2014物理高考好题汇编提能专训三：力与曲线运动、天体运动

1、精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 提能专训提能专训(三三) 力与曲线运动、天体运动力与曲线运动、天体运动 1(2013 宁波联考宁波联考)如图所示，一物块放在一个圆盘上，若圆盘如图所示，一物块放在一个圆盘上，若圆盘表面与水平面的夹角为表面与水平面的夹角为 ，物块转动半径为，物块转动半径为 R，与圆盘的摩擦系数为，与圆盘的摩擦系数为，则物块和圆盘一起按如图所示转动的过程中，下列说法正确的是，则物块和圆盘一起按如图所示转动的过程中，下列说法正确的是( ) A角速度的最大值为角速度的最大值为gcos gsin R B角速度的最大值为角速度的最大值为gcos gsin R C圆盘对物块的弹

2、力始终不做功圆盘对物块的弹力始终不做功 D圆盘对物块的摩擦力始终不做功圆盘对物块的摩擦力始终不做功 答案：答案：AC 解析：解析：物块不滑动的临界条件为物块到达最低点时物块不滑动的临界条件为物块到达最低点时所受的摩擦力为最大值，则所受的摩擦力为最大值，则 mgcos mgsin mR2max，即，即 maxgcos gsin R，A 正确，正确，B 错误；由于弹力方向始终和物块的错误；由于弹力方向始终和物块的速度方向垂直，始终不做功，速度方向垂直，始终不做功，C 正确；物块随圆盘向上转动过程中，正确；物块随圆盘向上转动过程中，静摩擦力做正功，反之亦然，静摩擦力做正功，反之亦然，D 错误错误 2

3、质量为质量为 0.2 kg 的物体在水平面上运动，它的两个正交分速度的物体在水平面上运动，它的两个正交分速度图图线分别如图所示，由图可知线分别如图所示，由图可知( ) 精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 A最初最初 4 s 内物体的位移为内物体的位移为 8 2 m B从开始至从开始至 6 s 末物体都做曲线运动末物体都做曲线运动 C最初最初 4 s 内物体做曲线运动，接着的内物体做曲线运动，接着的 2 s 物体做直线运动物体做直线运动 D最初最初 4 s 内物体做直线运动，接着的内物体做直线运动，接着的 2 s 物体做曲线运动物体做曲线运动 答案：答案： AC 解析：解析： 由运动的

4、独立性结合由运动的独立性结合 vt 图象可得在最初图象可得在最初 4 s内内 y 轴方向位移为轴方向位移为 y1244 m8 m，x 轴轴方向位移为方向位移为 x24 m8 m，由运动的合成得合位移，由运动的合成得合位移 s x2y28 2 m，A 选项正确；选项正确；在在 04 s 内物体的加速度与速度不共线，物体做曲线运动，内物体的加速度与速度不共线，物体做曲线运动，4 s 末物末物体的合速度与体的合速度与 x 轴正方向夹角的正切值轴正方向夹角的正切值 tan 422，合加速度与，合加速度与 x轴正方向夹角的正切值轴正方向夹角的正切值 tan 212，合初速度与合加速度共线，物，合初速度与

5、合加速度共线，物体做直线运动，体做直线运动，B、D 选项错误，选项错误，C 选项正确选项正确 32012 年我国宣布北斗导航系统正式商业运行北斗导航系统年我国宣布北斗导航系统正式商业运行北斗导航系统又被称为又被称为“双星定位系统双星定位系统”，具有，具有导航、定位等功能导航、定位等功能“北斗北斗”系统系统中两颗工作星均绕地心做匀速圆周运动，轨道半径为中两颗工作星均绕地心做匀速圆周运动，轨道半径为 r，某时刻两颗，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的工作卫星分别位于轨道上的 A、B 两位置两位置(如图所示如图所示)若卫星均顺时若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为针运行，地球表面处的重力加速

6、度为 g，地球半径为，地球半径为 R，不计卫星间，不计卫星间的相互作用力则以下判断中正确的是的相互作用力则以下判断中正确的是( ) 精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 A这两颗卫星的加速度相等，均为这两颗卫星的加速度相等，均为R2gr2 B卫星卫星 1 由位置由位置 A 运动至位置运动至位置 B 所需的时间为所需的时间为2r3Rrg C卫星卫星 1 向后喷气就一定能追上卫星向后喷气就一定能追上卫星 2 D卫星卫星 1 由位置由位置 A 运动到位置运动到位置 B 的过程中万有引力做正功的过程中万有引力做正功 答案：答案：A 解析：解析：根据根据 mgGMmR2，aGMr2，可得轨道处加

7、速度，可得轨道处加速度aR2gr2， A 正确； 卫星正确； 卫星 1 由位置由位置 A 运动至位置运动至位置 B 所需的时间为所需的时间为 tT63r3GMr3Rrg，B 错误；卫星错误；卫星 1 向后喷气将脱离圆轨道做离心运向后喷气将脱离圆轨道做离心运动，动，C 错误；卫星错误；卫星 1 由位置由位置 A 运动到位置运动到位置 B 的过程中万有引力不做的过程中万有引力不做功，功，D 错误错误 4如图所示，将一篮球从地面上方的某点如图所示，将一篮球从地面上方的某点 B 斜向上抛出，刚好斜向上抛出，刚好垂直击中篮板上的垂直击中篮板上的 A 点，不计空气阻力，而且球与板的碰撞没有能点，不计空气阻

8、力，而且球与板的碰撞没有能量损失，即碰撞前后速度方向相反，大小相等若把抛射点量损失，即碰撞前后速度方向相反，大小相等若把抛射点 B 向篮向篮板方向水平移动一小段距离， 但抛出的篮球仍能垂直击中篮板上的板方向水平移动一小段距离， 但抛出的篮球仍能垂直击中篮板上的 A点，则以下说法正确的是点，则以下说法正确的是( ) 精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 A需要增大抛射时需要增大抛射时的速度的速度 v0，同时减小抛射角，同时减小抛射角 B需要减小抛射时的速度需要减小抛射时的速度 v0，同时增大抛射角，同时增大抛射角 C篮球仍能落回抛出点篮球仍能落回抛出点 B D篮球从篮球从 B 到到 A

9、的时间大于从的时间大于从 A 弹回后落到弹回后落到 B 所在平面的时所在平面的时间间 答案：答案：BC 解析：解析：因为碰撞前后篮球的速度方向相反，大小相因为碰撞前后篮球的速度方向相反，大小相等，所以从等，所以从 A 到到 B 的运动是从的运动是从 B 到到 A 的运动的逆运动，的运动的逆运动，C 正确，正确，D错误从错误从 A 到到 B 的运动是平抛运动，则的运动是平抛运动，则 xv0tcos ，y12gt2，v0sin gt，由上述三式得，由上述三式得 tan 2yx.当当 x 减小时，减小时， 变大由于竖直方向变大由于竖直方向位移不变，运动时间位移不变，运动时间 t 不变，不变，v0si

10、n gt 为定值为定值 变大，变大，sin 变大，变大，故故 v0变小，变小，B 正确，正确，A 错误错误 5如图所示，在倾角为如图所示，在倾角为 30 的光滑斜面的顶端的光滑斜面的顶端 O 点，以不同点，以不同的水平初速度抛出一小球以初速度的水平初速度抛出一小球以初速度 v1抛出时，落到斜面的中点抛出时，落到斜面的中点 A点，经过的时间为点，经过的时间为 t1；以初速度；以初速度 v2抛出时，落到斜面的底端抛出时，落到斜面的底端 B 点，点，经过的时间为经过的时间为 t2.若让小球从若让小球从 O 点由静止释放，运动到底端点由静止释放，运动到底端 B 点的时点的时间为间为 t3，则，则( )

11、 精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 At22t1 Bt32t2 Cv2 2v1 Dv22v1 答案：答案：BC 解析：解析：设斜面高为设斜面高为 2h，则由平抛运动规律知，则由平抛运动规律知，t12hg，t22hg 2t1，A 错误；由运动学公式知，错误；由运动学公式知，OB12gsin t23，而而 OB4h，解得，解得 t34hg2t2，B 正确；设正确；设 O 与与 A 间、间、O 与与 B 间间的水平距离分别为的水平距离分别为 xOA、xOB，则，则 v1xOAt1、v2xOBt2，又，又 xOB2xOA，t2 2t1，联立得，联立得 v2 2v1，C 正确，正确，D 错误

12、错误 6如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道，如图所示，在竖直平面内固定有两个很靠近的同心圆轨道，外圆光滑内圆粗糙 一质量为外圆光滑内圆粗糙 一质量为 m0.2 kg 的小球从轨道的最低点以初的小球从轨道的最低点以初速度速度 v0向右运动，球的直径略小于两圆的间距，小球运动的轨道半向右运动，球的直径略小于两圆的间距，小球运动的轨道半径径 R0.5 m，g10 m/s2，不计空气阻力，设小球通过最低点时重力，不计空气阻力，设小球通过最低点时重力势能为零，下列说法错误的是势能为零，下列说法错误的是( ) A若小球运动到最高点时速度为若小球运动到最高点时速度为 0，则小球机械能一定不守

13、恒，则小球机械能一定不守恒 精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 B若小球第一次运动到最高点时速度大小为若小球第一次运动到最高点时速度大小为 0，则，则 v0一定小于一定小于5 m/s C若要使小球不挤压内轨道，则若要使小球不挤压内轨道，则 v0一定不小于一定不小于 5 m/s D若小球开始运动时初动能为若小球开始运动时初动能为 1.6 J，则足够长时间后小球的机，则足够长时间后小球的机械能为械能为 1 J 答案：答案：C 解析：解析：若小球运动到最高点时速度为若小球运动到最高点时速度为 0，则小球运动，则小球运动过程中与内轨道一定有挤压，一定有摩擦力，且摩擦力一定做功，小过程中与内轨

14、道一定有挤压，一定有摩擦力，且摩擦力一定做功，小球机械能一定不守恒，所以球机械能一定不守恒，所以 A 正确；若小球的初速度较大，小球在正确；若小球的初速度较大，小球在运动过程中与运动过程中与内轨道没有挤压， 小球的机械能守恒， 根据内轨道没有挤压， 小球的机械能守恒， 根据 mgmv2R和和12mv2012mv22mgR，可得小球的初速度，可得小球的初速度 v05 m/s，所以小球初速，所以小球初速度度 v0不小于不小于 5 m/s 时，小球运动到最高点时速度不可能为零反之，时，小球运动到最高点时速度不可能为零反之，若小球运动到最高点时速度大小为零， 则若小球运动到最高点时速度大小为零， 则

15、v0一定小于一定小于 5 m/s， B 正确；正确；由由 mgR12mv20可得可得 v0 10 m/s， 只要小球的初速度不大于， 只要小球的初速度不大于 10 m/s时，小球只在外圆轨道下半圆轨道内运动时，与内轨道也无挤压，所时，小球只在外圆轨道下半圆轨道内运动时，与内轨道也无挤压，所以以 C 错误；若小球开始运动时初动能为错误；若小球开始运动时初动能为 1.6 J，即初速度，即初速度 v04 m/s，则小球在外圆上半圆运动时受到摩擦阻力作用， 小球的机械能不断减则小球在外圆上半圆运动时受到摩擦阻力作用， 小球的机械能不断减小，足够长时间后小球只在外圆轨道下半圆轨道内往复运动， 小球的小，

16、足够长时间后小球只在外圆轨道下半圆轨道内往复运动， 小球的机械能守恒，机械能始终为机械能守恒，机械能始终为 E120.2( 10)2 J1 J，D 正确正确 7(2013 湖北武昌区五月调研湖北武昌区五月调研)如图所示，半径为如图所示，半径为 R 的半圆形圆的半圆形圆弧槽固定在水平面上，在圆弧槽的边缘弧槽固定在水平面上，在圆弧槽的边缘 A 点有一小球点有一小球(可视为质可视为质点，点，图中未画出图中未画出)， 今让小球对着圆弧槽的圆心， 今让小球对着圆弧槽的圆心O以初速度以初速度v0做平抛运动，做平抛运动，从抛出到击中槽面所用时间为从抛出到击中槽面所用时间为Rg(g 为重力加速度为重力加速度)

17、则平抛的初速则平抛的初速度可能是度可能是( ) 精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 Av02 32gR Bv02 32gR Cv03 32gR Dv03 32gR 答案：答案：AB 解析：解析：小球从抛出到击中槽面下降的距离为小球从抛出到击中槽面下降的距离为 y12gt212gRgR2. 小球的水平位移为小球的水平位移为 xR32R 或或 xR32R 所以初速度为所以初速度为 v0 xtR32RRg2 32gR 或或 v0 xtR32RRg2 32gR. 8一斜面倾角为一斜面倾角为 ，A、B 两个小球均以水平初速度两个小球均以水平初速度 v0水平抛水平抛出，如图所示出，如图所示A 球

18、垂直撞在斜面上，球垂直撞在斜面上，B 球落到斜面上的位移最短，球落到斜面上的位移最短，不计空气阻力， 则不计空气阻力， 则 A、 B两个小球下落时间两个小球下落时间 tA与与 tB之间的关系为之间的关系为( ) 精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 AtAtB BtA2tB CtB2tA D无法确定无法确定 答案：答案：C 解析：解析：A 球垂直撞在斜面上，说明其到达斜面时速度方向与斜面球垂直撞在斜面上，说明其到达斜面时速度方向与斜面垂直，将速度分解如图所示，则垂直，将速度分解如图所示，则 v1v0，v2gtA.由图可知由图可知 tan v1v2v0gtA.而而 B 球落到斜面上的位移

19、最短， 则说明小球球落到斜面上的位移最短， 则说明小球 B 从抛出到斜面的从抛出到斜面的位移位移与斜面垂直，将位移分解可得与斜面垂直，将位移分解可得 xv0tB，y12gt2B，由图可得由图可得 tan xyv0tB12gt2Bv012gtB，故可得，故可得 tB2tA，C 正确正确 9如图所示，从地面上如图所示，从地面上 A 点发射一枚远程弹道导弹，假设导弹点发射一枚远程弹道导弹，假设导弹仅在地球引力作用下沿仅在地球引力作用下沿 ACB 椭圆轨道飞行并击中地面目标椭圆轨道飞行并击中地面目标 B，C 为为轨道的远地点，距地面高度为轨道的远地点，距地面高度为 h.已知地球半径为已知地球半径为 R

20、，地球质量为，地球质量为 M，精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 引力常量为引力常量为 G.则下列结论正确的则下列结论正确的是是( ) A导弹在导弹在 C 点的速度大于点的速度大于GMRh B导弹在导弹在 C 点的速度等于点的速度等于3GMRh C导弹在导弹在 C 点的加速度等于点的加速度等于GM Rh 2 D导弹在导弹在 C 点的加速度大于点的加速度大于GM Rh 2 答案：答案：C 解析：解析：导弹运动到导弹运动到 C 点所受万有引力为点所受万有引力为 GMm Rh 2，轨道半径轨道半径 r 小于小于(Rh)，所以导弹在，所以导弹在 C 点的速度小于点的速度小于GMRh，A、B错

21、误；由牛顿第二定律得错误；由牛顿第二定律得 GMm Rh 2ma，解得导弹在，解得导弹在 C 点的加速度点的加速度aGM Rh 2，C 正确，正确，D 错误错误 102013 年年 2 月月 16 日，直径约日，直径约 50 米、质量约米、质量约 13 万吨的小行星万吨的小行星“2012DA14”，以大约每小时，以大约每小时 2.8 万公里的速度由印度洋苏门答腊岛万公里的速度由印度洋苏门答腊岛上空掠过，与地球表面最近距离约为上空掠过，与地球表面最近距离约为 2.7 万公里，这一距离已经低于万公里，这一距离已经低于精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 地球同步卫星的轨道，这颗小行星围绕太

22、阳飞行，其运行轨道与地球地球同步卫星的轨道，这颗小行星围绕太阳飞行，其运行轨道与地球非常相似，据天文学家估非常相似，据天文学家估算，它下一次最接近地球大约是在算，它下一次最接近地球大约是在 2046 年，年，假设图中的假设图中的 P、Q 是地球与小行星最近时的位置，已知地球绕太阳做是地球与小行星最近时的位置，已知地球绕太阳做圆周运动的线速度是圆周运动的线速度是 29.8 km/s，下列说法正确的是，下列说法正确的是( ) A小行星在小行星在 Q 点的速率大于点的速率大于 29.8 km/s B小行星在小行星在 Q 点的速率小于点的速率小于 29.8 km/s C只考虑太阳的引力，只考虑太阳的引

23、力， 地球在地球在 P 点的加速度大于小行星在点的加速度大于小行星在 Q点的加速度点的加速度 D只考虑地球的引力，小行星在只考虑地球的引力，小行星在 Q 点的加速度大于地球同步卫点的加速度大于地球同步卫星星在轨道上的加速度在轨道上的加速度 答案：答案：BCD 解析：解析：GMmR2mv2R，vGMR，由于小行星距离，由于小行星距离太阳比地球远，所以线速度比地球的小，太阳比地球远，所以线速度比地球的小，A 错误，错误，B 正确；正确；aGMR2，C 正确；小行星距离地球比地球同步卫星近，所以正确；小行星距离地球比地球同步卫星近，所以 D 正确正确 11(2013 山西太原期末山西太原期末)北京时

24、间北京时间 8 月月 25 日消息，据国外媒体日消息，据国外媒体报道， 天文学家日前在距离地球报道， 天文学家日前在距离地球 127 光年处发现了一个拥有光年处发现了一个拥有 7 颗行星颗行星的的“太阳系太阳系”，这些行星与其中央恒星之间遵循基本天体运行规律，这些行星与其中央恒星之间遵循基本天体运行规律，和我们太阳系的规则相似和我们太阳系的规则相似 精选优质文档-倾情为你奉上 专心-专注-专业 这一星系的中央恒星名为这一星系的中央恒星名为“HD10180”分析显示，其中一个行星分析显示，其中一个行星绕中央恒星绕中央恒星“HD10180”的公转周期为的公转周期为 584 天， 是地球绕太阳公转周

25、期天， 是地球绕太阳公转周期的的 1.6 倍；与中央恒星倍；与中央恒星“HD10180”的距离是的距离是 2.3 亿公里，等于太阳和亿公里，等于太阳和地球之间平均距离的地球之间平均距离的 1.6 倍，将行星与地球的公转轨道视为圆倍，将行星与地球的公转轨道视为圆 (1)求恒星求恒星“HD10180”的质量与太阳的质量之比的质量与太阳的质量之比 (2)已知该行星的质量是地球质量的已知该行星的质量是地球质量的 25 倍， 半径是地球半径的倍， 半径是地球半径的 16倍，求该行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比倍，求该行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比 答案：答案：(1)1.6 (2)1.25 解析：解析：(1)设中央恒星质量为设中央恒星质量为 M1，这个行星质量为这个行星质量为 m1，绕恒星运，绕恒星运转的轨道半径为转的轨道半径为 r1，周期为，周期为 T1；太阳质量为；太阳质量为 M2，地球质量为，地球质量为 m2，地，地球绕太阳运转的轨道半径为球绕太阳运转的轨道半径为 r2，周期为，周期为 T2， 对行星：对行星：GM1m1r21m1r1 2T12 对地球：对地球：GM2m2r22m2r2 2T22 联立解得联立解得M1M2T22r31T21r321.6 (2)设该行星的第一宇宙速度为设该行星的