2013屆曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力單元測(cè)試

1、曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力單元檢測(cè)題命題人：任建新 審題人：文科 考試時(shí)間120分鐘一、選擇題（共12小題，每小題4分，共48分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，至少有一個(gè)選項(xiàng)是正確的，全部選對(duì)得4分，對(duì)而不全得2分）1科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，在月球表面沒有空氣，沒有磁場(chǎng)，重力加速度約為地球表面的l/6若宇航員登上月球后，在空中從同一高度同時(shí)釋放氫氣球和鉛球，忽略地球和其他星球的影響，以下說法正確的是（ ）A氫氣球和鉛球都將下落，且同時(shí)落到月球表面B氫氣球和鉛球都將下落，但鉛球先落到月球表面C氫氣球?qū)⒓铀偕仙U球?qū)⒓铀傧侣銬氫氣球和鉛球都將上升2已知下面的哪組數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出地球的質(zhì)量M地（已知萬有引力常量為G）A地

2、球“同步衛(wèi)星”離地面的高度hB地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期T1及地球到太陽中心的距離R1C地球表面的重力加速g和地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期TD月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期T2及月球中心到地球中心的距離R23我國(guó)探月的“嫦娥工程”已成功實(shí)現(xiàn)，在不久的將來，我國(guó)宇航員見登上月球在已知萬有引力常量G和月球半徑R的條件下，宇航員用下列方法測(cè)量月球的密度，其中正確的方法是（ ）A在月球上測(cè)得擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺做小振幅振動(dòng)的周期為TB在月球上用彈簧秤測(cè)出質(zhì)量為m的物體的重力GC在月球上用天平測(cè)出質(zhì)量為m的物體的質(zhì)量D在月球上測(cè)量出在高度為h處平拋物體運(yùn)動(dòng)的水平距離s4半徑為R的大圓盤以角速度旋轉(zhuǎn)，如圖1所示，有人站在盤邊的P點(diǎn)上隨

3、盤轉(zhuǎn)動(dòng)，他想用槍擊中盤中心的目標(biāo)O，若子彈離開槍口的速度為v0，不計(jì)空氣阻力，則（ ） PO圖1A槍應(yīng)向PO的左方偏過角射擊，而B槍應(yīng)瞄準(zhǔn)目標(biāo)O射擊C槍應(yīng)向PO的右方偏過角射擊，而D槍應(yīng)向PO的左方偏過角射擊，而5一個(gè)航天器P在高空繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如果它朝著與運(yùn)動(dòng)方向相反的方向發(fā)射一枚火箭Q，則（ ）AP和Q都可能在原高度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)BP可能，Q不可能在原高度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)CQ可能，P不可能在原高度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)DP和Q都不可能在原高度做勻速圓周運(yùn)動(dòng)6地面上的空氣成分主要以氧，氮分子為主，隨著高度的增加，由于地球引力的作用，重的氣體逐漸稀薄，輕的氣體逐漸相對(duì)增多在太陽紫外光線的照射下，

4、分子態(tài)的氣體被電離為原子態(tài)，在“神州”三號(hào)飛船343公里的運(yùn)行軌道上，主要是原子態(tài)的氧，氮和氦氣雖然高層大氣的密度很小，但其對(duì)飛船的阻力仍會(huì)嚴(yán)重影響飛船的運(yùn)行軌道針對(duì)這段材料有下列敘述正確的是（ ）A由于大氣阻力，飛船運(yùn)行軌道要下降，運(yùn)行速度要變小B如果是真空，飛船可以一直保持在343公里的軌道上運(yùn)行BAC圖2C由于大氣阻力，飛船運(yùn)行軌道要下降，運(yùn)行周期要變長(zhǎng)D由于飛船軌道比較低，飛船內(nèi)的物體對(duì)支持面的壓力與在地球上對(duì)地面的壓力差不多7如圖2所示，小球由細(xì)線AB、AC拉住而靜止AB水平，AC與豎直方向成角，此時(shí)AC對(duì)球的拉力為T1現(xiàn)將AB線燒斷，小球開始擺動(dòng)，當(dāng)小球返回原處時(shí)，AC對(duì)小球的拉力

5、為T2，則T1與T2之比為（ ）P圖3A11 B1cos2 Ccos21 Dsincos28如圖3所示，將一根光滑的細(xì)金屬棒折成V形，頂角為2，其對(duì)稱軸豎直，在其中一邊套上一個(gè)金屬球P，當(dāng)兩棒繞其對(duì)稱軸以每秒n轉(zhuǎn)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，小球離軸的距離為（ ）A B C D9已知地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大小為v1，向心力速度大小為a1，近地衛(wèi)星線速度大小為v2，向心力速度大小為a2，地球同步衛(wèi)星線速度大小為v3，向心加速度大小為a3，設(shè)近地衛(wèi)星距地面高度不計(jì)，同步衛(wèi)星距地面高度約為地球半徑的6倍則以下結(jié)論正確的是（ ）A=，= B=，= C=，= D=，=風(fēng)輪NM圖410農(nóng)民在精選谷種時(shí)，常用一種

6、叫“風(fēng)車”的農(nóng)具進(jìn)行分選在同一風(fēng)力作用下，谷種和癟谷（空殼）谷粒都從洞口水平飛出，結(jié)果谷種和癟谷落地點(diǎn)不同，自然分開，如圖4所示對(duì)這一現(xiàn)象，下列分析正確的是 AM處是谷種，N處為癟谷B谷種質(zhì)量大，慣性大，飛得遠(yuǎn)些C谷種飛出洞口時(shí)的速度比癟谷飛出洞口時(shí)的速度小些D谷種和癟谷在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)11如圖5所示，光滑水平桌面上，一小球以速度v向右勻速運(yùn)動(dòng)，它經(jīng)過靠近桌邊的豎直木板ad邊前方時(shí)，木板開始做自由落體運(yùn)動(dòng).若木板開始運(yùn)動(dòng)時(shí)，cd邊與桌面相齊，則小球在木板上的投影軌跡是（ ）r1r2圖6圖5 12如圖6所示，火星和地球繞太陽的運(yùn)動(dòng)可以近似看作為在同一平面內(nèi)的同方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知火星

7、軌道半徑r1=2.3×1011m，地球軌道半徑為r2=1.5×1011m，根據(jù)你所掌握的物理和天文知識(shí)，估算得火星與地球相距最近的最短時(shí)間間隔約為（ ）A1年 B2年 C3年 D4年二、填空、實(shí)驗(yàn)題（本題共3小題，共12分把答案填寫在題中的橫線上，不要求寫解答過程）13光滑水平面上，一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的物體從靜止開始受水平力而運(yùn)動(dòng).在前5 s內(nèi)受到一個(gè)正東方向、大小為1N的水平恒力作用，第5s末該力撤去，改為受一個(gè)正北方向、大小為0.5N的水平恒力，作用10s時(shí)間，則該物體在第15s末的速度大小為 ，方向 14飛機(jī)以恒定的速度v沿水平方向飛行，飛行高度為2000 m，在飛

8、行過程中釋放一炸彈，在30 s后飛行員聽見炸彈落地的爆炸聲假設(shè)此爆炸聲向空間各個(gè)方向傳播速度都為320m/s，炸彈受到的空氣阻力可以忽略，取g=10m/s2，則炸彈經(jīng)_s時(shí)間落地，該飛機(jī)的飛行速度v=_m/s（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）15某行星自轉(zhuǎn)一周所需時(shí)間為地球上的6h，在這行星上用彈簧秤測(cè)某物體的重量，在該行量赤道上稱得物重是兩極時(shí)測(cè)得讀數(shù)的90，已知萬有引力恒量G=6.67×1011N·m2/kg2，若該行星能看做球體，則它的平均密度為 三、計(jì)算題（本題共6小題，共60分要求寫出必要的文字說明、主要方程式和重要演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要明確寫出數(shù)值和單位，只有最終結(jié)果的

9、不得分）16（8分）為了迎接太空時(shí)代的到來，美國(guó)國(guó)會(huì)通過了一項(xiàng)計(jì)劃，在2050年前建造太空升降機(jī)，就是把長(zhǎng)繩的一端擱置在地球的衛(wèi)星上，另一端系住升降機(jī)，放開繩，升降機(jī)能到達(dá)地球上，人坐在升降機(jī)里，在衛(wèi)星上通過電動(dòng)機(jī)把升降機(jī)拉到衛(wèi)星上已知地球表面的重力加速度g=10m/s2，地球半徑R=6400 km某人在地球表面用彈簧測(cè)力計(jì)稱得其重量為800N，假若某人站在這種升降機(jī)中，當(dāng)升降機(jī)以加速度a=g（g為地球表面處的重力加速度）垂直地面上升時(shí)，此人再一次用同一彈簧測(cè)力計(jì)稱得視重為850N，忽略地球公轉(zhuǎn)的影響，求升降機(jī)此時(shí)距地面的高度圖717（8分）如圖7所示，宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面一斜坡

10、上P點(diǎn)沿水平方向以初速度v0拋出一個(gè)小球，測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間t落到斜坡上另一點(diǎn)Q，斜面的傾角為，已知該星球半徑為R，萬有引力常量為G，求：（1）該星球表面的重力加速度g；（2）該星球的第一宇宙速度v；（3）人造衛(wèi)星在該星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最小周期T18（10分）火星質(zhì)量是地球質(zhì)量的0.1倍，半徑是地球半徑的0.5倍，火星被認(rèn)為是除地球之外最有可能有水（有生命）的星球，北京時(shí)間2004年1月4日12時(shí)35分，在經(jīng)歷了206天、4.8億公里星際旅行的美國(guó)火星探測(cè)器“勇氣號(hào)”成功在火星表面上著陸，據(jù)介紹，“勇氣號(hào)”在進(jìn)入火星大氣層之間的速度大約是聲速的16倍為了保證“勇氣號(hào)”安全著陸，科學(xué)家給它配備

11、了隔熱艙、降落傘、減速火箭和氣囊等，進(jìn)入火星大氣層后，先后在不同時(shí)刻，探測(cè)器上的降落傘打開、氣囊開始充氣、減速火箭點(diǎn)火，當(dāng)探測(cè)器在著陸前3s時(shí)，探測(cè)器的速度減為零，此時(shí)，降落傘的繩子被切斷，探測(cè)器自由落下，求探測(cè)器自由下落的高度（假設(shè)地球和火星均為球體，由于火星的氣壓只有地球的大氣壓強(qiáng)的1，則探測(cè)器所受阻力可忽略不計(jì)，取地球表面的重力加速度g=10m/s2）19（10分）2008年9月25日21時(shí)10分04秒，長(zhǎng)征二號(hào)F型運(yùn)載火箭點(diǎn)火，神舟七號(hào)飛船升空，飛船點(diǎn)火后第583秒，飛船與火箭在高度約200km處成功分離，飛船以7.5km/s的速度，進(jìn)入近地點(diǎn)h1、遠(yuǎn)地點(diǎn)h2的橢圓軌道入口9月26日4

12、時(shí)04分在飛船飛行到第5圈時(shí)按計(jì)劃完成變軌控制，進(jìn)入距地球表面H的圓軌道（已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g題中各量的單位均為國(guó)際單位制）求：（1）飛船在近地點(diǎn)的加速度a；（2）飛船在圓軌道上繞地球飛行的周期T；（3）飛船在圓軌道上運(yùn)行的速率v；（4）9月27日16時(shí)40分，中國(guó)宇航員翟志剛成功實(shí)現(xiàn)了出艙行走，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)人太空行走的夢(mèng)想據(jù)媒體報(bào)道，在翟志剛出艙行走的時(shí)間內(nèi)，飛船在軌道上飛行的路程為s，試估算翟志剛出艙的大約時(shí)間t20（12分）偵察衛(wèi)星在通過地球兩極上空的圓形軌道上運(yùn)動(dòng)，它的運(yùn)動(dòng)軌道距離地面的高度為h要使衛(wèi)星在一天時(shí)間內(nèi)將地面上赤道各處在日照條件下的情況全部都拍攝下來，

13、衛(wèi)星在通過赤道上空時(shí)，衛(wèi)星的攝像機(jī)至少能拍攝地面上赤道圓周的弧長(zhǎng)是多少?設(shè)地球的半徑為R，地面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)周期為T21（12分）有“科學(xué)界奧斯卡”之稱的美國(guó)科學(xué)雜志2003年度世界科技大突破評(píng)選中，物理學(xué)中的證明宇宙是由暗物質(zhì)和暗能量“主宰”的觀點(diǎn)榜上有名且名列榜首，成為當(dāng)今科技突破中的頭號(hào)熱點(diǎn)世界科技的發(fā)展顯示，暗物質(zhì)、暗能量正在成為天體物理學(xué)研究的重點(diǎn)宇宙中的暗物質(zhì)是不能直接觀測(cè)到的東西，存在的依據(jù)來自于螺旋轉(zhuǎn)的星系和星團(tuán)，這些星系和星團(tuán)以自身為中心高速旋轉(zhuǎn)而沒有飛散開去，僅靠自身質(zhì)量產(chǎn)生的引力是遠(yuǎn)不足以把它們集合在一起的，必須存在暗物質(zhì)，它的吸引力足以把這些旋轉(zhuǎn)的星系牢牢

14、抓住根據(jù)對(duì)某一雙星系統(tǒng)的光學(xué)測(cè)量確定該雙星系統(tǒng)中每一個(gè)星體的質(zhì)量都是M，兩者相距L，它們正圍繞兩者連線的中點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)（1）試計(jì)算該雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)周期T ；（2）若實(shí)驗(yàn)上觀測(cè)到的運(yùn)動(dòng)周期為T'，若T'：T =1：（N>1），為了解釋觀測(cè)周期T'和雙星運(yùn)動(dòng)的計(jì)算周期T不同，目前一種理論認(rèn)為，在宇宙中可能有一種望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)不到的暗物質(zhì)，作為一種簡(jiǎn)化模型，我們假定在以這兩個(gè)星體連線為直徑的球體內(nèi)均勻分布著這種暗物質(zhì)，而不考慮其他暗物質(zhì)的影響，試根據(jù)這一模型和上述觀測(cè)結(jié)果確定該星系間這種暗物質(zhì)的密度曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力單元檢測(cè)題答題卡命題人：任建新 審題人：文科 考試時(shí)間12

15、0分鐘班級(jí) 姓名 學(xué)號(hào) 成績(jī) 一、選擇題：（12×4分=48分）123456789101112二、填空題：（每題4分，共12分）13 14 15 三、計(jì)算題：（8810101212=60分）161718192021曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力單元檢測(cè)題答案123456789101112ADABACBBBCDACDBB1310m/s，東偏北45°；14答案：20，2.5×10215答案：3.03×103kg/m316答案：1.92×107m解析：（1）因地球表面的重力加速度為g，則：mg=800N 設(shè)升降機(jī)所在處的重力加速度為g'，由牛頓第二定律得

16、：Fmg'=ma 即：F=m(g'+a)=850N 且：a=g由得：g'=m/s2（2分）由萬有引力等于物體所在處的重力，得：（2分）（2分）由解得：h=3R=1.92×107m（2分）17（1），（3分）（2），（3分）（3）（2分）18答案：18m解析：設(shè)地球質(zhì)量為M地，火星質(zhì)量為M火，地球半徑為R地，火星半徑為R火，地球表面處的重力加速度為g地，火星表面處的加速度為g火，根據(jù)萬有引力定律：物體在地球表面上時(shí)有（3分）同理，物體在火星表面上時(shí)有 （3分）由/得：，g火=0.4 g地=4m/s2（2分）由題意知，探測(cè)器在著陸前3s時(shí)開始做自由落體運(yùn)動(dòng)，設(shè)探測(cè)

17、器自由下落的高度為h，則（2分）19答案：（1）；（2）；（3）；（4）解析：（1）設(shè)地球的質(zhì)量為M，飛船的質(zhì)量為m，則飛船在近地點(diǎn)受到的萬有引力為：（1分），對(duì)地面上質(zhì)量為m0的物體，有：（1分）根據(jù)牛頓第二定律有：F=ma（1分），解得：（1分）（2）飛船在圓軌道上，根據(jù)萬有引力提供向心力有：（1分）解得：T=（1分）（3）根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，有飛船在圓軌道上運(yùn)行的速率為：v=（2分）（4）根據(jù)勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)，有：s=vt（1分）所以，翟志剛出艙的大約時(shí)間為：t=（1分）20設(shè)衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的周期為T0，有，（2分）而在地球表面（2分）， （2分）衛(wèi)星每轉(zhuǎn)一周經(jīng)過赤道上空拍攝一次，一天內(nèi)地球自轉(zhuǎn)一周，衛(wèi)星每天可在赤道上空拍攝次數(shù)為（2分）每次經(jīng)過赤道上空要拍攝的赤道弧長(zhǎng)為（2分）聯(lián)立解得：（2分）21答案：（1）L；（2）解析:（1）雙星均繞它們的連線中點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)運(yùn)動(dòng)的周期為T，則有：G=M··