高三《曲线运动万有引力与航天》检测题含答案

1、8高三 曲线运动 万有引力与航天检测题一、选择题（L10题单选，每小题4分；题多选，每小题5分，共60分）1. （2016全国JU卷 14）关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是（）A.开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B.开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C.开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D.开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律2.如图所示，两次渡河时船对水的速度大小和方向都不变，已知第一次实际航 程为A至B,位移为xi,实际航速为vi,所用时间为M由于水速增大，第二 次实际航程为A至C,位移为及，实际航速为V2,所

2、用时间为 t2 贝!）（ ）A. t2tl, 丫2 =苧1B. t2tl, V2=prlC. t2 = tl, V2=J1D. t2 = tl, V2=1yviAA、B两物体通过一根跨过定滑轮的轻绳相连放在水平面上，现物体A以速度VI向右匀速运动，当绳被拉成与水平面夹角分别为* P时，如图所示。物体B的运动速度vb为（绳始终有拉力）A. visin a/sin pB. Vicos a/sin pC. visin a/cos pD. Vicos a/cos p.如图所示，质量相同的钢球、分别放在A、B盘的边缘，A、B两盘的半径之比为2： 1, a、b分别是与A盘、B盘同轴的轮，a、b轮半径之比为

3、1： 2。 当a、b两轮在同一皮带带动下匀速转动时，球 、受到的向心力大小之比为（）A.2 ： 1B.4 ： 1C.1 ： 4D.8 ： 1.如图所示，两个足够大的倾角分别为30。、45。的光滑斜面放在同一水平面上，两 斜面间距大于小球直径，斜面高度相等，有三个完全相同的小球a、b、c,开始均 静止于斜面同一高度处，其中b小球在两斜面之间。若同时释放a、b、c小球到达 该水平面的时间分别为tl、t2、t3若同时沿水平方向抛出，初速度方向如图所示,到达水平面的时间分别为tl，、t2，、下列关于时间的关系不正确的是（）tlt3t2ti=ti t2=tz B=t3c.D. tltl DF、13Vt3

4、 6.如图所示，在粗糙水平板上放一个物体，使水平板和物体一起在竖直平面内沿逆时针方向做匀速圆周运动，ab为水平直径，cd为竖直 -二、 直径，在运动过程中木板始终保持水平，物块相对木板始终静止，贝 ）A.物块始终受到三个力作用B.只有在a、b、c、d四点，物块受到合外力才指向圆心C.从a到b,物体所受的摩擦力先增大后减小D.从b到a,物块处于超重状态.某双星由质量不等的星体Si和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为T,Si到C点的距离为n, Si和S2的距离为r,已知引力常量为G,由此可求出S2的质量为（）4712r2 （一门

5、） A.47r2HB* GT247r2r2 门De GT2.有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是 近地轨道卫星，C是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则（）A. a的向心加速度等于重力加速度gB.在相同时间内b转过的弧长最长C. c在4小时内转过的圆心角是会D. d的运动周期有可能是20小时 9.嫦娥三号携带有一台无人月球车，重3吨多，是当时我国设计的最复杂的航天器.如图所示为其飞行轨道示意图，则下列说法正确的是（）环H轨道2发射入轨段月转移段环月软道1A.嫦娥三号的发射速度应该大于lL2km/sB.嫦娥三号在环

6、月轨道1上P点的加速度大于在环 月轨道2上P点的加速度C.嫦娥三号在环月轨道2上运行周期比在环月轨道1 上运行周期小D.嫦娥三号在动力下降段中一直处于完全失重状态 10.2016年5月22日19时17分，出现了望月、火星冲日和三星伴月的罕见天象， 世界各地都可观赏到。火星是距离地球最近的地外行星，火星绕太阳运行的轨道半 径为地球绕太阳运行轨道半径的L5倍。“冲日”时，火星与地球、太阳几乎成一条 直线，地球正好处在火星与太阳之间。下列说法正确的是（）A.火星绕太阳公转的线速度比地球绕太阳公转的线速度大B. 2017年还会出现火星冲日现象C,所有地外行星中，火星相邻两次冲日时间间隔最长D.所有地外

7、行星中，火星相邻两次冲日时间间隔最短H.如图甲所示，一轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，在竖直平面内做半 径为R的圆周运动。小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为Fn,小球在最高 点的速度大小为v, Fnv2图象如图4一310乙所示。下列说法正确的是（）RA.当地的重力加速度大小为能B.小球的质量为微Rc. v2=c时，杆对小球弹力方向向下88方的小D.若c=2b,则杆对小球弹力大小为2a12.如图所示，斜面倾角为仇位于斜面底端A正上 球以初速度vo正对斜面顶点B水平抛出，小球到达斜面经过的时间为t,重力加速度为g,则下 列说法中正确的是（）A.若小球以最小位移到达斜面，则t=而靠&B.

8、若小球垂直击中斜面，则1=就历C若小球能击中斜面中点，则1=就缶D.无论小球怎样到达斜面，运动时间均为1=誓或.半径分别为R和R/2的两个半圆，分别组成图甲、乙所示的两个圆弧轨道，一 小球从某一高度下落，分别从图甲、乙所示的开口向上的半圆轨道的右侧边缘进入 轨道，都沿着轨道内侧运动并恰好能从开口向下半圆轨道的最高点通过，则下列说 法正确的是（）A.图甲中小球开始下落的高度比图乙中小球开始下落的高度高 TOC o 1-5 h z B.图甲中小球开始下落的高度和图乙中小：球开始下落的高度一样高! 乙-7十 ;C .图甲中小球对轨道最低点的压力比图乙，/）%/777/ 中小球对轨道最低点的压力大甲乙

9、D.图甲中小球对轨道最低点的压力和图乙中小球对轨道最低点的压力一样大.公元2100年，航天员准备登陆木星，为了更准确了解木星的一些信息，到木星 之前做一些科学实验，当到达与木星表面相对静止时，航天员对木星表面发射一束 激光，经过时间t,收到激光传回的信号，测得相邻两次看到日出的时间间隔是T, 测得航天员所在航天器的速度为v,已知引力常量G,激光的速度为c,则（）一.选择题答案1234567891()11121314A.木星的质量M=C.木星的质量M=y3T 2G47r2c3t3GT2B.木星的质量M=2gt2D.据题目所给条件，可以求出木星的密度二、非选择题（共4小题，共40分。计算题解答时请

10、写出必要的文字说明，方程式 和重要的演算步骤，只写出最后答案的不得分。）.某星球的质量为M,在该星球表面某一倾角为e的山坡上以初速度V0平抛一物 体，经时间t该物体落到山坡上。欲使该物体不再落回星球的表面，求至少应以多 大的速度抛出该物体？（不计一切阻力，引力常量为G）.火箭载着宇宙探测器飞向某行星，火箭内平台上还放有测试仪器，如图所示。火箭从地面起飞时，以加速度华竖直向上做匀加速直线运动（g。为地面附近的重力 加速度），已知地球半径为几升到某一高度时，测试仪器对平台的压力刚好是起飞前压力的马，求此时火箭 18离地面的高度h探测器与箭体分离后，进入行星表面附近的预定轨道，进行一系列科学实验和测

11、量,若测得探测器环绕该行星运动的周期为7。，试问：该行星的平均密度为多少？（假定行星为球体，且已知万有引力常量为0.如图所示，竖直平面内固定着一个滑槽轨道，其左半部是倾角为e=37。,长为l=lm 的斜槽PQ,右部是光滑半圆槽QSR, RQ是其竖直直径.两部分滑槽在Q处平滑 连接，R、P两点等高.质量为m=0.2kg的小滑块(可看做质点)与斜槽间的动摩 擦因数为-0.375.将小滑块从斜槽轨道的最高点 TOC o 1-5 h z P释放，使其开始沿斜槽下滑，滑块通过Q点时I没有机械能损失.(取g=10m/s2,痴37。=0.60,cos37=0.80.)求：X. ?/(1)小滑块从P到Q克服摩

12、擦力做的功Wf ；二上屋一，Q(2)为了使小滑块滑上光滑半圆槽后恰好能到达最高点R,从P点释放时小滑块沿斜面向下的初速度vo的大小；(3)现将半圆槽上半部圆心角为。=60。的RS部分去掉，用上一问得到的初速度vo 将小滑块从P点释放,它从S点脱离半圆槽后继续上升的最大高度h.殁VjB C q、18某工厂生产流水线示意图如图所示，半径R=1m的水平圆盘边缘E点固D 0需今E定一小桶，在圆盘直径DE正上方平行放置的水平传送带沿顺时针方向匀速转动，传送带右端C点与圆盘圆心O在同一竖直线上，竖直高度h= L25m。AB 为一个与CO在同一竖直平面内的四分之一光滑圆轨道，半径r=0.45m,且 与水平传

13、送带相切于B点。一质量m=0.2kg的滑块(可视为质点)从A点由静 止释放，滑块与传送带间的动摩擦因数N=0.2,当滑块到达B点时，圆盘从图 示位置以一定的角速度s绕通过圆心O的竖直轴匀速转动，滑块到达C点时 恰与传送带同速并水平抛出，刚好落入圆盘边缘的小桶内。取g=10m/s2,求 滑块到达圆弧轨道B点时对轨道的压力Fnb；传送带BC部分的长度L；(3)圆盘转动的角速度co应满足的条件。高三 曲线运动万有引力与航天检测题答案1答案B.答案D解析两次船相对于静水的速度都是不变的，船相对于水的速度可以分解为垂直于 河岸和平行于河岸两个方向。由于船速大小和方向不变，故垂直于河岸的速度不变,所以渡河

14、的时间相等即t2 = tl;渡河的位移Xl = Vltl, X2 = V2t2,解得：V2=；V1,所 Al以D正确，A、B、C错误。.答案D解析A、B两物体的速度分解如图。由图可知：v WA=vicos aV B = VBCOS p由于V纯A = v的B所以 VB=V1COS a/cos P，故 D 对。.答案D解析皮带传动，边缘上的点线速度大小相等，所以Va=Vb, a轮、b轮半径之比为 1： 2,所以置=：,共轴上点的角速度相等，两个钢球的角速度分别与共轴轮的 VJD 1角速度相等，则熟$ 根据向心加速度a = is2, $全故D正确，A、B、C 错误。.答案D解析 静止释放三个小球时，

15、对a： Ma=%sin 30。亿则行=T。对也h=|gd, 则传=表对c：5*=知1】45。出则6=瞿，所以3t3乂2。当平抛三个小球时, 小球b做平抛运动，小球a、c在斜面内做类平抛运动。沿斜面方向的运动同第一种 情况，所以t2 = tl t3=t3r0 故选 D。.答案D解析 在c、d两处，物块只受重力和支持力，在其他位置处物块受重力、支持力、 静摩擦力作用，故A项错误；物块做匀速圆周运动，合外力提供向心力，合外力 始终指向圆心，故B项错误；从a到b,向心力的水平分量先减小后增大，所以 摩擦力就是先减小后增大，故C项错误；从b到a,向心加速度有向上的分量， 所以物块处于超重状态，故D项正确

16、。.答案D解析 设Si和S2的质量分别为mi、im,对于Si有mi（竿）n=G史詈，得m2 47r2r2 门=GT2 .答案B解析a与c的角速度相等，由a向=! b、c、d四颗卫星中，b的线速度最大，所以在相同时间内b转过的弧长最长，B正确。c的周期为24小时，c在4小时内转过的圆心角6=敏=恭43 C错。由T=知d的周期大于 Ql VJiVJLc的周期，大于24小时，D错。.答案C解析 在地球表面发射卫星的速度大于U.2km/s时，卫星将脱离地球束缚，绕太阳 运动，故A错误；根据万有引力提供向心力6誓=1皿得2 =等，由此可知在环 月轨道2上经过P的加速度等于在环月轨道1上经过P的加速度，故

17、B错误；根据 开普勒第三定律最=k,由此可知，轨道半径越小，周期越小，故嫦娥三号在环月轨 道2上运行周期比在环月轨道1上运行周期小，故C正确；嫦娥三号在动力下降段 中，除了受到重力还受到动力，故不是完全失重状态，故D错误.答案C.答案BC解析通过图象乙分析可知：当v2=b, Fn=0时，小球做圆周运动的向心力由重 力提供，即mg=m, g=A错误；当v2=0, Fx=a时，重力等于弹力Fn,即 mg=a,所以m=，=,R, B正确；v2b时，杆对小球的弹力方向与小球重力方向 相同，竖直向下，故v2=c时，杆对小球弹力的方向竖直向下，C正确；v2=c=2bCh时，mg+FN=m五,解得FN=mg

18、, D错误。.答案AB解析 小球以最小位移到达斜面时即位移与斜面垂直，位移与竖直方向的夹角为仇 则tane=j=鲁，即t=，A正确，D错误；小球垂直击中斜面时，速度与水 平方向的夹角转一心则ta巧一即1=就吊，B正确；小球击中斜面中点 时，令斜面长为2L,则水平射程为Leos e=vot,下落高度为Lsine=2,联立两式得t=2votan 9C错误。.答案AC解析 图甲中小球恰好通过最高点的速度为痂，图乙中小球恰好通过最高点的速 度为、/?，图甲中小球开始下落的高度为hi = 1.5R+=2R,同理可得，图乙中 小球开始下落的高度为h2=L5R+=L75R, A项正确、B项错误；* mgh=

19、1mv2 和Fmg=m?可知，两次小球到轨道最低点时，对轨道的压力分别为Fimg=V1V2z4ghi2gh2m- , F2-mg=m京，解得 Fi=mg+m-,同理 F2=mg+n】-S 得 Fi=9mg,F2=4.5mg, D项错误、C项正确。.答案AD解析 航天器的轨道半径r=W，木星的半径R=M一竽，木星的质量乂=寤= Z7TZ7T L01暮；知道木星的质量和半径，可以求出木星的密度，故A、D正确，B、C错误. Z7TLy.解析：（1）起飞前：Ni=mgo起飞后：N?-吆=竽地球表面:GMm距地面h高处:GMm =mg(R + 厅联立以上各式解得（2）设行星半径为总质量为密度为2,mi GMn,2兀、，则一一=山（亍）-.解析 由题意可知，要求该星球上的“近地卫星”的绕行速度，即第一宇