高三《曲線運動萬有引力與航天》檢測題含答案

1、8高三 曲線運動 萬有引力與航天檢測題一、選擇題（L10題單選，每小題4分；題多選，每小題5分，共60分）1. （2016全國JU卷 14）關(guān)于行星運動的規(guī)律，下列說法符合史實的是（）A.開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了行星運動的規(guī)律B.開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運動的規(guī)律C.開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，找出了行星按照這些規(guī)律運動的原因D.開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律2.如圖所示，兩次渡河時船對水的速度大小和方向都不變，已知第一次實際航 程為A至B,位移為xi,實際航速為vi,所用時間為M由于水速增大，第二 次實際航程為A至C,位移為及，實際航速為V2,所

2、用時間為 t2 貝!）（ ）A. t2tl, 丫2 =苧1B. t2tl, V2=prlC. t2 = tl, V2=J1D. t2 = tl, V2=1yviAA、B兩物體通過一根跨過定滑輪的輕繩相連放在水平面上，現(xiàn)物體A以速度VI向右勻速運動，當繩被拉成與水平面夾角分別為* P時，如圖所示。物體B的運動速度vb為（繩始終有拉力）A. visin a/sin pB. Vicos a/sin pC. visin a/cos pD. Vicos a/cos p.如圖所示，質(zhì)量相同的鋼球、分別放在A、B盤的邊緣，A、B兩盤的半徑之比為2： 1, a、b分別是與A盤、B盤同軸的輪，a、b輪半徑之比為

3、1： 2。 當a、b兩輪在同一皮帶帶動下勻速轉(zhuǎn)動時，球 、受到的向心力大小之比為（）A.2 ： 1B.4 ： 1C.1 ： 4D.8 ： 1.如圖所示，兩個足夠大的傾角分別為30。、45。的光滑斜面放在同一水平面上，兩 斜面間距大于小球直徑，斜面高度相等，有三個完全相同的小球a、b、c,開始均 靜止于斜面同一高度處，其中b小球在兩斜面之間。若同時釋放a、b、c小球到達 該水平面的時間分別為tl、t2、t3若同時沿水平方向拋出，初速度方向如圖所示,到達水平面的時間分別為tl，、t2，、下列關(guān)于時間的關(guān)系不正確的是（）tlt3t2ti=ti t2=tz B=t3c.D. tltl DF、13Vt3

4、 6.如圖所示，在粗糙水平板上放一個物體，使水平板和物體一起在豎直平面內(nèi)沿逆時針方向做勻速圓周運動，ab為水平直徑，cd為豎直 -二、 直徑，在運動過程中木板始終保持水平，物塊相對木板始終靜止，貝 ）A.物塊始終受到三個力作用B.只有在a、b、c、d四點，物塊受到合外力才指向圓心C.從a到b,物體所受的摩擦力先增大后減小D.從b到a,物塊處于超重狀態(tài).某雙星由質(zhì)量不等的星體Si和S2構(gòu)成，兩星在相互之間的萬有引力作用下繞兩者連線上某一定點C做勻速圓周運動。由天文觀察測得其運動周期為T,Si到C點的距離為n, Si和S2的距離為r,已知引力常量為G,由此可求出S2的質(zhì)量為（）4712r2 （一門

5、） A.47r2HB* GT247r2r2 門De GT2.有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在赤道表面上隨地球一起轉(zhuǎn)動，b是 近地軌道衛(wèi)星，C是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，它們均做勻速圓周運動，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則（）A. a的向心加速度等于重力加速度gB.在相同時間內(nèi)b轉(zhuǎn)過的弧長最長C. c在4小時內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是會D. d的運動周期有可能是20小時 9.嫦娥三號攜帶有一臺無人月球車，重3噸多，是當時我國設(shè)計的最復(fù)雜的航天器.如圖所示為其飛行軌道示意圖，則下列說法正確的是（）環(huán)H軌道2發(fā)射入軌段月轉(zhuǎn)移段環(huán)月軟道1A.嫦娥三號的發(fā)射速度應(yīng)該大于lL2km/sB.嫦娥三號在環(huán)

6、月軌道1上P點的加速度大于在環(huán) 月軌道2上P點的加速度C.嫦娥三號在環(huán)月軌道2上運行周期比在環(huán)月軌道1 上運行周期小D.嫦娥三號在動力下降段中一直處于完全失重狀態(tài) 10.2016年5月22日19時17分，出現(xiàn)了望月、火星沖日和三星伴月的罕見天象， 世界各地都可觀賞到?；鹦鞘蔷嚯x地球最近的地外行星，火星繞太陽運行的軌道半 徑為地球繞太陽運行軌道半徑的L5倍?！皼_日”時，火星與地球、太陽幾乎成一條 直線，地球正好處在火星與太陽之間。下列說法正確的是（）A.火星繞太陽公轉(zhuǎn)的線速度比地球繞太陽公轉(zhuǎn)的線速度大B. 2017年還會出現(xiàn)火星沖日現(xiàn)象C,所有地外行星中，火星相鄰兩次沖日時間間隔最長D.所有地外

7、行星中，火星相鄰兩次沖日時間間隔最短H.如圖甲所示，一輕桿一端固定在O點，另一端固定一小球，在豎直平面內(nèi)做半 徑為R的圓周運動。小球運動到最高點時，桿與小球間彈力大小為Fn,小球在最高 點的速度大小為v, Fnv2圖象如圖4一310乙所示。下列說法正確的是（）RA.當?shù)氐闹亓铀俣却笮槟蹷.小球的質(zhì)量為微Rc. v2=c時，桿對小球彈力方向向下88方的小D.若c=2b,則桿對小球彈力大小為2a12.如圖所示，斜面傾角為仇位于斜面底端A正上 球以初速度vo正對斜面頂點B水平拋出，小球到達斜面經(jīng)過的時間為t,重力加速度為g,則下 列說法中正確的是（）A.若小球以最小位移到達斜面，則t=而靠&B.

8、若小球垂直擊中斜面，則1=就歷C若小球能擊中斜面中點，則1=就缶D.無論小球怎樣到達斜面，運動時間均為1=誓或.半徑分別為R和R/2的兩個半圓，分別組成圖甲、乙所示的兩個圓弧軌道，一 小球從某一高度下落，分別從圖甲、乙所示的開口向上的半圓軌道的右側(cè)邊緣進入 軌道，都沿著軌道內(nèi)側(cè)運動并恰好能從開口向下半圓軌道的最高點通過，則下列說 法正確的是（）A.圖甲中小球開始下落的高度比圖乙中小球開始下落的高度高 TOC o 1-5 h z B.圖甲中小球開始下落的高度和圖乙中?。呵蜷_始下落的高度一樣高! 乙-7十 ;C .圖甲中小球?qū)壍雷畹忘c的壓力比圖乙，/）%/777/ 中小球?qū)壍雷畹忘c的壓力大甲乙

9、D.圖甲中小球?qū)壍雷畹忘c的壓力和圖乙中小球?qū)壍雷畹忘c的壓力一樣大.公元2100年，航天員準備登陸木星，為了更準確了解木星的一些信息，到木星 之前做一些科學(xué)實驗，當?shù)竭_與木星表面相對靜止時，航天員對木星表面發(fā)射一束 激光，經(jīng)過時間t,收到激光傳回的信號，測得相鄰兩次看到日出的時間間隔是T, 測得航天員所在航天器的速度為v,已知引力常量G,激光的速度為c,則（）一.選擇題答案1234567891()11121314A.木星的質(zhì)量M=C.木星的質(zhì)量M=y3T 2G47r2c3t3GT2B.木星的質(zhì)量M=2gt2D.據(jù)題目所給條件，可以求出木星的密度二、非選擇題（共4小題，共40分。計算題解答時請

10、寫出必要的文字說明，方程式 和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分。）.某星球的質(zhì)量為M,在該星球表面某一傾角為e的山坡上以初速度V0平拋一物 體，經(jīng)時間t該物體落到山坡上。欲使該物體不再落回星球的表面，求至少應(yīng)以多 大的速度拋出該物體？（不計一切阻力，引力常量為G）.火箭載著宇宙探測器飛向某行星，火箭內(nèi)平臺上還放有測試儀器，如圖所示?；鸺龔牡孛嫫痫w時，以加速度華豎直向上做勻加速直線運動（g。為地面附近的重力 加速度），已知地球半徑為幾升到某一高度時，測試儀器對平臺的壓力剛好是起飛前壓力的馬，求此時火箭 18離地面的高度h探測器與箭體分離后，進入行星表面附近的預(yù)定軌道，進行一系列科學(xué)實驗和測

11、量,若測得探測器環(huán)繞該行星運動的周期為7。，試問：該行星的平均密度為多少？（假定行星為球體，且已知萬有引力常量為0.如圖所示，豎直平面內(nèi)固定著一個滑槽軌道，其左半部是傾角為e=37。,長為l=lm 的斜槽PQ,右部是光滑半圓槽QSR, RQ是其豎直直徑.兩部分滑槽在Q處平滑 連接，R、P兩點等高.質(zhì)量為m=0.2kg的小滑塊(可看做質(zhì)點)與斜槽間的動摩 擦因數(shù)為-0.375.將小滑塊從斜槽軌道的最高點 TOC o 1-5 h z P釋放，使其開始沿斜槽下滑，滑塊通過Q點時I沒有機械能損失.(取g=10m/s2,癡37。=0.60,cos37=0.80.)求：X. ?/(1)小滑塊從P到Q克服摩

12、擦力做的功Wf ；二上屋一，Q(2)為了使小滑塊滑上光滑半圓槽后恰好能到達最高點R,從P點釋放時小滑塊沿斜面向下的初速度vo的大小；(3)現(xiàn)將半圓槽上半部圓心角為。=60。的RS部分去掉，用上一問得到的初速度vo 將小滑塊從P點釋放,它從S點脫離半圓槽后繼續(xù)上升的最大高度h.歿VjB C q、18某工廠生產(chǎn)流水線示意圖如圖所示，半徑R=1m的水平圓盤邊緣E點固D 0需今E定一小桶，在圓盤直徑DE正上方平行放置的水平傳送帶沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，傳送帶右端C點與圓盤圓心O在同一豎直線上，豎直高度h= L25m。AB 為一個與CO在同一豎直平面內(nèi)的四分之一光滑圓軌道，半徑r=0.45m,且 與水平傳

13、送帶相切于B點。一質(zhì)量m=0.2kg的滑塊(可視為質(zhì)點)從A點由靜 止釋放，滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)N=0.2,當滑塊到達B點時，圓盤從圖 示位置以一定的角速度s繞通過圓心O的豎直軸勻速轉(zhuǎn)動，滑塊到達C點時 恰與傳送帶同速并水平拋出，剛好落入圓盤邊緣的小桶內(nèi)。取g=10m/s2,求 滑塊到達圓弧軌道B點時對軌道的壓力Fnb；傳送帶BC部分的長度L；(3)圓盤轉(zhuǎn)動的角速度co應(yīng)滿足的條件。高三 曲線運動萬有引力與航天檢測題答案1答案B.答案D解析兩次船相對于靜水的速度都是不變的，船相對于水的速度可以分解為垂直于 河岸和平行于河岸兩個方向。由于船速大小和方向不變，故垂直于河岸的速度不變,所以渡河

14、的時間相等即t2 = tl;渡河的位移Xl = Vltl, X2 = V2t2,解得：V2=；V1,所 Al以D正確，A、B、C錯誤。.答案D解析A、B兩物體的速度分解如圖。由圖可知：v WA=vicos aV B = VBCOS p由于V純A = v的B所以 VB=V1COS a/cos P，故 D 對。.答案D解析皮帶傳動，邊緣上的點線速度大小相等，所以Va=Vb, a輪、b輪半徑之比為 1： 2,所以置=：,共軸上點的角速度相等，兩個鋼球的角速度分別與共軸輪的 VJD 1角速度相等，則熟$ 根據(jù)向心加速度a = is2, $全故D正確，A、B、C 錯誤。.答案D解析 靜止釋放三個小球時，

15、對a： Ma=%sin 30。億則行=T。對也h=|gd, 則傳=表對c：5*=知1】45。出則6=瞿，所以3t3乂2。當平拋三個小球時, 小球b做平拋運動，小球a、c在斜面內(nèi)做類平拋運動。沿斜面方向的運動同第一種 情況，所以t2 = tl t3=t3r0 故選 D。.答案D解析 在c、d兩處，物塊只受重力和支持力，在其他位置處物塊受重力、支持力、 靜摩擦力作用，故A項錯誤；物塊做勻速圓周運動，合外力提供向心力，合外力 始終指向圓心，故B項錯誤；從a到b,向心力的水平分量先減小后增大，所以 摩擦力就是先減小后增大，故C項錯誤；從b到a,向心加速度有向上的分量， 所以物塊處于超重狀態(tài)，故D項正確

16、。.答案D解析 設(shè)Si和S2的質(zhì)量分別為mi、im,對于Si有mi（竿）n=G史詈，得m2 47r2r2 門=GT2 .答案B解析a與c的角速度相等，由a向=! b、c、d四顆衛(wèi)星中，b的線速度最大，所以在相同時間內(nèi)b轉(zhuǎn)過的弧長最長，B正確。c的周期為24小時，c在4小時內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角6=敏=恭43 C錯。由T=知d的周期大于 Ql VJiVJLc的周期，大于24小時，D錯。.答案C解析 在地球表面發(fā)射衛(wèi)星的速度大于U.2km/s時，衛(wèi)星將脫離地球束縛，繞太陽 運動，故A錯誤；根據(jù)萬有引力提供向心力6誓=1皿得2 =等，由此可知在環(huán) 月軌道2上經(jīng)過P的加速度等于在環(huán)月軌道1上經(jīng)過P的加速度，故

17、B錯誤；根據(jù) 開普勒第三定律最=k,由此可知，軌道半徑越小，周期越小，故嫦娥三號在環(huán)月軌 道2上運行周期比在環(huán)月軌道1上運行周期小，故C正確；嫦娥三號在動力下降段 中，除了受到重力還受到動力，故不是完全失重狀態(tài)，故D錯誤.答案C.答案BC解析通過圖象乙分析可知：當v2=b, Fn=0時，小球做圓周運動的向心力由重 力提供，即mg=m, g=A錯誤；當v2=0, Fx=a時，重力等于彈力Fn,即 mg=a,所以m=，=,R, B正確；v2b時，桿對小球的彈力方向與小球重力方向 相同，豎直向下，故v2=c時，桿對小球彈力的方向豎直向下，C正確；v2=c=2bCh時，mg+FN=m五,解得FN=mg

18、, D錯誤。.答案AB解析 小球以最小位移到達斜面時即位移與斜面垂直，位移與豎直方向的夾角為仇 則tane=j=魯，即t=，A正確，D錯誤；小球垂直擊中斜面時，速度與水 平方向的夾角轉(zhuǎn)一心則ta巧一即1=就吊，B正確；小球擊中斜面中點 時，令斜面長為2L,則水平射程為Leos e=vot,下落高度為Lsine=2,聯(lián)立兩式得t=2votan 9C錯誤。.答案AC解析 圖甲中小球恰好通過最高點的速度為痂，圖乙中小球恰好通過最高點的速 度為、/?，圖甲中小球開始下落的高度為hi = 1.5R+=2R,同理可得，圖乙中 小球開始下落的高度為h2=L5R+=L75R, A項正確、B項錯誤；* mgh=

19、1mv2 和Fmg=m?可知，兩次小球到軌道最低點時，對軌道的壓力分別為Fimg=V1V2z4ghi2gh2m- , F2-mg=m京，解得 Fi=mg+m-,同理 F2=mg+n】-S 得 Fi=9mg,F2=4.5mg, D項錯誤、C項正確。.答案AD解析 航天器的軌道半徑r=W，木星的半徑R=M一竽，木星的質(zhì)量乂=寤= Z7TZ7T L01暮；知道木星的質(zhì)量和半徑，可以求出木星的密度，故A、D正確，B、C錯誤. Z7TLy.解析：（1）起飛前：Ni=mgo起飛后：N?-吆=竽地球表面:GMm距地面h高處:GMm =mg(R + 廳聯(lián)立以上各式解得（2）設(shè)行星半徑為總質(zhì)量為密度為2,mi GMn,2兀、，則一一=山（?。?.解析 由題意可知，要求該星球上的“近地衛(wèi)星”的繞行速度，即第一宇