高三物理曲线运动万有引力定律单元测试题

高三物理曲线运动万有引力定律单元测试题
高考物理复习曲线运动万有引力定律单元测试题
时间 90分钟满分 120分
命题人
一．(下列各题中至少有一个选项是正确的请选出填在表格中,每小题5分,共70分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
1．下列关于运动和力的叙述中,正确的是( )
A．做曲线运动的物体,其加速度方向一定是变化的
B．物体做圆周运动,所受的合力一定指向圆心
C．物体所受合力方向与运动方向相反,该物体一定做直线运动
D．物体运动的速率在增加,所受合力方向一定与运动方向相同
2．一架飞机水平匀加速飞行,从飞机上每隔一秒释放一个铁球,先后共释放4个,若不计空气阻力,则人从飞机上看四个球( )
A．在空中任何时刻总排成抛物线,它们的落地点是不等间距的
B．在空中任何时刻总是在飞机的正下方排成竖直的线,它们的落地点是不等间距的
C．在空中任何时刻总是在飞机的下方排成倾斜的直线,它们的落地点是不等间距的
D．在空中排成的队列形状随时间的变化而变化
3．_年4月24日,欧洲科学家宣布在太阳之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581c.这颗围绕红矮星Gliese581运行的星球有类似地球的温度,表面可能有液态水存在,距离地球约为20光年,直径约为地球的1.5倍 ,质量约为地球的5倍,绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天.假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道,下列说法正确是( )
A.飞船在Gliese581c表面附近运行的周期约为13天
B．飞船在Gliese581c表面附近运行时的速度大于7.9km/s
C．人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大
D．Gliese581c的平均密度比地球平均密度小
4．几十亿年来,月球总是以同一面对着地球,人们只能看到月貌的59%,由于在地球上看不到月球的背面,所以月球的背面蒙上了一层十分神秘的色彩.试通过对月球运动的分析,说明人们在地球上看不到月球背面的原因是( )
A．月球的自转周期与地球的自转周期相同B．月球的自转周期与地球的公转周期相同
C．月球的公转周期与地球的自转周期相同D．月球的公转周期与月球的自转周期相同
5．如图所示,甲.乙两船在同一条河流中同时渡河,河的宽度为,河水流速为,划船速度均为,出发时两船相距,甲.乙船头均与岸边成60°角,且乙船恰好能直达正对岸的点,则下列判断正确的是( )
A．甲.乙两船到达对岸的时间相等
B．两船可能在未到达对岸前相遇
C．甲船在点左侧靠岸
D．甲船也在点靠岸
6．发射通信卫星的常用方法是:先用火箭将卫星送入一个椭圆轨道(转移轨道),如图所示,当卫星到达远地点P时,打开卫星上的发动机,使之进入与地球自转同步的圆形轨道(同步轨道)．设卫星在轨道改变前后的质量不变,那么,卫星在〝同步轨道〞与在〝转移轨道〞的远地点相比( )
A．加速度增大了B．向心加速度增大了
C．速度增大了D．机械能增大了
7.用一根细线一端系一小球(可视为质点),另一端固定在一光滑锥顶上,如图(1)
所示,设小球在水平面内作匀速圆周运动的角速度为ω,线的张力为T,则T随ω2变化的图象是图(2)中的( )
8．如图所示,在一次救灾工作中,一架沿水平直线飞行的直升飞机A,用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B．在直升飞机A和伤员B以相同的水平速度匀速运动的同时,悬索将伤员提起,在某一段时间内,A.B之间的距离以(式中H为直升飞机A离地面的高度,各物理量的单位均为国际单位制单位)规律变化,则在这段时间内,下面判断中正确的是(不计空气作用力)
A.悬索的拉力小于伤员的重力
B.
悬索成倾斜直线
C.伤员做速度减小的曲线运动
D.伤员做加速度大小.方向均不变的曲线运动
9._年9月3日欧洲航天局的第一枚月球探测器〝智能1号〞成功撞上月球.已知〝智能1号〞月球探测器环绕月球沿椭圆轨道运动,用m表示它的质量,h表示它近月点的高度,ω表示它在近月点的角速度,a表示它在近月点的加速度,R表示月球的半径,g表示月球表面处的重力加速度.忽略其他星球对〝智能1号〞的影响.则
〝智能1号〞在近月点所受月球对它的万有引力的大小等于
A．ma B．m
C．m D．以上结果都不对
10.如图所示,从倾角为θ的足够长的斜面的顶端,先后将同一小球以不同的初速度水平向右抛出,第一次初速度为v1,球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面夹角为α1,落点与抛出点间的距离为s1,第二次初速度为v2,且v2=3v1,球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面夹角为α2,落点与抛出点间的距离为s2,则
( )(AADADD
)A．α2=α1B．α2≠α1C．s2=3s1 D．s2=9s1
11.水平面上两物体A.B通过一根跨过定滑轮的轻绳相连,现物体A以v1的速度向右匀速运动,当绳被拉成与水平面夹角分别是.时(如图所示),物体B的运动速度为(绳始终有拉力)( )
A. B.
C. D.
12．半径为R的圆桶固定在小车上,有一光滑小球静止在圆桶最低点,如图所示．小车以速度v向右做匀速运动.当小车遇到障碍物突然停止时,小球在圆桶中上升的高度可能为( )
A．等于
B．大于
C．小于D．等于2R
13.如图,用绝缘细线拴住一个带正电的小球,在方向竖直向上的匀强电场中的竖直平面内做圆周运动,则正确的说法是( )
A.当小球运动到最高点a时,线的张力一定最小
B.当小球运动到最低点b时,小球的速度一定最大
C.小球做圆周运动的最小速度为
D.小球可能做匀速圆周运动
14．如图所示,两物块A.B套在水平粗糙的CD杆上,并用不可伸长的轻绳连接,整个装置能绕过CD中点的轴OO1转动,已知两物块质量相等,杆CD对物块A.B的最大静摩擦力大小相等,开始时绳子处于自然长度(绳子恰好伸直但无弹力),物块B 到OO1轴的距离为物块A到OO1轴的距离的两倍,现让该装置从静止开始转动,使转速逐渐增大,在从绳子处于自然长度到两物块A.B即将滑动的过程中,下列说法正确的是( )
A．A受到的静摩擦力一直增大
B．B受到的静摩擦力先增大,后保持不变
C．A受到的静摩擦力是先增大后减小
D．A受到的合外力一直在增大
二.计算题:本题共5小题,共计50分.解答时请写出必要的文字说明.方程式和重
要的演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
15．(10分)如图所示,细绳长为L,吊一个质量为m的铁球(可视作质点),球离地的高度h=2L,当绳受到大小为2mg的拉力时就会断裂．绳的上端系一质量不计的环,环套在光滑水平杆上,现让环与球一起以速度向右运动,在A处环被挡住而立即停止,A离墙的水平距离也为L．求在以后的运动过程中,球第一次碰撞点离墙角B点的距离是多少?
16．(10分) 我国首个月球探测计划〝嫦娥工程〞将分三个阶段实施,大约用十年左右时间完成,这极大地提高了同学们对月球的关注程度．以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题,请你解答:⑴若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球绕地球运动的周期为T,且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动.试求出月球绕地球运动的轨道半径.
⑵若某位宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球某水平表面上方h高处以速度v0水平抛出一个小球,小球落回到月球表面的水平距离为s.已知月球半径为R月,万有引力常量为G.试求出月球的质量M月.
17.(10分)某物体在地面上受到重力为160N,将它放置在卫星中,在卫星以a＝g/2的加速度随火箭向上加速升空的过程中,当物体与卫星中的支持物的相互挤压为
90N时,卫星离地球表面有多远?(地球半径R=6.4_103km,g=10m/s2)
18.(10分)质量为m的小球由长为L的细线系住,细线的另一端固定在
A点,AB是过A的竖直线,且AB=L,E为AB的中点,过E作水平线 EF,在EF上某一位置钉一小钉D,如图所示．现将小球悬线拉至水平,然后由静止释放,不计线与钉碰撞时的机械能损失．
(1)若钉子在E点位置,则小球经过B点前后瞬间,绳子拉力分别为多少?
(2)若小球恰能绕钉子在竖直平面内做圆周运动,求钉子D的位置离E点的距离_．
(3)保持小钉D的位置不变,让小球从图示的P点静止释放,当小球运动到最低点时,若细线刚好达到最大张力而断开,最后小球运动的轨迹经过B点．试求细线能承受的最大张力T．
19．(10分)如图所示,长为L=1.00m的非弹性轻绳一端系于固定点O,另一端系一质量为m=1.00kg的小球,将小球从O点正下方d=0.40m处,以水平初速度v0向右抛出,经一定时间绳被拉直.已知绳刚被拉直时,绳与竖直方向成53°
角,sin53°=0.8,cos53°=0.6,重力加速度g取10m/s2.求:
(1)小球水平抛出的初速度v0的大小.
(2)小球摆到最低点时绳对小球的拉力大小.
试题答案
一．(下列各题中至少有一个选项是正确的请选出填在表格中,每小题5分,共70分)
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
C
C
BC
D
AC
CD
C
D
AB
AD
D
ACD
D
BD
二.计算题:本题共5小题,共计50分.
15．环被A挡住的瞬间
得,故绳断,之后小球做平抛运动(3分)
设小球直接落地,则球的水平位移
所以小球先与墙壁碰撞(3分)
球平抛运动到墙的时间为t′,则小球下落高度
碰撞点距B的距离
(4分)
16.(1)假设地球质量为M 有g=GM/R2 (2分)
设月球绕地球运动的轨道半径为r 有GMm月/r2=m月r(2π/T)2 (2分) 由上面可得:r= (1分)
(2) 设下落到月面的时间为t 有h=g月t2/2 (1分) s=
v0t (1分)
可得:g月=2h v02/s2 (1分) 有g月=G M月/R月2 (1分) M月=2h R月2 v02/Gs2 (1分)
17.h=1.92_104km
18.(10分)解:(1)mgl=mv2
T1-mg=m T2-mg=m ∴T1=3mg T2=5mg
(2)小球恰好能在竖直平面内做圆周运动,在最高点时有速度v1,此时做圆周运动的半径为r,则mg(-r)= mv12 ①且mg=m ②由几何关系:_2=(L-r)2-()2 ③
由以上三式可得:r= L/3 ④_=L ⑤
(3)小球做圆周运动到达最低点时,速度设为v2 则
T-mg=m ⑥以后小球做平抛运动过B点,在水平方向有_=v2t ⑦
在竖直方向有:L/2-r=gt2 ⑧由④⑤⑥⑦⑧式可得T=mg
19．(1)当绳被拉直时,小球下降的高度h=Lcosθ-d=0.2m
据h=gt2/2,可得t=0.2s,所以v0=Lsinθ/t=4m/s
(2)当绳被拉直前瞬间,小球竖直方向上的速度
vy=gt=2m/s,绳被拉直后球沿绳方向的速度立即为零,沿垂直于绳方向的速度为
vt= v0cos53_ordm;- vysin53_ordm;=0.8m/s,垂直于绳向上. 此后的摆动到最低点过程中小球机械能守恒:
在最低点时有:
代入数据可解得:T＝18.64N。