高一物理周测曲线运动_万有引力定律单元综合测试 (1)

海口一中高一物理曲线运动、万有引力定律测试题
一．单项选择题（本题包括6小题，每小题3分，共18分。

每小题四个选项中，只有一项是符合题目要求的）
1．同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星( )
A ．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值
B ．它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的
C ．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值
D ．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的
2．如图2所示的杂技演员在表演“水流星”的节目时，盛水的杯子经过最高点杯口向下时水也洒不出来．对于杯子经过最高点时水的受力情况，下列说法正确的是( )
图2
A ．水处于失重状态，不受重力的作用
B ．水受平衡力的作用，合力为零
C ．由于水做圆周运动，因此必然受到重力和向心力的作用
D ．杯底对水的作用力可能为零
3．如图3所示，竖直薄壁圆筒内壁光滑、半径为R ，上部侧面A 处开有小口，在小口A 的正下方h 处亦开有与A 大小相同的小口B ，小球从小口A 沿切线方向水平射入筒内，使小球紧贴筒内壁运动，要使小球从B 口处飞出，小球进入A 口的最小速率v 0为( )
图3
A ．πR
g 2h B ．πR 2g h C ．πR 2h g D ．2πR g
h
4．2007年11月5日，“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200 km 的P 点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图4所示．之后，卫星在P 点又经过两次“刹车制动”，最终在距月球表面200 km 的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动．则下面说法正确的是( )
图4
A ．由于“刹车制动”，卫星在轨道Ⅲ上运动的周期将比沿轨道Ⅰ运动的周期长
B ．虽然“刹车制动”，但卫星在轨道Ⅲ上运动的周期还是比沿轨道Ⅰ运动的周期短
C ．卫星在轨道Ⅲ上运动的速度比沿轨道Ⅰ运动到P 点(尚未制动)时的速度更接近月球
的第一宇宙速度
D．卫星在轨道Ⅲ上运动的加速度小于沿轨道Ⅰ运动到P点(尚未制动)时的加速度
5.据美国媒体报道，美国和俄罗斯的两颗通信卫星今年2月11日在西伯利亚上空相撞．这是人类有史以来的首次卫星碰撞事件．碰撞发生的地点位于西伯利亚上空490英里(约790千米)，恰好比国际空间站的轨道高270英里(434千米)．这是一个非常常用的轨道，是用来远距离探测地球和卫星电话的轨道．则以下相关说法中，正确的是() A．碰撞后的碎片若受到大气层的阻力作用，轨道半径将变小，则有可能与国际空间站相碰撞
B．在碰撞轨道上运行的卫星的周期比国际空间站的周期小
C．发射一颗到碰撞轨道运行的卫星，则发射速度要大于11.2 km/s
D．在同步轨道上，若后面的卫星一旦加速，将有可能与前面的卫星相碰撞
6.下列关于人造地球卫星与宇宙飞船的说法中正确的是()
①如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力常量，就可以算出地球的质量；
②两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期都一定是相同的；
③在某一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星和飞船一前一后，若后面的飞船要追上前面卫星并进行对接，只要飞船的速度增大一些即可；
④“神舟七号”飞船在绕地球飞行的过程中，宇宙员从舱内慢慢走出，若他离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞船飞行速率减小．
A．①②B．②③
C．①③D．②④
二．多项选择题：（本题共4小题，每小题4分，共16分。

全部选对的，得4分；选对但不全的，得2分；有选错的，得0分）
7．在地面上观察下列物体的运动，其中物体做曲线运动的是()
A．向东运动的质点受到一个向西的力的作用
B．正在竖直上升的气球突然遭遇一阵北风
C．河水匀速流动，正在河里匀速驶向对岸的汽艇
D．在以速度v行驶的列车上，以相对列车的速度v水平向前抛出的一个小球
8．土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星，都沿近似为圆周的轨道绕土星运动，其参数如表：
卫星半径(m)卫星质量(kg)轨道半径(m)
土卫十8.90×104 2.01×1018 1.51×108
土卫十一 5.70×104 5.60×1017 1.51×108 A．受土星的万有引力较大
B．绕土星做圆周运动的周期较大
C．绕土星做圆周运动的向心加速度较大
D．动能较大
9.我国于2007年10月24日发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的路线示意图如图9所示．卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道，卫星开始对月球进行探测．已知地球与月球的质量之比为a，卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b，卫星在停泊轨道与工作轨道上均可视为做匀速圆周运动，则()
图9
A ．卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为
a b
B ．卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为b 3
C ．卫星在停泊轨道和工作轨道运行的向心加速度之比为a
b
2
D ．卫星在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度
10．经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”．“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的半径远小于两颗星之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图10，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O 点做匀速圆周运动，现测得两颗星之间的距离为l ，质量之比为m 1∶m 2＝3∶2，则可知( )
图10
A ．m 1、m 2做圆周运动的线速度之比为2∶3
B ．m 1、m 2做圆周运动的角速度之比为1∶1
C ．m 1做圆周运动的半径为3
5l
D ．m 2做圆周运动的半径为3
5
l
三、填空题(本题共2小题，每空4分，共20分)
11.已知平抛物体运动在竖直方向做自由落体运动，在水平方向做匀速直线运动．某同学为了测定平抛运动的初速度．设计了如下实验，实验装置如图所示．实验时先调整斜槽轨道，调节挡板到合适高度，并测出其相对抛出点O 的竖直距离(即小球下落的高度)y ，在水平挡板上铺上白纸，白纸上再覆盖复写纸．使小球从斜槽某一高度由静止释放，经过一段水平轨道后抛出，落在水平挡板上，由落点位置测出小球做平抛运动的水平位移x (即小球落在挡板上的位置与抛出点O 的水平位移)．然后依次均匀下移水平挡板的位置，让小球从斜槽上由静止释放，并测出小球下落高度以及水平射程．该同学共进行了六次测量．
(1)在实验操作时，为了确保小球做同一轨迹的平抛运动，必须调节斜槽的末端______，控制小球从斜槽上________由静止释放．
(2)为了测出平抛运动的初速度，该同学根据所测到的数据以y 为横坐标，以x 2为纵坐标．在坐标纸上画出对应的图象，发现为过原点的直线，并测出直线斜率为k ，已知当地的重力加速度为g .那么他所测得的小球做平抛运动的初速度v 0＝__________.
12．如图甲所示，是一位同学在实验室中照的一小球做平抛运动的频闪照片的一部分，由于照相时的疏忽，没有摆上背景方格板，图中方格是后来用直尺画在相片上的(图中格子的竖直线是实验中重垂线的方向，每小格的边长均为5 mm)．为了补救这一过失，他对小球的直径进行了测量，如图乙所示，如果取重力加速度g ＝10 m/s 2，则
(1)照相机的闪光频率为________Hz ；
(2)小球做平抛运动的初速度为________m/s.
四、计算题(本题共4小题，13题10分，14.15.16题各12分，共46分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)
13．有一辆质量为8.0×102kg的小汽车驶上圆弧半径为50m的拱桥。

汽车到达桥顶时速度为10m/s，求桥面
对汽车的支持力的大小? (g=10m/s2)
14．在光滑的水平面内，一质量为m＝1 kg的质点以速度v0＝10 m/s沿x轴正方向运动，经过原点后受一沿y轴正方向的恒力F＝15 N作用，直线OA与x轴成37 °角，如图所示曲线为质点的轨迹图，求：
(1)如果质点的运动轨迹与直线OA相交于P点，则质点从O点到P点所经历的时间以及P的坐标．
(2)质点经过P点时的速度．(sin37°＝0.6，cos37°＝0.8)
15．如图所示，位于竖直平面内的光滑轨道，由一段斜的直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成，圆形轨道的半径为R.一质量为m的小物块从斜轨道上某处由静止开始下滑，然后沿圆形轨道运动．要求物块能通过圆形轨道最高点，且在该最高点与轨道间的压力不能超过5 mg(g为重力加速度)．求物块初始位置相对于圆形轨道底部的高度h的取值范围．
16．欧盟和我国合作的“伽利略”全球卫星定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道平面上的30颗轨道卫星构成，每个轨道平面上有10颗卫星，从而实现高精度的导航定位．现假设“伽利略”系统中每颗卫星均围绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为r，一个轨道平面上某时刻10颗卫星所在位置如图所示，相邻卫星之间的距离相等，卫星1和卫星3分别位于轨道上A、B两位置，卫星按顺时针运行．地球表面重力加速度为g，地球的半径为R，不计卫星间的相互作用力．求卫星1由A位置运行到B位置所需要的时间．
v R
班级 姓名 学号 准考证号
密 封 线 内 不 要 答 题
高一物理周测试题答题卷
注意事项：
1． 本试卷满分100分，考试时间90分钟
2． 本卷为答题卷，要求将所有试题答案或解答写在答题卷指定位置上 3． 请用0.5毫米黑色的水笔作答
一、选择题（本大题共10小题，共34分，在每小题给出的四个选项中，选出答案后,请用2B 铅笔把机读卡上对应题目的答案标号涂黑,入需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号.）
1.[A][B][C][D] 5.[A][B][C][D] 7. [A][B][C][D]
2.[A][B][C][D] 6.[A][B][C][D] 8. [A][B][C][D]
3.[A][B][C][D] 9. [A][B][C][D]
4.[A][B][C][D] 10.[A][B][C][D]
三、填空题（每空4分，共20分）
11 (1) '
；
（2） ；
12 (1) '（2）
；
四．计算题
13．（10分）
14．（12分）
15．（12分）16．（12分）
答案
1D 2 D 3 B 4 B 5 A 6 A 7 BD 8 AD 9 AC 10 ABD
11 (1)切线水平 同一高度 (2)gk
2
12 (1)10 (2)1
13. 解：2v N mg m r
-= 得出N=96000N 14解析：(1)小球做类平抛运动，沿y 轴方向加速度
a ＝F m ＝15
1
m/s 2＝15 m/s 2 设P (x ，y )，则x ＝v 0t ① y ＝1
2
at 2② tan37°＝y
x
③
代入数据解①②③得
t ＝1 s ，x ＝10 m ，y ＝7.5 m (2)在P 点，v x ＝v 0＝10 m/s
v y ＝at ＝15 m/s.v p ＝v 20＋v 2
y ＝18 m/s
tan φ＝v y v x ＝32，φ＝arctan 32
答案：(1)1 s P (10,7.5) (2)18 m/s 与水平方向夹角arctan 32
15.解析：设物块在圆形轨道最高点的速度为v ，由机械能守能定律得mgh ＝2mgR ＋1
2
m v 2①
物块在最高点受力为重力mg 、轨道的压力F N .重力与压力的合力提供向心力，有mg ＋F N ＝m v 2
R
②
物块能通过最高点的条件是F N ≥0③ 由②③式得v ≥gR ④
由①④式得h ≥5
2
R ⑤
按题目要求F N ≤5mg ，由②式得v ≤6Rg ⑥ 由①⑥式得h ≤5R
h 的取值范围是5
2
R ≤h ≤5R .
答案： 5
2
R ≤h ≤5R
16. 解析：设地球质量为M ，卫星质量为m ，每颗卫星的运行周期为T ，万有引力常量为G ，
由万有引力定律和牛顿定律有G mM r 2＝mr (2π
T )2①
地球表面重力加速度为g ＝G M
R
2②
联立①②式可得T ＝2πR r 3
g
③
卫星1由A 位置运行到B 位置所需要的时间为t ＝2
10
T ④
联立③④式可得t ＝2π5R r 3g . 答案：2π5R r 3
g。