一輪復(fù)習(xí)曲線運動萬有引力與航天考點規(guī)范練

1、.單元質(zhì)檢四曲線運動萬有引力與航天(時間:45分鐘滿分:100分)單元質(zhì)檢第8頁一、選擇題(本題共8小題,每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項中,第15題只有一項符合題目要求,第68題有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)1.下列說法中正確的是()a.做平拋運動的物體速度變化的方向始終是豎直向下的b.做圓周運動的物體其加速度一定指向圓心c.兩個初速度不為零的勻變速直線運動的合運動一定也是勻變速直線運動d.物體受一恒力作用,可能做勻速圓周運動答案:a解析:平拋運動的加速度為重力加速度,方向豎直向下,故其速度變化的方向始終豎直向下,選項a正確;做變速圓周

2、運動的物體,其加速度并不指向圓心,選項b錯誤;兩個初速度不為零的勻變速直線運動的合運動也可能是勻變速曲線運動,選項c錯誤;勻速圓周運動為變速運動,所受的合力不可能為恒力,選項d錯誤。2.如圖所示,甲、乙兩同學(xué)從河中o點出發(fā),分別沿直線游到a點和b點后,立即沿原路線返回到o點,oa、ob分別與水流方向平行和垂直,且oa=ob。若水流速度不變,兩人在靜水中游速相等,則他們所用時間t甲、t乙的大小關(guān)系為()a.t甲t乙d.無法確定答案:c解析:設(shè)水速為v0,人在靜水中速度為v,對甲,由oa所用時間t1=,由ao所用時間t2=,則甲所用時間t甲=t1+t2=s式;對乙,由ob和由bo的實際速度v=,故

3、所用時間t乙=式;兩式相比得1,即t甲t乙,故選項c正確。3.(2015廣東佛山質(zhì)檢)“套圈圈”是小孩和大人都喜愛的一種游戲。如圖所示,某小孩和大人直立在界外,在同一條豎直線上的不同高度分別水平拋出圓環(huán),并恰好套中前方同一物體。假設(shè)圓環(huán)的運動可以視為平拋運動,則()a.大人拋出的圓環(huán)運動的時間較短b.大人應(yīng)以較小的速度拋出圓環(huán)c.小孩拋出的圓環(huán)發(fā)生的位移較大d.小孩拋出的圓環(huán)單位時間內(nèi)速度的變化量較小導(dǎo)學(xué)號34220380答案:b解析:圓環(huán)做平拋運動,小孩拋出的圓環(huán)的豎直位移較小,水平位移與大人拋出的圓環(huán)的水平位移相等,所以小孩拋出的圓環(huán)發(fā)生的位移較小,選項c錯誤;圓環(huán)在豎直方向上做自由落體運

4、動,所以有h=gt2,所以大人拋出的圓環(huán)的運動時間長,選項a錯誤;在水平方向上,圓環(huán)做勻速運動,由x=v0t可知,大人拋出的圓環(huán)的速度較小,選項b正確;圓環(huán)的加速度相同,單位時間內(nèi)速度的變化量v=gt相同,選項d錯誤。4.(2015遼寧沈陽質(zhì)檢)如圖所示,一個內(nèi)壁光滑的圓錐筒,其軸線垂直于水平面,圓錐筒固定不動。有一個質(zhì)量為m的小球a緊貼著筒內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運動,筒口半徑和筒高分別為r和h,小球a所在的高度為筒高的一半。已知重力加速度為g,則()a.小球a做勻速圓周運動的角速度=b.小球a受到重力、支持力和向心力三個力作用c.小球a受到的合力大小為d.小球a受到的合力方向垂直于筒壁斜向

5、上答案:a解析:小球a受到重力、支持力兩個力作用,合力的方向水平且指向轉(zhuǎn)軸,則mgtan =m2r(設(shè)漏斗內(nèi)壁傾角為),半徑r=,tan =,解得角速度=,選項a正確,選項b、c、d錯誤。5.2012年6月24日,航天員劉旺手動控制神舟九號飛船完成與天宮一號的交會對接,形成組合體繞地球做勻速圓周運動,軌道高度為340 km。測控通信由兩顆在地球同步軌道運行的天鏈一號中繼衛(wèi)星、陸基測控站、測量船,以及北京飛控中心完成。根據(jù)以上信息和你對航天相關(guān)知識的理解,下列描述正確的是()a.組合體勻速圓周運動的周期一定大于地球的自轉(zhuǎn)周期b.組合體勻速圓周運動的線速度一定大于第一宇宙速度c.組合體勻速圓周運動

6、的角速度小于天鏈一號中繼衛(wèi)星的角速度d.神舟九號從低軌道必須加速才能與天宮一號交會對接答案:d解析:設(shè)飛船的質(zhì)量為m,軌道半徑為r,地球的質(zhì)量為m。根據(jù)牛頓第二定律得g=m=m2r=mr則得v=,=,t=2由于同步衛(wèi)星的軌道高度約3.6104 km,遠(yuǎn)大于組合體的高度,則根據(jù)上式可知,組合體勻速圓周運動的周期一定小于同步衛(wèi)星的周期,即小于地球自轉(zhuǎn)的周期,故選項a錯誤;第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球圓周運動的最大速度,等于近地衛(wèi)星的速度,由上式知,組合體勻速圓周運動的線速度一定小于第一宇宙速度,故選項b錯誤;由上式知,組合體的軌道半徑較小,角速度較大,故選項c錯誤;神舟九號通過加速做離心運動,可以到天

7、宮一號的軌道上去,從而實現(xiàn)和天宮一號對接,故選項d正確。6.如圖所示,a為地球赤道上的物體,b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星,c為地球同步衛(wèi)星。關(guān)于a、b、c做勻速圓周運動的說法中正確的是()a.地球?qū)、c兩星的萬有引力提供了向心力,因此只有a受重力,b、c兩星不受重力b.周期關(guān)系為ta=ctbc.線速度的大小關(guān)系為vavcabac答案:bc解析:a物體在赤道上還受到地面對其支持力,b、c所受萬有引力就可以看成其所受的重力,選項a錯誤;b、c的周期滿足t=2,由于rbrc,得tbtc,a、c的周期都為地球的自轉(zhuǎn)周期,選項b正確;b、c的速度滿足v=,由于rbvc,a、c的角速度相等

8、,v=r,由于rarc,得vavc,選項c正確;b、c的向心加速度滿足a=,由于rbac,a、c的角速度相等,a=r2,由于rarc,得aaac,選項d錯誤。7.2013年6月20日,我國第一位“太空教師”王亞平老師在運行的天宮一號內(nèi)給中小學(xué)生上了一堂物理課,做了如圖所示的演示實驗,當(dāng)小球在最低點時給其一初速度,小球能在豎直平面內(nèi)繞定點o做勻速圓周運動。若把此裝置帶回地球表面,仍在最低點給小球相同的初速度,則()a.小球仍能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動b.小球不可能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動c.小球可能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動d.小球一定能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動答案:bc解析:因為王亞

9、平老師在運行的天宮一號內(nèi)做實驗時,小球處于完全失重狀態(tài),而把該裝置帶回地球表面時,由于重力作用,小球不可能在豎直平面內(nèi)做勻速圓周運動,選項a錯誤、b正確;若在最低點給小球的初速度比較大,小球可能在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動,選項c正確、d錯誤。8.天宮一號是中國第一個目標(biāo)飛行器,于2011年9月29日21時16分3秒在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射,2013年6月發(fā)射的神舟十號飛船已與它成功對接。它們的運行軌跡如圖所示,假設(shè)天宮一號繞地球做圓周運動的軌道半徑為r,周期為t,引力常量為g,則以下說法中正確的是()a.根據(jù)題中條件可以計算出地球的質(zhì)量b.根據(jù)題中條件可以計算出地球?qū)μ鞂m一號的引力大小c.在近

10、地點p處,神舟十號的加速度比天宮一號大d.要實現(xiàn)神舟十號與天宮一號在近地點p處安全對接,神舟十號需在靠近p處制動減速答案:ad解析:根據(jù)g=mr,可以求出地球的質(zhì)量,選項a正確;由于不知道天宮一號的質(zhì)量,因此不能求出地球?qū)ζ湟Υ笮?選項b錯誤;在近地點p處,神舟十號與天宮一號到地心的距離一樣,由g=ma可知,它們的加速度大小相等,選項c錯誤;神舟十號在p點制動時,速度減小,做近心運動,從而和天宮一號對接,選項d正確。二、填空、實驗題(15分)9.為了測定滑塊與水平桌面之間的動摩擦因數(shù),某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的實驗裝置,其中圓弧形滑槽末端與桌面相切。第一次實驗時,滑槽固定于桌面右端,末端與桌子右

11、端m對齊,滑塊從滑槽頂端由靜止釋放,落在水平面的p點;第二次實驗時,滑槽固定于桌面左側(cè),測出末端n與桌子右端m的距離為l,滑塊從滑槽頂端由靜止釋放,落在水平面的q點,已知重力加速度為g,不計空氣阻力。(1)實驗還需要測出的物理量是(用代號表示)。a.滑槽的高度hb.桌子的高度hc.o點到p點的距離d1d.o點到q點的距離d2e.滑塊的質(zhì)量m(2)寫出動摩擦因數(shù)的表達式是=。(3)如果第二次實驗時,滑塊沒有滑出桌面,測得滑行距離為x。則動摩擦因數(shù)可表示為=。導(dǎo)學(xué)號34220381答案:(1)bcd(2)(3)解析:(1)實驗還需要測出的物理量是桌子的高度h,o點到p點的距離d1,o點到q點的距離

12、d2,答案為bcd。(2)由題意知h=gt2,d1=v1t,d2=v2t。由動能定理有mgl=,所以=。(3)若滑塊沒有滑出桌面,測得滑行距離為x,則=mgx,所以=。三、計算題(本題共3小題,共37分)10.(10分)(2016山東煙臺統(tǒng)考)如圖所示,截面為abc的三棱柱靜止在水平面上,cab=。第一種情況讓小球在c點以初速度v0水平拋出,三棱柱固定不動。則小球恰好能落在ac邊的中點d;第二種情況是在小球以初速度v0水平拋出的同時,使三棱柱獲得一個大小為的水平速度而向右勻速運動,小球恰好能落到三棱柱上的a點,重力加速度大小為g。求:(1)第一種情況下小球從拋出到落到d點的時間;(2)第二種情

13、況下小球落到a點時的速度大小。答案:(1)(2)解析:(1)設(shè)c點的高度為h,則小球到達d時,下落的高度是h,根據(jù)h=得t1=,水平方向有x=v0t1,聯(lián)立得t1=。(2)三棱柱向右運動時,小球下落的時間為t2=,水平方向:v0t2豎直方向的分速度:vy=gt2合速度為v=聯(lián)立得v=。11.(12分)(2015河北邯鄲高三質(zhì)檢)我國月球探測計劃“嫦娥工程”已經(jīng)啟動,科學(xué)家對月球的探索會越來越深入。(1)若已知地球半徑為r,地球表面的重力加速度為g,月球繞地球運動的周期為t,月球繞地球的運動近似看作勻速圓周運動,試求出月球繞地球運動的軌道半徑;(2)若宇航員隨登月飛船登陸月球后,在月球表面高度為

14、h的某處以速度v0水平拋出一個小球,小球飛出的水平距離為x。已知月球半徑為r月,引力常量為g,試求出月球的質(zhì)量m月。答案:(1)(2)解析:(1)設(shè)地球質(zhì)量為m,月球質(zhì)量為m月,根據(jù)萬有引力定律及向心力公式得g=m月rmg=g解得r=。(2)設(shè)月球表面處的重力加速度為g月,小球飛行時間為t,根據(jù)題意x=v0th=g月t2mg月=g解得m月=。12.(15分)如圖所示,裝置boo可繞豎直軸oo轉(zhuǎn)動,可視為質(zhì)點的小球a與兩細(xì)線連接后分別系于b、c兩點,裝置靜止時細(xì)線ab水平,細(xì)線ac與豎直方向的夾角=37。已知小球的質(zhì)量m=1 kg,細(xì)線ac長l=1 m,b點距c點的水平和豎直距離相等。(1)若裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度為1時,細(xì)線ab上的張力為0而細(xì)線ac與豎直方向的夾角仍為37,求角速度1的大小;(2)若裝置勻速轉(zhuǎn)動的角速度2= rad/s,求細(xì)線ac與豎直方向的夾角;(3)裝置可以以不同的角速度勻速轉(zhuǎn)動,試通過計算在坐標(biāo)圖中畫出細(xì)線ac上張力ft隨角速度的二次方2變化的關(guān)系圖象。導(dǎo)學(xué)號34220382答案:(1) rad/s(2)53(3)見解析解析:(1)當(dāng)細(xì)線ab上的張力為0時,小球的重力和細(xì)線ac張力的合力提供小球做圓周運動的向心力,有mgtan 37=mlsin 37解得1= rad/s= rad