高二物理曲線運(yùn)動(dòng)及天體運(yùn)動(dòng)訓(xùn)練題1

1、 教師助手 學(xué)生幫手 家長(zhǎng)朋友 曲線運(yùn)動(dòng)與天體運(yùn)動(dòng)一、選擇題(本題共12小題，共48分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分)1關(guān)于兩個(gè)運(yùn)動(dòng)的合成，下列說(shuō)法正確的是()A兩個(gè)直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定也是直線運(yùn)動(dòng)B兩個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定也是勻速直線運(yùn)動(dòng) C兩個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定也是勻變速直線運(yùn)動(dòng)D一個(gè)勻速直線運(yùn)動(dòng)和一個(gè)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的合運(yùn)動(dòng)一定是曲線運(yùn)動(dòng)【解析】可舉出選項(xiàng)A的反例平拋，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；合初速度的方向與合加速度的方向不在一條直線上時(shí)是曲線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)；可舉出選項(xiàng)D的反例豎直上拋運(yùn)動(dòng)，故選項(xiàng)D錯(cuò)

2、誤【答案】B2小船在水速較小的河中橫渡，并使船頭始終垂直河岸航行，到達(dá)河中間時(shí)突然上游來(lái)大水使水流速度加快，則對(duì)此小船渡河的說(shuō)法正確的是()A小船要用更長(zhǎng)的時(shí)間才能到達(dá)對(duì)岸B小船到對(duì)岸的時(shí)間不變，但位移將變大C因小船船頭始終垂直河岸航行，故所用時(shí)間及位移都不會(huì)變化D因船速與水速關(guān)系未知，故無(wú)法確定渡河時(shí)間及位移的變化【解析】由運(yùn)動(dòng)的獨(dú)立性，小船到達(dá)對(duì)岸所需的時(shí)間將不受水流速度變化的影響，選項(xiàng)AD錯(cuò)；水流速度加快，因此小船因受沖擊，到達(dá)對(duì)岸的位置偏向下游，位移將變大，故選項(xiàng)B對(duì)、C錯(cuò)【答案】B3水平拋出一個(gè)物體，經(jīng)時(shí)間t后物體的速度方向與水平方向夾角為，重力加速度為g，則平拋物體的初速度為 ()

3、AgtsinBgtcosCgttan Dgtcot【解析】經(jīng)時(shí)間t后物體速度的豎直分量vygt，故求出vxv0vycotgtcot.【答案】D4如圖所示，兩輪用皮帶傳動(dòng)，皮帶不打滑，圖中有A、B、C三點(diǎn)、這三點(diǎn)所在處半徑rA>rBrC，則這三點(diǎn)的向心加速度aA、aB、aC的關(guān)系是()AaAaBaCBaC>aA>aBCaC<aA<aB DaCaB>a【解析】皮帶傳動(dòng)且不打滑，A點(diǎn)與B點(diǎn)線速度相同，由a有a；所以aA<aB，A點(diǎn)與C點(diǎn)共軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同，由a2r知ar，所以有aA>aC，可見(jiàn)選項(xiàng)C正確【答案】C5如圖所示，長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕桿一端固定質(zhì)量為

4、m的小球，另一端有固定轉(zhuǎn)軸O.現(xiàn)使小球在豎直平面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)P為圓周軌道的最高點(diǎn)若小球通過(guò)圓周軌道最低點(diǎn)時(shí)的速度大小為 ，則以下判斷正確的是 ()A小球不能到達(dá)P點(diǎn)B小球到達(dá)P點(diǎn)時(shí)的速度小于C小球能到達(dá)P點(diǎn)，但在P點(diǎn)不會(huì)受到輕桿的彈力D小球能到達(dá)P點(diǎn)，且在P點(diǎn)受到輕桿向下的彈力【答案】B6一圓盤可以繞其豎直軸在水平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，圓盤半徑為R，甲、乙物體質(zhì)量分別為M和m(M>m)，它們與圓盤之間的最大靜摩擦力均為正壓力的倍，兩物體用一根長(zhǎng)為L(zhǎng)(L<R)的輕繩連在一起如圖所示，若將甲物體放在轉(zhuǎn)軸的位置上，甲、乙之間連線剛好沿半徑方向被拉直，要使兩物體與圓盤不發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)，則轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的角速度

5、最大不得超過(guò)(兩物體均看做質(zhì)點(diǎn)) ()A. B.C. D.【解析】經(jīng)分析可知，繩的最大拉力FMg，對(duì)m，F(xiàn)mgm2L，所以(Mm)gm2L解得【答案】D7在平面上運(yùn)動(dòng)的物體，其x方向分速度vx和y方向分速度vy隨時(shí)間t變化的圖線如圖(甲)中的(a)和(b)所示，圖(乙)中最能反映物體運(yùn)動(dòng)軌跡的是()【解析】由圖(甲)中的(a)，可知x方向做勻速運(yùn)動(dòng)由圖(甲)中的(b)，可知y方向做勻加速運(yùn)動(dòng)，且合力沿y軸方向，物體做類平拋運(yùn)動(dòng)由合力指向曲線(軌跡)凹的一側(cè)，故選項(xiàng)C對(duì)【答案】C8已知太陽(yáng)到地球與地球到月球的距離的比值約為390，月球繞地球旋轉(zhuǎn)的周期約為27天利用上述數(shù)據(jù)以及日常的天文知識(shí)，可估

6、算出太陽(yáng)對(duì)月球與地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力的比值約為() A0.2B2C 20D200【解析】設(shè)太陽(yáng)質(zhì)量M，地球質(zhì)量m，月球質(zhì)量m0，日地間距離為R，月地間距離為r，地球繞太陽(yáng)的周期為T約為360天，月球繞地球的周期為t約為27天，對(duì)地球繞著太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力定律：m，同理對(duì)月球繞著地球轉(zhuǎn)動(dòng)；Gm0，則太陽(yáng)質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為.太陽(yáng)到月球的距離近似等于太陽(yáng)到地球的距離，故太陽(yáng)對(duì)月球的萬(wàn)有引力FG，地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力fG，故Ff，代入太陽(yáng)與地球質(zhì)量比，計(jì)算出比值約為2，B對(duì)【答案】B9我國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器“螢火一號(hào)”原定于年10月6日至16日期間在位于哈薩克斯坦的拜科努爾航天發(fā)射中心升空，后因俄羅斯

7、火箭故障推遲發(fā)射此次“螢火一號(hào)”的一個(gè)重要任務(wù)是探測(cè)研究火星表面水的消失機(jī)制，繼而探尋火星上到底有無(wú)生命跡象的存在此外，“螢火一號(hào)”還將探測(cè)火星空間磁場(chǎng)、電離層和粒子分布及其變化規(guī)律、火星地形、地貌等假設(shè)“螢火一號(hào)”探測(cè)器上有一機(jī)器人，機(jī)器人登上火星假如機(jī)器人在火星上測(cè)得擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺做小振幅振動(dòng)的周期為T，將火星視為密度均勻、半徑為r的球體，則火星的密度為()A.B.C. D.【解析】由單擺周期公式T2，可得火星表面的重力加速度g，由mg得火星質(zhì)量m火，火星體積V，密度，選項(xiàng)B正確【答案】B10如圖所示，在一次救災(zāi)工作中，一架沿水平直線飛行的直升機(jī)A，用懸索(重力可忽略不計(jì))救護(hù)困在湖水中的

8、傷員B.在直升機(jī)A和傷員B以相同的水平速度勻速運(yùn)動(dòng)的同時(shí)，懸索將傷員吊起，在某一段時(shí)間內(nèi)，A、B之間的距離以lHt2(式中H為直升機(jī)A離地面的高度，各物理量的單位均為國(guó)際單位制單位)規(guī)律變化，則在這段時(shí)間內(nèi)()A懸索的拉力等于傷員的重力B懸索不可能是豎直的C傷員做加速度大小方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng)D傷員做速度大小增加的直線運(yùn)動(dòng)【解析】傷員在水平方向上勻速運(yùn)動(dòng)，由A、B之間距離的變化規(guī)律知，在豎直方向上做向上的勻加速運(yùn)動(dòng)而傷員僅受重力和懸索拉力作用所以懸索必豎直，且F>mg，合運(yùn)動(dòng)為加速度大小方向均不變的曲線運(yùn)動(dòng)，只有C對(duì)【答案】C112007年4月24日，歐洲科學(xué)家宣布在太陽(yáng)系之外發(fā)現(xiàn)了一顆

9、可能適合人類居住的類地行星Gliese581c.這顆圍繞紅矮量Gliese581運(yùn)行的星球有類似地球的溫度，表面可能有液態(tài)水存在，距離地球約為20光年，直徑約為地球的1.5倍，質(zhì)量約為地球的5倍，繞紅矮星Gliese581運(yùn)行的周期約為13天假設(shè)有一艘宇宙飛船飛臨該星球表面附近軌道，下列說(shuō)法正確的是()A飛船在Gliese581c表面附近運(yùn)行的周期約為13天B飛船在Gliese581c表面附近運(yùn)行時(shí)的速度大于7.9km/sC人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大DGliese581c的平均密度比地球平均密度小【解析】由mr(2/T)2得：T，類地行星繞紅矮星轉(zhuǎn)與飛船繞類地行星轉(zhuǎn)

10、相比，不知道是否相等，故選項(xiàng)A錯(cuò)；由m，得v，又這顆類地行星的質(zhì)量M5M，半徑R1.5R，故選項(xiàng)B對(duì)；由mgG，解得，故選項(xiàng)C對(duì)；由，VR3，故，M5M，半徑R1.5R，解得，故選項(xiàng)D錯(cuò)【答案】BC12 “神舟七號(hào)”飛船成功發(fā)射，出艙活動(dòng)結(jié)束后，釋放了伴飛小衛(wèi)星，并圍繞軌道艙進(jìn)行伴飛試驗(yàn)此時(shí)，與“神舟七號(hào)”相距100公里至200公里的伴飛小衛(wèi)星，將開(kāi)始其觀測(cè)、“追趕”、繞飛的三步試驗(yàn)：第一步是由其攜帶的導(dǎo)航定位系統(tǒng)把相關(guān)信息傳遞給地面飛控中心，通過(guò)地面接收系統(tǒng)，測(cè)量伴飛小衛(wèi)星與軌道艙的相對(duì)距離；第二步是由地面飛控中心發(fā)送操作信號(hào)，控制伴飛小衛(wèi)星向軌道艙“追”去，“追”的動(dòng)力為液氨推進(jìn)劑，因此能

11、夠以較快速度接近軌道艙；第三步是通過(guò)變軌調(diào)姿，繞著軌道艙飛行下列關(guān)于伴飛小衛(wèi)星的說(shuō)法中正確的是()A伴飛小衛(wèi)星保持相距軌道艙一定距離時(shí)的向心加速度等于飛船的向心加速度B伴飛小衛(wèi)星繞軌道艙飛行時(shí)，飛船對(duì)它的萬(wàn)有引力提供了它繞飛船繞行的向心力C若要伴飛小衛(wèi)星“追”上軌道艙，只需在原軌道上加速即可D伴飛小衛(wèi)星繞軌道艙飛行時(shí)，飛船以它的萬(wàn)有引力不足以提供它繞飛船運(yùn)動(dòng)的向心力【解析】伴飛小衛(wèi)星與軌道艙相對(duì)靜止，即繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，二者的線速度大小相同，軌道半徑相等，故向心加速度相等，A正確；小衛(wèi)星速度增大后，軌道半徑也會(huì)隨之增大，此時(shí)小衛(wèi)星與軌道艙不在同一高度的軌道上，無(wú)法追上軌道艙，C錯(cuò)誤；小衛(wèi)星

12、繞軌道艙做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，B錯(cuò)誤，D正確【答案】AD二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，共18分)13在“研究平拋物體的運(yùn)動(dòng)”的實(shí)驗(yàn)中，為了描出物體的運(yùn)動(dòng)軌跡，實(shí)驗(yàn)應(yīng)有下列各個(gè)步驟：A以O(shè)為原點(diǎn)，畫(huà)出與y軸相垂直的水平軸x軸；B把事先做的有缺口的紙片用手按在豎直木板上，使由斜槽上滾下拋出的小球正好從紙片的缺口中通過(guò)，用鉛筆在白紙上描下小球穿過(guò)這個(gè)缺口的位置；C每次都使小球由斜槽上固定的標(biāo)卡位置開(kāi)始滾下，用同樣的方法描出小球經(jīng)過(guò)的一系列位置，并用平滑的曲線把它們連接起來(lái)，這樣就描出了小球做平拋運(yùn)動(dòng)的軌跡；D用圖釘把白紙釘在豎直木板上，并在木板的左上角固定好斜槽；E在斜槽末端抬高一個(gè)小球半徑處定為O點(diǎn)，在

13、白紙上把O點(diǎn)描下來(lái)，利用重垂線在白紙上畫(huà)出過(guò)O點(diǎn)向下的豎直直線，定為y軸在上述實(shí)驗(yàn)中，缺少的步驟F是_，正確的實(shí)驗(yàn)步驟順序是_【答案】調(diào)整斜槽使放在斜槽末端的小球可停留在任何位置，說(shuō)明斜槽末端切線已水平DFEABC14一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進(jìn)入靠近該行星表面的圓形軌道繞行數(shù)圈后，著陸在該行星上飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)器材A精確秒表一只B已知質(zhì)量為m的物體一個(gè)C彈簧秤一個(gè)D天平一臺(tái)(附砝碼)已知宇航員在繞行時(shí)及著陸后各做了一次測(cè)量，依據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，可求出該星球的半徑R及星球的質(zhì)量M.(已知引力常量為G)(1)兩次測(cè)量所選用的器材分別為_(kāi)，_.(用序號(hào)表示)(2)兩次測(cè)量的物理量分別是_，_

14、.(3)用該數(shù)據(jù)寫(xiě)出半徑R，質(zhì)量M的表達(dá)式R_，M_.【解析】(1)ABC(2)周期T，物體重力F.(3)gF/m，宇宙飛船在靠近該行星表面的圓形軌道繞行，mgm()2R，聯(lián)立解得R.又m()2R，消去R，解得M.【答案】(1)ABC(2)周期T物體重力F(3)三、計(jì)算題(本題共包括4小題，共54分，解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位) 15A、B兩小球同時(shí)從距地面高為h15m處的同一點(diǎn)拋出，初速度大小均為v010m/s.A豎直向下拋出，B球水平拋出，空氣阻力不計(jì)，重力加速度取g10m/s2.求：(1)A球經(jīng)過(guò)

15、多長(zhǎng)時(shí)間落地？(2)A球落地時(shí)，A、B兩球間的距離是多少？【解析】(1)A球做豎直下拋運(yùn)動(dòng)hv0tgt2將h15m、v010m/s代入，可得t1s.(2)B球做平拋運(yùn)動(dòng)，xv0t，ygt2將v010m/s、t1s代入，可得x10m，y5m.此時(shí)A球與B球的距離為L(zhǎng)將x、y、h數(shù)據(jù)代入，得L10m.【答案】(1)1s(2)10m16如圖所示，細(xì)繩一端系著質(zhì)量為M0.6kg的物體，靜止在水平面上，另一端通過(guò)光滑小孔吊著質(zhì)量m0.3kg的物體，M的中點(diǎn)與圓孔距離為0.2m，并知M和水平面的最大靜摩擦力為2N.現(xiàn)使此平面繞中心軸線轉(zhuǎn)動(dòng)，問(wèn)角速度在什么范圍內(nèi)m處于靜止?fàn)顟B(tài)？(g取10m/s2)【解析】設(shè)

16、M和水平面保持相對(duì)靜止，當(dāng)具有最小值時(shí)，M有向著圓心運(yùn)動(dòng)的趨勢(shì)，故水平面對(duì)M的摩擦力方向與指向圓心方向相反，且等于最大靜摩擦力Ffm2N.對(duì)于M：FTFfmMr1rad/s2.9rad/s當(dāng)具有最大值時(shí)，M有離開(kāi)圓心O的趨勢(shì)，水平面對(duì)M摩擦力方向指向圓心，F(xiàn)fm2N，對(duì)于M：FTFfmMr26.5rad/s故的范圍是2.9rad/s6.5rad/s.【答案】2.9rad/s6.5rad/s17如圖所示，位于豎直平面上有圓弧的光滑軌道，半徑為R，OB沿豎直方向，A點(diǎn)距地面的豎直高度為H，把質(zhì)量為m的鋼球從A點(diǎn)由靜止釋放，最后落在了水平面上的C點(diǎn)處，已知重力加速度為g，不計(jì)空氣阻力，求：(1)鋼球

17、剛到達(dá)B點(diǎn)及滑過(guò)B點(diǎn)時(shí)加速度分別多大？(2)鋼球落地點(diǎn)C距B點(diǎn)的水平距離s為多少？(3)比值R/H為多少時(shí)，s最大？這個(gè)最大值為多少？【解析】(1)小球由A到B過(guò)程中機(jī)械能守恒mgRmv2小球剛到達(dá)B點(diǎn)時(shí)有向心加速度a1a1由得：a12g滑過(guò)B點(diǎn)時(shí)，只受重力，加速度a2g (2)小球離開(kāi)B點(diǎn)后做平拋運(yùn)動(dòng)HRgt2svt由得s2.(3)根據(jù)s2得R即時(shí)，s最大smH或sm2R.【答案】(1)2gg(2)2(3)H或2R18(·石家莊質(zhì)檢)一組宇航員乘坐太空穿梭機(jī)S，去修理位于離地球表面h6.0×105m的圓形軌道上的太空望遠(yuǎn)鏡H.機(jī)組人員使穿梭機(jī)S進(jìn)入與H相同的軌道并關(guān)閉助推火箭，望遠(yuǎn)鏡在穿梭機(jī)前方數(shù)千米處，如圖所示已知地球半徑為R6.4×106m，地球表面重力加速度為g9.8m/s2，第一宇宙速度為v7.9km/s.(1)穿梭機(jī)所在軌道上的向心加速