XX年高中物理必修二第6章萬有引力與航天配套習(xí)題（人教版有答案）精品文檔

1、xx年高中物理必修二第6章萬有引力與航天配套習(xí)題（人教版有答案）本資料為word文檔，請點(diǎn)擊下載地址下載全文下載地址第五、六章綜合能力檢測本卷分第卷和第卷兩部分。滿分100分，時(shí)間90分鐘。第卷一、選擇題如圖所示，跳傘員在降落傘打開一段時(shí)間以后，在空中做勻速運(yùn)動。若跳傘員在無風(fēng)時(shí)豎直勻速下落，著地速度大小是40m/s。當(dāng)有正東方向吹來的風(fēng)，風(fēng)速大小是30m/s，則跳傘員著地時(shí)的速度導(dǎo)學(xué)號00820328a大小為50m/s，方向偏西b大小為50m/s，方向偏東c大小為70m/s，方向偏西d大小為70m/s，方向偏東答案：a解析：跳傘員著地時(shí)的速度大小v4232m/s5m/s。設(shè)速度與豎直方向的夾

2、角為，則tan34，故37，即速度方向?yàn)橄缕?7角，故選項(xiàng)a正確。2如圖所示，在一次空地演習(xí)中，離地h高處的飛機(jī)以水平速度v1發(fā)射一顆炮彈欲轟炸地面目標(biāo)p，反應(yīng)靈敏的地面攔截系統(tǒng)同時(shí)以速度v2豎直向上發(fā)射炮彈攔截。設(shè)攔截系統(tǒng)與飛機(jī)的水平距離為s，不計(jì)空氣阻力。若攔截成功，則v1，v2的關(guān)系應(yīng)滿足導(dǎo)學(xué)號00820329av1v2bv1hsv2cv1hsv2dv1shv2答案：d解析：設(shè)經(jīng)t時(shí)間攔截成功，則平拋的炮彈h12gt2，sv1t；豎直上拋的炮彈hhv2t12gt2，由以上各式得v1shv2。3如圖所示，“旋轉(zhuǎn)秋千”中的兩個(gè)座椅a、b質(zhì)量相等，通過相同長度的纜繩懸掛在旋轉(zhuǎn)圓盤上，不考慮空

3、氣阻力的影響，當(dāng)旋轉(zhuǎn)圓盤繞豎直的中心軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，下列說法正確的是導(dǎo)學(xué)號00820330aa的速度比b的大ba與b的向心加速度大小相等c懸掛a、b的纜繩與豎直方向的夾角相等d懸掛a的纜繩所受的拉力比懸掛b的小答案：d解析：a球和b球運(yùn)行的角速度相等，a球運(yùn)行半徑小于b球半徑，故a的速度小于b的速度，選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由ar2知，a球向心加速度小于b球向心加速度，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；設(shè)纜繩與豎直方向夾角為，由向心力公式mgtanmr2，tanr2g，運(yùn)行半徑不相等，夾角也不相等，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；纜繩拉力fmgcosmg1tan2，將tanr2g代入可知，r越小，纜繩拉力越小，選項(xiàng)d正確。4月球與地球質(zhì)量之比約為1

4、80，有研究者認(rèn)為月球和地球可視為一個(gè)由兩質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的雙星系統(tǒng)，它們都圍繞地月連線上某點(diǎn)o做勻速圓周運(yùn)動。據(jù)此觀點(diǎn)，可知月球與地球繞o點(diǎn)運(yùn)動線速度大小之比約為導(dǎo)學(xué)號00820331a16400b180c801d64001答案：c解析：月球和地球繞o點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，它們之間的萬有引力提供各自的向心力，則地球和月球的向心力相等。且月球和地球和o點(diǎn)始終共線，說明月球和地球有相同的角速度和周期。因此有m2rm2r，所以vvrrmm，線速度和質(zhì)量成反比，正確答案為c。5某同學(xué)設(shè)想駕駛一輛“陸地太空”兩用汽車，沿地球赤道行駛并且汽車相對于地球速度可以增加到足夠大。當(dāng)汽車速度增加到某一值時(shí)，它將成為脫離地面

5、繞地球做圓周運(yùn)動的“航天汽車”。不計(jì)空氣阻力，已知地球的半徑r6400km。下列說法正確的是導(dǎo)學(xué)號00820332a汽車在地面上速度增加時(shí)，它對地面的壓力增大b當(dāng)汽車速度增加到79km/s，將離開地面繞地球做圓周運(yùn)動c此“航天汽車”環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動的最小周期為1hd在此“航天汽車”上可以用彈簧測力計(jì)測量物體的重力答案：b解析：由mgfnmv2r得fnmgmv2r，可知a錯(cuò)；79km/s是最小的發(fā)射速度，也是最大的環(huán)繞速度，b對；由mgm2r知t84min，c錯(cuò)；“航天汽車”上處于完全失重狀態(tài)，任何與重力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)都無法進(jìn)行，d錯(cuò)。6圖甲所示的“軌道康復(fù)者”航天器可在太空中給“垃圾”衛(wèi)星補(bǔ)充能

6、源，延長衛(wèi)星的使用壽命。圖乙是“軌道康復(fù)者”在某次拯救一顆地球同步衛(wèi)星前，二者在同一平面內(nèi)沿相同繞行方向繞地球做勻速圓周運(yùn)動的示意圖，此時(shí)二者的連線通過地心，軌道半徑之比為14。若不考慮衛(wèi)星與“軌道康復(fù)者”之間的引力，則下列說法正確的是導(dǎo)學(xué)號00820333a在圖示軌道上，“軌道康復(fù)者”的速度大于79km/sb在圖示軌道上，“軌道康復(fù)者”的加速度大小是地球同步衛(wèi)星的4倍c在圖示軌道上，“軌道康復(fù)者”的周期為3h，且從圖示位置開始經(jīng)15h與同步衛(wèi)星的距離最近d若要對該同步衛(wèi)星實(shí)施拯救，“軌道康復(fù)者”應(yīng)從圖示軌道上加速，然后與同步衛(wèi)星對接答案：d解析：衛(wèi)星的環(huán)繞速度不可能大于79km/s，a錯(cuò)；根

7、據(jù)agmr2可知b錯(cuò)；離同步衛(wèi)星最近的時(shí)間應(yīng)大于15h，c錯(cuò)；要追上同步衛(wèi)星需加速，d對。7xx年6月20日上午10時(shí)，中國首位“太空教師”王亞平在天宮一號太空艙內(nèi)做了如下兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)一，將用細(xì)線懸掛的小球由靜止釋放，小球呈懸浮狀。實(shí)驗(yàn)二，拉緊細(xì)線給小球一個(gè)垂直于線的速度，小球以懸點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動。設(shè)線長為l，小球的質(zhì)量為m，小球做圓周運(yùn)動的速度為v。已知地球?qū)π∏虻囊s是地面重力mg的09倍，則在兩次實(shí)驗(yàn)中，繩對小球拉力大小是導(dǎo)學(xué)號00820334a實(shí)驗(yàn)一中拉力為0b實(shí)驗(yàn)一中拉力為09mgc實(shí)驗(yàn)二中拉力為09mgmv2ld實(shí)驗(yàn)二中拉力為mv2l答案：ad解析：因?yàn)樵凇疤张摗眱?nèi)物體

8、處于完全失重狀態(tài)所以實(shí)驗(yàn)一中繩的拉力為零，實(shí)驗(yàn)二中小球只受繩的拉力做勻速圓周運(yùn)動fmv2l，選項(xiàng)a、d正確。8m為在水平傳送帶上被傳送的小物體，a為終端皮帶輪，如圖所示，已知皮帶輪半徑為r，傳送帶與皮帶輪間不打滑，當(dāng)m可被水平拋出時(shí)導(dǎo)學(xué)號00820335a皮帶的最小速度為grb皮帶的最小速度為grca輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少是12grda輪每秒的轉(zhuǎn)數(shù)最少是12gr答案：ac解析：當(dāng)物塊恰好被水平拋出時(shí)，在皮帶輪上最高點(diǎn)時(shí)由重力提供向心力，則由牛頓第二定律得：mgmv2r，解得：vgr，故a正確，b錯(cuò)誤；設(shè)此時(shí)皮帶轉(zhuǎn)速為n，則有2nrv，得到：nv2r12gr。故c正確，d錯(cuò)誤。9如圖，兩個(gè)質(zhì)量均為m的

9、小木塊a和b放在水平圓盤上，a與轉(zhuǎn)軸oo的距離為l，b與轉(zhuǎn)軸的距離為2l，木塊與圓盤的最大靜摩擦力為木塊所受重力的k倍，重力加速度大小為g。若圓盤從靜止開始繞轉(zhuǎn)軸緩慢地加速轉(zhuǎn)動，用表示圓盤轉(zhuǎn)動的角速度，下列說法正確的是導(dǎo)學(xué)號00820336ab一定比a先開始滑動ba、b所受的摩擦力始終相等ckg2l是b開始滑動的臨界角速度d當(dāng)2kg3l時(shí)，a所受摩擦力的大小為kmg答案：ac解析：該題考查圓周運(yùn)動中的臨界條件，解題關(guān)鍵要明確物體滑動的條件是最大靜摩擦力提供向心力，靜摩擦力提供向心力fmr2，由于rb>ra，b先達(dá)到最大靜摩擦力，b先滑動，a正確，b不正確，b的臨界角速度fmrkmgm2l

10、kg2l，c正確。當(dāng)2kg3l時(shí)，a所受摩擦力faml223kmg<kmg，d不正確。0為了探測x星球，載著登陸艙的探測飛船在以該星球中心為圓心，半徑為r1的圓軌道上運(yùn)動，周期為t1，總質(zhì)量為m1。隨后登陸艙脫離飛船，變軌到離星球更近的半徑為r2的圓軌道上運(yùn)動，此時(shí)登陸艙的質(zhì)量為m2則導(dǎo)學(xué)號00820632ax星球的質(zhì)量為m42r31gt21bx星球表面的重力加速度為gx42r1t21c登陸艙在r1與r2軌道上運(yùn)動時(shí)的速度大小之比為v1v2m1r2m2r1d登陸艙在半徑為r2軌道上做圓周運(yùn)動的周期為t2t1r32r31答案：ad解析：考查萬有引力的應(yīng)用。由萬有引力提供向心力得gmm1r2

11、1m1r142t21，m42r31gt21，a正確。飛船在r1處的重力加速度為g42r1t21，在星球表面的重力加速度gx>42r1t21b錯(cuò)。由gmmr2mv2r知v1v2r2r1，c錯(cuò)。由r31r32t21t22得，t2t1r32r31，d正確。第卷二、填空題1某物理小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)粗測玩具小車通過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)的速度的實(shí)驗(yàn)。所用器材有：玩具小車、壓力式托盤秤、凹形橋模擬器。導(dǎo)學(xué)號00820337圖圖完成下列填空：將凹形橋模擬器靜置于托盤秤上，如圖所示，托盤秤的示數(shù)為100kg；將玩具小車靜置于凹形橋模擬器最低點(diǎn)時(shí)，托盤秤的示數(shù)如圖所示，該示數(shù)為_kg；將小車從凹形橋模擬器某一位

12、置釋放，小車經(jīng)過最低點(diǎn)后滑向另一側(cè)。此過程中托盤秤的最大示數(shù)為m；多次從同一位置釋放小車，記錄各次的m值如下表所示：序號2345m.80.75.85.75.90根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可求出小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)時(shí)對橋的壓力為_n；小車通過最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為_m/s。答案：1407914解析：根據(jù)托盤秤指針可知量程是10kg，指針?biāo)甘緮?shù)為140kg。記錄的托盤秤各次示數(shù)并不相同，為減小誤差，取平均值，即m181kg。而模擬器的重力為gmg9.8n，所以，小車經(jīng)過凹形橋最低點(diǎn)的壓力為mgmg7.9n。根據(jù)徑向合力提供向心力即7.9n9.8n/kgv2r，整理可得v1.4m/s。2未來在一個(gè)未知星球上用如

13、圖甲所示裝置研究平拋運(yùn)動的規(guī)律。懸點(diǎn)o正下方p點(diǎn)處有水平放置的熾熱電熱絲，當(dāng)懸線擺至電熱絲處時(shí)能輕易被燒斷，小球由于慣性向前飛出做平拋運(yùn)動。現(xiàn)對小球采用頻閃數(shù)碼照相機(jī)連續(xù)拍攝。在有坐標(biāo)紙的背景屏前，拍下了小球在做平拋運(yùn)動過程中的多張照片，經(jīng)合成后，照片如圖乙所示。a、b、c、d為連續(xù)四次拍下的小球位置，已知照相機(jī)連續(xù)拍照的時(shí)間間隔是010s，照片大小如圖中坐標(biāo)所示，又知該照片的長度與實(shí)際背景屏的長度之比為14，則：導(dǎo)學(xué)號00820338由以上信息，可知a點(diǎn)_小球的拋出點(diǎn)；由以上及圖信息，可以推算出該星球表面的重力加速度為_m/s2；由以上及圖信息可以算出小球平拋的初速度是_m/s；由以上及圖信

14、息可以算出小球在b點(diǎn)時(shí)的速度是_m/s。答案：是808425解析：由初速度為零的勻加速直線運(yùn)動經(jīng)過相鄰的相等的時(shí)間內(nèi)通過位移之比為135可知，a點(diǎn)為拋出點(diǎn)；由ab、bc、cd水平距離相同可知，a到b、b到c運(yùn)動時(shí)間相同，設(shè)為t，在豎直方向有hgt2，t01s，可求出g8m/s2；由兩位置間的時(shí)間間隔為010s，水平距離為8cm，xvt，得水平速度為08m/s。b點(diǎn)豎直分速度為ac間的豎直平均速度，根據(jù)速度的合成求b點(diǎn)的合速度，vyb44110220.10m/s08m/s，所以vbv2xv2yb425m/s三、論述計(jì)算題3如圖，置于圓形水平轉(zhuǎn)臺邊緣的小物塊隨轉(zhuǎn)臺加速轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，物

15、塊恰好滑離轉(zhuǎn)臺開始做平拋運(yùn)動。現(xiàn)測得轉(zhuǎn)臺半徑r05m，離水平地面的高度h08m，物塊平拋落地過程水平位移的大小s04m。設(shè)物塊所受的最大靜摩擦力等于滑動摩擦力，取重力加速度g10m/s2。求：導(dǎo)學(xué)號00820339物塊做平拋運(yùn)動的初速度大小v0；物塊與轉(zhuǎn)臺間的動摩擦因數(shù)。答案：1m/s02解析：物塊做平拋運(yùn)動，在豎直方向上有h12gt2在水平方向上有sv0t由式解得v0sg2h代入數(shù)據(jù)得v01m/s物塊離開轉(zhuǎn)臺時(shí)，最大靜摩擦力提供向心力，有fmmv20rfmnmg由式解得v20gr代入數(shù)據(jù)得024“嫦娥一號”探月衛(wèi)星在環(huán)繞月球的極地軌道上運(yùn)動，由于月球的自轉(zhuǎn)，因而“嫦娥一號”衛(wèi)星能探測到整個(gè)月

16、球表面。xx年12月11日“嫦娥一號”衛(wèi)星的ccd相機(jī)已對月球背面進(jìn)行成像探測，并獲得了月球背面部分區(qū)域的影像圖。衛(wèi)星在繞月極地軌道上做圓周運(yùn)動時(shí)距月球表面高為h，繞行的周期為tm；月球繞地公轉(zhuǎn)的周期為te，半徑為r0；地球半徑為re，月球半徑為rm。導(dǎo)學(xué)號00820340試解答下列問題：若忽略地球及太陽引力對繞月衛(wèi)星的影響，試求月球與地球的質(zhì)量之比。若當(dāng)繞月極地軌道的平面與月球繞地公轉(zhuǎn)的軌道平面垂直，也與地心到月心的連線垂直時(shí)，探月衛(wèi)星將向地球發(fā)送所拍攝的照片。已知光速為c，則此照片信號由探月衛(wèi)星傳送到地球最短需要多長時(shí)間？答案：月球與地球的質(zhì)量之比為23此照片信號由探月衛(wèi)星傳送到地球需要最

17、短的時(shí)間為r20rmh2rec解析：由牛頓第二定律有：f向manm2r，由萬有引力定律公式有：f引gmmr2，月球繞地球公轉(zhuǎn)時(shí)由萬有引力提供向心力，故：gm月m地r20m月2r0同理對探月衛(wèi)星繞月有：gm月m衛(wèi)rmh2m衛(wèi)2由聯(lián)立解得：m月m地23設(shè)探月極地衛(wèi)星到地心距離為l0，則衛(wèi)星到地面的最短距離為l0re，由幾何知識知：l20r202故將照片信號發(fā)回地面的最短時(shí)間tl0recr20rmh2rec5一行星探測器從所探測的行星表面垂直升空，探測器的質(zhì)量是1500kg，發(fā)動機(jī)推力為恒力，升空途中發(fā)動機(jī)突然關(guān)閉。如圖所示為探測器速度隨時(shí)間的變化圖象，其中a點(diǎn)對應(yīng)的時(shí)刻ta9s，此行星半徑為610

18、3km，引力恒量g6671011nm2/kg2。求：導(dǎo)學(xué)號00820341探測器在該行星表面達(dá)到的最大高度；該行星表面的重力加速度；發(fā)動機(jī)的推力；該行星的第一宇宙速度。答案：1200m60m/s225104n60km/s解析：由圖象可知，在25s的時(shí)間內(nèi)探測器一直在上升，且在t25s末達(dá)到最高點(diǎn)，在vt圖象中可以利用面積表示位移，因此最大高度h122596m1200m。在上升階段，探測器受推力和重力作用，在t9s末關(guān)閉發(fā)動機(jī)后，探測器只受重力作用而減速，加速度ag，在數(shù)值上等于ab段圖象斜率的絕對值，所以g9616m/s260m/s2。在oa加速階段，fmgma，fmgmam，可由oa段直線的斜率求得a969m/s2，所以f1500n25104n。物體在星球表面做圓周運(yùn)動的環(huán)繞速度即為第一宇宙速度，且在星球表面物體受到的萬有引力等于物體的重力mggmmr2mv2r得vgr60km/s6如圖所示，半徑為1m的光滑半圓形管道ab，與水平面相切于a點(diǎn)，固定在豎直面內(nèi)，管道內(nèi)有一個(gè)直徑略小于管道內(nèi)徑的小球，