階段過關(guān)檢測（三）曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與宇宙航行時(shí)間:75分鐘滿分100分一、單項(xiàng)選擇題：本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)是符合題目要求的。1.(2024廣東華附、省實(shí)、廣雅、深中期末)若地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢,地球的質(zhì)量與半徑不變,則未來發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比()A.離地面高度變小B.角速度變大C.線速度變大D.向心加速度變小2.(2024九省聯(lián)考河南卷)若兩顆人造衛(wèi)星M、N繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),M、N到地心的距離之比為k,忽略衛(wèi)星之間的相互作用。在時(shí)間t內(nèi),衛(wèi)星M與地心連線掃過的面積為SM,衛(wèi)星N與地心連線掃過的面積為SN,則SM與SN的比值為()A.1B.kC.1k23.(2024茂名一模)科幻電影《流浪地球》中,有地球利用木星來加速的片段。如圖所示為地球僅在木星引力作用下沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的情境,其中軌道上的P點(diǎn)距木星最近(距木星的高度可忽略不計(jì)),下列說法正確的是()A.地球靠近木星的過程中動(dòng)能增大B.地球遠(yuǎn)離木星的過程中機(jī)械能減小C.地球遠(yuǎn)離木星的過程中加速度不變D.地球在P點(diǎn)的速度等于木星第一宇宙速度

4.(2024黑龍江部分學(xué)校聯(lián)考)如圖所示,傾角為37°的斜面體固定在水平面上,小球A在斜面底端正上方以速度v1向右水平拋出,同時(shí),小球B在斜面頂端以速度v2向左水平拋出,兩球的拋出點(diǎn)在同一水平線上,結(jié)果兩球恰好落在斜面上的同一點(diǎn),且A球落到斜面上時(shí)速度剛好與斜面垂直,不計(jì)小球的大小,sin37°=0.6,cos37°=0.8。v1∶v2等于()A.4∶3B.5∶4C.8∶7D.9∶85.(2024肇慶二模)空間站內(nèi)屬于微重力環(huán)境,可視為完全失重環(huán)境,空間站內(nèi)的航天員欲測出一鐵球的質(zhì)量,他用一根不可伸長的輕繩一端固定在O點(diǎn),另一端系待測鐵球,使其繞O點(diǎn)在豎直面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),用力傳感器測出輕繩的拉力大小F,他用刻度尺量出繩長L及球的直徑d,用秒表測出球做n個(gè)完整圓周運(yùn)動(dòng)的時(shí)間為t,下列說法正確的是()A.若讓鐵球在水平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng),則無法測出鐵球的質(zhì)量B.根據(jù)題中給出的數(shù)據(jù),可求出鐵球的質(zhì)量為FC.若不測球的直徑,把繩長當(dāng)作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑,則測得的質(zhì)量偏小D.若不測球的直徑,改變繩長,測出兩次的繩長、拉力及圓周運(yùn)動(dòng)的周期,也可計(jì)算出鐵球的質(zhì)量6.(2024東城二模)如圖為滑雪大跳臺(tái)場地的簡化示意圖。某次訓(xùn)練中,運(yùn)動(dòng)員從A點(diǎn)由靜止開始下滑,到達(dá)起跳點(diǎn)B時(shí)借助設(shè)備和技巧,保持到達(dá)起跳點(diǎn)B時(shí)的速率,沿與水平面夾角為15°的方向斜向上飛出,到達(dá)最高點(diǎn)C,最終落在坡道上的D點(diǎn)(C、D均未畫出)。已知A、B之間的高度差H=45m,坡面與水平面的夾角為30°。不計(jì)空氣阻力和摩擦力,重力加速度g取10m/s2,sin15°=0.26,cos15°=0.97。下列說法正確的是()A.運(yùn)動(dòng)員在B點(diǎn)起跳時(shí)的速率為20m/sB.運(yùn)動(dòng)員起跳后到達(dá)最高點(diǎn)C時(shí)的速度大小約為7.8m/sC.運(yùn)動(dòng)員從起跳點(diǎn)B到最高點(diǎn)C所用的時(shí)間約為2.9sD.運(yùn)動(dòng)員從起跳點(diǎn)B到坡道上D點(diǎn)所用的時(shí)間約為4.9s

7.(2024豐臺(tái)二模)如圖所示,質(zhì)量為m的小球用長為l的細(xì)線懸于P點(diǎn),使小球在水平面內(nèi)以角速度ω做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知小球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)圓心O到懸點(diǎn)P的距離為h,重力加速度為g。下列說法正確的是()A.細(xì)線對小球的拉力大小為mω2lB.小球轉(zhuǎn)動(dòng)一周,細(xì)線對小球拉力的沖量為0C.保持h不變,增大細(xì)線長l,ω增大D.保持h不變,增大細(xì)線長l,線對小球拉力的大小不變8.(2024安徽皖北八校聯(lián)考)中國載人登月初步方案已公布,計(jì)劃2030年前實(shí)現(xiàn)載人登月科學(xué)探索。假如在登月之前需要先發(fā)射兩顆探月衛(wèi)星進(jìn)行科學(xué)探測,兩衛(wèi)星在同一平面內(nèi)繞月球的運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng),且繞行方向相同,如圖1所示,測得兩衛(wèi)星之間的距離Δr隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖2所示,不考慮兩衛(wèi)星之間的作用力。下列說法正確的是()A.a、b兩衛(wèi)星的線速度大小之比va∶vb=5∶3B.a、b兩衛(wèi)星的加速度大小之比aa∶ab=4∶1C.a衛(wèi)星的運(yùn)行周期為TD.b衛(wèi)星的運(yùn)行周期為7T

二、多項(xiàng)選擇題：本題共2小題，每小題6分，共12分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有兩個(gè)或者兩個(gè)以上選項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。9.(2024梅州一模)2023年10月26日神舟十七號載人飛船將三名航天員湯洪波、唐勝杰、江新林送上太空,他們到達(dá)“中國空間站”后,領(lǐng)略了24小時(shí)內(nèi)看到16次日出日落的奇妙景象,若已知地球半徑和地球表面的重力加速度,則可以估算()A.“中國空間站”的質(zhì)量B.“中國空間站”的運(yùn)行周期C.“中國空間站”的離地高度D.“中國空間站”受到的萬有引力大小10.(2024江西紅色十校聯(lián)考)如圖所示,BC為傾角為30°的斜面頂端的水平邊沿,BC與AG、DE平行,BE與CD豎直,A、D、E、G在同一水平面內(nèi)且AE⊥AG。一足球從斜面最低點(diǎn)A處以一定速度踢出,方向與水平方向成45°角,經(jīng)過一段時(shí)間恰好水平擊中C點(diǎn),不計(jì)空氣阻力,已知重力加速度為g,AB長度xAB=a,BC長度xBC=12a,則()A.足球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為aB.足球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為aC.足球被踢出時(shí)的初速度大小為gaD.足球被踢出時(shí)的初速度大小為2

三、非選擇題：本題共5小題，共56分。11.（8分）(2024金麗衢十二校二模)甲同學(xué)利用留跡法做平拋運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn),在飲料瓶側(cè)面開一小孔,讓水流水平射出(如圖a),并用照相機(jī)拍下了某時(shí)刻的水柱軌跡,沖洗后的照片和實(shí)物的尺寸比例為1∶4。利用部分軌跡在水平方向和豎直方向建立坐標(biāo)軸(如圖b),軌跡上三個(gè)點(diǎn)A、B和C的坐標(biāo)分別為(0cm,0cm)、(2.5cm,2.5cm)和(5.0cm,7.5cm),重力加速度g取10m/s2。(1)該時(shí)刻水柱初速度大小為m/s。(2)水柱上B點(diǎn)的速度大小為m/s。(3)圖c為乙同學(xué)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)裝置,每次將質(zhì)量為m的小球從半徑為R的四分之一圓弧軌道不同位置由靜止釋放,并在圓弧軌道最低點(diǎn)水平部分處裝有壓力傳感器測出小球?qū)壍缐毫Φ拇笮。在軌道最低點(diǎn)右側(cè)水平距離x=1010m處固定一等高豎直擋板,實(shí)驗(yàn)獲得小球在豎直方向上的下落距離y,處理數(shù)據(jù)后作出了如圖d所示的F-1y圖像,則由圖可求得小球的質(zhì)量m=kg,四分之一圓弧軌道的半徑R=

12.（8分）(2023廣州越秀高中階段考)某物理興趣小組利用傳感器進(jìn)行“探究向心力大小F與半徑r、角速度ω、質(zhì)量m的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示,力傳感器固定在豎直轉(zhuǎn)軸上,水平直桿隨豎直轉(zhuǎn)軸一起轉(zhuǎn)動(dòng),滑塊與角速度傳感器固定在一起,總質(zhì)量為m,滑塊套在水平直桿上,細(xì)線一端連接角速度傳感器,另一端連接力傳感器,細(xì)線拉力的大小可以通過力傳感器測得,滑塊轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度通過角速度傳感器測得。(1)小組同學(xué)先讓一個(gè)滑塊做半徑r為0.20m的圓周運(yùn)動(dòng)。得到圖乙中②圖線。然后保持滑塊質(zhì)量不變,再將運(yùn)動(dòng)的半徑r分別調(diào)整為0.14m、0.16m、0.18m、0.22m,在同一坐標(biāo)系中又分別得到圖乙中⑤④③①四條圖線。請分析這五組圖像不過坐標(biāo)原點(diǎn)的原因:。(2)因圖乙中圖線不便于研究F與ω的關(guān)系,對②圖線的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,獲得了F?x圖像,如圖丙所示,該圖像是一條直線,則圖像橫坐標(biāo)x代表的是。(用半徑r、角速度ω、質(zhì)量m中一個(gè)量表示)(3)在對②圖線的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理獲得F?x圖像過程中所應(yīng)用的物理思想與下面哪個(gè)或哪些實(shí)驗(yàn)是相同的()A.探究兩個(gè)互成角度的力的合成規(guī)律B.當(dāng)物體受力不變,探究加速度與物體質(zhì)量的關(guān)系C.研究勻變速直線運(yùn)動(dòng)時(shí),用v?t圖像求得物體運(yùn)動(dòng)的加速度(4)對5條F?ω圖線進(jìn)行比較分析,作F?r圖像,得到一條直線,則該直線的斜率為(用半徑r、角速度ω、質(zhì)量m中的一個(gè)或幾個(gè)量表示)。

13.（12分）(2024佛山二模)“路亞”是一種釣魚方法,用這種方法釣魚時(shí)先把魚餌通過魚線收到魚竿末端,然后用力將魚餌甩向遠(yuǎn)處。如圖所示,釣魚愛好者在a位置開始甩竿,魚餌被甩至最高點(diǎn)b時(shí)迅速釋放魚線,魚餌被水平拋出,最后落在距b水平距離s=16m的水面上。已知開始甩竿時(shí)魚竿與豎直方向成53°角,魚餌的質(zhì)量為m=0.02kg。甩竿過程竿可視為在豎直平面內(nèi)繞O點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng),且O離水面高度h=1.6m、到魚竿末端魚餌的距離L=1.6m。魚餌從b點(diǎn)拋出后,忽略魚線對其作用力和空氣阻力,重力加速度g取10m/s2,已知sin53°=0.8,cos53°=0.6。求:(1)魚餌在b點(diǎn)拋出時(shí)的速度大小;(2)釋放魚線前,魚餌在b點(diǎn)受魚竿作用力的大小和方向;(3)從a到b的甩竿過程,魚竿對魚餌做的功W。

14.（12分）(2024朝陽二模)如圖所示,水平圓臺(tái)可以繞其中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)。在圓臺(tái)中心兩側(cè)放上甲、乙兩物體,兩物體的質(zhì)量均為m,均可視為質(zhì)點(diǎn),甲、乙兩物體到圓臺(tái)中心距離分別為2R、R,其連線過圓臺(tái)中心。兩物體與圓臺(tái)間的動(dòng)摩擦因數(shù)均為μ,設(shè)最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力,重力加速度為g。(1)若圓臺(tái)以某一角速度轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),甲、乙均未滑動(dòng),求兩物體的加速度大小之比a甲∶a乙;(2)若圓臺(tái)的角速度逐漸增大,請分析說明甲、乙兩物體誰先滑動(dòng);(3)若將甲、乙兩物體用不可伸長的輕繩連接,輕繩最初拉直而不張緊,緩慢增加圓臺(tái)的轉(zhuǎn)速,求兩物體剛要滑動(dòng)時(shí)圓臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω。

15.（16分）(2024江西南昌一模)如圖所示,將扁平的小石片快速拋向水面,小石片遇水后不斷地在水面上連續(xù)向前多次跳躍,直至最后落入水中,俗稱“打水漂”。假設(shè)小明在離水面高度h0=0.8m處,將一質(zhì)量m=20g的小石片以水平初速度v0=10m/s拋出,小石片在水面上滑行時(shí)受到的水