2012高中物理 第3、4、5章 抛体运动 匀速圆周运动 万有引力定律及其应用 19单元测试 鲁科版必修2

用心 爱心 专心1 第第 3 3 4 4 5 5 章章 抛体运动抛体运动 匀速圆周运动匀速圆周运动 万有引力定律及其应万有引力定律及其应 用用 单元测试单元测试 1 在物理学中 匀变速 意味着加速度的大小和方向都不变 假设一个物体只受地球的 万有引力的作用 关于物体在不同范围内和不同初速度下的运动 下列说法中正确的是 A 可能做匀速直线运动 B 不可能做匀速直线运动 C 可能做匀变速直线 或曲线 运动 D 可能做非匀变速直线 或曲线 运动 2 可以发射一颗这样的人造地球卫星 使其圆轨道 A 与地球表面上某一纬度线 非赤道 是共面同心圆 B 与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆 C 与地球表面上的赤道线是共面同心圆 且卫星相对地球表面是静止的 D 与地球表面上的赤道线是共面同心圆 但卫星相对地球表面是运动的 3 如图 紧靠着点光源 S 有一质点 A 在其前方的竖直屏上 有 A 的影 P 现将 A 向着屏水平抛出 不计空气阻力 影 P 在屏上的运动情况是 A 做匀速直线运动 B 做初速不为零的匀加速直线运动 C 做初速为零的匀加速直线运动 D 做变加速直线运动 4 如图所示 足够长的水平直轨道 MN 上左端有一点 C 过 MN 的 竖直平面上有两点 A B A 点在 C 点的正上方 B 点与 A 点在一条水平线上 不计轨道阻 力和空气阻力 下面判断正确的是 A 在 A C 两点以相同的速度同时水平向右抛出两小球 两球一定会相遇 B 在 A C 两点以相同的速度同时水平向右 抛出两小球 两球一定不会相遇 C 在 A 点水平向右抛出一小球 同时在 B 点由静止释放一小球 两球一定会相遇 D 在 A C 两点以相同的速度同时水平向右 抛出两小球 并同时在 B 点由静止释放一小球 三小球有可能在水平轨道上相遇 5 火车铁轨转弯处外轨略高于内轨的原因是 A 为了使火车转弯时外轨对轮缘的压力提供圆周运动的向心力 B 为了使火车转弯时的向心力由重力和铁轨对车的弹力的合力提供 C 以防列车倾倒造成翻车事故 D 为了减小火车轮缘与外轨的压力 6 下列说法中正确的是 A 某匀加速直线运动可看作两个匀加速运动的合运动 B 某匀减速直线运动可看作两个匀加速运动的合运动 C 两个直线运动的合运动一定为直线运动 D 两个直线运动的合运动可能为曲线运动 7 组成星球的物质是靠引力吸引在一起的 这样的星球有一个最大的自转速率 如果超 过了该速率 星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动 由此能得到半 径为 R 密度为 质量为 M 且均匀分布的星球的最小自转周期 T 下列表达式中正确的 是 A S v0 P CMN B A 用心 爱心 专心2 A 3 R T 2 G M 3 3R B T 2 G M C T G 3 D T G 8 如图所示 一小物块在开口向上的半圆形曲面内以某一速率开 始下滑 曲面内各处动摩擦因数不同 此摩擦作用使物块下滑时速 率保持不变 则下列说法正确的是 A 因物体速率保持不变 故加速度为零 B 物块所受合外力大小不变 方向在变 C 在滑到最低点以前 物块对曲面的压力越来越大 D 在滑到最低点以前 物块受到的摩擦力越来越小 9 地球赤道上的物体重力加速度为 g 物体在赤道上随地球自转的向心加速度为 a 要使 赤道上的物体 飘 起来 则地球的转速就应为原来的 g A 倍 a g a B 倍 a g a C 倍 a g D 倍 a 10 如图所示 两物块 A B 套在水平粗糙的 CD 杆上 并用不可伸长的轻绳连接 整个装置能绕过 CD 中点的轴 OO1转动 已知两物块质量相等 杆 CD 对物块 A B 的最 大静摩擦力大小相等 开始时绳子处于自然长度 绳子 恰好伸直但无弹力 物块 B 到 OO1轴的距离为物块 A 到 OO1轴距离的两倍 现让该装置从静止开始转动 使转速 逐渐增大 在从绳子处于自然长度到两物块 A B 即将滑动的过程中 下列说法正确的是 A A 受到的静摩擦力一直增大 B B 受到的静摩擦力是先增大后保持不变 C A 受到的静摩擦力是先增大后减小 D A 受到的合外力一直在增大 11 某同学设计了一个研究平抛运动的实验 实验装置示意图如图甲所示 A 是一块平面木 板 在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽 图甲中 P0P0 P1P1 槽间距离均为 d 把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板 B 上 实验时 依次将 B 板插入 A 板的各个插槽中 每次让小 球从斜轨的同一位置由静止释放 每打完一点后 把 B 板插入后一槽中并同时向纸面内侧 平移距离 d 实验得到小球在白纸上打下的若干痕迹点 如 图乙所示 1 实验前应对实验装置反复调节 直到 每次让小球从同一位置由静止释放 是为了 2 每次将 B 板向纸面内侧平移距离 d 是为了 3 在图乙中绘出小球做平抛运动的轨迹 BA CD O1 O v0 H 37 用心 爱心 专心3 12 如图所示 在倾角 37 的斜面底端的正上方 H 处 平 抛一个物体 该物体落到斜面上的速度方向正好与斜面垂直 求物体抛出时的初速度 13 一个圆盘边缘系一根细绳 绳的下端拴一个质量为 m 的小 球 圆盘的半径为 r 绳长为 l 圆盘匀速转动时小球随着圆 盘一起转动 并且绳与竖直方向成 角 如图所示 求圆盘 的转速是多大 14 如图所示 某滑板爱好者在离地 h 1 8m 高的平台上 滑行 水平离开 A 点后落在水平地面的 B 点 其水平位移 s1 3m 着地时由于存在能量损失 着地后速度变为 v 4m s 并以此为初初沿水平地面滑行 s2 8m 后停止 已知 人与滑板的总质量为 m 60kg 求 1 人与滑板在水平地面滑行时受到的平均阻力大小 2 人与滑板离开平台时的水平初速度 空气阻力不计 g 10m s2 15 如图所示 半径 R 0 40m 的光滑半圆轨道处于竖直 平面内 半圆环与粗糙的水平地面相切于圆环的端地 A 一质量 m 0 10kg 的小球 以初速度 v0 7 0m s 在水 平地面上向左做加速度 a 3 0m s2的匀减速直线运动 运动 4 0m 后 冲上竖直半圆环 最后小球落在 C 点 求 A C 间的距离 取重力加速度 g 10m s2 16 如图 设悬线长为 1m 允许的最大张力为 33N 拉直后与 竖直方向的夹角为 60 小球质量为 0 3kg 悬点 O 的正下方 Q 点有一光滑钉子 为使小球摆下既能绕钉作圆周运动 又不使悬 线拉断 则 OQ 距离在什么范围内 17 设想宇航员完成了对火星表面的科学考察任务 乘坐返回舱返回围 绕火星做圆周运动的轨道舱 为了安全 返回舱与轨道舱对接时 二者 必须具有相同的速度 返回舱在返回过程中需克服火星引力做功 W mgR 1 R r 式中各量分别为 返回舱与人的总质量为 m 火星表面重加 速度为 g 火星半径为 R 轨道舱到火星中心的距离为 r 如图所示 不 计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响 求 1 返回舱与轨道舱对接时 返回舱的速度 2 该宇航员乘坐的返回舱至少需要获得多少能量才能返回轨道舱 18 自从美国的 勇气 号和 机遇 号火星车在火星上成功登陆后 人们又计划载人登 r O L B A C s 1 s 2 h A B C R v0 r R O m Q 60 用心 爱心 专心4 陆火星 飞船飞往火星选择在火星与地球距离最近的时候 已知地球表面的重力加速度为 10m s2 火星的赤道半径为地球半径的 53 计算时可粗略按 50 其质量为地球质量的 11 计算时可粗略按 10 火星的公转周期为 687 个地球日 计算时可粗略按 680 天 地球的公转周期可按 360 天计算 1 若地球和火星绕太阳的运动视作同平面上的匀速圆周运动 则地球与火星两次相 距最近的时间间隔是多少 2 若宇航员在地球上跳起的高度为 h 则他在火星上以相同的初速度跳起的高度为 多大 19 如图所示 半径为 R 的水平圆台可绕通过圆心 O 的竖直 光滑细轴 CC 转动 圆台上沿相互垂直的两个半径方向刻有 槽 质量为 mA的物体 A 放在一个槽内 A 与槽底之间静摩擦 因数为 槽边光滑 质量为 mB的物体 B 放在另一条槽内 此槽是光滑的 A B 两物体用一条长度为 l lvB1 所以小球能通过最高点 B 小球从 B 点做平抛运动 有 2 1 2 2 Rgt ACB sv t 由 得 SAC 1 2m 评析 这是一道基础型题目 考查的知识点 竖直平面内的圆周运动及临界问题 平 L F mg R O O r 圆心 用心 爱心 专心7 抛运动 解题的关键是考生在答题时 能不能经过分析 计算 判断出小球能否到达最高 点 如果能判断出小球能到达最高点 再用平抛运动的知识很容易求解 中等难度 16 解析 设 OQ 为 x 时 小球恰能过最高点 在最高点有 22 11 vv mgmm RLx 由机械能守恒有 2 1 1 1 cos602 2 mgLmvmgLx A 解得 4 0 8 5 xLm 设 OQ 为 y 时 小球恰能过最高点 做圆周运动 由机械能守恒有 2 2 1 1 cos60 2 mgLmvgL 2 2 v 新的圆半径 R L y 在最低点有 2 2 0 9 m vL Tmgmmgm RLymg m m gL y L T 故 OQ 距离范围为 0 8m OQ 0 9m 17 1 设火星的质量为 M 轨道舱的质量为 m1 在火星表面处有 2 GM g R 轨道舱绕火星做圆周运动时 应有 2 1 1 2 Mmv Gm rr 对接时 返回舱与轨道舱的速度相等 由以上两式解得 2 gR vv r 返 2 对接时返回舱的动能为 2 2 1 22 k mgR Emv r 返 设返回舱返回过程中需要的能量为 E 由能量守恒定律知 2 11 22 k RmgRR EWEmgRmgR rrr k 则 E W E 18 1 设地球和火星绕太阳转动的角速度分别为 地 火 2 T 地 火 地火 2 则 T 设地球与火星两次相距最近的时间间隔为 t 有 地t 火t 2 680 360 765 680360 T TT 火地 火地 T 解得 t 天天 2 设地球和火星表面的重力加速度分别为 g地 和 g火 对于质量为 m 的物体 有 用心 爱心 专心8 22 M mM m mgGG RR 火地 地火 地火 m g 2 2 2 5 MR gg MR 火地 火地地 地火 解得 g 设宇航员在火星上跳起的高度为 h 有 v02 2g地h v02 2g火 h 解得 h g地 g火 h 2 5h 19 解析 A B 相对圆台静止时 A 所受的静摩擦力有三种可能 1 物体 A 有沿半径向外运动的趋势 这时所受的静摩擦力 Ff和细绳的拉力 T 都指 向圆心 共同提供 A 所需的向心力 T Ff mA 2x Ff 0mAg 物体 B 所需向心力只有细绳的拉力 T T mB 2 1 x 解得 0 ABB AA g mm