復(fù)習(xí)測試題：曲線運動萬有引力定律測試題及答案

高中物理第一輪復(fù)習(xí)測試題（曲線運動、萬有引力定律）一、選擇題（本題共10小題，每題4分，共40分.在每題給出的四個選項中，有的小題只有一種選項對的，有的小題有多種選項對的.所有選對的得4分，選不全的得3分，有選錯或不答的得0分）1．如圖為一種“滾輪-平盤無極變速器”的示意圖，它由固定于積極軸上的平盤和可隨從動軸移動的圓柱形滾輪構(gòu)成.由于摩擦的作用，當(dāng)平盤轉(zhuǎn)動時，滾輪就會跟隨轉(zhuǎn)動，假如認(rèn)為滾輪不會打滑，那么積極軸的轉(zhuǎn)速n1、從動軸的轉(zhuǎn)速n2、滾輪半徑r以及滾輪中心距離積極軸軸線的距離x之間的關(guān)系是 （）A．B．C．D．2．一種靜止的質(zhì)點，在兩個互成銳角的恒力F1、F2作用下開始運動，通過一段時間后撤掉其中的一種力，則質(zhì)點在撤去該力前后兩個階段中的運動狀況分別是 （） A．勻加速直線運動，勻減速直線運動 B．勻加速直線運動，勻變速曲線運動 C．勻變速曲線運動，勻速圓周運動 D．勻加速直線運動，勻速圓周運動3．（多選）如圖所示，小船從A碼頭出發(fā)，沿垂直河岸的方向渡河，若河寬為d，渡河速度恒定，河水的流速與到河岸的最短距離x成正比，即，要使小船可以抵達(dá)距A正對岸為s的B碼頭，則 （）A．應(yīng)為B．應(yīng)為 C．渡河時間為 D．渡河時間為4．在平直公路上行駛的汽車中，某人從車窗相對于車靜止釋放一種小球，不計空氣阻力，用固定在路邊的攝影機對汽車進(jìn)行閃光攝影，攝影機閃兩次光，得到清晰的兩張照片，對照片進(jìn)行分析，懂得了如下信息：①兩次閃光時間間隔為0.5s；②第一次閃光時，小球剛釋放，第二次閃光時，小球落地；③兩次閃光的時間間隔內(nèi)，汽車前進(jìn)了5m；④兩次閃光時間間隔內(nèi)，小球移動的距離為5m，根據(jù)以上信息尚不能確定的是（已知g=10m/s2）（） A．小球釋放點離地的高度 B．第一次閃光時小車的速度 C．汽車做勻速直線運動 D．兩次閃光時間間隔內(nèi)汽車的平均速度5（多選）在太陽系中有一顆行星的半徑為R，若在該星球表面以初速度v0豎直上拋出一物體，則該物體上升的最大高度為H.已知該物體所受的其他力與行星對它的萬有引力相比較可忽視不計.則根據(jù)這些條件，可以求出的物理量是 （） A．該行星的密度 B．該行星的自轉(zhuǎn)周期 C．該星球的第一宇宙速度 D．該行星附近運行的衛(wèi)星的最小周期6．“神舟”六號飛船的軌道艙在軌道上運行時，由于受太陽風(fēng)暴和大氣阻力的影響，逐漸偏離預(yù)定軌道.有關(guān)方面啟動軌道艙上的動力裝置，合適時候提高了軌道艙的運行高度，通過修正保證了工作.提高“神舟”六號軌道艙的高度也許采用的措施是 （） A．考慮啟動火箭發(fā)動機向后噴氣，通過反沖作用從較低軌道上使衛(wèi)星加速 B．考慮啟動火箭發(fā)動機向后噴氣，通過反沖作用從較低軌道上使衛(wèi)星減速 C．該衛(wèi)星提高高度后的軌道與前一軌道相比速率增大，機械能增大 D．該衛(wèi)星提高高度后的軌道與前一軌道相比周期增大，加速度增大7．當(dāng)今的科技發(fā)展迅猛，我們設(shè)想，假如地球是個理想的球體，沿地球的南北方向修一條平直的閉合高速公路，一輛性能很好的汽車在這條高速公路上可以一直加速下去，并且忽視空氣阻力，那么這輛汽車的最終速度 （） A．與飛機速度相稱 B．不不小于“神舟”六號飛船的速度 C．可以到達(dá)7.9km/s D．無法預(yù)測8．如圖所示，小朋友在玩一種運動中投擲的游戲，目的是在運動中將手中的球投進(jìn)離地面高3m的吊環(huán)，他在車上和車一起以2m/s的速度向吊環(huán)運動，小朋友拋球時手離地面1.2m，當(dāng)他在離吊環(huán)的水平距離為2m時將球相對于自己豎直上拋，球剛好進(jìn)入吊環(huán)，他將球豎直向上拋出的速度是（g取10m/s2） （）A．1.8m/s B．3.2m/s C．6.8m/s D．3.6m/s9．如圖所示，一種長直輕桿AB在墻角沿豎直墻和水平地面滑動，當(dāng)AB桿和墻的夾角為時，桿的A端沿墻下滑的速度大小為，B端沿地面的速度大小為，則、的關(guān)系是（） A．B．,C．D．10．（多選）如圖所示，一根長為L的均勻細(xì)桿可以繞通過其左端的水平軸O在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動.桿最初處在水平位置，桿上距O為a處放有一小物體，桿與上小物體最初均處在靜止?fàn)顟B(tài).若此桿忽然以角速度勻速繞O向下轉(zhuǎn)動.則角速度為如下哪個說法時，小物體也許與桿相碰 （） A．值適中，不不不小于某值，不不小于另一值Q，即B．較大，且不不不小于某值Q，即 C．較小，且不不小于某值P，即 D．不管為多大，小物體都不也許與桿相碰第Ⅱ卷（非選擇題，共110分）二、本題共2小題，共22分，把答案填在題中對應(yīng)的橫線上或按題目規(guī)定作答.11．（10分）（1）如圖所示的演示試驗中，A、B兩球同步落地，闡明.某同學(xué)設(shè)計了如圖的試驗：將兩個質(zhì)量相等的小鋼球，從斜面的同一高度由靜止同步釋放，滑道2與光滑水平板吻接，則他將觀測到的現(xiàn)象是，這闡明.（2）如圖所示是自行車傳動裝置的示意圖.假設(shè)踏腳板每2秒轉(zhuǎn)一圈，要懂得在這種狀況下自行車前進(jìn)的速度有多大，還需測量哪些量？___________________________________________請在圖中用字母標(biāo)注出來，并用這些量推導(dǎo)出自行車前進(jìn)速度的體現(xiàn)式：_____________12．（12分）一種有一定厚度的圓盤，可以繞通過中心垂直于盤面的水平軸轉(zhuǎn)動，圓盤加速轉(zhuǎn)動時，角速度的增長量Δω與對應(yīng)之間Δt的比值定義為角加速度β（即）.我們用電磁打點計時器、米尺、紙帶、復(fù)寫紙來完畢下述試驗：①如下圖甲所示，將打點計時器固定在桌面上，將紙帶的一端穿過打點計時器的限位孔，然后固定在圓盤的側(cè)面，當(dāng)圓盤轉(zhuǎn)動時，紙帶可以卷在圓盤側(cè)面上.②接通電源，打點計時器開始打點，啟動控制裝置使圓盤勻加速轉(zhuǎn)動.③通過一段時間，停止轉(zhuǎn)動和打點，取下紙帶，進(jìn)行測量.（打點計時器所接交流電的頻率為50Hz，A、B、C、D……為計數(shù)點，相鄰兩計數(shù)點間有四個點未畫出）（1）如圖乙所示，圓盤的半徑r為_________cm.（2）由圖丙可知，打下計數(shù)點D時，紙帶運動的速度大小為_______m/s，此時圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為____rad/s.（3）紙帶運動的加速度大小為________m/s2，圓盤轉(zhuǎn)動的角加速度大小為_________rad/s2.三、本題共6小題，共88分.解答應(yīng)寫出必要的文字闡明、方程式和重要演算環(huán)節(jié).只寫出最終答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位.13．（12分）上海首屆一級方程式賽車比賽在9月26日舉行.在一級方程式汽車大賽中，一輛賽車的總質(zhì)量為m，一種路段的水平轉(zhuǎn)彎半徑為R，賽車轉(zhuǎn)此彎時的速度為v，賽車形狀都設(shè)計得使其上下方空氣有一壓力差——氣動壓力，從而增大了對地面的正壓力.正壓力與摩擦力的比值叫側(cè)向附著系數(shù)，以表達(dá).要上述賽車轉(zhuǎn)彎時不側(cè)滑，則需要多大的氣壓動力？14．（14分）已知地球半徑為R，一只靜止在赤道上空的熱氣球（不計氣球離地高度）繞地心運動的角速度為，在距地面h高處圓形軌道上有一顆人造地球衛(wèi)星，設(shè)地球質(zhì)量為M，熱氣球的質(zhì)量為m，人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量為m1，根據(jù)上述條件，有一位同學(xué)列出了如下兩個式子：對熱氣球有：對人造地球衛(wèi)星有：進(jìn)而求出了人造地球衛(wèi)星繞地球運行的角速度.你認(rèn)為這個同學(xué)的解法與否對的？若認(rèn)為對的，祈求出成果.若認(rèn)為不對的，請補充一種條件后，再求出.15．（10分）如圖是一種叫做“魔盤”的娛樂設(shè)施示意圖。某物理愛好小組想測量“魔盤”的轉(zhuǎn)速，他們先測量了“魔盤”的半徑r=1.5m，“魔盤”上邊緣離地的高度h=0.8m，然后將一毛巾用水浸濕后用網(wǎng)袋裝好固定在“魔盤”上的邊緣，當(dāng)“魔盤”轉(zhuǎn)動起來后，從毛巾上飄落到地面的水滴離轉(zhuǎn)軸的最大半徑為R=2.5m，若不計空氣阻力對水滴的影響，取g為10m/s2.那么“魔盤”的最大轉(zhuǎn)速為多少轉(zhuǎn)/分？16．（18分）取距地球無窮遠(yuǎn)處物體的重力勢能為零，則地球周圍物體的重力勢能的體現(xiàn)式為：，其中G為萬有引力常量，M為地球的質(zhì)量，m為物體的質(zhì)量，r為物體到地心的距離，地球半徑R=6400km，地球表面重力加速度g取10m/s2.試計算：（1）質(zhì)量為1×103（2）再補充多少能量可使它脫離地球的引力？17．（16分）如圖所示，ABDO是處在豎直平面內(nèi)的光滑軌道，AB是半徑為R=15m的圓周軌道，半徑OA處在水平位置，BDO是直徑為15m的半圓軌道，D為BDO軌道的中央.一種小球P從A點的正上方距水平半徑OA高H處自由落下，沿豎直平面內(nèi)的軌道通過D點時對軌道的壓力等于其重力的倍.取g為10m/s2.（1）H的大?。唬?）試討論此球能否抵達(dá)BDO軌道的O點，并闡明理由；（3）小球沿軌道運動后再次落到軌道上的速度的大小是多少.18．（18分）目前，我國正在實行“嫦娥奔月”計劃.如圖所示，登月飛船以速度v0繞月球做圓周運動，已知飛船質(zhì)量為m=1.2×104kg，離月球表面的高度為h=100km，飛船在A點忽然向前做短時間噴氣，噴氣的相對速度為u=1.0×104m/s，噴氣后飛船在A點的速度減為vA，于是飛船將沿新的橢圓軌道運行，最終飛船能在圖中的B點著陸（A、B連線通過月球中心，即A（1）飛船繞月球做圓周運動的速度v0是多大？（2）由開普勒第二定律可知，飛船在A、B兩處的面積速度相等，即rAvA=rBvB，為使飛船能在B點著陸，噴氣時需消耗多少燃料？已知月球的半徑為R=1700km，月球表面的重力加速度為g=1.7m/s2（選無限遠(yuǎn)處為零勢能點，物體的重力勢能大小為Ep=）.高中物理第一輪復(fù)習(xí)測試題：（曲線運動、萬有引力定律）參照答案1．答案：A由滾輪不會打滑可知積極軸上的平盤與可隨從動軸轉(zhuǎn)動的圓柱形滾輪的接觸點的線速度相似，因此v1=v2，由此可得，因此，即選項A對的.2．答案：B根據(jù)物體作直線運動和曲線運動的條件可知，先作初速度為零的沿合力方向的勻加速直線運動，后因速度方向跟另一種力不在一條直線上，作勻變速曲線運動.3．答案：AC根據(jù)運動的合成與分解，由于小船垂直岸航行，渡河時間與水的速度無關(guān)，又河水的流速與到河岸的距離x成正比，即，因此，解得，渡河時間為.4．答案：C小球做平拋運動，豎直高度m，A對的；小球水平方向上的位移m，小球初速度m/s，此即第一次閃光時小車的速度，B對的；兩次閃光時間間隔內(nèi)汽車的平均速度m/s，因此汽車應(yīng)做加速運動，C不能確定，D可以確定.5．答案：CD根據(jù)物體豎直上拋的運動規(guī)律，得，因此可求出該星球表面的重力加速度g.再根據(jù)可推導(dǎo)出CD為對的答案.6．答案：A由于要提高“神舟”六號飛船的高度將考慮啟動火箭發(fā)動機向后噴氣，通過反沖作用，使飛船加速，飛船需要的向心力增大，但由于在原軌道上不變，局限性以提供其所需的向心力，因此飛船做離心運動，到更高的軌道，因此A對的，B錯誤.對飛船有：，因此，R增大，運行速度v減小，C錯誤；由于，因此，，因此R增大，T增大，但a減少，因此D錯.7．答案：C在理想狀況下一直加速，可以到達(dá)圍繞地球表面做圓周運動，即第一宇宙速度.8．答案：C球的水平速度是2m/s，人到環(huán)的水平距離為2m，因此球必須在1s內(nèi)抵達(dá)吊環(huán)，則1s內(nèi)球在豎直方向上的位移為1.8m，設(shè)初速度為v0，則，解得m/s.9．答案：C設(shè)桿沿方向移動的速度為，根據(jù)速度分解可得，，，因此可得.10．答案：BC較小，物體追上細(xì)桿相碰；較大，細(xì)桿繞過一周后追上物體相碰.第Ⅱ卷（非選擇題，共110分）11．（1）答案：平拋運動在豎直方向上是自由落體運動（2分）球1落到光滑水平板上并擊中球2（2分）平拋運動在水平方向上是勻速運動（2分）（2）答案：如圖所示，測量R、r、R/，（2分）自行車的速度為：.（2分）12．解析：（1）根據(jù)游標(biāo)卡尺的讀數(shù)原理，可得讀數(shù)應(yīng)為主尺上的和游標(biāo)尺上的刻度相加.由圖乙可知游標(biāo)尺的分度為0.05mm，主尺上為5.9cm，游標(biāo)尺上的第5個刻度線和主尺對齊，因此讀數(shù)為5.9cm+0.02×5mm=6.00cm，即可得該圓盤的半徑r=6.00cm.（2）由題意知，紙帶上每兩點的時間間隔T=0.10s，打下計數(shù)點D時，紙帶運動速度大小為：cm/s2=39cm/s2=0.39m/s2，此時圓盤轉(zhuǎn)動的角速度為=6.5rad/s（3）紙帶運動的加速度大小為，代入數(shù)值，得a=0.59m/s2設(shè)角加速度為β，則=9.8rad/s2.13．解析：對物體受力分析可知正壓力①，其中表達(dá)氣動壓力.（3分）②，（4分）根據(jù)牛頓第二定律，可得③，（3分）聯(lián)立解得，（2分）14．解析：第一種等式（對熱氣球）不對的，由于熱氣球不一樣于人造衛(wèi)星，熱氣球靜止在空中是由于浮力與重力平衡，它繞地心運動的角速度應(yīng)等于地球自轉(zhuǎn)的角速度.（4分）（1）若補充地球表面的重力加速度為g，可以認(rèn)為熱氣球受到的萬有引力近似等于其重力，則有（2分）與第二個等式聯(lián)立可得（1分）（2）若運用同步衛(wèi)星的離地高度H有：（2分）與第二個等式聯(lián)立可得（2分）（3）若運用第一宇宙速度v1，有（2分）與第二個等式聯(lián)立可得（1分）此外若運用近地衛(wèi)星運行的角速度也可求出來.15．解析：水滴沿切線方向做平拋運動到地面上的水平位移=2m（2分）落地時間s（2分）“魔盤”的線速度m/s（2分）其轉(zhuǎn)速滿足（2分）r/min.（2分）16．解析：（1）衛(wèi)星做勻速圓周運動，由萬有引力和牛頓第二定律得，（2分）其動能為（2分）其機械能為E=Ek+Ep=+()=（4分）衛(wèi)星繞地表運行時，r=R，且，GM=gR2，（2分）因此E===－6.4×106×10×103=－3.2×1010J.（4分）（2）要使繞地球運動的衛(wèi)星掙脫地球的引力，需添加的能量是：ΔE=0－E=3.2×1010J.（4分）17．解析：（1）小球從H高處自由落下，進(jìn)入軌道，沿BDO軌道做圓周運動，小球受重力和軌道的支持力.設(shè)小球通過D點的速度為