2019高考物理课时作业三含解.pdf

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1、课时作业(三)课时作业(三) 一、选择题(共 10 个小题，1、4、6、7 为多选，其余为单选，每题 5 分共 50 分) 1 (2018湖北一模)如图所示， 某人从同一位置 O 以不同的 水平速度投出三枚飞镖 A、 B、 C， 最后都插在竖直墙壁上，它 们与墙面的夹角分别 60、45、30，图中飞镖的取向 可认为是击中墙面时的速度方向，不计空气阻力则下列 说法正确的是( ) A三只飞镖做平抛运动的初速度一定满足 vAOvBOvCO B插在墙上的三只飞镖的反向延长线一定交于同一点 C三只飞镖击中墙面的速度满足 vAvBvC D三只飞镖击中墙面的速度一定满足 vAvCvB 答案 ABD 解析 A

2、 项，飞镖做平抛运动，水平分运动，有：xv0t， 速度与竖直方向夹角的正切值为：tan， v0 vy v0 gt 联立解得：v0，gxtan 故 vAOvBOvCO，故 A 项正确； B 项，飞镖做平抛运动，速度的反向延长线通过水平分位移的中点，而飞镖的指向表示瞬时 速度的方向，故插在墙上的三只飞镖的反向延长线一定交于同一点，故 B 项正确； C、 D 两项， 根据平行四边形定则并结合几何关系， 有 ： v v0 sin gxtan sin gx sincos ， 2gx sin2 故 vAvC， vB， 故 vAvCvB， 故 C 项错误， D 项正确 ； 故选 ： A、 B、 D 2gx

3、sin60 4 3 3gx 2gx 三项 2 (2017课标全国)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 发球机发出的球，速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网，原因是发球 机到网的水平距离一定，速度大，则所用的时间较少，球下降的高度较小，容易越过球网， 故 C 项正确，A、B、D 三项

4、错误故选 C 项 3.(2016北京)如图所示， 一颗人造卫星原来在椭圆轨道 1 绕 地球 E 运行， 在 P 点变轨后进入轨道 2 做匀速圆周运动下列 说法正确的是( ) A不论在轨道 1 还是轨道 2 运行，卫星在 P 点的速度都相同 B不论在轨道 1 还是轨道 2 运行，卫星在 P 点的加速度都相 同 C卫星在轨道 1 的任何位置都具有相同加速度 D卫星在轨道 2 的任何位置都具有相同动量 答案 B 解析 从轨道 1 变轨到轨道 2，需要加速逃逸，故 A 项错误 ； 根据公式 Gma 可得 aG， Mm R2 M R2 故只要距离相同，加速度大小就相同，由于卫星在轨道 1 做椭圆运动，运

5、动半径在变化，所 以运动过程中的加速度在变化，B 项正确，C 项错误；卫星在轨道 2 做匀速圆周运动，运动 过程中的速度方向时刻在变，所以动量方向不同，D 项错误 考点 考查了万有引力定律的应用 4(2017抚顺一模)研发卫星的成本高，提高卫星的使用寿命是节约成本的方法之一，如 图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，从而延长卫星的使 用寿命图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同 绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心， “轨道康复者”与同 步卫星的轨道半径之比为 14.若不考虑“轨道康复者”与同步卫星之间的万有引

6、力，则下 列说法正确的是( ) A在图示轨道上， “轨道康复者”的周期为 6 h B在图示轨道上， “轨道康复者”加速度大小是同步卫星加速度大小的 4 倍 C在图示轨道上， “轨道康复者”的线速度大小是同步卫星线速度大小的 2 倍 D若要对该同步卫星实施拯救， “轨道康复者”可从图示轨道上进行加速后再与同步卫星对 接 答案 CD 分析 卫星绕地球做圆周运动万有引力提供向心力， 应用万有引力公式与牛顿第二定律求出 线速度、向心加速度、周期，然后分析答题；卫星加速会做离心运动 解析 A 项，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得： Gm()2r，解得 ： T2，则 ，T轨道康复者 Mm r2 2 T

7、 r3 GM T轨道康复者 T同步卫星 （r 轨道康复者 r同步卫星 ）3（1 4） 3 1 8 T同步卫星 243 h，故 A项错误 ； B项，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得 Gma， 1 8 1 8 Mm r2 解得，加速度：a，则：( )2，故 B 项错误；C 项，万有引 GM r2 a轨道康复者 a同步卫星 r同步卫星2 r轨道康复者2 4 1 16 1 力提供向心力， 由牛顿第二定律得 ： Gm， 解得， 线速度 ： v， Mm r2 v2 r GM r v轨道康复者 v同步卫星 r同步卫星 r轨道康复者 ，故 C 项正确；D 项， “轨道康复者”从图示轨道上进行加速做离心运动

8、，然后与同步 4 1 2 1 卫星对接进行施救，故 D 项正确；故选 C、D 两项 5(2017淮南一模)在中轴线竖直且固定的光滑圆锥形容器中，固定了一根光滑的竖直细 杆，细杆与圆锥的中轴线重合，细杆上穿有小环(小环可以自由转动，但不能上下移动)，小 环上连接了一轻绳， 与一质量为 m 的光滑小球相连， 让小球在圆锥内做水平面上的匀速圆周 运动，并与圆锥内壁接触，如图所示，图(a)中小环与小球在同一水平面上，图(b)中轻绳与 竖直轴成 角，设(a)图和(b)图中轻绳对小球的拉力分别为 Ta和 Tb，圆锥内壁对小球的支 持力分别为 Na和 Nb，则在下列说法中正确的是( ) ATa一定为零，Tb

9、一定为零 BTa可以为零，Tb可以为零 CNa一定不为零，Nb一定不为零 DNa可以为零，Nb可以为零 答案 B 分析 小球在圆锥内做匀速圆周运动，对小球进行受力分析，合外力提供向心力，根据力的 合成原则即可求解 解析 对(a)图中的小球进行受力分析，小球所受的重力，支持力的合力的方向可以指向圆 心提供向心力，所以 Ta可以为零，若 Na等于零，则小球所受的重力及绳子拉力的合力方向 不能指向圆心而提供向心力，所以 Na一定不为零 ； 对(b)图中的小球进行受力分析，若 Tb为 零，则小球所受的重力、支持力的合力的方向可以指向圆心提供向心力，所以 Tb可以为零， 若 Nb等于零，则小球所受的重力

10、及绳子拉力的合力方向也可以指向圆心而提供向心力，所 以 Nb可以为零；故 B 项正确A、C、D 三项错误；故选 B 项 6 (2016课标全国)如图，一固定容器的内壁是半径为 R的半球面；在半球面水平直径的一端有一质量为m的质点 P.它在容器内壁由静止下滑到最低点的过程中，克服摩擦 力做的功为W.重力加速度大小为g.设质点P在最低点时， 向心加速度的大小为 a，容器对它的 支持力大小为 N，则( ) Aa Ba 2（mgRW） mR 2mgRW mR CN DN 3mgR2W R 2（mgRW） R 答案 AC 解析 质点 P 下滑过程中，重力和摩擦力做功，根据动能定理可得 mgRW mv2，

11、根据公 1 2 式 a，联立可得 a，A 项正确，B 项错误；在最低点重力和支持力的合力 v2 R 2（mgRW） mR 充当向心力， 摩擦力水平， 不参与向心力， 故根据牛顿第二定律可得 Nmgma， 代入可得 N ，C 项正确，D 项错误 3mgR2W R 7 (2017江苏) “天舟一号” 货运飞船于 2017 年 4 月 20 日在文昌航天发射中心成功发射 升空，与“天宫二号”空间实验室对接前， “天舟一号”在距离地面约 380 km 的圆轨道上飞 行，则其( ) A角速度小于地球自转角速度 B线速度小于第一宇宙速度 C周期小于地球自转周期 D向心加速度小于地面的重力加速度 答案 BC

12、D 解析 A 项，根据卫星的速度公式 v和 vr，得：.将“天舟一号”与地球 GM r GM r3 同步卫星比较，由于“天舟一号”的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，所以“天舟一 号”的角速度大于地球同步卫星的角速度，而地球同步卫星的角速度等于地球自转角速度， 所以其角速度大于地球自转角速度故 A 项错误B 项，第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速 圆周运动最大的运行速度， 知其线速度小于第一宇宙速度 故 B 项正确 C 项， 由 T知 “天 2 舟一号”的周期小于地球同步卫星的周期，而地球同步卫星的周期等于地球自转周期，所以 其周期小于地球自转周期故 C 项正确D 项，由 a知，其向心加速度小于

13、近地卫 v2 r GM r2 星的向心加速度， 而近地卫星的向心加速度约等于地面的重力加速度， 所以其向心加速度小 于地面的重力加速度故 D 项正确 8(2018贵州二模)2018 年 1 月 9 日 11 时 24 分，我国在太原卫星发射中心用“长征二号 丁”运载火箭，将“高景一号”03、04 星成功发射升空，这两颗卫星是 0.5 米级高分辨率 遥感卫星，他们均在离地面高度均为 530 km 的轨道上绕地球做匀速圆周运动以下说法正 确的是( ) A这两颗卫星运行速率比地球同步卫星的速率小 B这两颗卫星的加速度比地球同步卫星的加速度大 C这两颗卫星的动能一定比地球同步卫星的动能大 D这两颗卫星

14、中任意一颗一天可看见 6 次日出 答案 B 解析 由万有引力提供向心力得：Gmrmma；可得周期为：T2，线速 Mm R 42 T2 v2 r r3 GM 度为：v.A 项，由于“高景一号”的轨道高度小于同步卫星的轨道高度，所以“高景 GM r 一号”的线速度大于同步卫星的速率故 A 项错误；B 项，由：Gma 可得加速度为：a GM r2 ，由于“高景一号”的轨道高度小于同步卫星的轨道高度，所以“高景一号”的加速度大 GM r2 于同步卫星的加速度故 B 项正确；C 项，动能：Ek mv2，由于不知道这两颗卫星与同步 1 2 卫星的质量关系，所以不能判断出动能大小关系故 C 项错误；D 项，

15、只知道卫星的高度， 其余的物理量都不知道， 所以不能计算出卫星的周期， 就不能确定这两颗卫星中任意一颗是 否在一天可看见 6 次日出，故 D 项错误；故选 B 项 9(2017门头沟区二模)2016 年 2 月 11 日，美国科学家宣布探测到引力波，证实了爱因 斯坦 100 年前的预测，弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图” 双星的运动 是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由 a、b 两颗星体组成，这两颗星绕它 们连线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动，测得 a 星的周期为 T，a、b 两颗星的距 离为 l、a、b 两颗星的轨道半径之差为r(a 星的轨道半径大于 b 星

16、的)，则( ) Ab 星的周期为T lr lr Ba 星的线速度大小为（lr） T Ca、b 两颗星的半径之比为 l lr Da、b 两颗星的质量之比为lr lr 答案 B 解析 A 项，双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，则周期相等，所 以 b 星的周期为 T，故 A 项错误；B 项，根据题意可知，rarbl，rarbr，解得 ra ，rb，则 a 星的线速度大小 va，故 B lr 2 lr 2 2ra T （lr） T ra rb lr lr 项正确，C 项错误；D 项，双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度大小相等，向 心力大小相等，则有 ma2ramb2rb，

17、解得，故 D 项错误，故选 B 项 ma mb rb ra lr lr 10太阳系中某行星运行的轨道半径为 R0，周期为 T0.但天文学家在长期观测中发现，其实 际运行的轨道总是存在一些偏离，且周期性地每隔 t0时间发生一次最大的偏离(行星仍然近 似做匀速圆周运动)天文学家认为形成这种现象的原因可能是该行星外侧还存在着一颗未 知行星假设两行星的运行轨道在同一平面内，且绕行方向相同，则这颗未知行星运行轨道 的半径 R 和周期 T 是(认为未知行星近似做匀速圆周运动)( ) AT BTT0 t02 t0T0 t0 t0T0 CRR0 DRR0 3 （ T0 t0T0） 2 3 （t 0T0 t0

18、）2 答案 B 解析 某行星实际运行的轨道周期性地每隔 t0发生一次最大偏离，可知每隔 t0该行星与外 侧的未知行星相距最近，则应满足()t02，解得 T，故 B 项正确，A 项 2 T0 2 T T0t0 t0T0 错误由mr 得 T2r3，所以，所以 R GMm r2 42 T2 T2 T02 R3 R03 3 T2R03 T02 3 T02t02 （t0T0）2 R03 T02 R0，故 C、D 两项均错误 3 t02R03 （t0T0）2 3 （ t0 t0T0） 2 二、实验题(共 12 分) 11(2018涪城区校级模拟)在做“研究平抛运动”的实验中，为了确定小球在不同时刻所 通过

19、的位置，实验时用如图所示的装置实验操作的主要步骤如下： A在一块平木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口前，木板与槽 口之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直 B使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板在白纸上留下痕迹 A C将木板沿水平方向向右平移一段距离 x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小 球撞到木板在白纸上留下痕迹 B D将木板再水平向右平移同样距离 x，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，再在白 纸上得到痕迹 C 若测得 A、B 间距离为 y1，B、C 间距离为 y2，已知当地的重力加速度为 g. 关于该实验，下列说法中正确的是_ A斜槽

20、轨道必须尽可能光滑 B每次释放小球的位置可以不同 C每次小球均须由静止释放 D小球的初速度可通过测量小球的释放点与抛出点之间的高度 h，之后再由机械能守恒定 律求出 根据上述直接测量的量和已知的物理量可以得到小球平抛的初速度大小的表达式为 v0 _(用题中所给字母表示) 实验完成后，该同学对上述实验过程进行了深入的研究，并得出如下的结论，其中正确的 是_ A小球打在 B 点时的动量与打在 A 点时的动量的差值为p1，小球打在 C 点时的动量与打 在 B 点时动量的差值为p2，则应有p1p211 B小球打在 B 点时的动量与打在 A 点时的动量的差值为p1，小球打在 C 点时的动量与打 在 B

21、点时动量的差值为p2，则应有p1p212 C小球打在 B 点时的动能与打在 A 点时的动能的差值为Ek1，小球打在 C 点时的动能与打 在 B 点时动能的差值为Ek2，则应有Ek1Ek211 D小球打在 B 点时的动能与打在 A 点时的动能的差值为Ek1，小球打在 C 点时的动能与打 在 B 点时动能的差值为Ek2，则应有Ek1Ek213 答案 C x A g y2y1 解析 A 项，斜槽轨道是否光滑，不会影响做平抛运动，只要使斜槽末端保持水平，是为 了保证小球做平抛运动故 A 项错误B、C 项，因为要画同一运动的轨迹，必须每次释放 小球的位置相同，且由静止释放，以保证获得相同的初速度，故 B

22、 项错误，C 项正确D 项， 假如斜槽是光滑的，则小球的初速度可通过测量小球的释放点与抛出点之间的高度 h，之后 再由机械能守恒定律求出，故 D 项错误；故选 C 项 在竖直方向上：yy2y1gt2 水平方向上：xv0t 联立方程解得：v0x. g y2y1 A、B 项，依据动量定理：mv2mv1mgt，由于水平位移相同，则它们的运动时间相等， 因此应有p1p211，故 A 项正确，B 项错误； C、D 两项，根据动能定理，EkEkmgy，虽然它们的运动时间相等，但由于竖 直方向不是初速度为零，那么竖直方向的位移不是 13，因此Ek1Ek213，故 C、D 两项错误；故选 A 项 三、计算题(

23、共 3 个小题 12 题 12 分，13 题 12 分，14 题 14 分共 38 分) 12.(2017天津)我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发 射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合 体假设组合体在距地面高度为 h 的圆形轨道上绕地球做匀速圆周 运动，已知地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g，且不考虑地球 自转的影 响则组合体运动的线速度大小及向心加速度大小分别是多少？ 答案 R g()2 g Rh R Rh 解析 在地球表面的物体受到的重力等于万有引力，有： mgGMm R2 得：GMR2g， 根据万有引力提供向心力有：G， mM （Rh）2 mv2 Rh 得

24、vR； GM Rh R2g Rh g Rh 根据万有引力定律和牛顿第二定律可得，卫星所在处的加速度，Gma， mM （Rh）2 得 ag()2. GM （Rh）2 R2g （Rh）2 R Rh 13(2018甘肃一模)如图所示，水平地面与一半径为 l 的竖直光滑圆弧轨道相接于 B 点， 轨道上的 C 点位置处于圆心 O 的正下方 距地面高度为 l 的水平平台边缘上的 A 点， 质量为 m 的小球以 v0的速度水平飞出，小球在空中运动至 B 点时，恰好沿圆弧轨道在该点的2gl 切线方向滑入轨道小球运动过程中空气阻力不计，重力加速度为 g，试求： (1)B 点与抛出点 A 正下方的水平距离 x；

25、(2)圆弧 BC 段所对的圆心角 ； (3)小球滑到 C 点时，对轨道的压力 答案 (1)B 点与抛出点 A 正下方的水平距离为 2l. (2)圆弧 BC 段所对的圆心角 为 45 度 (3)小球滑到 C 点时，对轨道的压力为(7)mg.2 解析 (1)根据 l gt2，解得 t. 1 2 2l g 则水平距离 xv0t2l.2gl 2l g (2)小球到达 B 点时，竖直方向上的分速度 vygt，因为 v0.2gl2gl 则小球速度与水平方向的夹角为 45 根据几何关系知，圆弧 BC 段所对的圆心角 为 45 度 (3)vBv02.2gl 根据动能定理得，mgl(1cos45) mvC2 m

26、vB2 1 2 1 2 Nmgmv C2 l 联立解得 N(7)mg.2 则小球滑到 C 点时，对轨道的压力为(7)mg.2 14(2018孝义市一模)所谓“深空探测”是指航天器脱离地球引力场，进入太阳系空间或 更远的宇宙空间进行探测，现在世界范围内的深空探测主要包括对月球、金星、火星、木星 等太阳系星体的探测继对月球进行深空探测后，2018 年左右我国将进行第一次火星探 测图示为探测器在火星上着陆最后阶段的模拟示意图首先在发动机作用下，探测器受到 推力作用在距火星表面一定高度处(远小于火星半径)悬停 ； 此后发动机突然关闭，探测器仅 受重力下落 2t0时间(未着地)，然后重新开启发动机使探测

27、器匀减速下降，经过时间 t0，速 度为 0时探测器恰好到达火星表面 已知探测器总质量为 m(不计燃料燃烧引起的质量变化)， 地球和火星的半径的比值为 k1，质量的比值为 k2，地球表面附近的重力加速度为 g，求： (1)探测器悬停时发动机对探测器施加的力 (2)探测器悬停时具有的重力势能(火星表面为零势能面) 答案 (1)探测器悬停时发动机对探测器施加的力为 mg. k12 k2 (2)探测器悬停时具有的重力势能为. 3mk14g2t02 k22 解析 (1)设地球的质量和半径分别为 M 和 R， 火星的质量、 半径和表面重力加速度分别为 M 、R和 g 根据重力等于万有引力有：mgG和 mgG. Mm R2 Mm R2 联立解得：gg； k12 k2 探测器悬停时，根据力的平衡可知，此时发动机对探测器施加的力 Fmgmg. k12 k2 (2)设重新开启发动机时探测器速度为 v，则 v2gt0， 所以探测器悬停时距火星表面高度 h 3t0， v 2 解得：hgt02， 3k12 k2 探测器悬停时具有的重力势能 Epmgh. 3mk14g2t02 k22