2012高考物理 月刊专版 专题4 曲线运动与天体运动专家预测1VIP

用心 爱心 专心1 曲线运动与天体运动曲线运动与天体运动 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 用心 爱心 专心2 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 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 22P 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 用心 爱心 专心5 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 GMm r2 4 2r3 GM 星转相比 不知道是否相等 故选项 A 错 由 m 得v 又这颗类地 4 2r3 GM GMm R2 v2 R GM R 行星的质量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 M V 4 3 3M 4 R3 40 27 选项 D 错 答案 BC 12 河南示范性高中联考 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 用心 爱心 专心6 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 表面的圆形轨道绕行 mg m 2R 联立解得R 又 m 2R 消去R 解 2 T FT2 4 2m GMm R2 2 T 得M F3T4 16 4m3G 答案 1 A BC 2 周期T 物体重力F 3 FT2 4 2m F3T4 16 4m3G 用心 爱心 专心7 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沿 1 4 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 用心 爱心 专心8 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 3 H或 2R 1 2 18 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 得地球表面的重力加速度为