广东省2011年高考物理一轮复习 第四章《曲线运动 万有引力与航天》阶段质量检测试题 新人教版

1 第四章第四章 曲线运动曲线运动 万有引力与航天万有引力与航天 时间时间 6060 分钟 满分分钟 满分 100100 分分 一 单项选择题一 单项选择题 本题共本题共 4 4 个小题 每小题个小题 每小题 4 4 分 共分 共 1616 分 每小题给出的四个选项中 分 每小题给出的四个选项中 只有一个选项符合题目要求只有一个选项符合题目要求 1 1 质量 质量m m 4 4 kgkg 的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O O处 先用沿处 先用沿x x轴正轴正 方向的力方向的力F F1 1 8 8 N N 作用了作用了 2 2 s s 然后撤去 然后撤去F F1 1 再用沿 再用沿y y轴正方向的力轴正方向的力F F2 2 2424 N N 作用作用 了了 1 1 s s 则质点在这 则质点在这 3 3 s s 内的轨迹为图内的轨迹为图 1 1 中的中的 图图 1 1 解析 质点在前解析 质点在前 2 2 s s 内做匀加速直线运动 内做匀加速直线运动 2 2 s s 末的速度为末的速度为v v 4 4 m sm s 2 2 s s 3 3 s s 做类做类 平平 抛运动 加速度大小为抛运动 加速度大小为 6 6 m sm s2 2 这 这 1 1 s s 内沿内沿x x轴方向的位移是轴方向的位移是 4 4 m m 沿 沿y y轴方向的位轴方向的位 移是移是 3 3 m m 故 故 D D 正确 正确 答案 答案 D D 2 2 2010 2010 云浮模拟云浮模拟 如图如图 2 2 所示 小球所示 小球P P在在A A点从静止开始沿光点从静止开始沿光 滑滑 的斜面的斜面ABAB运动到运动到B B点所用的时间为点所用的时间为t t1 1 在 在A A点以一定的初速度点以一定的初速度 水平向右抛出 恰好落在水平向右抛出 恰好落在B B点所用时间为点所用时间为t t2 2 在 在A A点以较大的初点以较大的初 速度水平向右抛出 落在水平面速度水平向右抛出 落在水平面BCBC上所用时间为上所用时间为t t3 3 则 则t t1 1 t t2 2 图图 2 2 和和t t3 3的大小关系正确的是的大小关系正确的是 A A t t1 1 t t2 2 t t3 3 B B t t1 1 t t2 2 t t3 3 C C t t1 1 t t2 2 t t3 3 D D t t1 1 t t2 2 t t3 3 解析 设斜面倾角为解析 设斜面倾角为 A A点到点到BCBC面的高度为面的高度为h h 则 则 g gsinsin t t1 12 2 以一定的 以一定的 h h s si in n 1 1 2 2 初初 2 速度平抛落到速度平抛落到B B点时 点时 h h gtgt2 22 2 以较大的初速度平抛落到 以较大的初速度平抛落到BCBC面上时 面上时 h h gtgt3 32 2 1 1 2 2 1 1 2 2 可得出 可得出 t t1 1 t t2 2 t t3 3 故 故 A A 正确 正确 2 2h h g gs si in n2 2 2 2h h g g 答案 答案 A A 3 3 2010 2010 郑州模拟郑州模拟 如图如图 3 3 所示 倾斜轨道所示 倾斜轨道ACAC与有缺口的圆轨与有缺口的圆轨 道道 BCDBCD相切于相切于C C 圆轨道半径为 圆轨道半径为R R 两轨道在同一竖直平面内 两轨道在同一竖直平面内 D D 是圆轨道的最高点 缺口是圆轨道的最高点 缺口DBDB所对的圆心角为所对的圆心角为 90 90 把一个小球 把一个小球 从斜轨道上某处由静止释放 它下滑到从斜轨道上某处由静止释放 它下滑到C C点后便进入圆轨道 要点后便进入圆轨道 要 想使它上升到想使它上升到D D点后再落到点后再落到B B点 不计摩擦 则下列说法正确点 不计摩擦 则下列说法正确 图图 3 3 的是的是 A A 释放点须与 释放点须与D D点等高点等高 B B 释放点须比 释放点须比D D点高点高R R 4 4 C C 释放点须比 释放点须比D D点高点高R R 2 2 D D 使小球经 使小球经D D点后再落到点后再落到B B点是不可能的点是不可能的 解析 设小球刚好过解析 设小球刚好过D D点的速度为点的速度为v vD D 由 由mgmg m m得得v vD D 当落到与 当落到与B B点等点等 v vD D2 2 R Rg gR R 高的水平面上时 平抛的水平位移高的水平面上时 平抛的水平位移x x v v0 0t t 又 又t t 所以 所以x x v vD D R R 2 2R R g g 2 2R R g g2 2 R R 故经过 故经过D D点后小球不可能落到点后小球不可能落到B B点 只有点 只有 D D 正确 正确 答案 答案 D D 4 4 2010 2010 天津模拟天津模拟 如图如图 4 4 所示 一根跨过光滑定滑轮的轻绳 所示 一根跨过光滑定滑轮的轻绳 两两 端各有一杂技演员端各有一杂技演员 可视为质点可视为质点 a a站于地面 站于地面 b b从图示的位置从图示的位置 由由 静止开始向下摆动 运动过程中绳始终处于伸直状态 当演员静止开始向下摆动 运动过程中绳始终处于伸直状态 当演员b b 摆至最低点时 摆至最低点时 a a刚好对地面无压力 则演员刚好对地面无压力 则演员a a的质量与演员的质量与演员b b 的质量之比为的质量之比为 图图 4 4 A A 1 11 1 B B 2 12 1 C C 3 13 1 D D 4 14 1 解析 设解析 设b b摆至最低点时的速度为摆至最低点时的速度为v v b b侧所拉绳子长度为侧所拉绳子长度为l l 由机械能守恒定律可 由机械能守恒定律可 得 得 mglmgl 1 1 cos60 cos60 mvmv2 2 解得 解得v v 设设b b摆至最低点时绳子的拉力为摆至最低点时绳子的拉力为F FT T 由圆 由圆 1 1 2 2g gl l 周运动知识得 周运动知识得 F FT T m mb bg g m mb b 解得 解得F FT T 2 2m mb bg g 对演员 对演员a a有有F FT T m ma ag g 所以 演 所以 演 v v2 2 l l 3 员员a a的质量与演员的质量与演员b b的质量之比为的质量之比为 2 1 2 1 答案 答案 B B 二 双项选择题二 双项选择题 本题共本题共 5 5 小题 每小题小题 每小题 6 6 分 共分 共 3030 分 每小题给出的四个选项中 有分 每小题给出的四个选项中 有 两个选项符合题目要求 全选对的得两个选项符合题目要求 全选对的得 6 6 分 只选分 只选 1 1 个且正确的得个且正确的得 1 1 分 错选或不选的分 错选或不选的 得得 0 0 分分 5 5 2009 2009 浙江高考浙江高考 在讨论地球潮汐成因时 地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行在讨论地球潮汐成因时 地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行 轨轨 道可视为圆轨道 已知太阳质量约为月球质量的道可视为圆轨道 已知太阳质量约为月球质量的 2 7 102 7 107 7倍 地球绕太阳运行的轨倍 地球绕太阳运行的轨 道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的 400400 倍 关于太阳和月球对地球上相同质倍 关于太阳和月球对地球上相同质 量海水的引力 以下说法正确的是量海水的引力 以下说法正确的是 A A 太阳引力远大于月球引力 太阳引力远大于月球引力 B B 太阳引力与月球引力相差不大 太阳引力与月球引力相差不大 C C 月球对不同区域海水的吸引力大小相等 月球对不同区域海水的吸引力大小相等 D D 月球对不同区域海水的吸引力大小有差异 月球对不同区域海水的吸引力大小有差异 解析 设太阳质量为解析 设太阳质量为M M 月球质量为 月球质量为m m 海水质量为 海水质量为m m 太阳与地球之间距离为 太阳与地球之间距离为 r r1 1 月球与地球之间距离为 月球与地球之间距离为r r2 2 由题意 由题意 2 7 102 7 107 7 400400 由万有引力公式 太 由万有引力公式 太 M M m m r r1 1 r r2 2 阳对海水的引力阳对海水的引力F F1 1 月球对海水的引力 月球对海水的引力F F2 2 则 则 G GM Mm m r r1 12 2 G Gm mm m r r2 22 2 F F1 1 F F2 2 M Mr r2 22 2 m mr r1 12 2 2 2 7 7 1 10 07 7 4 40 00 0 2 2 故 故 A A 正确 正确 B B 错误 月球到地球上不同区域的海水距离不同 所以引力大错误 月球到地球上不同区域的海水距离不同 所以引力大 2 27 70 00 0 1 16 6 小有差异 小有差异 C C 错误 错误 D D 正确 正确 答案 答案 ADAD 6 6 2010 2010 广州模拟广州模拟 2009 2009 年年 1010 月月 1 1 日建国日建国 6060 周年的国庆阅兵场周年的国庆阅兵场 上 上 呈现在世人面前的导弹装备全部为首次亮相的新型号主战武器 呈现在世人面前的导弹装备全部为首次亮相的新型号主战武器 有有 5 5 种新型号导弹 共计种新型号导弹 共计 108108 枚 与此前两次国庆阅兵展示相比 枚 与此前两次国庆阅兵展示相比 身身 材小了 威力强了 精度高了 其中新型中远程地地导弹 打击效材小了 威力强了 精度高了 其中新型中远程地地导弹 打击效 能多样 已成为信息化条件下局部战争的能多样 已成为信息化条件下局部战争的 拳头拳头 如图 如图 5 5 所示 所示 从地面上从地面上A A点发射一枚中远程地地导弹 在引力作用下沿点发射一枚中远程地地导弹 在引力作用下沿ACBACB椭椭 圆轨道飞行击中地面目标圆轨道飞行击中地面目标B B C C为轨道的远地点 距地面高度为为轨道的远地点 距地面高度为h h 图图 5 5 已知地球半径为已知地球半径为R R 地球质量为 地球质量为m m地 地 引力常量为 引力常量为G G 不计空气阻力 下列结论中正 不计空气阻力 下列结论中正 确的是确的是 4 A A 导弹在运动过程中只受重力作用 做匀变速曲线运动 导弹在运动过程中只受重力作用 做匀变速曲线运动 B B 导弹在 导弹在C C点的加速度等于点的加速度等于 G Gm m地地 R R h h 2 2 C C 地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点 地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点 D D 导弹离开 导弹离开A A点时的速度大于第一宇宙速度点时的速度大于第一宇宙速度 解析 导弹在运动过程中经过不同的位置所受到的万有引力不等 加速度时刻改变 解析 导弹在运动过程中经过不同的位置所受到的万有引力不等 加速度时刻改变 A A 错 由万有引力定律及牛顿第二定律可知 错 由万有引力定律及牛顿第二定律可知 B B 正确 由开普勒行星运动定律知正确 由开普勒行星运动定律知 C C 正确 如果导弹离开正确 如果导弹离开A A点时的速度大于第一宇宙速度 导弹将环绕地球运动成为一点时的速度大于第一宇宙速度 导弹将环绕地球运动成为一 颗人造地球卫星 颗人造地球卫星 D D 错 错 答案 答案 BCBC 7 7 2010 2010 鲁东南三市四县测试鲁东南三市四县测试 为纪念伽利略将望远镜用于天文观测为纪念伽利略将望远镜用于天文观测 400400 周年 周年 20092009 年年 被定为以被定为以 探索我的宇宙探索我的宇宙 为主题的国际天文年 我国发射的为主题的国际天文年 我国发射的 嫦娥一号嫦娥一号 卫星绕卫星绕 月球经过一年多的运行 完成了既定任务 于月球经过一年多的运行 完成了既定任务 于 20092009 年年 3 3 月月 1 1 日日 1616 时时 1313 分成功撞分成功撞 月 如月 如 图图 6 6 所示为所示为 嫦娥一号嫦娥一号 卫星撞月的模拟图 卫星在控制点卫星撞月的模拟图 卫星在控制点 1 1 开始进入撞月轨道 假开始进入撞月轨道 假 设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R R 周期为 周期为T T 引力常量为 引力常量为G G 根据题中信息 根据题中信息 以下说法正确的是以下说法正确的是 图图 6 6 A A 可以求出月球的质量 可以求出月球的质量 B B 可以求出月球对 可以求出月球对 嫦娥一号嫦娥一号 卫星的引力卫星的引力 C C 嫦娥一号嫦娥一号 卫星在控制点卫星在控制点 1 1 处应减速处应减速 D D 嫦娥一号嫦娥一号 在地面的发射速度大于在地面的发射速度大于 11 211 2 km skm s 解析 由解析 由 m mR R可得可得M M 故 故 A A 正确 因不知正确 因不知 嫦娥一号嫦娥一号 的质量 的质量 G GM Mm m R R2 2 4 4 2 2 T T2 2 4 4 2 2R R3 3 G GT T2 2 故不可求出月球对故不可求出月球对 嫦娥一号嫦娥一号 卫星的引力 卫星的引力 B B 错误 因卫星从控制点错误 因卫星从控制点 1 1 处开始做处开始做 近心运动 故卫星在此处应减速 近心运动 故卫星在此处应减速 C C 正确 正确 嫦娥一号嫦娥一号 未脱离地球的引力束缚 未脱离地球的引力束缚 同月球一块绕地球运动 故发射速度小于同月球一块绕地球运动 故发射速度小于 11 211 2 km skm s D D 错误 错误 答案 答案 ACAC 8 8 2010 2010 玉溪模拟玉溪模拟 据报道 我国数据中继卫星据报道 我国数据中继卫星 天链一号天链一号 0101 星星 于于 20082008 年年 4 4 月月 2525 5 日在西昌卫星发射中心发射升空 经过日在西昌卫星发射中心发射升空 经过 4 4 次变轨控制后 于次变轨控制后 于 5 5 月月 1 1 日成功定点在东日成功定点在东 经经 77 77 赤道上空的同步轨道 关于成功定点后的赤道上空的同步轨道 关于成功定点后的 天链一号天链一号 0101 星星 下列说法正确 下列说法正确 的是的是 A A 运行速度大于 运行速度大于 7 97 9 km skm s B B 离地面高度一定 相对地面静止 离地面高度一定 相对地面静止 C C 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大 D D 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 解析 由万有引力提供向心力得 解析 由万有引力提供向心力得 v v 即线速度 即线速度v v随轨道半径随轨道半径 G GM Mm m r r2 2 m mv v2 2 r r G GM M r r r r的增大而减小 的增大而减小 v v 7 97 9 km skm s 为第一宇宙速度 即围绕地球表面运行的速度 因同为第一宇宙速度 即围绕地球表面运行的速度 因同 步卫星轨道半径比地球半径大很多 因此其线速度应小于步卫星轨道半径比地球半径大很多 因此其线速度应小于 7 97 9 km skm s 故 故 A A 错 因同错 因同 步卫星与地球自转同步 即步卫星与地球自转同步 即T T 相同 因此其相对地面静止 由公式相同 因此其相对地面静止 由公式 m m R R G GM Mm m R R h h 2 2 h h 2 2得 得 h h R R 因 因G G M M R R均为定值 因此均为定值 因此h h一定为定值 故一定为定值 故 B B 3 3 G GM M 2 2 对 因同步卫星周期对 因同步卫星周期T T同 同 2424 小时 月球绕地球转动周期小时 月球绕地球转动周期T T月 月 2727 天 即天 即T T同 同 T T月 月 由公式由公式 得得 同 同 月 月 故 故 C C 对 同步卫星与静止在赤道上的物体具有共同的对 同步卫星与静止在赤道上的物体具有共同的 2 2 T T 角角 速度 由公式速度 由公式a a向 向 r r 2 2 可得 可得 因轨道半径不同 故其向心加速度不同 因轨道半径不同 故其向心加速度不同 a a同同 a a物物 R R h h R R D D 错误 错误 答案 答案 BCBC 9 9 2010 2010 临汾统考临汾统考 2008 2008 年年 9 9 月 月 神舟神舟 七号顺利升空入轨 七号顺利升空入轨 神舟神舟 七号飞船为了七号飞船为了 进行轨道维持 飞船发动机点火工作 所谓进行轨道维持 飞船发动机点火工作 所谓 轨道维持轨道维持 就是通过控制飞船上发动就是通过控制飞船上发动 机的点火时间和推力的大小和方向 使飞船能保持在预定轨道上稳定运行 如果不机的点火时间和推力的大小和方向 使飞船能保持在预定轨道上稳定运行 如果不 进行轨道维持 由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力 轨道高度会缓慢降低 在进行轨道维持 由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力 轨道高度会缓慢降低 在 这种情况下 下列说法中正确的是这种情况下 下列说法中正确的是 A A 飞船受到的万有引力逐渐增大 线速度逐渐减小 飞船受到的万有引力逐渐增大 线速度逐渐减小 B B 飞船的向心加速度逐渐增大 周期逐渐减小 线速度和角速度都逐渐增大 飞船的向心加速度逐渐增大 周期逐渐减小 线速度和角速度都逐渐增大 C C 飞船的动能 重力势能和机械能都逐渐减小 飞船的动能 重力势能和机械能都逐渐减小 D D 飞船的重力势能逐渐减小 动能逐渐增大 机械能逐渐减小 飞船的重力势能逐渐减小 动能逐渐增大 机械能逐渐减小 解析 当飞船的高度降低时 受到的万有引力逐渐增大 向心加速度增大 但万有解析 当飞船的高度降低时 受到的万有引力逐渐增大 向心加速度增大 但万有 6 引力做的功大于阻力对飞船做的功 飞船的线速度增大 选项引力做的功大于阻力对飞船做的功 飞船的线速度增大 选项 A A 错误 由公式错误 由公式 知 当知 当r r减小时 角速度增大 而减小时 角速度增大 而T T 所以周期减小 选项 所以周期减小 选项 B B 正确 飞正确 飞 G GM M r r3 3 2 2 船高度降低 重力势能减小 由于空气阻力做负功 使得飞船的机械能减小 动能船高度降低 重力势能减小 由于空气阻力做负功 使得飞船的机械能减小 动能 增大 选项增大 选项 C C 错误 选项错误 选项 D D 正确 正确 答案 答案 BDBD 三 非选择题三 非选择题 本题包括本题包括 3 3 小题 共小题 共 5454 分 按题目要求作答 解答应写出必要的文字说分 按题目要求作答 解答应写出必要的文字说 明 方程式和重要演算步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中明 方程式和重要演算步骤 只写出最后答案的不能得分 有数值计算的题 答案中 必须明确写出数值和单位必须明确写出数值和单位 1010 18 18 分分 如图如图 7 7 所示 有一倾角为所示 有一倾角为 30 30 的光滑斜面 斜面长的光滑斜面 斜面长L L 为为 1010 m m 一小球从斜面顶端以 一小球从斜面顶端以 1010 m sm s 的速度在斜面上沿水平方向抛的速度在斜面上沿水平方向抛 出 求 出 求 g g取取 1010 m sm s2 2 1 1 小球沿斜面滑到底端时的水平位移小球沿斜面滑到底端时的水平位移x x 2 2 小球到达斜面底端时的速度大小 小球到达斜面底端时的速度大小 图图 7 7 解析 解析 1 1 沿初速度方向 沿初速度方向 x x v v0 0t t 沿斜面向下 沿斜面向下 a a g gsinsin L L atat2 2 1 1 2 2 联立联立 代入数据得 代入数据得 x x 2020 m m 2 2 沿斜面向下 沿斜面向下 v v atat 则 则 v v v v 2 2 v v0 02 2 联立联立 解得 解得 v v 1010 m sm s 14 114 1 m s m s 2 答案 答案 1 20 1 20 m m 2 14 1 2 14 1 m sm s 1111 18 18 分分 如图如图 8 8 所示 水平转盘上放有质量为所示 水平转盘上放有质量为m m的物块 当的物块 当物物 块到转轴的距离为块到转轴的距离为r r时 连接物块和转轴的绳刚好被拉直时 连接物块和转轴的绳刚好被拉直 绳绳上上 张力张力 为零为零 物块和转盘间最大静摩擦力是其正压力的 物块和转盘间最大静摩擦力是其正压力的 倍 求 倍 求 1 1 当转盘的角速度当转盘的角速度 1 1 时 细绳的拉力时 细绳的拉力F F1 1 图图 8 8 g g 2 2r r 2 2 当转盘的角速度当转盘的角速度 2 2 时 细绳的拉力时 细绳的拉力F F2 2 3 3 g g 2 2r r 解析 设角速度为解析 设角速度为 0 0时 物块所受静摩擦力为最大静摩擦力 有时 物块所受静摩擦力为最大静摩擦力 有 mgmg m m 0 02 2r r 7 得得 0 0 g g r r 1 1 由于由于 1 1 0 0 故绳未拉紧故绳未拉紧 此时静摩擦力未达到最大值此时静摩擦力未达到最大值 F F1 1 0 0 g g 2 2r r 2 2 由于由于 2 2 0 0 故绳被拉紧故绳被拉紧 3 3 g g 2 2r r 由由F F2 2 mgmg m m 2 22 2