2011年高考物理 第四章曲线运动万有引力定律综合检测 新人教版

用心 爱心 专心1 第四章第四章 曲线运动曲线运动 万有引力定律综合检测万有引力定律综合检测 一 选择题 本题共 12 小题 共 48 分 在每小题给出的四个选项中 有的只有一个选项 正确 有的有多个选项正确 全部选对的得 4 分 选对但不全的得 2 分 有选错的得 0 分 1 关于两个运动的合成 下列说法正确的是 A 两个直线运动的合运动一定也是直线运动 B 两个匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动 C 两个匀变速直线运动的合运动一定也是匀变速直线运动 D 一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动 解析 可举出选项 A 的反例 平抛 故选项 A 错误 合初速度的方向与合加速度 的方向不在一条直线上时是曲线运动 C 错 可举出选项 D 的反例 竖直上抛运动 故选 项 D 错误 答案 B 2 小船在水速较小的河中横渡 并使船头始终垂直河岸航行 到达河中间时突然上游来 大水使水流速度加快 则对此小船渡河的说法正确的是 A 小船要用更长的时间才能到达对岸 B 小船到对岸的时间不变 但位移将变大 C 因小船船头始终垂直河岸航行 故所用时间及位移都不会变化 D 因船速与水速关系未知 故无法确定渡河时间及位移的变化 解析 由运动的独立性 小船到达对岸所需的时间将不受水流速度变化的影响 选 项 AD 错 水流速度加快 因此小船因受冲击 到达对岸的位置偏向下游 位移将变大 故 选项 B 对 C 错 答案 B 3 水平抛出一个物体 经时间 t 后物体的速度方向与水平方向夹角为 重力加速度为 g 则平抛物体的初速度为 A gtsin B gtcos C gttan D gtcot 解析 经时间 t 后物体速度的竖直分量 vy gt 故求出 vx v0 vycot gtcot 答案 D 4 如图所示 两轮用皮带传动 皮带不打滑 图中有 A B C 三点 这三点所在处半径 rA rB rC 则这三点的向心加 速度 aA aB aC的关系是 A aA aB aC B aC aA aB C aC aAaA 解析 皮带传动且不打滑 A 点与 B 点线速度相同 由 a 有 a 所以 v2 r 1 r aAaC 可见选项 C 正确 答案 C 5 如图所示 长为 L 的轻杆一端固定质量为 m 的小球 另一端有固定 转轴 O 现使小球在竖直平面内做圆周运动 P 为圆周轨道的最高点 若小球 用心 爱心 专心2 通过圆周轨道最低点时的速度大小为 则以下判断正确的是 9 2gL A 小球不能到达 P 点 B 小球到达 P 点时的速度小于 gL C 小球能到达 P 点 但在 P 点不会受到轻杆的弹力 D 小球能到达 P 点 且在 P 点受到轻杆向下的弹力 解析 根据机械能守恒定律 2mgL mv2 mv 可求出小球在 P 点的速度为 1 2 1 22 P m 它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力 的 倍 两物体用一根长为 L Lmg 合 运动为加速度大小方向均不变的曲线运动 只有 C 对 答案 C 11 2007 年 4 月 24 日 欧洲科学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的 类地行星 Gliese581c 这颗围绕红矮量 Gliese581 运行的星球有类似地球的温度 表面可能有 液态水存在 距离地球约为 20 光年 直径约为地球的 1 5 倍 质量约为地球的 5 倍 绕红矮 星 Gliese581 运行的周期约为 13 天 假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道 下列说 法正确的是 A 飞船在 Gliese581c 表面附近运行的周期约为 13 天 B 飞船在 Gliese581c 表面附近运行时的速度大于 7 9km s C 人在 Gliese581c 上所受重力比在地球上所受重力大 D Gliese581c 的平均密度比地球平均密度小 解析 由 mr 2 T 2得 T 类地行星绕红矮星转与飞船绕类地行星 GMm r2 4 2r3 GM 转相比 不知道是否相等 故选项 A 错 由 m 得 v 又这颗类地行 4 2r3 GM GMm R2 v2 R GM R 星的质量 M 5M 半径 R 1 5R 故选项 B 对 由 mg G 解得 故选项 mM R2 g g 20 9 C 对 由 V R3 故 M 5M 半径 R 1 5R 解得 故选项 M V 4 3 3M 4 R3 40 27 D 错 答案 BC 12 2009 河南示范性高中联考 2008 年 9 月 25 日 21 时 10 分 神舟七号 飞船成功发 射 出舱活动结束后 释放了伴飞小卫星 并围绕轨道舱进行伴飞试验 此时 与 神舟七 用心 爱心 专心5 号 相距 100 公里至 200 公里的伴飞小卫星 将开始其观测 追赶 绕飞的三步试验 第 一步是由其携带的导航定位系统把相关信息传递给地面飞控中心 通过地面接收系统 测量 伴飞小卫星与轨道舱的相对距离 第二步是由地面飞控中心发送操作信号 控制伴飞小卫星 向轨道舱 追 去 追 的动力为液氨推进剂 因此能够以较快速度接近轨道舱 第三步是 通过变轨调姿 绕着轨道舱飞行 下列关于伴飞小卫星的说法中正确的是 A 伴飞小卫星保持相距轨道舱一定距离时的向心加速度等于飞船的向心加速度 B 伴飞小卫星绕轨道舱飞行时 飞船对它的万有引力提供了它绕飞船绕行的向心力 C 若要伴飞小卫星 追 上轨道舱 只需在原轨道上加速即可 D 伴飞小卫星绕轨道舱飞行时 飞船以它的万有引力不足以提供它绕飞船运动的向心 力 解析 伴飞小卫星与轨道舱相对静止 即绕地球做匀速圆周运动 二者的线速度大 小相同 轨道半径相等 故向心加速度相等 A 正确 小卫星速度增大后 轨道半径也会随 之增大 此时小卫星与轨道舱不在同一高度的轨道上 无法追上轨道舱 C 错误 小卫星绕 轨道舱做圆周运动的向心力 B 错误 D 正确 答案 AD 二 实验题 本题共 2 小题 共 18 分 13 在 研究平抛物体的运动 的实验中 为了描出物体的运动轨迹 实验应有下列各 个步骤 A 以 O 为原点 画出与 y 轴相垂直的水平轴 x 轴 B 把事先做的有缺口的纸片用手按在竖直木板上 使由斜槽上滚下抛出的小球正好从 纸片的缺口中通过 用铅笔在白纸上描下小球穿过这个缺口的位置 C 每次都使小球由斜槽上固定的标卡位置开始滚下 用同样的方法描出小球经过的一 系列位置 并用平滑的曲线把它们连接起来 这样就描出了小球做平抛运动的轨迹 D 用图钉把白纸钉在竖直木板上 并在木板的左上角固定好斜槽 E 在斜槽末端抬高一个小球半径处定为 O 点 在白纸上把 O 点描下来 利用重垂线在 白纸上画出过 O 点向下的竖直直线 定为 y 轴 在上述实验中 缺少的步骤 F 是 正确的实验步骤顺序是 答案 调整斜槽使放在斜槽末端的小球可停留在任何位置 说明斜槽末端切线已水 平 DFEABC 14 一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星 并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈 后 着陆在该行星上 飞船上备有以下实验器材 A 精确秒表一只 B 已知质量为 m 的物体一个 C 弹簧秤一个 D 天平一台 附砝码 已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量 依据测量数据 可求出该星球的半径 R 及星球的质量 M 已知引力常量为 G 1 两次测量所选用的器材分别为 用序号表示 2 两次测量的物理量分别是 3 用该数据写出半径 R 质量 M 的表达式 R M 解析 1 A BC 2 周期 T 物体重力 F 3 g F m 宇宙飞船在靠近该行星表 用心 爱心 专心6 面的圆形轨道绕行 mg m 2R 联立解得 R 又 m 2R 消去 R 解得 M 2 T FT2 4 2m GMm R2 2 T F3T4 16 4m3G 答案 1 A BC 2 周期 T 物体重力 F 3 FT2 4 2m F3T4 16 4m3G 三 计算题 本题共包括 4 小题 共 54 分 解答时应写出必要的文字说明 方程式和重 要演算步骤 只写出最后答案不能得分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 15 A B 两小球同时从距地面高为 h 15m 处的同一点抛出 初速度大小均为 v0 10m s A 竖直向下抛出 B 球水平抛出 空气阻力不计 重力加速度取 g 10m s2 求 1 A 球经过多长时间落地 2 A 球落地时 A B 两球间的距离是多少 解析 1 A 球做竖直下抛运动 h v0t gt2 1 2 将 h 15m v0 10m s 代入 可得 t 1s 2 B 球做平抛运动 x v0t y gt2 1 2 将 v0 10m s t 1s 代入 可得 x 10m y 5m 此时 A 球与 B 球的距离为 L x2 h y 2 将 x y h 数据代入 得 L 10m 2 答案 1 1s 2 10m 2 16 如图所示 细绳一端系着质量为 M 0 6kg 的物体 静止在水平 面上 另一端通过光滑小孔吊着质量 m 0 3kg 的物体 M 的中点与圆孔 距离为 0 2m 并知 M 和水平面的最大静摩擦力为 2N 现使此平面绕中心 轴线转动 问角速度 在什么范围内 m 处于静止状态 g 取 10m s2 解析 设 M 和水平面保持相对静止 当 具有最小值时 M 有 向着圆心运动的趋势 故水平面对 M 的摩擦力方向与指向圆心方向相反 且等于最大静摩擦 力 Ffm 2N 对于 M FT Ffm M r 2 1 1 rad s 2 9rad s FT Ffm Mr 0 3 10 2 0 6 0 2 当 具有最大值时 M 有离开圆心 O 的趋势 水平面对 M 摩擦力方向指向圆心 Ffm 2N 对于 M FT Ffm M r 2 2 2 6 5rad s mg Ffm Mr 故 的范围是 2 9rad s 6 5rad s 答案 2 9rad s 6 5rad s 17 如图所示 位于竖直平面上有 圆弧的光滑轨道 半径为 R OB 1 4 用心 爱心 专心7 沿竖直方向 A 点距地面的竖直高度为 H 把质量为 m 的钢球从 A 点由静止释放 最后落在 了水平面上的 C 点处 已知重力加速度为 g 不计空气阻力 求 1 钢球刚到达 B 点及滑过 B 点时加速度分别多大 2 钢球落地点 C 距 B 点的水平距离 s 为多少 3 比值 R H 为多少时 s 最大 这个最大值为多少 解析 1 小球由 A 到 B 过程中机械能守恒 mgR mv2 1 2 小球刚到达 B 点时有向心加速度 a1 a1 v2 R 由 得 a1 2g 滑过 B 点时 只受重力 加速度 a2 g 2 小球离开 B 点后做平抛运动 H R gt2 1 2 s vt 由 得 s 2 HR R2 3 根据 s 2得 R HR R2 H 2 即 时 s 最大 sm H 或 sm 2R R H 1 2 答案 1 2g g 2 2 HR R2 3 H 或 2R 1 2 18 2009 石家庄质检 一组宇航员乘坐太空穿梭机 S 去修理位于离地球表面 h 6 0 105m 的圆形轨道上的太空望远镜 H 机组人员使穿梭机 S 进入与 H 相同的轨道并关 闭助推火箭 望远镜在穿梭机前方数千米处 如图所示 已知地球半径为 R 6 4 106m 地 球表面重力加速度为 g 9 8m s2 第一宇宙速度为 v 7 9km s 1 穿梭机所在轨道上的向心加速度 g 为多少 2 计算穿梭机在轨道上的速率 v 3 穿梭机需先进入半径较小的轨道 才有较大的角速度追上望远 镜 试判断穿梭机要进入较低轨道时应增加还是减小其原有速率 试 说明理由 解析 1 由 mg G 得地球