. 2018曲靖罗平三中月考 如图 K10-4 所示,水平面上固定有一个斜面,从斜面顶端向右平抛一 个小球,当初速度为v0时,小球恰好落到斜面底端,小球的飞行时间为t0.现用不同的初速度从该 斜面顶端向

12、右平抛这个小球,如图 K10-5 所示的图像中能正确表示小球做平抛运动的时间t随初 速度v变化的函数关系的是( ) 图 K10-5 技能提升 图 K10-6 6.如图K10-6所示,B为竖直圆弧轨道的左端点,它和圆心O的连线与竖直方向的夹角为.一小球 在圆弧轨道左侧的A点以速度v0水平抛出,恰好沿B点的切线方向进入轨道,已知重力加速度为g, 则A、B之间的水平距离为 ( ) A.B. C.D. 图 K10-7 7.如图 K10-7 所示,1、 2 两个小球以相同的速度v0水平抛出.球 1 从左侧斜面抛出,经过t1时间落 回斜面上;球 2 从某处抛出,经过t2时间恰能垂直撞在右侧的斜面上.已知左

13、、右侧斜面的倾角分 别为=30、=60,则 ( ) A.t1t2=11B.t1t2=21 C.t1t2=1D.t1t2=1 图 K10-8 8.如图 K10-8 所示为简化后的跳台滑雪的雪道示意图.运动员从助滑雪道AB上由静止开始下滑, 到达C点后水平飞出(不计空气阻力),最后落到F点(图中未画出).D是运动轨迹上的一点,运动员 在该点时的速度方向与轨道CE平行.设运动员从C到D和从D到F的运动时间分别为tCD和tDF,DG 和斜面CE垂直,则( ) A.tCD大于tDF,CG等于GF B.tCD等于tDF,CG小于GF C.tCD大于tDF,CG小于GF D.tCD等于tDF,CG等于GF

14、图 K10-9 9.如图 K10-9 所示,半圆形凹槽的半径为R,O点为其圆心.在与O点等高的边缘A、B两点分别以 水平速度v1、v2同时相向抛出两个小球,已知v1v2=13,两小球恰好都落在弧面上的P点.以下 说法中正确的是( ) A.AOP为 45 B.若要使两小球落在P点右侧的弧面上同一点,则应使v1、v2都增大 C.改变v1、v2,只要两小球落在弧面上的同一点,v1与v2之和就不变 D.若只增大v1,则两小球可在空中相遇 10.如图 K10-10 所示,a、b两小球分别从半圆轨道顶端和斜面顶端以大小相等的初速度v0同时水 平飞出,已知半圆轨道的半径与斜面高度相等,斜面底边长是其高度的

15、2 倍.若小球a能落到半圆 轨道上,小球b能落到斜面上,则( ) 图 K10-10 A.b球一定先落在斜面上 B.a球可能垂直落在半圆轨道上 C.a、b两球可能同时落在半圆轨道和斜面上 D.a、b两球不可能同时落在半圆轨道和斜面上 11.某物理兴趣小组的同学做“研究平抛运动”实验时被分成了两组,其中一组让小球做平抛运动, 用频闪照相机对准方格背景照相,拍摄到如图 K10-11 所示的照片,已知每个小方格的边长为 10cm, 重力加速度g取 10m/s2.其中C点处的位置坐标被污迹覆盖. 图 K10-11 (1)若以拍摄的第 1 个点为坐标原点,分别以水平向右和竖直向下为x、y轴的正方向建立直角

16、坐 标系,则被拍摄到的小球在C点的位置坐标为 . (2)小球的初速度大小为 . (3)另一小组的同学正确进行了实验步骤并正确描绘了小球做平抛运动的轨迹,测量并记录下轨 迹上的不同点的坐标值.根据所记录的数据,以y为纵轴、x2为横轴在坐标纸上画出对应的图像, 发现图像为过原点的直线,并测出直线的斜率为 2,则平抛运动的初速度v0= m/s.(结果可 用根号表示) 挑战自我 12.如图 K10-12 所示,距离水平地面高度始终为 125m 的飞机沿水平方向做匀加速直线运动,某时 刻起飞机依次从a、b、c三处分别释放甲、乙、丙三个物体,释放的时间间隔均为T=2s,三个物体 分别落在水平地面上的A、B

17、、C三处.已知sAB=160m,sBC=180m,空气阻力不计,g取 10m/s2,求: (1)飞机飞行的加速度大小; (2)飞机释放甲、乙、丙三个物体时的瞬时速度大小. 图 K10-12 13.如图 K10-13 所示,一位网球运动员以拍击球,使网球沿水平方向飞出.第一个球飞出时的初速 度为v1,落在自己一方场地上后弹跳起来,刚好擦网而过,并落在对方场地的A点处.第二个球飞出 时的初速度为v2,直接擦网而过,也落在A点处.设球与地面碰撞时没有能量损失,且不计空气阻力, 求: (1)网球两次飞出时的初速度之比v1v2; (2)运动员击球点的高度H与网高h之比Hh. 图 K10-13 课时作业(

18、十一) 第 11 讲 圆周运动 时间/40 分钟 基础达标 图 K11-1 1. 2018天津一中摸底 如图 K11-1 所示,O1为皮带传动的主动轮的轴心,轮半径为r1;O2为从动 轮的轴心,轮半径为r3;r2为固定在从动轮上的小轮半径.已知r3=2r1,2r2=3r1.A、B和C分别是 3 个轮边缘上的点,则A、B、C三点的向心加速度之比是 ( ) A.421B.843 C.211D.632 图 K11-2 2.(多选) 2018太原二模 如图 K11-2 所示,双手端着半球形的玻璃碗,碗内放有三个相同的小玻 璃球.双手晃动玻璃碗,当碗静止后碗口在同一水平面内,三小球沿碗的内壁在不同的水平

19、面内做 匀速圆周运动.不考虑摩擦作用,下列说法中正确的是( ) A.三个小球受到的合力大小相等 B.距碗口最近的小球的线速度最大 C.距碗底最近的小球的向心加速度最小 D.处于中间位置的小球的周期最小 图 K11-3 3. 2018贵阳模拟 在高速公路的拐弯处,通常路面都是外高内低.如图 K11-3 所示,在某路段汽 车向左水平拐弯,司机左侧的路面比右侧的路面低一些,汽车的运动可看作是半径为R的圆周运动. 设内、外路面高度差为h,路基的水平宽度为d,路面的宽度为L,已知重力加速度为g.要使车轮与 路面之间的横向摩擦力(即垂直于前进方向)等于零,则汽车转弯时的车速应等于( ) A.B.C.D.

20、图 K11-4 4.如图 K11-4 所示,质量相同的甲、乙两小球用轻细线悬于同一点O1,在不同的平面内做圆周运动, 两球做圆周运动的轨道在同一倒立的圆锥面上,悬点O1与两圆轨道的圆心O2、O3以及锥顶O4在同 一竖直线上,且O2、O3将O1O4三等分,则甲、乙两球运动的角速度的比值为( ) A.1 B.C.2 D. 图 K11-5 5.如图 K11-5 所示,半径为R、内壁光滑的硬质小圆桶固定在小车上,小车以速度v在光滑的水平 公路上做匀速运动,有一质量为m、可视为质点的光滑小铅球在小圆桶底端与小车保持相对静止, 重力加速度为g.当小车与固定在地面上的障碍物相碰后,小车的速度立即变为零.关于

21、碰后的运 动(小车始终没有离开地面),下列说法正确的是( ) A.铅球能上升的最大高度一定等于 B.无论v有多大,铅球上升的最大高度不超过 C.要使铅球一直不脱离圆桶,v的最小速度为 D.若铅球能到达圆桶最高点,则铅球在最高点的速度大小可以等于零 图 K11-6 6. 2018宜昌一模 如图 K11-6 所示,一块足够大的光滑平板能绕水平固定轴MN调节其与水平面 所成的夹角,板上有一根长为l=0.60m的轻细绳,它的一端系住一质量为m的小球P,另一端固定在 板上的O点.当平板的倾角调为时,先将轻绳平行于水平轴MN拉直,然后给小球一沿着平板并与 轻绳垂直的初速度v0=3.0m/s.若小球能保持在

22、板面内做圆周运动,则倾角的最大值为(重力加速 度g取 10m/s2)( ) A.30B.45C.60D.90 技能提升 图 K11-7 7.(多选) 2019辽宁六校联考 如图 K11-7 所示,转动轴垂直于光滑水平面,交点O的上方h高处 固定着细绳,细绳的下端拴接一质量为m的小球B,绳长lh,转动轴带动小球在光滑水平面上做圆 周运动,重力加速度为g.当转动的角速度逐渐增大时,下列说法正确的是( ) A.小球始终受到三个力的作用 B.细绳上的拉力始终不变 C.要使小球不离开水平面,角速度的最大值为 D.若lv3B.v2v1 C.a3a2D.T1T2 图 Z4-2 4.某同学根据测得的不同卫星绕

23、地球做圆周运动的半径r与角速度的关系作出如图 Z4-2 所示 图像,则可求得地球质量为(已知引力常量为G)( ) A. B. C. D. 5. 2018郑州模拟 2017 年 11 月 21 日,我国以“一箭三星”方式将吉林一号视频 04、05、06 星 成功发射.其中吉林一号 04 星的工作轨道高度约为 535km,比同步卫星轨道低很多,同步卫星的轨 道又低于月球的轨道,其轨道关系如图 Z4-3 所示.下列说法正确的是( ) 图 Z4-3 A.吉林一号 04 星的发射速度一定小于 7.9km/s B.同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球的角速度大 C.吉林一号 04 星绕地球运行的周期比同

24、步卫星的周期大 D.所有卫星在运行轨道上完全失重,重力加速度为零 6.我国建立在北纬 43的内蒙古赤峰草原天文观测站在金鸽牧场揭牌并投入使用,该天文观测站 应用了先进的天文望远镜.现有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星,一位观测员在对该卫星的天 文观测时发现:每天晚上相同时刻该卫星总能出现在天空正上方同一位置.已知地球质量为M,地 球自转的周期为T,地球半径为R,引力常量为G.关于这颗卫量,下列说法正确的是 ( ) A.该卫星一定在同步卫星轨道上 B.该卫星轨道平面与地球北纬 43纬线平面共面 C.该卫星可出现在满足轨道半径r=(n=1,2,3,)的任一轨道上 D.该卫星可出现在满足轨道半径r=(

25、n=1,2,3,)的部分轨道上 技能提升 图 Z4-4 7. 2019中原名校联考 如图 Z4-4 所示,质量均为m的卫星A、B用长为l的轻绳连接,以相同角 速度绕某小行星运行,绳始终沿半径方向.若已知卫星A的轨道半径为r(r=2l),该小行星质量为 M,引力常量为G,忽略A、B间的万有引力,则绳中拉力T和卫星角速度分别为( ) A.T=0,= B.T=0,= C.T=,= D.T=,= 图 Z4-5 8.如图 Z4-5 所示,卫星携带一探测器在半径为 3R(R为地球半径)的圆轨道上绕地球飞行.在a点, 卫星上的辅助动力装置短暂工作,将探测器沿运动方向射出(设辅助动力装置喷出的气体质量可忽 略

26、).之后卫星沿新的椭圆轨道运动,其近地点b距地心的距离为nR(n略小于 3),已知地球质量为M, 引力常量为G,则卫星在椭圆轨道上运行的周期为 ( ) A.(3+n)RB.(3+n)RC.6RD.R 9.(多选) 2018湖南张家界三模 2018 年 7 月 27 日发生了“火星冲日”现象,我国整夜可见. “火星冲日”是指火星、地球和太阳几乎排列成一线,地球位于太阳与火星之间,此时火星被太阳 照亮的一面完全朝向地球,所以明亮而易于观察.地球和火星绕太阳公转的方向相同,轨迹都可近 似为圆,火星公转轨道半径为地球的 1.5 倍,则( ) A.地球的公转周期比火星的公转周期小 B.地球的运行速度比火

27、星的运行速度小 C.“火星冲日”现象每年都会出现 D.地球与火星的公转周期之比为 图 Z4-6 10.(多选) 2018广东七校联考 地球赤道上的重力加速度为g,物体在赤道上随地球自转的向心 加速度为a,卫星甲、乙、丙在如图 Z4-6 所示三个椭圆轨道上绕地球运行,卫星甲和乙的运行轨道 在P点相切.以下说法中正确的是( ) A.如果地球自转的角速度突然变为原来的倍,那么赤道上的物体将会恰好“飘”起来 B.卫星甲、乙经过P点时的加速度大小相等 C.卫星甲的周期最大 D.三个卫星在远地点的速度可能大于第一宇宙速度 挑战自我 图 Z4-7 11.(多选) 2019湖南长沙联考 如图 Z4-7 所示,

28、已知地球的一颗同步卫星信号最多覆盖地球赤 道上的经度范围为 2,另一颗其他卫星信号最多覆盖赤道上的经度范围为 2(图中未画出), ,两颗卫星围绕地球转动的方向相同,不考虑两卫星间的影响.某时刻另一颗卫星位于地球和同 步卫星连线之间的某一位置.下列说法正确的是( ) A.另一颗卫星的周期为 24小时 B.同步卫星和另一颗卫星的线速度之比为 C.至少经过小时,另一颗卫星再次到 达地球和同步卫星连线中间某一位置 D.经过相同时间,同步卫星与另一颗卫星半径扫过的面积的比值为 12.物体在万有引力场中具有的势能叫作引力势能.若取两物体相距无穷远时的引力势能为零,一 个质量为m0的质点距质量为M0的引力源

29、中心为r0时,其引力势能Ep=-(式中G为引力常 量).如图 Z4-8 所示,一颗质量为m的人造地球卫星在离地面高度为h的圆形轨道上环绕地球飞行, 已知地球的质量为M,地球半径为R.(1)该卫星在距地面高度为h的圆轨道上绕地球做匀速圆周运 动时的周期为多少?(2)该卫星在距地面高度为h的圆轨道上绕地球做匀速圆周运动时的动能为多 少?(3)假定在地球表面的该卫星要想挣脱地球引力的束缚,卫星发动机至少要做多少功? 图 Z4-8 课时作业(九) 1.A 解析水流速度不影响渡河时间,选项 A 正确;合运动的速度可能比分速度大,也可能比分速 度小,还可能与分速度相等,选项 B 错误;两个分运动是直线运动

30、,其合运动可能是曲线运动,比如 平抛运动,选项 C 错误;不在同一条直线上的两个匀速直线运动合成,没有加速度,则合运动也一定 是匀速直线运动,选项 D 错误. 2.C 解析根据曲线运动的条件,合力应该指向轨迹的凹侧,选项 A、D 错误;因为汽车的速度逐 渐减小,可知沿切线方向的分力与速度反向,选项 C 正确,B 错误. 3.AC 解析质点做匀变速曲线运动,合力的大小与方向均不变,加速度不变,故 C 正确;由B点的 速度与加速度相互垂直可知,合力方向与B点切线垂直且向下,故质点由C到D的过程中,合力做 正功,速率增大,A正确;A点的加速度方向与过A点的切线即速度方向的夹角大于90,B错误;从A

31、到D过程,加速度与速度的夹角一直变小,D 错误. 4.D 解析小船在流动的河水中行驶时,同时参与两个方向的分运动,一是沿水流方向的匀速直 线运动,二是沿垂直于河岸方向的匀加速直线运动.小船沿垂直于河岸方向具有加速度,由牛顿第 二定律可知,小船所受的合外力沿该方向,根据物体做曲线运动时轨迹与其所受外力方向的关系 可知,小船的运动轨迹应弯向合外力方向,故轨迹可能是曲线S. 5.BC 解析A、B之间的距离以d=H-t2的规律随时间t变化,重物在竖直方向上做匀加速直线运 动,加速度方向向上,加速度大小为2m/s2,因合力恒定,则拉力大小不变,选项A错误;根据P=Fvy知, 竖直方向上的分速度逐渐增大,

32、则绳索对重物做功的功率不断增大,选项 B 正确;重物在水平方向 上做匀速直线运动,在竖直方向上做匀加速直线运动,则合速度v=,合速度逐渐增大, 因为加速度的方向与速度方向不在同一条直线上,所以合运动为曲线运动,选项 C 正确;合运动的 加速度不变,做匀变速曲线运动,选项 D 错误. 6.AD 解析由图像知,猴子在x轴方向做匀速直线运动,加速度为零,合力为零;在y轴方向做变 加速直线运动,加速度不恒定,合力不恒定,所以猴子所受的合力不恒定,一定做变加速运动,选项 A 正确,B 错误.猴子的合力先沿y轴正方向,后沿y轴负方向,因与初速度不在同一直线上,则猴子 做曲线运动,根据合力指向轨迹的凹侧可知

33、,丁图是可能的,选项 C 错误,D 正确. 7.A 解析设河宽为d,甲船想用最短时间渡河,则时间t1=,且航线与下游的夹角的正切值 tan=,乙船想以最短航程渡河,有 sin=,则时间t2=,时间之比= =,选项 A 正确. 8.AC 解析由vt图像可以看出,物体在x方向做匀速直线运动,在y方向做匀变速直线运动, 故物体做曲线运动,A 正确,B 错误;物体的初速度为v0=m/s=50m/s,C 正确,D 错误. 9.D 解析在t1=2s 内,质点沿x轴方向的加速度a1=2m/s2,2s 末的速度v1=a1t1=4m/s,位移 x1=a1=4m;撤去F1后的t2=1s 内沿x轴方向做匀速直线运动

34、,位移x2=v1t2=4m,沿y轴方向 做初速度为零的匀加速直线运动,加速度a2=6m/s2,位移y=a2=3m,所以 3s 末质点的 坐标为(8m,3m),故 A、B 错误;由于曲线运动中合力指向轨迹的凹侧,故 C 错误,D 正确. 10.ACD 解析该船以最短时间成功渡河,则船头应与河岸垂直,渡河时间最短为t= s=100s,选项 B 错误,C 正确;由图乙可知,水流的最大速度为 4m/s,根据速度的合成可知,船在河水 中的最大速度是 5m/s,选项 A 正确;在这段时间内,船沿水流方向的位移x=m=200m,根据运动的合 成可知,船渡河的位移为102m,选项 D 正确. 11.A 解析设

35、水流速度为v0,船在静水中的速度为v1,由于甲船两分速度的夹角大于乙船两分速 度的夹角,根据平行四边形定则可知,甲船渡河的实际速度小于乙船的实际速度,选项 A 正确;乙船 的航向偏向下游,根据平行四边形定则可知,乙船渡河的位移大小不可能等于河宽,选项 B 错误;对 垂直于河岸的分运动,渡河时间t=,所以甲、 乙两船渡河时间相等,两船在沿河岸方向的速 度不相等,则沿河岸的位移不相等,所以两船不可能相遇,选项 C、D 错误. 12.C 解析将小车的速度v车进行分解,如图所示,则v=v车cos2,得v车=,选项 A、B 错 误;由速度的分解图可知v车v,选项 C 正确;小车做非匀变速运动,选项 D

36、错误. 13.C 解析当A球与球形容器球心等高时,速度v1方向竖直向下,速度分解图如图所示,由图可 知,v11=v1sin30=v1,B球此时速度方向与杆成=60角,因此v21=v2cos60=v2,两 球沿杆方向上的分速度相等,即v21=v11,解得v2=v1,选项 C 正确. 14.(1)1.2N (2)1s (3)如图所示 解析(1)撤去F1,在F2的作用下,沿x轴正方向质点做匀速直线运动,沿y轴正方向质点做匀加速 直线运动.由y=a2t2和a2=可得F2=1.2N. (2)在F1作用下,质点运动的加速度a1=2m/s2 由x1=a1,x-x1=vt=a1t0t 解得t0=1s. (3)

37、质点运动轨迹示意图如图所示. 课时作业(十) 1.D 解析平抛运动在竖直方向上为自由落体运动,由自由落体运动规律可知,选项 A、 B、 C 错误; 在水平方向上为匀速运动,由x=v0t可得,速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较短,选项 D 正确. 2.D 解析小球做平抛运动,竖直方向上的位移H=gt2,则运动时间t=,故A的运动时间 之比tA=2,B的运动时间tB=,小球做平抛运动,水平方向上的位移x=v0t,则= =,选项 A、B 错误;若两球同时抛出(落地), 则落地(抛出)的时间差t=tA-tB=(-1),选项 C 错误,选项 D 正确. 3.D 解析若初速度相同,根据水平方向上做匀

38、速直线运动知,运动时间之比tAtBtC=12 3,由下落高度h=gt2可知,高度之比hAhBhC=149,选项 A、B 错误;若高度之比hA hBhC=123,由h=gt2可知,运动时间之比tAtBtC=1,由v= =x可知, 初速度之比vAvBvC=1,选项 C 错误,D 正确. 4.C 解析小球的初速度越大,在斜面上的落点越靠上,落在斜面上时,竖直速度越小,合速度与 x轴负方向的夹角越小,反之,合速度与x轴负方向的夹角越大,当小球落在最低点A时,合速度与x 轴负方向的夹角最大.设位移方向与初速度方向的夹角为,速度偏向角为,则 tan= ,tan=2tan=,解得=53,C 正确. 5.C

39、解析设斜面的倾角为,当小球落在斜面上时,有 tan=,解得t=,可知t与初速度v 成正比;当小球落在水平面上时,根据h=gt2得,t=,可知运动时间不变,故 C 正确. 6.A 解析设小球到B点时速度为v,如图所示,有vx=v0,vy=v0tan,小球在竖直方向上做自由落 体运动,有vy=gt,联立得t=,A、B之间的水平距离为xAB=v0t=,选项 A 正确. 7.B 解析小球 1 从斜面上抛出后又落到斜面上,水平方向和竖直方向上的位移满足 tan= =, 解得t1=;小球2恰能垂直撞在右侧的斜面上,水平方向和竖直方向上的速度满足tan=, 解得t2=,所以t1t2=21,故 B 正确. 8

40、.B 解析以C点为原点,CE为x轴,垂直于CE向上为y轴,建立坐标系,进行运动分解,沿y轴 方向做类竖直上抛运动,沿x轴方向做匀加速直线运动.当运动员的速度方向与轨道平行时,在y 轴方向上到达最高点,根据对称性可知,tCD=tDF,而沿x轴方向上运动员做匀加速运动,故CG时, 小球与水平面分离,小球只受重力和绳子拉力两个力,绳子拉力T=随夹角的变化而变化; 若l,当角速度为时,有mgtan=m2lsin=mgsin,细绳与转 动轴的夹角=45,选项 C、D 正确. 8.BC 解析飞镖要击中A点,圆盘将转动半周的奇数倍,选项 A 错误;飞镖在水平方向上做匀速 直线运动,有L=v0t,击中A的时间

41、t=,选项 B 正确;飞镖在竖直方向上做自由落体运动,有 2R= gt2,联 立 解 得R=,选 项 C 正 确 ;又t=,故 角 速 度 = (k=0,1,2,),选项 D 错误. 9.B 解析若小球A恰好能到左侧轨道的最高点,由mg=m得vA=,根据机械能守恒定律得 mg(hA-2R)=m,解得hA=R,若小球B恰好能到右侧轨道的最高点,在最高点的速度 vB=0,根据机械能守恒定律得hB=2R,故hAhB,A 错误;设A球运动到轨道最低点时的速度为v1,有 mghA=m,由牛顿第二定律得FNA-mg=m,联立得A球在轨道最低点所受支持力的最小值 FNA=6mg,设B球运动到轨道最低点时的速

42、度为v2,有mghB=m,根据牛顿第二定律得FNB- mg=m,联立得B球在轨道最低点所受支持力的最小值FNB=5mg,故 B 正确,C 错误;小球A从最高 点飞出后做平抛运动,下落高度为R时,水平位移的最小值xA=vA=RR,所以A球落 在轨道右端开口外侧,而适当调整hB,可使B球恰好落在轨道右端开口处,D 错误. 10.ABD 解析对小环,有T(cos37+cos53)=mg,解得绳上的张力T=mg,又有T(sin37 +sin53)=m2r,解得转动半径r=,向心加速度an=g,绳长l=r=,选 项 A、B、D 正确;杆上A、B两点间的距离为r=,选项 C 错误. 11.(1)0.40k

43、g (2)8.0N (3)m/s 解析(1)小车的质量m=1.40kg-1.00kg=0.40kg (2)凹形桥模拟器的质量m0=1.00kg 设秤盘对凹形桥模拟器的支持力为FN,凹形桥模拟器对秤盘的压力为FN,根据力的平衡条件,对 凹形桥模拟器,有F+m0g=FN 根据牛顿第三定律可得FN=FN 而FN=m示g 其中m示=1.80kg 联立解得F=8.0N (3)小车通过最低点时,凹形桥模拟器对小车的支持力F与小车重力的合力提供向心力,有 F-mg=m 根据牛顿第三定律可得F=F 联立解得v=m/s 12.(1)m/s (2)3N (3)无张力 0.6s 解析(1)小球做圆周运动的临界条件为

44、在最高点时重力刚好提供其做圆周运动的向心力,即 mg=m 解得v0=m/s (2)因为v1v0,故绳中有张力,根据牛顿第二定律得 T+mg=m 解得T=3N (3)因为v2v2,选项 B 错误;根据万有引力提供向心力,有G=ma, 所以a3=a2,选项C错误;根据开普勒第三定律,轨道半径大则周期大,所以T1v3,所以v1v3,选项 A 正确. 4.A 解析根据G=m2r,得r3=GM,可知图线的斜率为GM,由图像可知GM=,解得M=,选 项 A 正确. 5.B 解析第一宇宙速度是 7.9km/s,这是卫星的最小发射速度,选项 A 错误;卫星做匀速圆周运 动,万有引力提供向心力,有G=m2r,故

45、=,同步卫星离地球较近,同步卫星绕地球运 行的角速度比月球绕地球的角速度大,选项 B 正确;卫星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力, 有 G=mr,故T=,吉林一号04星离地球较近,吉林一号04星绕地球运行的周期比 同步卫星的周期小,选项 C 错误;所有卫星都做匀速圆周运动,在运行轨道上完全失重,但重力加速 度不为零,选项 D 错误. 6.D 解析该卫星一定不是同步卫星,因为同步卫星只能定点于赤道的正上方,选项 A 错误;卫星 的轨道平面必须过地心,不可能与地球北纬 43纬线平面共面,选项 B 错误;该卫星的周期可能为 T=(n=1,2,3,),根据G=mr,解得r=(n=1,2,3,),该卫

46、星可出现在满足这 个表达式的部分轨道上,这部分轨道应能与观察员所在地点共面,选项 C 错误,D 正确. 7.C 解析对卫星A,有-T=m22l,对卫星B,有+T=m23l,联立解得T= ,=,选项 C 正确. 8.B 解析设卫星在圆轨道上运行时的周期为T1,根据万有引力提供向心力,有G=m (3R),设在椭圆轨道上运行的周期为T2,根据开普勒第三定律得=,联立解得 T2=(3+n)R,选项 B 正确. 9.AD 解析已知火星公转轨道半径为地球的1.5倍,由G=mr,可得T=2,轨道半径越 大,则周期越大,故火星的公转周期比地球的公转周期大,A 正确;由G=m,可得v=,轨 道半径越大,则线速度

47、越小,故火星的运行速度比地球的运行速度小,B 错误;根据T=,可 得=,地球公转周期为 1 年,而火星的公转周期大于 1 年,所以不是每年都会出现火星 冲日现象,C 错误,D 正确. 10.BC 解析赤道上物体随地球自转时,有G-mg=ma,a=R,若物体恰好“飘”起来,则有G =ma,a=2R,所以a=g+a,=,选项 A 错误;根据牛顿第二定律得G=m卫a卫, 可得卫星的加速度a卫=,卫星甲、 乙分别经过P点时,r相同,则加速度大小相等,选项 B 正确; 根据开普勒第三定律知,卫星甲的周期最大,选项 C 正确;对于沿圆轨道运动的卫星来说,有v= ,当轨道半径等于地球半径时,运行速度最大,且

48、等于第一宇宙速度,而以三个卫星远地点到 地球球心为半径做匀速圆周运动的速度均小于第一宇宙速度,但三个卫星在远地点需要加速才能 变轨成以远地点到地球球心为半径的圆轨道,所以三个卫星在远地点的速度一定小于第一宇宙速 度,选项 D 错误. 11.AD 解析设地球的半径为R,由几何关系知,同步卫星和另一颗卫星的轨道半径分别为 和,由开普勒第三定律得=,则另一颗卫星的周期T2=24小时, 选 项 A 正确;同步卫星和另一颗卫星的线速度之比=,选项 B 错误;设经时间t,另一 颗卫星再次到达地球和同步卫星中间某处,有-=1,解得t=小时,选项C错误;在 时间t内卫星半径扫过的面积S=r2=,则两星扫过的面积之比为,选项 D 正确. 12.(1)2 (2) (3) 解析(1)卫星在高度为h处飞行时,有 G=m(R+h) 解得周期T=2 (2)根据万有引力提供向心力,有G=m 解得v= 卫星的动能Ek=mv2= (3)根据引力势能的表达式Ep=- 地球表面的卫星具有的引力势能E1=- 以无穷远外引力势能为零,卫星发动机做的功至少要使卫星脱离地球的影响而到达重力势能为零 的位置,所以发动机做功的最小值W=Ep=0-E1=