高三物理一輪復習題曲線運動、萬有引力與航天.

1、第四章曲線運動、萬有引力與航天檢測題李輝禮 2014、9、18一、選擇題（11*4分=44分）1一輛靜止在水平地面上的汽車里有一個小球從高處自由下落，下落一半高度時汽車突然向右勻加速運動，站在車廂里的人觀測到小球的運動軌跡是圖中的()解析 開始時小球相對觀察者是做自由落體運動，當車突然加速時，等效成小球相對汽車向左突然加速，剛開始加速時，水平方向的相對速度較小，隨著時間的延長，水平方向的相對速度逐漸增大，故觀察者看到的小球的運動軌跡應該是C圖。答案C2中國女排享譽世界排壇，曾經取得輝煌的成就如圖1所示，在某次比賽中，我國女排名將馮坤將排球從底線A點的正上方以某一速度水平發(fā)出，排球正好擦著球網落

2、在對方底線的B點上，且AB平行于邊界CD.已知網高為h，球場的長度為s，不計空氣阻力且排球可看成質點，則排球被發(fā)出時，擊球點的高度H和水平初速度v分別為()圖1AHh BHhCv Dv解析由平拋知識可知gt2H，Hhg2得Hh，A正確、B錯誤由vts，得v，D正確、C錯誤答案AD3“飛車走壁”雜技表演比較受青少年的喜愛，這項運動由雜技演員駕駛摩托車，簡化后的模型如圖2所示，表演者沿表演臺的側壁做勻速圓周運動若表演時雜技演員和摩托車的總質量不變，摩托車與側壁間沿側壁傾斜方向的摩擦力恰好為零，軌道平面離地面的高度為H，側壁傾斜角度不變，則下列說法中正確的是()圖2A摩托車做圓周運動的H越高，向心力

3、越大B摩托車做圓周運動的H越高，線速度越大C摩托車做圓周運動的H越高，向心力做功越多D摩托車對側壁的壓力隨高度H變大而減小解析經分析可知摩托車做勻速圓周運動的向心力由重力及側壁對摩托車彈力的合力提供，由力的合成知其大小不隨H的變化而變化，A錯誤；因摩托車和演員整體做勻速圓周運動，所受合外力提供向心力，即F合m，隨H的增高，r增大，線速度增大，B正確；向心力與速度方向一直垂直，不做功，C錯誤；由力的合成與分解知識知摩托車對側壁的壓力恒定不變，D錯誤答案B4如圖所示，一小鋼球從平臺上的A處以速度v0水平飛出經t0時間落在山坡上B處，此時速度方向恰好沿斜坡向下，接著小鋼球從B處沿直線自由滑下，又經t

4、0時間到達坡上的C處斜坡BC與水平面夾角為30°，不計摩擦阻力和空氣阻力，則小鋼球從A到C的過程中水平、豎直兩方向的分速度vx、vy隨時間變化的圖像是()解析 小鋼球從A到C的過程中水平方向的分速度vx，先是勻速直線運動，后是勻加速直線運動，A、B錯誤；小鋼球從A到C的過程中豎直方向的分速度vy，顯示加速度為g的勻加速直線運動，后是加速度為g/4的勻加速直線運動，C錯誤、D正確。答案 D5如圖3所示，A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球橢圓軌道運行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運動的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點已知A、B、C繞地心運動的周期相同下列說法正確的是()圖3A相對于地心，衛(wèi)

5、星C的運行速率等于物體A的速率B相對于地心，衛(wèi)星C的運行速率大于物體A的速率C衛(wèi)星B在P點的運行加速度等于衛(wèi)星C在該點的運行加速度D衛(wèi)星B在P點的運行加速度大于衛(wèi)星C在該點的運行加速度解析由于C和A周期相同，即角速度相同，由vr知，vC>vA，A錯、B對衛(wèi)星B和C的加速度都是由萬有引力提供的，由牛頓第二定律可得ma，故aBaC，C對、D錯答案BC6地球赤道上有一物體隨地球的自轉，所受的向心力為F1，向心加速度為a1，線速度為v1，角速度為1；繞地球表面附近做圓周運動的人造衛(wèi)星(高度忽略)，所受的向心力為F2，向心加速度為a2，線速度為v2，角速度為2；地球的同步衛(wèi)星所受的向心力為F3，向

6、心加速度為a3，線速度為v3，角速度為3；地球表面的重力加速度為g，第一宇宙速度為v，假設三者質量相等，則()AF1F2>F3 Ba1a2g>a3Cv1v2v>v3 D13<2解析地球同步衛(wèi)星的運動周期與地球自轉周期相同，角速度相同，即13，根據關系式vr和a2r可知，v1<v3，a1<a3；人造衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星都圍繞地球轉動，它們受到的地球的引力提供向心力，即Gm2rma可得v 、aG、 ，可見，軌道半徑大的線速度、向心加速度和角速度均小，即v2>v3、a2>a3、2>3；繞地球表面附近做圓周運動的人造衛(wèi)星的線速度就是第一宇宙速度，即v

7、2v，其向心加速度等于重力加速度，即a2g；所以vv2>v3>v1，ga2>a3>a1，2>31，又因為Fma，所以F2>F3>F1.由以上分析可見，選項A、B、C錯誤，D正確答案D7以v0的速度水平拋出一物體，當其水平分位移與豎直分位移大小相等時，下列說法錯誤的是()A即時速度的大小是v0B運動時間是C豎直分速度大小等于水平分速度大小D運動的位移是解析當其水平分位移與豎直分位移相等時，即v0tgt2，可得運動時間t，水平分速度vxv0，豎直分速度vygt2v0，合速度vv0，合位移s，對比各選項可知說法錯誤的是C選項答案C8如圖4所示為一條河流，河水

8、流速為v，一只船從A點先后兩次渡河到對岸，船在靜水中行駛的速度為u，第一次船頭向著AB方向行駛，渡河時間為t1，船的位移為s1；第二次船頭向著AC方向行駛，渡河時間為t2，船的位移為s2.若AB、AC與河岸的垂線方向的夾角相等，則有()圖4At1>t2s1<s2 Bt1<t2s1>s2Ct1t2s1<s2 Dt1t2s1>s2解析由于船的速度大小相等，且與河岸的夾角相同，所以船速在垂直于河岸方向上的分速度大小相同，渡河的時間由船垂直河岸的速度的大小決定，故船到達對岸的時間相等；船的位移決定于平行河岸方向的速度大小，結合題意知s1>s2.答案D9如圖5所

9、示，豎直放置的光滑圓軌道被固定在水平地面上，半徑r0.4 m，最低點處有一小球(半徑比r小很多)現給小球一水平向右的初速度v0，則要使小球不脫離圓軌道運動，v0應當滿足(g10 m/s2)()圖5Av00 Bv04 m/sCv02 m/s Dv02 m/s解析解決本題的關鍵是全面理解“小球不脫離圓軌道運動”所包含的兩種情況：(1)小球通過最高點并完成圓周運動；(2)小球沒有通過最高點，但小球沒有脫離圓軌道對于第(1)種情況，當v0較大時，小球能夠通過最高點，這時小球在最高點處需要滿足的條件是mgmv2/r，又根據機械能守恒定律有mv22mgrmv，可求得v02 m/s，故選項C正確；對于第(2

10、)種情況，當v0較小時，小球不能通過最高點，這時對應的臨界條件是小球上升到與圓心等高位置處，速度恰好減為零，根據機械能守恒定律有mgrmv，可求得v02 m/s，故選項D正確答案CD10如圖6所示，斜面AC與水平方向的夾角為，在A點正上方與C等高處水平拋出一小球，其速度垂直斜面落到D點，則CD與DA的比為()圖6A. B. C. D.解析如圖所示，設平拋初速度為v0，落到D處時的豎直速度為vy，所用時間為t，對RtAFD，AD；對RtCED，CD.在速度三角形中tan ，解以上三式得，D對答案D11.某衛(wèi)星在赤道上空飛行，軌道平面與赤道平面重合，軌道半徑為r，飛行方向與地球的自轉方向相同.設地

11、球的自轉角速度為0，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，在t=0時刻該衛(wèi)星通過赤道上某建筑物的正上方，則到它下次通過該建筑物正上方所需的時間為（A ）A. B.C. D.二、實驗題12.（9分）某同學設計了一個研究平拋運動的實驗.實驗裝置示意圖如下左圖所示，A是一塊平面木板，在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽（左圖中P0P0、P1P1），槽間距離均為d，把覆蓋復寫紙的白紙鋪貼在硬板B上.實驗時依次將B板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌的同一位置由靜止釋放.每打完一點后，把B板插入后一槽中并同時向紙面內側平移距離d.實驗得到小球在白紙上打下的若干痕跡點，如右圖所示.（1）實驗前應對實驗裝置

12、反復調節(jié)，直到 .每次讓小球從同一位置由靜止釋放，是為了 .（2）每次將B板向內側平移距離d，是為了 .三、計算題13.（14分）我國首個月球探測計劃“嫦娥工程”將分三個階段實施，大約用十年左右時間完成，這極大的提高了同學們對月球的關注程度.以下是某同學就有關月球的知識設計的兩個問題，請你解答：（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，且把月球繞地球的運動近似看做是勻速圓周運動.試求出月球繞地球運動的軌道半徑.（2）若某位宇航員隨登月飛船登陸月球后，在月球表面某處以速度v0豎直向上拋出一個小球，經過時間t，小球落回到拋出點.已知月球半徑為R月，引力常量為G.

13、試求出月球的質量M月.14.（14分）一地球探測飛船在地球赤道上空繞地球做圓周運動，用攝像機拍攝地球表面圖片.已知地球的密度為，飛船的飛行周期為T（小于24h）.試求攝像機所能拍攝的總面積與地球表面積之比.（引力常量為G；球體體積公式為，r為球半徑；球冠面積公式為S=2rh，r為球半徑，h為球冠高）12（1）斜槽末端水平 保持小球水平拋出的初速度相同（2）保持相鄰痕跡點的水平距離大小相同13（1）根據據有引力定律和向心力公式：解得（2）設月球表面處的重力加速度為g月，根據題意有解得14如圖所示，設地球半徑為r，衛(wèi)星的軌道半徑為R.圖中兩個陰影部分的球冠表面積是不能拍攝到的區(qū)域.衛(wèi)得繞地球運動，

14、有，其中地球的質量為M，則，圖中球冠的高為h，則其中而球冠的總面積為，地球的表面積為解得攝像機所能拍攝到的總面積與地球表面積之比為.15（14分） 如圖8所示，雙星系統(tǒng)中的星球A、B都可視為質點，A、B繞兩者連線上的O點做勻速圓周運動，A、B之間距離不變，引力常量為G，觀測到A的速率為v、運行周期為T，二者質量分別為m1、m2.圖8(1)求B的周期和速率(2)A受B的引力FA可等效為位于O點處質量為m的星體對它的引力，試求m.(用m1、m2表示)解析(1)設A、B的軌道半徑分別為r1、r2，它們做圓周運動的周期T、角速度都相同，根據牛頓第二定律有FAm12r1，FBm22r2，即.故B的周期和

15、速率分別為：TBTAT，vBr2.(2)A、B之間的距離rr1r2r1，根據萬有引力定律有FAGG，所以m.答案(1)T(2)16（15分） 某電視臺“快樂向前沖”節(jié)目的場地設施如圖7所示，AB為水平直軌道，上面安裝有電動懸掛器，可以載人運動，水面上漂浮著一個半徑為R、角速度為、鋪有海綿墊的轉盤，轉盤的軸心離平臺的水平距離為L，平臺邊緣與轉盤平面的高度差為H.選手抓住懸掛器可以在電動機的帶動下，從A點下方的平臺邊緣處沿水平方向做初速度為零、加速度為a的勻加速直線運動選手必須作好判斷，在合適的位置釋放，才能順利落在轉盤上設人的質量為m(不計身高)，人與轉盤間的最大靜摩擦力為mg，重力加速度為g.

16、圖7(1)假設選手落到轉盤上瞬間相對轉盤速度立即變?yōu)榱?，為保證他落在任何位置都不會被甩下轉盤，轉盤的角速度應限制在什么范圍？(2)若已知H5 m，L8 m，a2 m/s2，g10 m/s2，且選手從某處C點釋放能恰好落到轉盤的圓心上，則他是從平臺出發(fā)后多長時間釋放懸掛器的？(3)若電動懸掛器開動后，針對不同選手的動力與該選手重力關系皆為F0.6mg，懸掛器在軌道上運動時存在恒定的摩擦阻力，選手在運動到上面(2)中所述位置C點時，因恐懼沒有釋放懸掛器，但立即關閉了它的電動機，則按照(2)中數據計算懸掛器載著選手還能繼續(xù)向右滑行多遠的距離？解析(1)設選手落在轉盤邊緣也不會被甩下，最大靜摩擦力提供向心力，則有mgm2R，故轉盤轉動的角速度應滿足 .(2)設選手水平加速階段的位移為x1，時間為t1；選手平拋時的水平位移為x2，時間為t2.則水平加速時有x1at.vat1，平拋運動階段有x2vt2，Hgt，全程水平方向x1x2L，聯(lián)立以上各式代入數據解得t12 s.(3)由(2)知x14 m，v4 m/s，且F0.6mg.設阻力為f，選手繼續(xù)向右滑動的距離為x3，由動能定理得，加速階段Fxfxmv2減速階段fx30mv2聯(lián)立以上兩式解得x32 m.答案(1) (2)2 s(3)2 m書是我們時代的生命別林斯基