高三物理一輪復(fù)習(xí)題曲線運(yùn)動(dòng)萬有引力與航天總結(jié)

高三物理一輪復(fù)習(xí)題曲線運(yùn)動(dòng)、萬有引力與航天總結(jié)高三物理一輪復(fù)習(xí)題曲線運(yùn)動(dòng)、萬有引力與航天總結(jié)高三物理一輪復(fù)習(xí)題曲線運(yùn)動(dòng)、萬有引力與航天總結(jié)第四章曲線運(yùn)動(dòng)、萬有引力與航天檢測題李輝禮2014、9、18一、選擇題（11*4分=44分）1．一輛靜止在水平川面上的汽車?yán)镉幸粋€(gè)小球從高處自由著落，著落一半高度時(shí)汽車忽然向右勻加快運(yùn)動(dòng)，站在車廂里的人察看到小球的運(yùn)動(dòng)軌跡是圖中的()分析開始時(shí)小球相對察看者是做自由落體運(yùn)動(dòng)，當(dāng)車忽然加快時(shí)，等效成小球相對汽車向左忽然加快，剛開始加快時(shí)，水平方向的相對速度較小，跟著時(shí)間的延伸，水平方向的相對速度漸漸增大，故察看者看到的小球的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)當(dāng)是C圖。答案C2．中國女排享譽(yù)世界排壇，以前獲得絢爛的成就．如圖1所示，在某次競賽中，我國女排名將馮坤將排球從底線A點(diǎn)的正上方以某一速度水平發(fā)出，排球正好擦著球網(wǎng)落在對方底線的B點(diǎn)上，且AB平行于界限CD.已知網(wǎng)高為h，球場的長度為s，不計(jì)空氣阻力且排球可看作質(zhì)點(diǎn)，則排球被發(fā)出時(shí)，擊球點(diǎn)的高度H和水平初速度v分別為()．圖143A．H＝3hB．H＝2hssC．v＝3h3ghD．v＝4h6gh分析

由平拋知識可知

1212gt＝H，H－h(huán)＝2g

t242得H＝3h，A

正確、B錯(cuò)誤．由svt＝s，得v＝4h6gh，D正確、C錯(cuò)誤．答案AD3．“飛車走壁”雜技表演比較受青少年的喜歡，這項(xiàng)運(yùn)動(dòng)由雜技演員駕駛摩托車，簡化后的模型如圖2所示，表演者沿表演臺(tái)的側(cè)壁做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．若表演時(shí)雜技演員和摩托車的總質(zhì)量不變，摩托車與側(cè)壁間沿側(cè)壁傾斜方向的摩擦力恰巧為零，軌道平面離地面的高度為H，側(cè)壁傾斜角度α不變，則下列說法中正確的選項(xiàng)是()．圖2A．摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的H越高，向心力越大B．摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的H越高，線速度越大C．摩托車做圓周運(yùn)動(dòng)的H越高，向心力做功越多D．摩托車對側(cè)壁的壓力隨高度H變大而減小分析經(jīng)分析可知摩托車做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由重力及側(cè)壁對摩托車彈力的協(xié)力供給，由力的合成知其大小不隨

H的變化而變化，

A錯(cuò)誤；因摩托2車和演員整體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受合外力供給向心力，即

vF合＝mr

，隨

H的增高，r

增大，線速度增大，B

正確；向心力與速度方向向來垂直，

不做功，C錯(cuò)誤；由力的合成與分解知識知摩托車對側(cè)壁的壓力恒定不變，

D錯(cuò)誤．答案

B4．以以下圖，一小鋼球從平臺(tái)上的

A處以速度

v0水平飛出．經(jīng)

t0時(shí)間落在山坡上

B處，此時(shí)速度方向恰巧沿斜坡向下，接著小鋼球從B處沿直線自由滑下，又經(jīng)t0時(shí)間抵達(dá)坡上的C處．斜坡BC與水平面夾角為30°，不計(jì)摩擦阻力和空氣阻力，則小鋼球從A到C的過程中水平、豎直雙方向的分速度vx、vy隨時(shí)間變化的圖像是()分析小鋼球從A到C的過程中水平方向的分速度vx，先是勻速直線運(yùn)動(dòng)，后是勻加快直線運(yùn)動(dòng)，A、B錯(cuò)誤；小鋼球從A到C的過程中豎直方向的分速度vy，顯示加快度為g的勻加快直線運(yùn)動(dòng)，后是加快度為g/4的勻加快直線運(yùn)動(dòng)，C錯(cuò)誤、D正確。答案D5．如圖3所示，A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球橢圓軌道運(yùn)轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點(diǎn)．已知A、B、C繞地心運(yùn)動(dòng)的周期同樣．以下說法正確的選項(xiàng)是()．圖3A．相關(guān)于地心，衛(wèi)星C的運(yùn)轉(zhuǎn)速率等于物體A的速率B．相關(guān)于地心，衛(wèi)星C的運(yùn)轉(zhuǎn)速率大于物體A的速率C．衛(wèi)星B在P點(diǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)加快度等于衛(wèi)星C在該點(diǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)加快度D．衛(wèi)星B在P點(diǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)加快度大于衛(wèi)星C在該點(diǎn)的運(yùn)轉(zhuǎn)加快度分析因?yàn)镃和A周期同樣，即角速度同樣，由v＝ωr知，vC>vA，A對．衛(wèi)星B和C的加快度都是由萬有引力供給的，由牛頓第二定律可得

錯(cuò)、BGMm2r＝ma，故aB＝aC，C對、D錯(cuò)．答案BC6．地球赤道上有一物體隨處球的自轉(zhuǎn)，所受的向心力為F1，向心加快度為a1，線速度為v1，角速度為ω1；繞地球表面周邊做圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星(高度忽略)，所受的向心力為F2，向心加快度為a2，線速度為v2，角速度為ω2；地球的同步衛(wèi)星所受的向心力為F3，向心加快度為a3，線速度為v3，角速度為ω3；地球表面的重力加快度為g，第一宇宙速度為v，假定三者質(zhì)量相等，則()．A．F1＝F2>F3B．a(chǎn)1＝a2＝g>a3C．v1＝v2＝v>v3D．ω1＝ω3<ω2分析地球同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期與地球自轉(zhuǎn)周期同樣，角速度同樣，即ω12＝ω3，依據(jù)關(guān)系式v＝ωr和a＝ωr可知，v1<v3，a1<a3；人造衛(wèi)星和地球同Mm2步衛(wèi)星都環(huán)繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)，它們遇到的地球的引力供給向心力，即Gr2＝mωr＝mv2＝ma可得v＝GMMGM，可見，軌道半徑大的線rr、a＝G2、ω＝r3r速度、向心加快度和角速度均小，即v2>v3、a2>a3、ω2>ω3；繞地球表面周邊做圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星的線速度就是第一宇宙速度，即v2＝v，其向心加快度等于重力加快度，即a2＝g；因此v＝v2>v3>v1，g＝a2>a3>a1，ω2>ω3＝ω1，又因?yàn)镕＝ma，因此F2>F3>F1.由以上分析可見，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確．答案D7．以v0的速度水平拋出一物體，當(dāng)其水均分位移與豎直分位移大小相等時(shí)，下列說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是()．A．即時(shí)速度的大小是5v02v0B．運(yùn)動(dòng)時(shí)間是gC．豎直分速度大小等于水均分速度大小22D．運(yùn)動(dòng)的位移是2v0g12分析當(dāng)其水均分位移與豎直分位移相等時(shí)，即v0t＝2gt，可得運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2v0＝v，豎直分速度v＝gt＝2v，合速度v＝22＝50x0yxyx2＋y2＝22v2v0，合位移s＝0C選項(xiàng)．，比較各選項(xiàng)可知說法錯(cuò)誤的選項(xiàng)是g答案C8．如圖4所示為一條河流，河水流速為v，一只船從A點(diǎn)先后兩次渡河到對岸，船在靜水中行駛的速度為u，第一次船頭向著AB方向行駛，渡河時(shí)間為t1，船的位移為s1；第二次船頭向著AC方向行駛，渡河時(shí)間為t2，船的位移為s2.若AB、AC與河岸的垂線方向的夾角相等，則有()．圖4A．t1>t2s1<s2B．t1<t2s1>s2C．1＝t2s12D．1＝t2s12t<st>s分析因?yàn)榇乃俣却笮∠嗟?，且與河岸的夾角同樣，因此船速在垂直于河岸方向上的分速度大小同樣，渡河的時(shí)間由船垂直河岸的速度的大小決定，故船抵達(dá)對岸的時(shí)間相等；船的位移決定于平行河岸方向的速度大小，聯(lián)合題意知

s1>s2.答案

D9．如圖

5所示，豎直擱置的圓滑圓軌道被固定在水平川面上，半徑

r＝0.4m，最低點(diǎn)處有一小球

(半徑比

r小好多)現(xiàn)給小球一水平向右的初速度

v0，則要使小球不走開圓軌道運(yùn)動(dòng)，

v0應(yīng)當(dāng)知足

(g＝10m/s2)(

)．圖5A．v0≥0

B．v0≥4m/sC．v0≥25m/s

D．v0≤2

2m/s分析解決此題的重點(diǎn)是全面理解“小球不走開圓軌道運(yùn)動(dòng)”所包括的兩種狀況：(1)小球經(jīng)過最高點(diǎn)并達(dá)成圓周運(yùn)動(dòng)；(2)小球沒有經(jīng)過最高點(diǎn)，但小球沒有走開圓軌道．關(guān)于第(1)種狀況，當(dāng)v0較大時(shí)，小球可以經(jīng)過最高點(diǎn)，這時(shí)小球在最高點(diǎn)處需要知足的條件是212120可求得v0≥25m/s，應(yīng)選項(xiàng)C正確；關(guān)于第(2)種狀況，當(dāng)v0較小時(shí)，小球不可以經(jīng)過最高點(diǎn)，這時(shí)對應(yīng)的臨界條件是小球上漲到與圓心等高地點(diǎn)處，速度恰巧減為零，依據(jù)機(jī)械能守恒定律有mgr＝12v0≤22m/s，02mv，可求得應(yīng)選項(xiàng)D正確．答案CD10．如圖6所示，斜面AC與水平方向的夾角為α，在A點(diǎn)正上方與C等高處水平拋出一小球，其速度垂直斜面落到D點(diǎn)，則CD與DA的比為()．圖61

1A.tanα

B.2tanα1

1C.tan2

α

D.2tan2α分析以以下圖，設(shè)平拋初速度為v0，落到D處時(shí)的豎直速度為vy，所用時(shí)間為t，12對Rt△AFD，AD＝v0t；對Rt△CED，CD＝2gt.在速度三角形中tanα＝v0，cosαsinαgt解以上三式得CD＝12，D對．DA2tanα答案D11.某衛(wèi)星在赤道上空遨游，軌道平面與赤道平面重合，軌道半徑為r，遨游方向與地球的自轉(zhuǎn)方向同樣.設(shè)地球的自轉(zhuǎn)角速度為ω0，地球半徑為R，地球表面重力加快度為g，在t=0時(shí)辰該衛(wèi)星經(jīng)過赤道上某建筑物的正上方，則到它下次經(jīng)過該建筑物正上方所需的時(shí)間為（A）A.2B.2(r31)(gR20)gR20r3C.2r3D.2gR2gR2(0)r3二、實(shí)驗(yàn)題12.（9分）某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn).實(shí)驗(yàn)裝置表示圖以下左圖所示，A是一塊平面木板，在其上等間隔地開鑿出一組平行的插槽（左圖中P0P′0、P1P′1），槽間距離均為d，把覆蓋復(fù)寫紙的白紙鋪貼在硬板B上.實(shí)驗(yàn)時(shí)挨次將B板插入A板的各插槽中，每次讓小球從斜軌的同一地點(diǎn)由靜止開釋.每打完一點(diǎn)后，把B板插入后一槽中并同時(shí)向紙面內(nèi)側(cè)平移距離d.實(shí)驗(yàn)獲得小球在白紙上打下的若干印跡點(diǎn)，如右圖所示.（1）實(shí)驗(yàn)前應(yīng)付實(shí)驗(yàn)裝置頻頻調(diào)理，由靜止開釋，是為了.（2）每次將B板向內(nèi)側(cè)平移距離三、計(jì)算題

直到d，是為了

.

.

每次讓小球從同一地點(diǎn)（14分）我國首個(gè)月球探測計(jì)劃“嫦娥工程”將分三個(gè)階段實(shí)行，大概用十年左右時(shí)間達(dá)成，這極大的提升了同學(xué)們對月球的關(guān)注程度.以下是某同學(xué)就相關(guān)月球的知識設(shè)計(jì)的兩個(gè)問題，請你解答：（1）若已知地球半徑為R，地球表面的重力加快度為g，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T，且把月球繞地球的運(yùn)動(dòng)近似看做是勻速圓周運(yùn)動(dòng).試求出月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑.（2）若某位宇航員隨登月飛船登岸月球后，在月球表面某處以速度v0豎直向上拋出一個(gè)小球，經(jīng)過時(shí)間t，小球落回到拋出點(diǎn).已知月球半徑為R月，引力常量為G.試求出月球的質(zhì)量M月.（14分）一地球探測飛船在地球赤道上空繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，用攝像機(jī)拍攝地球表面圖片.已知地球的密度為ρ，飛船的遨游周期為T（小于24h）.試求攝像機(jī)所能拍攝的總面積與地球表面積之比.（引力常量為G；球體體積公式為V4r3，r為球半徑；球冠面積公式為S=2πrh，r為球半徑，h為球冠高）312．（1）斜槽尾端水平保持小球水平拋出的初速度同樣（2）保持相鄰印跡點(diǎn)的水平距離大小同樣13．（1）依據(jù)占有引力定律和向心力公式：M月M2M地地M月2GGr,gR2r2T解得r3gR2T242（2）設(shè)月球表面處的重力加快度為g，依據(jù)題意有t2v0,g月M月月Gg月R月2解得M月2v0R月2Gt14．以以下圖，設(shè)地球半徑為r，衛(wèi)星的軌道半徑為R.圖中兩個(gè)暗影部分的球冠表面積是不可以拍攝到的地區(qū).衛(wèi)得繞地球運(yùn)動(dòng)，有GMmm42M，則M43R2T2，此中地球的質(zhì)量為r，圖中球冠的3高為h，則hr(1cos)此中cosR2r2而球冠的總面積為S2rh2，地球的表面積為S4r2解得攝R1SS132像機(jī)所能拍攝到的總面積與地球表面積之比為.SGT215．（14分）如圖8所示，雙星系統(tǒng)中的星球A、B都可視為質(zhì)點(diǎn)，A、B繞二者連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A、B之間距離不變，引力常量為G，察看到A的速率為v、運(yùn)轉(zhuǎn)周期為T，二者質(zhì)量分別為m1、m2.圖8(1)求B的周期和速率．(2)A受B的引力FA可等效為位于O點(diǎn)處質(zhì)量為m′的星體對它的引力，試求m′.(用m1、m2表示)分析(1)設(shè)A、B的軌道半徑分別為r1、r2，它們做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T、角速度ω都同樣，依據(jù)牛頓第二定律有22r1m2.故BFA＝m1ωr1，F(xiàn)B＝m2ωr2，即r＝m21BAB2mr1v1m1的周期和速率分別為：T＝T＝T，v＝ωr＝ωm2＝m2.m1＋m2m1m22121Am1m′G2，r13因此m′＝m22.m1＋m2m1v32答案(1)Tm2(2)m21＋m2m16．（15分）某電視臺(tái)“快樂向前沖”節(jié)目的場所設(shè)備如圖7所示，AB為水平直軌道，上面安裝有電動(dòng)懸掛器，可以載人運(yùn)動(dòng)，水面上飛揚(yáng)著一個(gè)半徑為

R、角速度為ω、鋪有海綿墊的轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤的軸心離平臺(tái)的水平距離為

L，平臺(tái)邊沿與轉(zhuǎn)盤平面的高度差為

H.選手抓住懸掛器可以在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下，

從A點(diǎn)下方的平臺(tái)邊沿處沿水平方向做初速度為零、加快度為

a的勻加快直線運(yùn)動(dòng)．選手必然作好判斷，在適合的地點(diǎn)開釋，才能順利落在轉(zhuǎn)盤上．設(shè)人的質(zhì)量為m(不計(jì)身高)，人與轉(zhuǎn)盤間的最大靜摩擦力為μmg，重力加快度為g.圖7(1)假定選手落到轉(zhuǎn)盤上瞬時(shí)相對轉(zhuǎn)盤速度立刻變成零，為保證他落在任何地點(diǎn)都不會(huì)被甩下轉(zhuǎn)盤，轉(zhuǎn)盤的角速度ω應(yīng)限制在什么范圍？(2)若已知H＝5m，L＝8m，a＝2m/s2，g＝10m/s2，且選手從某處C點(diǎn)開釋能恰巧落到轉(zhuǎn)盤的圓心上，則他是從平臺(tái)出發(fā)后多長時(shí)間開釋懸掛器的？(3)若電動(dòng)懸掛器開動(dòng)后，針對不同樣選手的動(dòng)力與該選手狠力關(guān)系皆為F＝0.6mg，懸掛器在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)存在恒定的摩擦阻力，選手在運(yùn)動(dòng)到上邊(2)中所述地點(diǎn)C點(diǎn)時(shí)，因懼怕沒有開釋懸掛器，但立刻封閉了它的電動(dòng)機(jī)，則依據(jù)(2)中數(shù)據(jù)計(jì)算懸掛器載著選手還可以連續(xù)向右滑行多遠(yuǎn)的距離？分析(1)設(shè)選手落在轉(zhuǎn)盤邊沿也不會(huì)被甩下，最大靜摩擦力供給向