2025 選考專題高考 物理 （川陜青寧蒙新晉豫）第3講　力與曲線運(yùn)動(A)作業(yè)含答案

2025選考專題高考物理（川陜青寧蒙新晉豫）第3講力與曲線運(yùn)動(A)作業(yè)含答案第3講力與曲線運(yùn)動(A)時間|40min1.[2024·湖南長沙模擬]如圖所示,一根長為L的直桿一端抵在墻角,另一端A點倚靠在物塊的光滑豎直側(cè)壁上,物塊向左以速度大小v運(yùn)動時,直桿繞O點做圓周運(yùn)動且始終與物塊間有彈力.當(dāng)直桿與水平方向的夾角為θ時,下列說法正確的是 ()A.A點速度大小也為vB.A點速度大小與θ有關(guān)C.A點速度方向與θ無關(guān)D.A點速度方向與OA成θ角2.[2024·遼寧沈陽模擬]如圖所示,某河流中水流速度大小恒為v1,A處的下游C處有個漩渦,漩渦與河岸相切于B點,漩渦的半徑為r,AB=3r.為使小船從A點出發(fā)以恒定的速度安全到達(dá)對岸,小船航行時在靜水中速度的最小值為 ()A.12v1 B.32C.v1 D.2v13.[2024·河北滄州模擬]運(yùn)動員某次發(fā)球時,將球從離臺面高h(yuǎn)0處發(fā)出,球落在A點反彈后又落在B點,兩次擦邊.A、B間距離為L,球經(jīng)過最高點時離臺面的高度為hh>h0,重力加速度為g.若忽略阻力、球的旋轉(zhuǎn)、球與臺面碰撞時能量的損失,則乒乓球離開球拍時的速度大小為 A.2gh+gL28C.2gh+h04.如圖所示,生產(chǎn)陶瓷的工作臺勻速轉(zhuǎn)動,臺面上掉有陶屑,陶屑與臺面間的動摩擦因數(shù)處處相同(臺面足夠大),則下列說法正確的是 ()A.離軸OO'越遠(yuǎn)的陶屑質(zhì)量越大B.離軸OO'越近的陶屑質(zhì)量越大C.只有平臺邊緣有陶屑D.離軸最遠(yuǎn)的陶屑距離不超過某一值R5.[2024·湖北襄陽模擬]如圖所示,一半徑為R的圓環(huán)處于豎直平面內(nèi),A是與圓心等高的點,圓環(huán)上套著一個可視為質(zhì)點的質(zhì)量為m的小球,重力加速度為g.現(xiàn)使圓環(huán)繞其豎直直徑轉(zhuǎn)動,小球和圓環(huán)圓心O的連線與豎直方向的夾角記為θ,轉(zhuǎn)速不同時,小球靜止在圓環(huán)上的位置可能不同.當(dāng)圓環(huán)以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動且小球與圓環(huán)相對靜止時,下列說法正確的是 ()A.若圓環(huán)光滑,則角速度ω=gB.若圓環(huán)光滑,則角速度ω=gC.若小球與圓環(huán)間的動摩擦因數(shù)為μ,且小球位于A點,則角速度ω可能為ω=μgD.若小球與圓環(huán)間的摩擦因數(shù)為μ,且小球位于A點,則角速度ω可能等于g6.[2024·山東青島模擬]實驗小組利用風(fēng)洞研究曲線運(yùn)動.如圖所示,在風(fēng)洞內(nèi)無風(fēng)時,將一小球從O點以某一速度水平拋出后,經(jīng)過一段時間小球落到水平面上的O2點.現(xiàn)讓風(fēng)洞內(nèi)存在圖示方向的風(fēng),使小球受到恒定的風(fēng)力,小球仍以相同的速度從O點水平拋出,則下列說法正確的是 ()A.小球從拋出至落到水平面上的時間一定增大B.小球落到水平面上時的速度方向一定不與水平面垂直C.小球可能落在水平面上的O1點D.小球可能落在水平面上的O2點7.[2024·浙江1月選考]如圖所示,小明取山泉水時發(fā)現(xiàn)水平細(xì)水管到水平地面的距離為水桶高的兩倍,在地面上平移水桶,水恰好從桶口中心無阻擋地落到桶底邊沿A.已知桶高為h,直徑為D,重力加速度為g,則水離開出水口的速度大小為 ()A.DB.DC.(D.(2+1)Dg8.(多選)[2024·福建卷]先后兩次從高為OH=1.4m處斜向上拋出質(zhì)量為m=0.2kg的同一物體,兩次分別落于Q1、Q2,如圖所示,測得OQ1=8.4m,OQ2=9.8m,兩軌跡交于P點,兩條軌跡最高點等高且距水平地面高為3.2m,重力加速度大小g取10m/s2.下列說法正確的是 ()A.第一次拋出上升時間、下降時間之比為7∶4B.第一次過P點比第二次過P點機(jī)械能少1.3JC.落地瞬間,第一次、第二次動能之比為72∶85D.第一次拋出時速度方向與落地瞬間速度方向夾角比第二次大9.(多選)[2024·湖北荊門模擬]如圖所示,傾角為θ=37°的斜面體固定在水平地面上,在斜面上固定一個半圓管軌道AEB,圓管的內(nèi)壁光滑,軌道半徑為r,其最低點A、最高點B的切線水平,AB是半圓管軌道的直徑.現(xiàn)讓質(zhì)量為m的小球(視為質(zhì)點)從A點以一定的水平速度滑進(jìn)圓管,圓管的內(nèi)徑略大于小球的直徑.重力加速度為g,sin37°=0.6,cos37°=0.8.下列說法正確的是()A.若小球到達(dá)B點時受到沿斜面方向的彈力剛好為0,則小球在B點時速度大小為2grB.小球離開B點做平拋運(yùn)動的時間為23C.若小球在B點時加速度大小為2g,則小球在A點時受到沿斜面方向的彈力大小為5mgD.若小球到達(dá)B點時受到沿斜面方向的彈力剛好為0,則小球的落地點與P點間的距離為6510.如圖甲所示,空間有一水平向右的勻強(qiáng)電場,一質(zhì)量為m、帶電荷量為+q的小球用一長為L的絕緣輕繩懸掛于O點,其靜止時輕繩與豎直方向的夾角為θ=37°,重力加速度為g,小球可視為質(zhì)點,忽略空氣阻力.(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1)求電場強(qiáng)度E的大小和小球靜止時輕繩對其拉力FT的大小;(2)若將小球拉到最低點,給小球垂直于紙面向里的初速度v0,使小球恰好沿一傾斜平面做勻速圓周運(yùn)動,如圖乙所示,求初速度v0的大小.11.[2024·江西卷]雪地轉(zhuǎn)椅是一種游樂項目,其中心傳動裝置帶動轉(zhuǎn)椅在雪地上滑動.如圖甲、乙所示,傳動裝置有一高度可調(diào)的水平圓盤,可繞通過中心O點的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動.圓盤邊緣A處固定連接一輕繩,輕繩另一端B連接轉(zhuǎn)椅(視為質(zhì)點).轉(zhuǎn)椅運(yùn)動穩(wěn)定后,其角速度與圓盤角速度相等.轉(zhuǎn)椅與雪地之間的動摩擦因數(shù)為μ,重力加速度為g,不計空氣阻力.(1)在圖甲中,若圓盤在水平雪地上以角速度ω1勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)椅運(yùn)動穩(wěn)定后在水平雪地上繞O點做半徑為r1的勻速圓周運(yùn)動.求AB與OB之間夾角α的正切值;(2)將圓盤升高,如圖乙所示.圓盤勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)椅運(yùn)動穩(wěn)定后在水平雪地上繞O1點做半徑為r2的勻速圓周運(yùn)動,繩子與豎直方向的夾角為θ,繩子在水平雪地上的投影A1B與O1B的夾角為β.求此時圓盤的角速度ω2.第3講力與曲線運(yùn)動(A)1.B[解析]直桿與物塊接觸點A點的實際速度即合速度vA,其方向垂直于桿OA指向左下方,該速度沿水平方向上的速度分量等于v,即v=vAsinθ,則vA=vsinθ,故A、C、D錯誤,B2.B[解析]如圖所示,當(dāng)小船相對地面的運(yùn)動軌跡恰好與旋渦邊界相切,且小船在靜水中的速度與其相對地面的速度垂直時,小船在靜水中的速度最小,設(shè)為v船,由幾何關(guān)系得tan∠CAB=r3r,解得∠CAB=30°,所以小船相對地面的速度與水平方向的夾角為θ=60°,則v船=v1sin60°=32v1,故3.B[解析]設(shè)乒乓球在運(yùn)動過程中水平方向的分速度為vx,在發(fā)球點處豎直方向的分速度為vy1,在反彈點處豎直方向的分速度為vy2,反彈后上升到最高點的時間為t,從發(fā)球點運(yùn)動到反彈點的時間為t0,由平拋運(yùn)動規(guī)律有h=12gt2,L=vx·2t,解得t=2hg,vx=Lg8h,從最高點運(yùn)動到高為h0點的時間為t1=2(h-h0)g,由對稱性可得t0=t-t1=2hg-2(h-h0)g,在豎直方向上,根據(jù)速度與時間的關(guān)系可得vy2=vy1+gt0,而vy2=gt4.D[解析]以其中一粒陶屑為研究對象,設(shè)工作臺勻速轉(zhuǎn)動的角速度為ω,陶屑的質(zhì)量為m,轉(zhuǎn)動半徑為r,陶屑與臺面間的動摩擦因數(shù)為μ,陶屑隨工作臺一起做勻速圓周運(yùn)動,由臺面的靜摩擦力提供向心力,有Ff=mrω2,由于ω一定,所以對于同一陶屑來說,其離轉(zhuǎn)軸越近,則所需要的摩擦力越小,只要該摩擦力小于最大靜摩擦力,陶屑就會與工作臺一起轉(zhuǎn)動而無相對滑動,當(dāng)由最大靜摩擦力提供向心力時,其做圓周運(yùn)動的半徑最大,此時有μmg=mrmω2,解得rm=μgω2,即陶屑離軸的最遠(yuǎn)距離為一個定值,它由動摩擦因數(shù)和工作臺轉(zhuǎn)動的角速度確定,與陶屑的質(zhì)量無關(guān),故A、B、C錯誤,D5.D[解析]小球在圖示位置時的受力分析如圖所示,小球所受合外力提供向心力,若圓環(huán)光滑,則F合=mgtanθ=mω2r,而r=Rsinθ,聯(lián)立解得ω=gRcosθ,故A、B錯誤;若小球在A點,則圓環(huán)對小球的支持力提供向心力,圓環(huán)對小球的靜摩擦力與重力等大反向,即FN=mω2R,μFN≥mg,聯(lián)立解得ω≥gμR,故C6.C[解析]無風(fēng)時小球在豎直方向上的加速度a1=g,有風(fēng)時,設(shè)風(fēng)力大小為F,小球受力情況如圖所示,此時小球在豎直方向上的加速度a1'=mg+Fcosθm=g+Fcosθm>a1,根據(jù)h=12at2可知,有風(fēng)時小球從拋出至落到水平面上的時間將減小,故A錯誤.由于v0、h、F及θ大小關(guān)系不確定,小球有可能在水平方向上向右剛好減速到零時下落到水平面,此時速度方向與水平面垂直;小球也有可能在水平方向上向右減速到零后再反向加速回到OO1豎直線上,此時小球剛好落到水平面上的O1點,故B錯誤,C正確.無風(fēng)時,O1O2=v0t,有風(fēng)時,小球水平向右移動的最大距離x=12v0t',由A項分析已知t'<t,則x<O1O27.C[解析]設(shè)細(xì)水管管口到桶右側(cè)的水平距離為r時實現(xiàn)題中所述現(xiàn)象,示意圖如圖所示,水平拋運(yùn)動到桶口過程,有h=12gt2,r+D2=v0t,水落入A點過程,有2h=12gt12,r+D=v0t1,聯(lián)立解得r=D2,v0=8.BD[解析]第一次拋出上升的高度為h1=h0-OH=3.2m-1.4m=1.8m,則上升時間為t上1=2h1g=0.6s,最高點距水平地面高為h0=3.2m,則下降時間為t下1=2h0g=0.8s,所以第一次拋出上升時間、下降時間之比為t上1∶t下1=3∶4,故A錯誤;兩條軌跡最高點等高,則兩次從拋出到落地的時間相等,均為t=t上1+t下1=1.4s,第一次、第二次拋出時水平方向的分速度分別為vx1=OQ1t=6m/s,vx2=OQ2t=7m/s,由于兩條軌跡最高點等高,故拋出時豎直方向的分速度相等,均為vy=gt上1=6m/s,由于物體在空中做平拋運(yùn)動過程中機(jī)械能守恒,故第一次過P點比第二次過P點機(jī)械能少ΔE=12mvx22-12mvx12=1.3J,故B正確;從拋出到落地瞬間,根據(jù)動能定理有Ek1=Ek01+mg·OH=12mvx12+vy2+mg·OH=10J,Ek2=Ek02+mg·OH=12mvx22+vy2+mg·OH=11.3J9.BCD[解析]若小球到達(dá)B點時受到沿斜面方向的彈力剛好為0,則由重力沿斜面方向的分力提供向心力,有mgsin37°=mvB2r,解得vB=3gr5,A錯誤;小球離開B點做平拋運(yùn)動,豎直方向上有2rsin37°=12gt2,解得t=23r5g,B正確;若小球到達(dá)B點時受到沿斜面方向的彈力剛好為0,則小球的落地點與P點間的距離為x=vBt=65r,D正確;若小球在B點時加速度大小為2g,則小球在B點時有m·2g=mv12r,小球由A點運(yùn)動到B點過程,由動能定理有-mg·2rsin37°=12mv12-12mv02,小球在A10.(1)3mg4q5[解析](1)小球靜止時,由平衡條件得qE=mgtanθmg=FTcosθ解得E=3mg4q,F(2)小球沿一傾斜平面做勻速圓周運(yùn)動,則運(yùn)動平面與重力和電場力的合力F合垂直,對小球受力分析如圖所示,由幾何關(guān)系可知α=θr=Lsinθ且F合=FT在垂直于運(yùn)動平面方向上,由受力平衡得FT'cosα=F合在沿運(yùn)動平面方向,根據(jù)牛頓第二定律可知FT'sinα=mv解得v0=311.(1)μgω(2)μg[解析](1)對轉(zhuǎn)椅受力分析,轉(zhuǎn)椅在水平面內(nèi)受摩擦力Ff1、輕繩拉力FT1,兩者合力提供其做圓周運(yùn)動所需向心力,如圖所示設(shè)轉(zhuǎn)椅的質(zhì)量為m,則轉(zhuǎn)椅所需的向心力Fn1=mω12轉(zhuǎn)椅受到的摩擦力Ff1=μmg根據(jù)幾何關(guān)系有tanα=F聯(lián)立解得tanα=μg(2)轉(zhuǎn)椅在題圖乙情況下所需的向心力Fn2=mω22轉(zhuǎn)椅受到的摩擦力Ff2=μFN2根據(jù)幾何關(guān)系有tanβ=F將輕繩拉力FT2沿水平方向和豎直方向分解,則豎直方向上由平衡條件有FT2cosθ=mg-FN2水平面上根據(jù)幾何關(guān)系有FT2sinθ=F聯(lián)立解得ω2=μg第3講力與曲線運(yùn)動(B)時間|40min1.[2024·全國甲卷]2024年5月,“嫦娥六號”探測器發(fā)射成功,開啟了人類首次從月球背面采樣返回之旅.將采得的樣品帶回地球,飛行器需經(jīng)過月面起飛、環(huán)月飛行、月地轉(zhuǎn)移等過程.月球表面自由落體加速度約為地球表面自由落體加速度的16.下列說法正確的是 (A.在環(huán)月飛行時,樣品所受合力為零B.若將樣品放置在月球正面,它對月球表面壓力等于零C.樣品在不同過程中受到的引力不同,所以質(zhì)量也不同D.樣品放置在月球背面時對月球的壓力比放置在地球表面時對地球的壓力小2.[2024·河北唐山模擬]2024年3月,我國探月工程四期“鵲橋二號”中繼星成功發(fā)射升空.“鵲橋二號”入軌后,通過軌道修正、近月制動等系列操作,最終進(jìn)入近月點約200km、遠(yuǎn)月點約16000km、周期為24h的環(huán)月大橢圓凍結(jié)軌道.已知月球半徑約1800km,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2.由上述數(shù)據(jù)可知月球的質(zhì)量接近于 ()A.7.5×1018kg B.7.5×1020kgC.7.5×1022kg D.7.5×1024kg3.[2024·陜西寶雞模擬]人類視月球與火星為地球的“衛(wèi)士”和“兄弟”,從未停止對它們的探測.已知月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動的向心加速度大小為g,軌道半徑是地球半徑的a倍;火星表面重力加速度是地球表面重力加速度的b倍.科研人員在火星水平表面的發(fā)射架上水平發(fā)射一小球,發(fā)射點高為h,測得發(fā)射點與落點間的水平距離是2h,不計火星表面的大氣阻力,則發(fā)射小球的初速度大小是 ()A.a2bgh B.bC.2aghb D4.[2024·浙江1月選考]如圖所示,2023年12月9日“朱雀二號”運(yùn)載火箭順利將“鴻鵠衛(wèi)星”等三顆衛(wèi)星送入距離地面約500km的軌道.取地球質(zhì)量為6.0×1024kg,地球半徑為6.4×103km,引力常量為6.67×10-11N·m2/kg2.下列說法正確的是 ()A.火箭的推力是空氣施加的B.衛(wèi)星的向心加速度大小約8.4m/s2C.衛(wèi)星運(yùn)行的周期約12hD.發(fā)射升空初始階段,裝在火箭上部的衛(wèi)星處于失重狀態(tài)5.[2024·安徽卷]2024年3月20日,我國探月工程四期“鵲橋二號”中繼星成功發(fā)射升空.當(dāng)?shù)诌_(dá)距離月球表面某高度時,“鵲橋二號”開始進(jìn)行近月制動,并順利進(jìn)入捕獲軌道運(yùn)行,如圖所示,軌道的半長軸約為51900km.后經(jīng)多次軌道調(diào)整,進(jìn)入凍結(jié)軌道運(yùn)行,軌道的半長軸約為9900km,周期約為24h.則“鵲橋二號”在捕獲軌道運(yùn)行時 ()A.周期約為144hB.近月點的速度大于遠(yuǎn)月點的速度C.近月點的速度小于在凍結(jié)軌道運(yùn)行時近月點的速度D.近月點的加速度大于在凍結(jié)軌道運(yùn)行時近月點的加速度6.[2024·河北衡水模擬]我國“天宮”空間站運(yùn)行過程中,因受稀薄的氣體阻力的作用,運(yùn)動半徑逐漸減小.因此,每經(jīng)過一段時間要進(jìn)行軌道修正,使其回到原軌道.修正前、后“天宮”空間站的運(yùn)動均可視為勻速圓周運(yùn)動,空間站質(zhì)量不變,則與修正前相比,修正后“天宮”空間站的 ()A.周期減小 B.加速度增大C.機(jī)械能減小 D.動能減小7.[2024·湖北武漢模擬]太陽系中各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運(yùn)動.“行星沖日”是指某行星、地球和太陽幾乎排成一直線的狀態(tài),地球位于太陽與該行星之間.已知火星相鄰兩次“沖日”的時間間隔約為800天,土星的約為378天,則 ()A.火星公轉(zhuǎn)周期約為1.8年B.火星的公轉(zhuǎn)周期比土星的公轉(zhuǎn)周期大C.火星的公轉(zhuǎn)軌道半徑比土星的公轉(zhuǎn)軌道半徑大D.火星和土星的公轉(zhuǎn)軌道半徑之比為38.[2024·山東威海模擬]如圖所示,地月拉格朗日點L2在地球與月球的連線上.衛(wèi)星在L2點受地球、月球的引力作用,與月球一起以相同的角速度繞地球運(yùn)動.已知地球表面的重力加速度為g,地球的半徑為R,月球表面的重力加速度為16g,月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的周期為T,地、月間的距離為L,月球與L2點的距離為s,則月球的半徑可表示為 (A.s24B.s6C.s24D.s69.[2024·河南開封模擬]某興趣小組想利用小孔成像實驗估測太陽的密度.設(shè)計了如圖所示的裝置,不透明的圓桶一端密封,中央有一小孔,另一端為半透明紙.將圓桶軸線正對太陽方向,可觀察到太陽的像的直徑為d.已知圓桶長為L,地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期為T,引力常量為G.估測太陽密度的表達(dá)式為()A.24πB.3πC.3πD.6π10.[2024·安徽安慶模擬]一質(zhì)量為m的行星繞質(zhì)量為M的恒星運(yùn)動,如圖所示.設(shè)在以恒星為球心的球形大空間范圍內(nèi)均勻地分布著稀薄的宇宙塵埃,塵埃的密度ρ很小,略去行星與塵埃之間的直接碰撞作用,行星繞行軌道為圓,半徑為r0.已知質(zhì)量均勻分布的球殼對殼內(nèi)任一點的萬有引力為零,引力常量為G.下列說法正確的是 ()A.行星繞行的軌道圓半徑r0越大,其所受的萬有引力的合力越小B.行星繞行的周期為2πrC.行星繞行的動能為GMm2r0+23D.若行星的繞行軌道不是圓軌道,則其運(yùn)動規(guī)律仍滿足開普勒三定律11.[2024·山東日照模擬]宇宙雙星系統(tǒng)是由兩顆相距較近的恒星組成的系統(tǒng),它們在相互引力作用下,圍繞著共同的圓心運(yùn)動.它們?yōu)樘煳膶W(xué)家研究恒星的演化提供了很好的素材.已知某雙星之間的距離為l,相互繞行周期為T,引力常量為G,可以估算出 ()A.雙星的質(zhì)量之和B.雙星的質(zhì)量之積C.雙星的速率之比D.雙星的加速度之比12.(多選)[2024·云南昆明模擬]如圖所示,探測衛(wèi)星a在某星球的赤道平面內(nèi)繞該星球轉(zhuǎn)動,其軌道可視為圓,繞行方向與該星球自轉(zhuǎn)方向相反,衛(wèi)星通過發(fā)射激光與星球赤道上一固定的觀測站P通信.已知該星球半徑為R、自轉(zhuǎn)周期為T,衛(wèi)星a的軌道半徑為2R、周期為2T.下列說法正確的是 ()A.該星球的第一宇宙速度為2B.該星球的“同步”衛(wèi)星的軌道半徑為2RC.每23T時間衛(wèi)星a經(jīng)過PD.該星球赤道上的重力加速度大小為813.(多選)[2024·湖南長沙模擬]北斗系統(tǒng)主要由離地面高度約為6R(R為地球半徑)的地球同步軌道衛(wèi)星和離地面高度約為3R的中軌道衛(wèi)星組成,地球表面重力加速度為g,忽略地球自轉(zhuǎn).下列說法正確的是 ()A.中軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期為12hB.中軌道衛(wèi)星的向心加速度約為gC.同步軌道衛(wèi)星運(yùn)動的角速度小于中軌道衛(wèi)星運(yùn)動的角速度D.因為同步軌道衛(wèi)星運(yùn)動的速度小于中軌道衛(wèi)星運(yùn)動的速度,所以衛(wèi)星從中軌道變軌到同步軌道,需向前方噴氣減速第3講力與曲線運(yùn)動(B)1.D[解析]在環(huán)月飛行時,樣品所受合力提供所需的向心力,不為零,故A錯誤;若將樣品放置在月球正面,則它處于平衡狀態(tài),它對月球表面壓力大小等于它在月球表面的重力大小,由于月球表面自由落體加速度約為地球表面自由落體加速度的16,則樣品在地球表面的重力大于在月球表面的重力,所以樣品放置在月球背面時對月球的壓力比放置在地球表面時對地球的壓力小,故B錯誤,D正確;樣品在不同過程中受到的引力不同,但樣品的質(zhì)量不變,故C錯誤2.C[解析]環(huán)月大橢圓凍結(jié)軌道的半長軸R=200+16000+2×18002km=9900km,“鵲橋二號”的運(yùn)行周期T=24h,由萬有引力提供向心力,有GMmR2=m4π2T2R,解得M≈7.69×1022kg,可知月球的質(zhì)量接近于73.A[解析]設(shè)地球的半徑為R,地球的質(zhì)量為M,地球表面的重力加速度為g',則月球繞地球的軌道半徑r=aR,根據(jù)萬有引力定律及牛頓第二定律可知GMm(aR)2=mg,GMmR2=mg',解得g'=a2g,所以火星表面的重力加速度g火=bg'=ba2g,在火星表面將物體水平拋出,由平拋運(yùn)動規(guī)律可知h=12g火t2,2h=v0t,聯(lián)立解得v0=4.B[解析]火箭的推力是噴出的燃?xì)鈱鸺┘拥?選項A錯誤;火箭發(fā)射升空初始階段是加速上升階段,裝在火箭上部的衛(wèi)星處于超重狀態(tài),選項D錯誤;衛(wèi)星進(jìn)入距離地面約500km的軌道,根據(jù)萬有引力提供向心力,有GMm(R+h)2=ma,解得a≈8.4m/s2,根據(jù)萬有引力提供向心力,有GMm(R+h)2=m2πT2(R+h),5.B[解析]凍結(jié)軌道和捕獲軌道的中心天體是月球,根據(jù)開普勒第三定律得T12R13=T22R23,整理得T2=T1R23R13≈288h,A錯誤;根據(jù)開普勒第二定律得,鵲橋二號在捕獲軌道運(yùn)行時在近月點的速度大于在遠(yuǎn)月點的速度,B正確;在近月點從捕獲軌道到凍結(jié)軌道變軌時6.D[解析]根據(jù)萬有引力提供向心力,有GMmr2=m4π2T2r,可得T=2πr3GM,修正后的軌道半徑變大,所以周期變大,故A錯誤;根據(jù)牛頓第二定律得GMmr2=ma,可得a=GMr2,修正后的軌道半徑變大,所以加速度減小,故B錯誤;要使得空間站軌道半徑變大,需要使空間站加速而做離心運(yùn)動,除了萬有引力外的其他力做正功,則空間站的機(jī)械能增大,故C錯誤;根據(jù)萬有引力提供向心力,有GMmr2=mv2r,可得v=GMr,修正后的軌道半徑變大7.A[解析]根據(jù)開普勒第三定律,行星公轉(zhuǎn)軌道半徑的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方的比值相等,由于地球的公轉(zhuǎn)軌道半徑比該火星的公轉(zhuǎn)軌道半徑小,故地球的公轉(zhuǎn)周期比火星的小,設(shè)火星的公轉(zhuǎn)周期為T1,地球的公轉(zhuǎn)周期為T0,火星相鄰兩次“沖日”的時間間隔為t,則在時間t內(nèi)地球比火星繞太陽多轉(zhuǎn)一周,即tT0-tT1=1,解得T1=T0tt-T0≈671天≈1.8年,A正確;同理,土星的公轉(zhuǎn)周期為T2=T0t't'-T0≈10613天≈29年,故火星的公轉(zhuǎn)周期比土星的公轉(zhuǎn)周期小,B錯誤;8.A[解析]對衛(wèi)星,根據(jù)萬有引力提供向心力,有GM地m(L+s)2+GM月ms2=m2πT2(L+s),根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系得GM地m1R2=m1g9.A[解析]設(shè)太陽的半徑為R,太陽到地球的距離為r,由成像光路圖,根據(jù)相似三角形可得Rr=d2L,解得R=dr2L,地球繞太陽做勻速圓周運(yùn)動,設(shè)太陽質(zhì)量為M,地球質(zhì)量為m,由萬有引力提供向心力,有GMmr2=m4π2T2r,太陽體積為V=43πR3,太陽密度為ρ10.C[解析]行星所受的引力為恒星引力和塵埃引力的合力,塵埃對行星的引力可看成以r0為半徑的球形空間塵埃的引力,有F=GMmr02+Gρ43πr03mr02=GMmr02+43Gρπr0m,行星繞行的軌道圓半徑r0大時,其所受的萬有引力的合力不一定小,A錯誤;由圓周運(yùn)動受力特點可得GMmr02+43Gπmρr0=m4π2T2r0,解得T=2π1GMr03+43Gπρ,B錯誤;由圓周運(yùn)動受力特點可得GMmr02+411.A[解析]由萬有引力提供向心力可得Gm1m2l2=m1ω2r1,Gm1m2l2=m2ω2r2,而l=r1+r2,聯(lián)立可得G(m1+m2)l2=ω2l,所以m1+m2=ω2l3G,其中ω=2πT,可得m1+m2=4π2l3GT2,所以雙星的質(zhì)量之和可以估算出,雙星的質(zhì)量之積無法求解,故A正確,B錯誤;由線速度與角速度的關(guān)系v=ωr,可得v1+v2=ω(12.AC[解析]根據(jù)開普勒第三定律得T近2T2=R2R3,可得該星球的近地衛(wèi)星的周期為T近=22T,則該星球的第一宇宙速度為v1=2πRT近=22πRT,故A正確;根據(jù)開普勒第三定律得T2T2=r2R3,解得該星球的“同步”衛(wèi)星的軌道半徑r=32R,故B錯誤;設(shè)經(jīng)過t時間衛(wèi)星a經(jīng)過P的正上方一次,有2πT+2π2Tt=2π,解得t=23T,故C正確;在赤道上有13.BC[解析]地球同步軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期為T=24h,根據(jù)開普勒第三定律得(6R+R)3T2=(3R+R)3T12,解得中軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期為T1=96747h,故A錯誤;根據(jù)牛頓第二定律得GMm(R+3R)2=mg',根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系得GMmR2=mg,解得中軌道衛(wèi)星的向心加速度約為g'=g16,故B正確;根據(jù)萬有引力提供向心力,第3講力與曲線運(yùn)動(B)1.D[解析]在環(huán)月飛行時,樣品所受合力提供所需的向心力,不為零,故A錯誤;若將樣品放置在月球正面,則它處于平衡狀態(tài),它對月球表面壓力大小等于它在月球表面的重力大小,由于月球表面自由落體加速度約為地球表面自由落體加速度的16,則樣品在地球表面的重力大于在月球表面的重力,所以樣品放置在月球背面時對月球的壓力比放置在地球表面時對地球的壓力小,故B錯誤,D正確;樣品在不同過程中受到的引力不同,但樣品的質(zhì)量不變,故C錯誤2.C[解析]環(huán)月大橢圓凍結(jié)軌道的半長軸R=200+16000+2×18002km=9900km,“鵲橋二號”的運(yùn)行周期T=24h,由萬有引力提供向心力,有GMmR2=m4π2T2R,解得M≈7.69×1022kg,可知月球的質(zhì)量接近于73.A[解析]設(shè)地球的半徑為R,地球的質(zhì)量為M,地球表面的重力加速度為g',則月球繞地球的軌道半徑r=aR,根據(jù)萬有引力定律及牛頓第二定律可知GMm(aR)2=mg,GMmR2=mg',解得g'=a2g,所以火星表面的重力加速度g火=bg'=ba2g,在火星表面將物體水平拋出,由平拋運(yùn)動規(guī)律可知h=12g火t2,2h=v0t,聯(lián)立解得v0=4.B[解析]火箭的推力是噴出的燃?xì)鈱鸺┘拥?選項A錯誤;火箭發(fā)射升空初始階段是加速上升階段,裝在火箭上部的衛(wèi)星處于超重狀態(tài),選項D錯誤;衛(wèi)星進(jìn)入距離地面約500km的軌道,根據(jù)萬有引力提供向心力,有GMm(R+h)2=ma,解得a≈8.4m/s2,根據(jù)萬有引力提供向心力,有GMm(R+h)2=m2πT2(R+h),5.B[解析]凍結(jié)軌道和捕獲軌道的中心天體是月球,根據(jù)開普勒第三定律得T12R13=T22R23,整理得T2=T1R23R13≈288h,A錯誤;根據(jù)開普勒第二定律得,鵲橋二號在捕獲軌道運(yùn)行時在近月點的速度大于在遠(yuǎn)月點的速度,B正確;在近月點從捕獲軌道到凍結(jié)軌道變軌時6.D[解析]根據(jù)萬有引力提供向心力,有GMmr2=m4π2T2r,可得T=2πr3GM,修正后的軌道半徑變大,所以周期變大,故A錯誤;根據(jù)牛頓第二定律得GMmr2=ma,可得a=GMr2,修正后的軌道半徑變大,所以加速度減小,故B錯誤;要使得空間站軌道半徑變大,需要使空間站加速而做離心運(yùn)動,除了萬有引力外的其他力做正功,則空間站的機(jī)械能增大,故C錯誤;根據(jù)萬有引力提供向心力,有GMmr2=mv2r,可得v