曲线运动万有引力与航天测试题带答案

合集下载

曲线运动-万有引力复习测试题(含答案解析)

综合测试(曲线运动万有引力)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分．考试时间为90分钟．第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．1-6小题只有一个选项正确，7-10小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．在无风的情况下，跳伞运动员从水平飞行的飞机上跳伞，下落过程中受到空气阻力．下列描绘下落速度的水平分量大小v x、竖直分量大小v y与时间t的图象，可能正确的是()2．游客乘坐过山车，在圆弧轨道最低点处获得的向心加速度达到20 m/s2，g取10 m/s2，那么此位置座椅对游客的作用力相当于游客重力的()A．1倍B．2倍C．3倍D．4倍3．探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比()A．轨道半径变小B．向心加速度变小C．线速度变小D．角速度变小4. 火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目．假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期为T1，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T2，火星质量与地球质量之比为p，火星半径与地球半径之比为q，则T1与T2之比为()A.pq3B.1pq3 C.pq3 D.q3p5. 如图1所示为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图，且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直，则质点从A点运动到E点的过程中，下列说法中正确的是()图1A．质点经过C点的速率比D点的大B．质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C．质点经过D点时的加速度比B点的大D．质点从B到E的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小6．如图2所示，一架在2000 m高空以200 m/s的速度水平匀速飞行的轰炸机，要想用两枚炸弹分别炸山脚和山顶的目标A和B.已知山高720 m，山脚与山顶的水平距离为1000 m，若不计空气阻力，g取10 m/s2，则投弹的时间间隔应为()图2A．4 s B．5 s C．9 s D．16 s7．如图3所示，AB为斜面，BC为水平面，从A点以水平速度v0抛出一小球，此时落点到A的水平距离为s1；从A点以水平速度3v0抛出小球，这次落点到A点的水平距离为s2，不计空气阻力，则s1∶s2可能等于()图3A．1∶3 B．1∶6 C．1∶9 D．1∶128．如图4所示，物体甲从高H处以速度v1平抛，同时物体乙从距甲水平方向距离x处由地面以速度v2竖直上抛，不计空气阻力，两个物体在空中某处相遇，下列叙述中正确的是()图4A．从抛出到相遇所用的时间是x/v1 B．如果相遇发生在乙上升的过程中，则v2>gH C．如果相遇发生在乙下降的过程中，则v2<gH/2D．若相遇点离地面高度为H/2，则v2＝gH 9．假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是()A．地球的向心力变为缩小前的一半B．地球的向心力变为缩小前的1 16C．地球绕太阳公转周期与缩小前的相同D．地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半10．1970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元．“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点M和远地点N的高度分别为439 km和2384 km，则()图5A．卫星在M点的势能大于N点的势能B．卫星在M点的角速度大于N点的角速度C．卫星在M点的加速度大于N点的加速度D．卫星在N点的速度大小7.9 km/s第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分)11．图6所示的是“研究小球的平抛运动”时拍摄的闪光照片的一部分，其背景是边长为5 cm的小方格，取g＝10 m/s2.由此可知：闪光频率为________Hz；小球抛出时的初速度大小为________m/s；从抛出点到C点，小球速度的改变最大为________ m/s.图612．设地球绕太阳做匀速圆周运动，半径为R，速率为v，则太阳的质量可用v、R和引力常量G 表示为________．太阳围绕银河系中心的运动可视为匀速圆周运动，其运动速率约为地球公转速率的7倍，轨道半径约为地球公转轨道半径的2×109倍．为了粗略估算银河系中恒星的数目，可认为银河系中所有恒星的质量都集中在银河系中心，且银河系中恒星的平均质量约等于太阳质量，则银河系中恒星数目约为________．三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44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．如图7所示，射击枪水平放置，射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上，枪口与目标靶之间的距离s＝100 m，子弹射出的水平速度v＝200 m/s，子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释放，不计空气阻力，取重力加速度g为10 m/s2，求：图7(1)从子弹由枪口射出开始计时，经多长时间子弹击中目标靶？(2)目标靶由静止开始释放到被子弹击中，下落的距离h为多少？14．如图8所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO ′转动，筒内壁粗糙，筒口半径和筒高分别为R 和H ，筒内壁A 点的高度为筒高的一半，内壁上有一质量为m 的小物块．求图8(1)当筒不转动时，物块静止在筒壁A 点受到的摩擦力和支持力的大小；(2)当物块在A 点随筒做匀速转动，且其所受到的摩擦力为零时，筒转动的角速度．15．“嫦娥一号”探月卫星在空中运动的简化示意图如图9所示．卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，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．已知卫星在停泊轨道和工作轨道的运行半径分别为R 和R 1，地球半径为r ，月球半径为r 1，地球表面重力加速度为g ，月球表面重力加速度为g6.求：图9(1)卫星在停泊轨道上运行的线速度； (2)卫星在工作轨道上运行的周期．16．如图10所示，一根长0.1 m 的细线，一端系着一个质量为0.18 kg 的小球，拉住线的另一端，使球在光滑的水平桌面上做匀速圆周运动，使小球的转速很缓慢地增加，当小球的转速增加到开始时转速的3倍时，细线断开，线断开前的瞬间线受到的拉力比开始时大40 N ，求：图10(1)线断开前的瞬间，线受到的拉力大小； (2)线断开的瞬间，小球运动的线速度；(3)如果小球离开桌面时，速度方向与桌边线的夹角为60°，桌面高出地面0.8 m ，则小球飞出后的落地点距桌边线的水平距离．综合测试(曲线运动万有引力)答案解析1. 答案：B解析：本题考查的知识点为运动的合成与分解、牛顿运动定律及图象，在能力的考查上体现了物理知识与实际生活的联系，体现了新课标对物理学习的要求，要求考生能够运用已学的物理知识处理生活中的实际问题．降落伞在下降的过程中水平方向速度不断减小，为一变减速运动，加速度不断减小．竖直方向先加速后匀速，在加速运动的过程中加速度不断减小，从图象上分析B 图是正确的． 2. 答案：C解析：由过山车在轨道最低点时合力提供向心力可得F －mg ＝ma 向则F ＝30m ≈3mg ，故C 正确． 3. 答案：A解析：由GMm r 2＝mr (2πT )2可知，变轨后探测器轨道半径变小，由a ＝GMr 2、v ＝GMr 、ω＝GM r 3可知，探测器向心加速度、线速度、角速度均变大，只有选项A 正确．4. 答案：D解析：设火星的质量为M 1，半径为R 1，地球的质量为M 2，半径为R 2，由万有引力定律和牛顿第二定律得G M 1m R 12＝m 4π2T 12R 1，G M 2m R 22＝m 4π2T 22R 2，解得T 1T 2＝M 2M 1·R 13R 23＝q 3p选项D 正确． 5.答案：A解析：质点做匀变速曲线运动，所以合外力不变，则加速度不变；在D 点，加速度应指向轨迹的凹向且与速度方向垂直，则在C 点加速度的方向与速度方向成钝角，故质点由C 到D 速度在变小，即v C >v D ，选项A 正确．6. 答案：C解析：设投在A 处的炸弹投弹的位置离A 的水平距离为x 1，竖直距离为h 1，投在B 处的炸弹投弹的位置离B 的水平距离为x 2，竖直距离为h 2.则x 1＝v t 1，H ＝gt 12/2，求得x 1＝4000 m ；x 2＝v t 2，H －h ＝gt 22/2，求得x 2＝3200 m ．所以投弹的时间间隔应为：Δt ＝(x 1＋1000 m －x 2)/v ＝9 s ，故C 正确．7. 答案：ABC解析：如果小球两次都落在BC 段上，则由平抛运动的规律：h ＝12gt 2，s ＝v 0t 知，水平位移与初速度成正比，A 项正确；如果两次都落在AB 段，则设斜面倾角为θ，由平抛运动的规律可知：tan θ＝yx ＝12gt 2v 0t ，解得s ＝2v 02tan θg ，故C 项正确；如果一次落在AB 段，一次落在BC 段，则位移比应介于1∶3与1∶9之间，故B 项正确．8. 答案：ABD解析：甲被抛出后，做平抛运动，属于匀变速曲线运动；乙被抛出后，做竖直上抛运动，属于匀变速直线运动．它们的加速度均为重力加速度，从抛出时刻起，以做自由落体运动的物体作为参考系，则甲做水平向右的匀速直线运动，乙做竖直向上的匀速直线运动，于是相遇时间t ＝x /v 1＝H /v 2.①乙上升到最高点需要时间：t 1＝v 2/g . 从抛出到落回原处需要时间：t 2＝2v 2/g .要使甲、乙相遇发生在乙上升的过程中，只要使t <t 1即可，即H /v 2<v 2/g ，则：v 2>gH .② 要使甲、乙相遇发生在乙下降的过程中，只要使t 1<t <t 2即可，即v 2g <H v 2<2v 2g ，得：gH2<v 2<gH .③ 若相遇点离地面高度为H 2，则H 2＝v 2t －12gt 2.将①式代入上式，可得v 2＝gH ，④ 由①～④式可知，A 、B 、D 项正确． 9. 答案：BC解析：密度不变，天体直径缩小到原来的一半，质量变为原来的18，根据万有引力定律F ＝GMmr 2知向心力变为F ′＝G ×M 8×m8(r 2)2＝GMm 16r 2＝F 16，选项B 正确；由GMm r 2＝mr ·4π2T 2得T ＝2πr 3GM，知T ′＝2π (r 2)3G ×M /8＝T ，选项C 正确．10. 答案：BC解析：从M 点到N 点，地球引力对卫星做负功，卫星势能增加，选项A 错误；由ma ＝GMmr 2得，a M >a N ，选项C 正确；在M 点，GMm r M 2<mr M ωM 2，在N 点，GMmr N 2>mr N ωN 2，故ωM >ωN ，选项B 正确；在N 点，由GMm r N 2>m v N 2r N得v N <GMr N<7.9 km/s ，选项D 错误． 11. 答案：10 2.5 4解析：看出A ，B ，C 三点的水平坐标相隔5个小格，说明是相隔相等时间的3个点．竖直方向的每个时间间隔内的位移差是2个小格，根据Δs ＝gt 2可以算相邻的时间间隔，然后再根据水平方向的匀速运动，可以算出初速度．12. 答案：v 2RG1011解析：由牛顿第二定律G MmR 2＝m v 2R ，则太阳的质量M ＝R v 2G.由G M 银M r 2＝M v 太2r 则M 银＝r v 太2G因v 太＝7v ，r ＝2×109R ，则M 银M≈1011. 13. 答案：(1)0.5 s (2)1.25 m解析：(1)子弹做平抛运动，它在水平方向的分运动是匀速直线运动，设子弹经t 时间击中目标靶，则t ＝s v ，代入数据得t ＝0.5 s.(2)目标靶做自由落体运动，则h ＝12gt 2，代入数据得h ＝1.25 m. 14. 答案：(1)HR 2＋H 2mg R R 2＋H 2mg (2)2gHR解析：(1)如图，当圆锥筒静止时，物块受到重力、摩擦力f 和支持力N .由题意可知 f ＝mg sin θ＝HR 2＋H 2mg ，N ＝mg cos θ＝RR 2＋H 2mg . (2)物块受到重力和支持力的作用，设圆筒和物块匀速转动的角速度为ω 竖直方向N cos θ＝mg ① 水平方向N sin θ＝mω2r ② 联立①②，得ω＝g rtan θ 其中tan θ＝H R ，r ＝R2ω＝2gH R. 15. 答案：(1)rgR(2)24π2R 13gr 12解析：(1)设卫星在停泊轨道上运行的线速度为v ，卫星做圆周运动的向心力由地球对它的万有引力提供，得G mMR 2＝m v 2R ，且有：G m ′M r 2＝m ′g ，得：v ＝r gR. (2)设卫星在工作轨道上运行的周期为T ，则有：G mM 1R 12＝m (2πT )2R 1，又有：G m ′M 1r 12＝m ′g6 得：T ＝24π2R 13gr 12. 16. 答案：(1)45 N (2)5 m/s (3)1.73 m解析：(1)线的拉力等于向心力，设开始时角速度为ω0，向心力是F 0，线断开的瞬间，角速度为ω，线的拉力是F T .F 0＝mω02R ① F T ＝mω2R ②由①②得F T F 0＝ω2ω02＝91③又因为F T ＝F 0＋40 N ④ 由③④得F T ＝45 N ．⑤ (2)设线断开时速度为v 由F T ＝m v 2R得v ＝F T Rm＝45×0.10.18m/s ＝5 m/s.⑥ (3)设桌面高度为h ，小球落地经历时间为t ，落地点与飞出桌面点的水平距离为x . t ＝2hg＝0.4 s ⑦ x ＝v t ＝2 m ⑧则小球飞出后的落地点到桌边线的水平距离为 l ＝x ·sin60°＝1.73 m.。

(完整word版)万有引力与航天试题全集(含详细答案)

万有引力与航天试题全集（含答案）一、选择题：本大题共。

1、地球绕太阳运动的轨道是一椭圆，当地球从近日点向远日点运动时，地球运动的速度大小（地球运动中受到太阳的引力方向在地球与太阳的连线上，并且可认为这时地球只受到太阳的吸引力）（）A。

不断变大B。

逐渐减小 C.大小不变 D。

没有具体数值，无法判断2、对于开普勒第三定律的表达式=k的理解正确的是A.k与a3成正比B.k与T2成反比C.k值是与a和T无关的值D.k值只与中心天体有关3、苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果，下列论述中正确的是A.由于苹果质量小,对地球的引力小，而地球质量大，对苹果的引力大造成的B.由于地球对苹果有引力，而苹果对地球没有引力而造成的C。

苹果对地球的作用力和地球对苹果的作用力是相等的，由于地球质量极大，不可能产生明显的加速度D.以上说法都正确4、某球状行星具有均匀的密度ρ，若在赤道上随行星一起转动的物体对行星表面的压力恰好为零，则该行星自转周期为（万有引力常量为G）A. B.C。

D.5、关于开普勒第三定律的公式=k，下列说法中正确的是A。

公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运行的行星 B.公式适用于所有围绕星球运行的行星（或卫星）C。

式中的k值，对所有行星（或卫星)都相等D。

式中的k值，对围绕不同星球运行的行星（或卫星)都相同6、根据观测，某行星外围有一模糊不清的环，为了判断该环是连续物还是卫星群,测出了环中各层的线速度v的大小与该层至行星中心的距离R。

则以下判断中正确的是A。

若v与R成正比，则环是连续物B。

若v与R成反比，则环是连续物C。

若v2与R成反比，则环是卫星群D。

若v2与R成正比，则环是卫星群7、关于太阳系中各行星的轨道，以下说法正确的是A。

所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 B.有的行星绕太阳运动的轨道是圆C。

不同行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的D。

不同的行星绕太阳运动的轨道各不相同8、类似于太阳与行星间的引力，地球和月球有相当大的万有引力，为什么它们不靠在一起,其原因是A。

2020届高考物理：曲线运动、万有引力与航天(通用型)练习及答案

2020届高考物理曲线运动、万有引力与航天（通用型）练习及答案*曲线运动、万有引力与航天*1、如图所示，A、B两小球从相同高度同时水平抛出，经过时间t在空中相遇，若两球的抛出速度都变为原来的2倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为( )A.tB.tC.D.2、(双选)如图所示，某河宽d＝150 m，水流的速度大小为v1＝1.5 m/s，一小船以静水中的速度v2渡河，且船头方向与河岸成θ角，小船恰好从河岸的A点沿直线匀速到达河对岸的B点；若船头方向保持不变，小船以32v2的速度航行，则小船从河岸的A点沿与河岸成60°角的直线匀速到达河对岸的C点。

下列判断正确的是()A．v2＝1.5 m/sB．θ＝30°C．小船从A点运动到B点的时间为100 sD．小船从A点运动到C点的时间为20033s3、如图所示，A、B是两个游泳运动员，他们隔着水流湍急的河流站在岸边，A 在上游的位置，且A的游泳技术比B好，现在两个人同时下水游泳，要求两个人尽快在河中相遇，试问应采取下列哪种方式比较好()A．A、B均向对方游(即沿图中虚线方向)而不考虑水流作用B．B沿图中虚线向A游；A沿图中虚线偏上方向游C．A沿图中虚线向B游；B沿图中虚线偏上方向游D．A、B均沿图中虚线偏上方向游；A比B更偏上一些4、如图所示，在斜面顶点以大小相同的速度v0同时水平向左与水平向右抛出两个小球A和B，两侧斜坡的倾角分别为37°和53°，小球均落在坡面上，若不计空气阻力，则A和B两小球的运动时间之比为()A．16∶9 B．9∶16 C．3∶4 D．4∶35、(多选)如图甲所示，轻杆一端固定在O点，另一端固定一小球，现让小球在竖直平面内做半径为R的圆周运动．小球运动到最高点时，杆与小球间弹力大小为F，小球在最高点的速度大小为v，其F－v2图象如图乙所示．则()A．小球的质量为aR bB．当地的重力加速度大小为R bC．v2＝c时，小球对杆的弹力方向向上D．v2＝2b时，小球受到的弹力与重力大小相等6、如图所示，小物体A与水平圆盘保持相对静止，跟着圆盘一起做匀速圆周运动，则A受力情况是()A．重力、支持力B．重力、向心力C．重力、支持力、指向圆心的摩擦力D．重力、支持力、向心力、摩擦力7、(双选)如图为甲、乙两球做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的关系图线，甲图线为双曲线的一支，乙图线为直线。

曲线运动、万有引力与航天高考物理试题与解析

高考物理：曲线运动、万有引力与航天试题与解析一、选择题。

1、如图所示，在同一平台上的O 点水平抛出的三个物体，分别落到a 、b 、c 三点，则三个物体运动的初速度v a 、v b 、v c 的关系和三个物体运动的时间t a 、t b 、t c 的关系是()A ．v a ＞v b ＞v c ，t a ＞t b ＞t cB ．v a ＜v b ＜v c ，t a ＝t b ＝t cC ．v a ＜v b ＜v c ，t a ＞t b ＞t cD ．v a ＞v b ＞v c ，t a ＜t b ＜t c2、一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度，提出了如下实验方案：在月球表面以初速度v 0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度h，已知月球的半径为R，便可测算出绕月卫星的环绕速度。

按这位同学的方案，绕月卫星的环绕速度为()A.v 0B.v 0C.v 0D.v 03、甲、乙两位同学在同一地点，从相同的高度水平射箭，箭落地时，插入泥土中的形状如图所示，若空气阻力不计，则()A ．甲同学射出的箭的运动时间大于乙同学射出的箭的运动时间B ．甲同学射出的箭的初速度小于乙同学射出的箭的初速度C ．甲同学所射出的箭的落地点比乙同学的远D ．欲使两位同学射出的箭一样远，应降低甲同学射箭出射点高度4、据报道，借助于人工智能，科学家们发现了开普勒－90星系的第八颗行星即开普勒－90i ，开普勒－90星系相当于一个缩小的太阳系，已知开普勒－90i 绕其恒星Trappist －1的公转周期是地球绕太阳公转周期的p 倍，恒星Trappist －1的质量为太阳质量的q 倍，根据以上信息，开普勒－90i 中心到其恒星Trappist －1中心的距离与地球中心到太阳中心距离的比值为A ．q pB ．q 1pC ．3p 2qD ．3p 2q5、(双选)在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系，一物体从t ＝0时刻起，由坐标原点O(0,0)开始运动，其沿x 轴和y 轴方向运动的速度—时间图象如图甲、乙所示，下列说法中正确的是()A ．前2s 内物体沿x 轴做匀加速直线运动B ．后2s 内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿y 轴方向C ．4s 末物体坐标为(4m,4m)D ．4s 末物体坐标为(6m,2m)6、如图所示，人造地球卫星M 、N 在同一平面内绕地心O 做匀速圆周运动．已知M 、N 连线与M 、O 连线间的夹角最大为θ，则M 、N 的运动线速度大小之比等于()A.sinθB.1sinθ D.1tanθ7、如图所示，船从A 处开出后沿直线AB 到达对岸，若AB 与河岸成37°角，水流速度为4m/s ，则船从A 点开出的最小速度为()A ．2m/sB ．2.4m/sC ．3m/sD ．3.5m/s8、车手要驾驶一辆汽车飞越宽度为d 的河流．在河岸左侧建起如图所示高为h 、倾角为α的斜坡，车手驾车从左侧冲上斜坡并从顶端飞出，接着无碰撞地落在右侧高为H 、倾角为θ的斜坡上，顺利完成了飞越．已知h ＞H ，当地重力加速度为g ，汽车可看成质点，忽略车在空中运动时所受的空气阻力．根据题设条件可以确定()A．汽车在左侧斜坡上加速的时间t B．汽车离开左侧斜坡时的动能E k C．汽车在空中飞行的最大高度H m D．两斜坡的倾角满足α＜θ9、(双选)将一小球以水平速度v0＝10m/s从O点向右抛出，经3s小球恰好垂直落到斜面上的A点，不计空气阻力，g取10m/s2，B点是小球做自由落体运动在斜面上的落点，如图所示，以下判断正确的是()A．斜面的倾角是30°B．小球的抛出点距斜面的竖直高度是15mC．若将小球以水平速度v′0＝5m/s向右抛出，它一定落在AB的中点P的上方D．若将小球以水平速度v′0＝5m/s向右抛出，它一定落在AB的中点P处10、（双选）公路急转弯处通常是交通事故多发地带．如图，某公路急转弯处是一圆弧，当汽车行驶的速率为v0时，汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势．则在该弯道处()A．路面外侧高内侧低B．车速只要低于v0，车辆便会向内侧滑动C．车速虽然高于v0，但只要不超出某一最高限度，车辆便不会向外侧滑动D．当路面结冰时，与未结冰时相比，v0的值变小11、(双选)如图所示，A、B两小球用一根轻绳连接，轻绳跨过圆锥筒顶点处的光滑小定滑轮，圆锥筒的侧面光滑。

高中物理万有引力与航天题20套(带答案)含解析

高中物理万有引力与航天题20套(带答案)含解析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1．一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度v 0抛出一个小球，测得小球经时间t 落回抛出点，已知该星球半径为R ，引力常量为G ，求： (1)该星球表面的重力加速度； (2)该星球的密度；(3)该星球的“第一宇宙速度”．【答案】(1)02v g t = (2) 032πv RGt ρ=(3)02v Rv t= 【解析】(1) 根据竖直上抛运动规律可知，小球上抛运动时间02v t g= 可得星球表面重力加速度：02v g t=． (2)星球表面的小球所受重力等于星球对小球的吸引力，则有：2GMmmg R =得：2202v R gR M G Gt ==因为343R V π=则有：032πv M V RGtρ== (3)重力提供向心力，故2v mg m R=该星球的第一宇宙速度02v Rv gR t==【点睛】本题主要抓住在星球表面重力与万有引力相等和万有引力提供圆周运动向心力，掌握竖直上抛运动规律是正确解题的关键．2．一艘宇宙飞船绕着某行星作匀速圆周运动，已知运动的轨道半径为r ，周期为T ，引力常量为G ，行星半径为求： (1)行星的质量M ；(2)行星表面的重力加速度g ； (3)行星的第一宇宙速度v ．【答案】（1）（2）（3）【解析】【详解】(1)设宇宙飞船的质量为m ，根据万有引力定律求出行星质量 (2)在行星表面求出:(3)在行星表面求出:【点睛】本题关键抓住星球表面重力等于万有引力，人造卫星的万有引力等于向心力．3．宇航员在某星球表面以初速度v 0竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为h .已知该星球的半径为R ，且物体只受该星球的引力作用.求： (1)该星球表面的重力加速度；(2)从这个星球上发射卫星的第一宇宙速度.【答案】(1)202v h(2) 02v R h【解析】本题考查竖直上抛运动和星球第一宇宙速度的计算．(1) 设该星球表面的重力加速度为g ′，物体做竖直上抛运动，则202v g h ='解得，该星球表面的重力加速度202v g h'=(2) 卫星贴近星球表面运行，则2v mg m R'=解得：星球上发射卫星的第一宇宙速度02R v g R v h=='4．我国预计于2022年建成自己的空间站。

曲线运动万有引力与航天测精彩试题带问题详解

第4章曲线运动万有引力与航天一、选择题(本大题共15小题)1．一个物体受到恒定的合力作用而做曲线运动，则下列说法正确的是A．物体的速率可能不变B．物体一定做匀变速曲线运动，且速率一定增大C．物体可能做匀速圆周运动D．物体受到的合力与速度的夹角一定越来越小，但总不可能为零2．一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图1所示．关于物体的运动，下列说法正确的是图1A．物体做曲线运动B．物体做直线运动C．物体运动的初速度大小是50 m/sD．物体运动的初速度大小是10 m/s3．小船过河时，船头偏向上游与水流方向成α角，船相对静水的速度为v，其航线恰好垂直于河岸．现水流速度稍有增大，为保持航线不变，且准时到达对岸，下列措施中可行的是A．增大α角，增大船速vB．减小α角，增大船速vC．减小α角，保持船速v不变D．增大α角，保持船速v不变4．(2011·上海市闸北调研)质量为2 kg的质点在x－y平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图2所示，下列说法正确的是图2A ．质点的初速度为5 m/sB ．质点所受的合外力为3 NC ．质点初速度的方向与合外力方向垂直D ．2 s 末质点速度大小为6 m/s5．如图3所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦转动，相互之间不打滑，其半径分别为r 1、r 2、r 3.若甲轮的角速度为ω1，则丙轮的角速度为图3A.r 1ω1r 3B.r 3ω1r 1 C.r 3ω1r 2 D.r 1ω1r 26．如图4所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光滑的固定轴O.现给球一初速度，使球和杆一起绕O 轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F 表示球到达最高点时杆对小球的作用力．则F图4A ．一定是拉力B ．一定是推力C ．一定等于0D ．可能是拉力，可能是推力，也可能等于07．一物体从一行星表面某高度处自由下落(不计阻力)．自开始下落计时，得到物体离行星表面高度h随时间t变化的图象如图5所示，则根据题设条件可以计算出图5A．行星表面重力加速度的大小B．行星的质量C．物体落到行星表面时速度的大小D．物体受到星球引力的大小8．(2009·安徽理综)2009年2月11日，俄罗斯的”宇宙－2251”卫星和美国的”铱－33”卫星在西伯利亚上空约805 km处发生碰撞．这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件．碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境．假设有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是A．甲的运行周期一定比乙的长B．甲距地面的高度一定比乙的高C．甲的向心力一定比乙的小D．甲的加速度一定比乙的大9．如图6所示，从倾角为θ的斜面上的M点水平抛出一个小球，小球的初速度为v0，最后小球落在斜面上的N点，则(重力加速度为g)图6A．可求M、N之间的距离B．可求小球落到N点时速度的大小和方向C．可求小球到达N点时的动能D．可以断定，当小球速度方向与斜面平行时，小球与斜面间的距离最大10．(2010·全国Ⅱ理综)已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍．若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为A ．6小时B ．12小时C ．24小时D ．36小时11．（2011山东）甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。

物理万有引力与航天题20套(带答案)及解析

物理万有引力与航天题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1．如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心．(1)求卫星B的运行周期．(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？【答案】(1)32()2BRhTgRp+= (2)23()tgRR hω=-+【解析】【详解】（1）由万有引力定律和向心力公式得()()2224BMmG m R hTR hπ=++①，2MmG mgR=②联立①②解得：()322BR hTR gπ+=③（2）由题意得()02Btωωπ-=④，由③得()23BgRR hω=+⑤代入④得()23tR gR hω=-+2．如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：（1）该星球表面的重力加速度；（2）该星球的密度；（3）该星球的第一宇宙速度v ；（4）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T ．【答案】(1)02tan v t α；(2)03tan 2v GRt απ；；(4)2【解析】【分析】【详解】(1) 小球落在斜面上，根据平抛运动的规律可得：20012tan α2gt y gt x v t v ===解得该星球表面的重力加速度：02tan αv g t=(2)物体绕星球表面做匀速圆周运动时万有引力提供向心力，则有：2GMmmg R= 则该星球的质量：GgR M 2= 该星球的密度：33tan α34423v M gGR GRt R ρπππ===(3)根据万有引力提供向心力得：22Mm v G m R R= 该星球的第一宙速度为：v ===(4)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动时，运行周期最小，则有:2RT vπ=所以：22T π==点睛：处理平抛运动的思路就是分解．重力加速度g 是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量．3．“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道．随后，“嫦娥一号”经过变轨和制动成功进入环月轨道．如图所示，阴影部分表示月球，设想飞船在圆形轨道Ⅰ上作匀速圆周运动，在圆轨道Ⅰ上飞行n 圈所用时间为t ，到达A 点时经过暂短的点火变速，进入椭圆轨道Ⅱ，在到达轨道Ⅱ近月点B 点时再次点火变速，进入近月圆形轨道Ⅲ，而后飞船在轨道Ⅲ上绕月球作匀速圆周运动，在圆轨道Ⅲ上飞行n 圈所用时间为．不考虑其它星体对飞船的影响，求：（1）月球的平均密度是多少？（2）如果在Ⅰ、Ⅲ轨道上有两只飞船，它们绕月球飞行方向相同，某时刻两飞船相距最近（两飞船在月球球心的同侧，且两飞船与月球球心在同一直线上），则经过多长时间，他们又会相距最近？【答案】（1）22192n Gtπ；（2）1237mt t m n （，，）==⋯ 【解析】试题分析：（1）在圆轨道Ⅲ上的周期：38tT n=，由万有引力提供向心力有：222Mm G m R R T π⎛⎫= ⎪⎝⎭又：343M R ρπ=，联立得：22233192n GT Gt ππρ==．（2）设飞船在轨道I 上的角速度为1ω、在轨道III 上的角速度为3ω，有：112T πω= 所以332T πω=设飞飞船再经过t 时间相距最近，有：312t t m ωωπ''=﹣所以有：1237mtt m n（，，）==⋯．考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【名师点睛】本题主要考查万有引力定律的应用，开普勒定律的应用．同时根据万有引力提供向心力列式计算．4．用弹簧秤可以称量一个相对于地球静止的小物体m 所受的重力，称量结果随地理位置的变化可能会有所不同。

高考物理二轮复习：04 曲线运动　万有引力与航天（含答案及解析）

2020年高考物理二轮复习：04 曲线运动万有引力与航天一、单选题1.我国第一颗人造地球卫星因可以模拟演奏《东方红》乐曲并让地球上从电波中接收到这段音乐而命名为“东方红一号”。

该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。

如图所示，设卫星在近地点、远地点的角速度分别为，，在近地点、远地点的速度分别为，，则（）A. B. C. D.2.我国已掌握“半弹道跳跃式高速再入返回技术”，为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础.如图虚线为地球大气层边界，返回器与服务舱分离后，从a点无动力滑入大气层，然后经b点从c点“跳”出，再经d点从e点“跃入”实现多次减速，可避免损坏返回器。

d点为轨迹最高点，离地面高h，已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。

则返回器（）A. 在d点处于超重状态B. 从a点到e点速度越来越小C. 在d点时的加速度大小为D. 在d点时的线速度小于地球第一宇宙速度3.2018年1月12日，我国成功发射北斗三号组网卫星．如图为发射卫星的示意图，先将卫星发射到半径为r的圆轨道上做圆周运动，到A点时使卫星加速进入椭圆轨道，到椭圆轨道的远地点B点时，再次改变卫星的速度，使卫星进入半径为2r的圆轨道．已知卫星在椭圆轨道时距地球的距离与速度的乘积为定值，卫星在椭圆轨道上A点时的速度为v，卫星的质量为m，地球的质量为M，引力常量为G，则发动机在A 点对卫星做的功与在B点对卫星做的功之差为(忽略卫星的质量变化)（）A. B. C. D.4.如图所示是嫦娥五号的飞行轨道示意图，其中弧形轨道为地月转移轨道，轨道I是嫦娥五号绕月运行的圆形轨道。

已知轨道I到月球表面的高度为H，月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，若忽略月球自转及地球引力影响，则下列说法中正确的是（）A. 嫦娥五号在轨道III和轨道I上经过Q点时的速率相等B. 嫦娥五号在P点被月球捕获后沿轨道III无动力飞行运动到Q点的过程中，月球与嫦娥五号所组成的系统机械能不断增大C. 嫦娥五号在轨道I上绕月运行的速度大小为D. 嫦娥五号在从月球表面返回时的发射速度要小于5.如图所示，“嫦娥四号”飞船绕月球在圆轨道Ⅰ上运动，在A位置变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在近月点B位置再次变轨进入近月圆轨道Ⅲ，下列判断正确的是（）A. 飞船在A位置变轨时，动能增大B. 飞船在轨道Ⅰ上的速度大于在轨道Ⅲ上的速度C. 飞船在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度D. 飞船在轨道Ⅰ上的周期大于在轨道Ⅱ的周期6.如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的P、Q两点的角速度分别为和，线速度大小分别为和，则（）A. B. C. D.7.在距河面高度h＝20 m的岸上有人用长绳拴住一条小船，开始时绳与水面的夹角为30°，人以恒定的速率v＝3 m/s拉绳，使小船靠岸，那么( )A. 5 s时绳与水面的夹角为60°B. 5 s后小船前进了15 mC. 5 s时小船的速率为4 m/sD. 5 s时小船到岸边的距离为15 m8.火车轨道在转弯处外轨高于内轨，设斜面倾角为θ，火车质量为m，轨道半径为R，若重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A. 火车可能受到重力、支持力和向心力B. 物体受到的向心力方向沿轨道斜面向下C. 若火车的速度为，则轨道对火车没有侧向压力D. 增加斜面倾角θ，车轮对内轨的压力一定增大9.如图所示A、B、C分别是地球表面上北纬、南纬和赤道上的点若已知地球半径为R，自转的角速度为，A、B、C三点的向心加速度大小之比为( )A. 1：1：1B. 1：1：2C. ：1：2D. 1：：210.如图所示是一个玩具陀螺，、和是陀螺上的三个点，当陀螺绕垂直于水平地面的轴线以角速度稳定旋转时，下列表述正确的是（）A. 、和三点的线速度大小相等B. 、和三点的角速度相等C. 、两点的角速度比的大D. 的线速度比、的大11.如图，两根细杆M、N竖直固定在水平地面上，M杆顶端A和N杆中点B之间有一拉直的轻绳。

曲线运动万有引力与航天综合检测配套测试题Word含解析

《曲线运动万有引力与航天》综合检测( 时间 :90 分钟满分:100分)一、选择题 ( 此题共 12 小题 , 每题 4 分, 共 48 分. 在每题给出的四个选项中 , 第 1～7 小题只有一个选项正确 , 第 8～ 12 小题有多个选项正确 , 所有选对的得 4 分 , 选对但不全的得 2 分 , 有选错或不选的得0分)1.对于物体的受力和运动 , 以下说法中正确的选项是 ( D )A. 物体在不垂直于速度方向的协力作用下, 速度大小可能向来不变B. 物体做曲线运动时 , 某点的加快度方向就是经过这一点的曲线的切线方向C.物体遇到变化的协力作用时, 它的速度大小必定改变D.做曲线运动的物体 , 必定遇到与速度不在同向来线上的合外力作用分析 : 物体在垂直于速度方向的协力作用下,速度大小可能向来不变,故 A 错误 ; 物体做曲线运动时 , 某点的速度方向就是经过这一点的曲线的切线方向 , 而不是加快度方向 , 故 B 错误 ; 物体遇到变化的协力作用时 , 若协力方向总与速度方向垂直 , 它的速度大小不改变 , 故 C 错误 ;物体做曲线运动时速度方向必定改变, 必定遇到与速度不在同向来线上的合外力作用 , 故 D正确 .2. 如下图 , 从地面上同一地点抛出两小球A,B, 分别落在地面上的M,N点, 两球运动的最大高度相同. 空气阻力不计 , 则( D )A.两球运动的加快度不一样B.两球运动的时间不一样C.两球的初速度在竖直向上的重量不一样D.两球运动到最高点时的速度不一样分析 : 两球运动中只受重力作用, 加快度即为重力加快度 , 应选项 A 错误; 小球从抛出到最高点的逆过程为平抛运动 , 依据平抛运动规律可知, 两小球在空中飞翔的时间相等 , 即两球抛出时竖直方向的速度相等; 因为B球的水平位移比较大 , 故 B球的水平速度比 A 球的水平速度大, 应选项 D正确 .3. 如下图 , 当汽车静止时 , 车内乘客看到窗外雨滴沿竖直方向 OE匀速运动 . 现从 t=0 时汽车由静止开始做甲、乙两种匀加快启动 , 甲启动后 t 1时辰 , 乘客看到雨滴从 B处走开车窗 , 乙启动后 t 2时辰 , 乘客看到雨滴从 F 处走开车窗 .F 为 AB中点 . 则 t 1∶t 2为( A )∶1∶∶∶(-1)分析 : 由题意可知 , 在乘客看来 , 雨滴在竖直方向上做匀速直线运动, 在水平方向做匀加快直线运动, 因分运动与合运动拥有等时性, 则t 1∶t 2= ∶=2∶1.4.如下图 , 在匀速转动的水平圆盘上 , 沿半径方向放着用细线相连的质量相等的两个物体 A和 B, 它们与盘间的动摩擦因数相同 , 当圆盘转动到两个物体恰巧还未发生滑动时 , 烧断细线 , 两个物体的运动状况是( D)A.两物体沿切线方向滑动B.两物体均沿半径方向滑动 , 离圆盘圆心愈来愈远C.两物体仍随圆盘一同做圆周运动, 不发生滑动D.物体 B仍随圆盘一同做匀速圆周运动 , 物体 A发生滑动 , 离圆盘圆心愈来愈远分析 : 在圆盘上 , 物体 A,B 角速度相同 , 由 F=mω2r 可知 , 在质量相同的状况下 , 物体 A 需要的向心力较大 , 当两个物体恰巧还未发生滑动时 , 物体A 的摩擦力达到最大静摩擦力, 其向心力大于最大静摩擦力, 而物体 B的向心力小于最大静摩擦力 , 此时烧断细线 , 物体 A将做离心运动, 而物体 B 仍随圆盘一同做匀速圆周运动 , 应选项 D正确 .5. 如下图 , 物体 A,B 经无摩擦的定滑轮用细线连在一同 ,A 物体受水平向右的力 F 的作用 , 此时 B 匀速降落 ,A 水平向左运动 , 可知 ( B )A. 物体 A 做匀速运动B. 物体 A 做加快运动C.物体 A 所受摩擦力渐渐增大D.物体 A 所受摩擦力不变分析 : 设系在 A 上的细线与水平方向夹角为θ,物体B的速度为v B,大小不变 , 细线的拉力为 T, 则物体 A的速度 v A=,f A=μ(mg-Tsinθ),因物体降落 , θ增大 , 故 v A增大 , 物体 A 做加快运动 , 应选项 A 错误 ,B 正确 ; 物体 B 匀速降落 ,T 不变 , 故随θ增大 ,f A减小 , 应选项 C,D 错误.6.我国“神舟十一号” 飞船于 2016 年 10 月 17 日发射成功 . 飞船先沿椭圆轨道Ⅰ运转 , 在 393 km 高空 Q处与“天宫二号”达成对接 , 对接后组合体在轨道Ⅱ上做匀速圆周运动 , 两名宇航员在空间实验室生活、工作了 30 天. 飞船于 11 月 17 日与“天宫二号”成功实行分别 , 并于 11 月 18 日顺利返回着陆场 . 以下说法中正确的选项是 ( D )A.飞船变轨前后的机械能守恒B.对接后组合体在轨道Ⅱ上运转的速度大于第一宇宙速度C.飞船在轨道Ⅰ上运转的周期大于组合体在轨道Ⅱ上运转的周期D.飞船在轨道Ⅰ上运转时经P 点的速度大于组合体在轨道Ⅱ上运转的速度分析 : 每次变轨都需要发动机对飞船做功 , 故飞船机械能不守恒 , 故 A 错误; 组合体在轨道Ⅱ上做匀速圆周运动, 万有引力供给向心力,G=m , 解得 v=, 轨道半径 r 越大 , 速度越小 , 当轨道半径等于地球半径时的速度为第一宇宙速度, 所以组合体的运转速度小于第一宇宙速度 , 故 B 错误 ; 由 G =m r, 解得 T=, 可知轨道半径 r越大 , 周期越大 , 所以飞船在轨道Ⅰ上运转的周期小于组合体在轨道Ⅱ上运转的周期 , 故 C错误 ; 由 v=, 可知轨道Ⅰ经过P 点的速度大于做圆周运动经过 P 点的速度 , 圆周运动经过 P 点的速度大于轨道Ⅱ的速度 , 故 D正确.7.如下图 , 两质量相等的卫星 A,B 绕地球做匀速圆周运动 , 用R,T,E k,S 分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积 . 以下关系式正确的有 ( D )A<T B B.>A=S B D.=分析 : 依据 G =m r 得 T=, 故轨道半径越大 , 周期越大 , 所以T A>T B, 选项 A 错误; 由G =m 得,v= , 所以v B>v A, 又因为两卫星质量相等 , 所以 E kB>E kA, 选项 B 错误 ; 卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积S== ·= · ω·r 2, 由=mω2·r 得ω=, 所以S=, 故 S A>S B, 选项 C错误 ; 由开普勒行星运动的周期定律知 , 选项D正确 .8.如下图 , 小球在竖直搁置的圆滑圆形管道内做圆周运动 , 内侧壁半径为 R,小球半径为 r, 则以下说法正确的选项是 ( BC )A. 小球经过最高点时的最小速度v min=B. 小球经过最高点时的最小速度v min=0C.小球在水平线ab 以下的管道中运动时 , 内侧管壁对小球必定无作使劲D.小球在水平线ab 以上的管道中运动时 , 外侧管壁对小球必定有作使劲分析 : 小球经过最高点时的最小速度为 0, 选项 A 错误 ,B 正确 ; 小球运动过程中 , 除受重力之外 , 还要遇到管壁的作使劲 , 由向心力知识可知 , 选项 C正确 ; 当小球在水平线 ab 以上的管道中运动时 , 小球运动的速度不一样 , 可能外侧或内侧管壁对小球有作使劲 , 故 D错误 .9.宇宙飞船绕地心做半径为 r 的匀速圆周运动 , 飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上, 用 R表示地球的半径 ,g 表示地球表面处的重力加快度 ,g 0表示宇宙飞船所在处的地球引力加快度,N 表示人对秤的压力 , 则对于 g0,N 下边正确的选项是 ( BD )A.g 0=B.g 0=C.N= mgD.N=0分析 : 忽视地球的自转, 万有引力等于重力,对宇宙飞船所在处,有mg0=G , 在地球表面处 , 有 mg=G , 解得 g0=g; 宇宙飞船绕地心做匀速圆周运动 , 飞船舱内物体处于完整失重状态, 即人只受重力 , 所以人对台秤的压力为0. 应选 BD.10.一条河宽 100 m, 船在静水中的速度为 4 m/s, 水流速度是 5 m/s,则( BD)A.该船能垂直河岸横渡到对岸B.当船头垂直河岸横渡时 , 过河所用的时间最短C.当船头垂直河岸横渡时 , 船的位移最小 , 是 100 mD.该船渡到对岸时 , 船沿岸方向的位移可能小于100 m分析 : 据题意 , 因为船速为 v1=4 m/s, 而水速为 v2=5 m/s, 即船速小于水速, 则不论船头指向哪个方向 , 都不行能使船垂直驶向对岸 ,A 错误 ; 由于船渡河时间t=( θ为船头指向与水流方向的夹角), 则使 t 最小时使 sin θ最大 , 即便船头与河岸垂直 ,B 正确 ; 要使船的渡河位移最短 , 需要使运动方向与河岸夹角最大 , 即船的速度方向与合速度方向垂直 , 则合速度为 v=3 m/s, 渡河时间为 t==s, 则船的合位移为 vt=125 m, 所以 C 错误 ; 船的渡河位移最小时 , 船沿岸方向的位移为(v 2- v1)t=75 m, 所以 D 正确 .11.水平川面上有一个大坑 , 其竖直截面为半圆 ,O 为圆心 ,AB 为沿水平方向的直径 , 如下图 . 若在 A点以初速度 v1沿 AB方向平抛一小球 ,小球将击中坑壁上的最低点D点; 若 A点小球抛出的同时 , 在 C点以初速度 v2沿 BA 方向平抛另一相同质量的小球并也能击中 D 点, 已知∠C OD=60°, 且不计空气阻力 , 则( BD )A. 两小球可能同时落到D点B. 两小球必定不可以同时落到D点C.两小球初速度之比v1∶v2=3∶D.两小球初速度之比v1∶v2=∶3分析: 两球均做平抛运动, 竖直方向做自由落体运动, 由h= gt 2 得t=, 因为两球着落的高度不一样, 又同时抛出 , 则两球不行能同时到达 D 点, 故 A 错误 ,B 正确 ; 设半圆的半径为R,对从 A 点抛出的小球有R=v1t 1,R= g , 对从 C点抛出的小球有 Rsin 60°=v2t 2 ,R(1-cos 60°)= g ,联立解得= , 故 D正确,C 错误.12.如下图 , 两根长度相同的细线分别系有两个完整相同的小球 , 细线的上端都系于 O点. 想法让两个小球均在水平面上做匀速圆周运动 .已知 L1跟竖直方向的夹角为 60°,L 2跟竖直方向的夹角为 30°, 以下说法正确的选项是 ( AC )A. 细线B. 小球L1和细线 L2所受的拉力大小之比为m1和 m2的角速度大小之比为∶1∶1C.小球m1和m2的向心力大小之比为3∶1D.小球m1和m2的线速度大小之比为 3 ∶1分析 : Tcos 对任一小球θ=mg,解得, 设细线与竖直方向的夹角为T=. 所以细线 L1和细线θ, 竖直方向有L2所受的拉力大小之比== . 小球所受协力的大小为 mgtan θ, 依据牛顿第二定律得mgtan θ =mLsin θ· ω2, 则ω2=. 则=≠. 小球所受协力供给向心力 , 则向心力为 F=mgtan θ, 小球 m1和 m2的向心力大小之比为==3. 因为 v=ωr=·Lsinθ=, 则两小球线速度大小之比==.二、非选择题 ( 共 52 分)13.(4 分) 如下图 , 在研究平抛运动时 , 小球 A沿轨道滑下 , 走开轨道尾端 ( 尾端水平 ) 时撞开轻质接触式开关 S, 被电磁铁吸住的与轨道尾端等高的小球 B 同时自由着落 . 改变整个装置的高度 H 和 A 球开释时的初地点做相同的实验 , 发现 A,B 两球老是同时落地 . 该实验现象揭示了 A 球在走开轨道后在方向上分运动的规律是.分析 : 因为 A,B 两球老是同时落地 , 该实验现象揭露了 A球在走开轨道后在竖直方向上的运动都是自由落体运动 .答案 : 竖直 (2 分)自由落体运动(2分)14.(6 分) 一人骑自行车来研究线速度与角速度的关系, 他由静止开始达到最大速度后 , 脚蹬踏板使大齿轮以 n= 转/ 秒的转速匀速转动 , 已知大齿轮直径 d1=15 cm,小齿轮直径 d2=6 cm, 车轮直径 d3=60 cm.运动过程中小齿轮的角速度为rad/s,自行车的最大速度为m/s.分析 : 匀速转动时 , 大齿轮的角速度ω大 =2πn=2π×rad/s=8 rad/s,依据线速度相等有ω大=ω小,得小齿轮的角速度ω小=ω大=×8 rad/s=20 rad/s.后轮的角速度与小齿轮的角速度相等, 则自行车的最大速度 v m=ω小=×20 m/s=6 m/s.答案 :20(3 分) 6(3 分)15.(8 分) 在用高级沥青铺设的高速公路上 , 汽车的时速可达 144 km/h. 汽车在这类路面上行驶时 , 它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的 0.8 倍.(1)假如汽车在这类高速路的水平弯道上拐弯 , 假定弯道的路面是水平的 , 其弯道的最小半径是多少 ?(2)假如高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥 , 要使汽车能够安全经过圆弧拱桥 , 这个圆弧拱桥的半径起码是多少 ?( 取 g=10 m/s 2)分析 :(1) 静摩擦力供给向心力有kmg=m ,(3分)解得弯道的最小半径 R=200 m. (1 分) (2) 当仅由重力供给向心力时 ,mg=m , (3 分) 解得圆弧拱桥的最小半径 R′=160 m. (1 分)答案 :(1)200 m (2)160 m16.(10 分) 宇航员驾驶宇宙飞船抵达月球, 他在月球表面做了一个实验: 在离月球表面高度为 h 处, 将一小球以初速度 v0水平抛出 , 水平射程为 x. 已知月球的半径为 R, 引力常量为 G.不考虑月球自转的影响. 求:(1) 月球表面的重力加快度大小 g 月 ;(2) 月球的质量 M;(3) 飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速度v.分析 :(1) 设小球落地时间为t, 依据平抛运动规律 ,水平方向 x=v0 t, (1 分) 竖直方向 h= g 月 t 2, (1 分) 解得 g 月=. (1 分)(2)设飞船质量为 m,在月球表面忽视月球自转时有G =mg , (2 分)月解得月球质量 M=. (1分)(3) 由万有引力定律和牛顿第二定律有G =m ,(2分)解得 v=.(2分) 答案 :(1) (2) (3)17.(11 分) 如下图 , 半径为 r 1=1.8 m 的圆滑圆弧轨道尾端水平 , 并固定在水平川面上, 与竖直截面为半圆形的坑光滑连结,bd 为坑沿水平方向的直径 . 现将质量为 m=1.0 kg 的小球从圆弧顶端的 a 点由静止开释 , 小球走开 b 点后击中坑壁上的 c 点. 测得 c 点与水平川面的竖直距离为 h=1.8 m, 重力加快度 g 取 10 m/s 2. 求:(1)小球刚抵达轨道尾端 b 点时遇到的弹力 N;(2)半圆形坑的半径 r 2.分析 :(1) 小球沿圆滑轨道滑下 , 由机械能守恒定律得2mgr1= mv,(2 分)抵达 b 点时 , 支持力与重力的协力供给向心力N-mg= ,(2分)解得 N=30 N.(1分) (2)小球从 b 点运动到 c 点做平抛运动 , 则竖直方向上 h= gt 2, (1 分)水平方向上 x=vt, (1 分)得出 x=·=2=3.6 m,(1分)由几何关系得=(x-r 2) 2+h2, (2 分)解得 r 2 =2.25 m. (1 分)答案 :(1)30 N (2)2.25 m18.(13 分) 如下图 , 半径为、质量为 m的小球用两根不行伸长的轻绳a,b 连结 , 两轻绳的另一端系在一根竖直杆的 A,B 两点上 ,A,B 两点相距为 l, 当两轻绳挺直后 ,A,B 两点到球心的距离均为 l. 当以竖直杆为轴转动并达到稳准时 ( 细绳 a,b 与杆在同一竖直平面内 , 计算结果能够带根号 ,g 不要带详细值 ) 求:(1)竖直杆角速度为多大时 , 小球恰走开竖直杆 .(2)ω起码达到多少时 b 轻绳挺直开始有拉力 .分析 :(1) 小球恰走开竖直杆时 , 小球与竖直杆间的作使劲为零 , 此时轻绳 a 与竖直杆间的夹角为α, 由题意可知sin α= (1 分)r= (1 分)a 绳拉力与重力的协力供给向心力,有 mg tan α=mr(4分)联立解得ω1=2.(1分) (2) 角速度ω再增大 , 轻绳 b 拉直后 ,小球做圆周运动的半径为 r 2=lsin 60 °(1 分)a 绳拉力与重力的协力供给向心力 ,有 mgtan 60 °=mr (3 分)2联立解得ω = (1 分)2即ω≥时,b 轻绳挺直开始有拉力 . (1 分)答案 :(1)2 (2)第五章机械能第1课时功功率动能定理1.(2018 ·江西南昌质检 ) 如下图 , 木块 B 上表面是水平的 , 当木块 A 置于 B上, 并与 B保持相对静止 , 一同沿固定的圆滑斜面由静止开始下滑, 在下滑过程中 ( C )A.A所受的合外力对 A不做功B.B对 A的弹力做正功C.B 对 A的摩擦力做正功D.A 对 B的作使劲对 B做正功分析 :AB 一同沿固定的圆滑斜面由静止开始下滑, 加快度为gsin θ.A 所受的合外力沿斜面向下, 对 A做正功 ,B 对 A的摩擦力做正功 ,B对 A的弹力做负功 , 选项 A,B 错误 ,C 正确 ;B 对 A的支持力和摩擦力的协力方向垂直斜面向上 ,A 对 B 的作使劲方向垂直斜面向下 ,A 对 B 不做功, 选项 D错误.2.(2018 ·山东潍坊模拟 ) 如下图 , 自动卸货车一直静止在水平川面上,车厢在液压机的作用下 , θ角渐渐增大且货物相对车厢静止的过程中 ,以下说法正确的选项是 ( B )A.货物遇到的支持力对货物不做功B.货物遇到的支持力对货物做正功C.货物遇到的重力对货物不做功D.货物遇到的摩擦力对货物做负功分析 : 货物遇到的支持力的方向与运动方向时辰相同 , 做正功 , 选项 A 错误 ,B 正确 ; 摩擦力的方向与其运动方向时辰垂直 , 不做功 , 选项 D错误; 货物地点高升 , 重力做负功 , 选项 C 错误 .3.如下图 , 质量为 m的小球 , 从离地面高 H 处由静止开始开释 , 落到地面后连续堕入泥中 h 深度而停止 , 设小球遇到空气阻力为 f, 重力加速度为 g, 则以下说法正确的选项是 ( C )A. 小球落地时动能等于mgHB.小球堕入泥中的过程中战胜泥的阻力所做的功小于刚落到地面时的动能C.整个过程中小球战胜阻力做的功等于mg(H+h)D.小球在泥土中遇到的均匀阻力为mg(1+ )分析: 小球从静止开始开释到落到地面的过程, 由动能定理得mgH-fH= m , 选项 A 错误, 设泥的均匀阻力为 f 0, 小球堕入泥中的过程, 由动能定理得mgh-f 0h=0- m , 解得f 0h=mgh+ m ,f 0=mg(1+)- , 选项B,D 错误 ; 全过程应用动能定理可知 , 整个过程中小球战胜阻力做的功等于mg(H+h), 选项C正确. 4.导学号 58826101(2018 ·河南洛阳质检 ) 生活中有人常说在车厢内推车是没用的 , 如图 , 在水平川面上运动的汽车车厢内一人使劲推车 ,在倒车的刹车过程中 ( A )A.人对车做正功B.人对车做负功C.人对车不做功D.车对人的作使劲方向水平向右分析 : 倒车表示速度向右 , 刹车表示减速运动 , 即 a,v方向相反,加快度 a 向左 , 人与车拥有相同的加快度 , 对人受力剖析 , 遇到重力和车对人的作使劲 , 则车对人的作使劲方向为斜向左上方 , 选项 D 错误 ; 人对车的作使劲方向斜向右下方 , 人对车的作使劲与车运动位移方向成锐角, 即人对车做正功 ( 或对人由动能定理 , 人的动能减小 , 车对人做负功, 人对车做正功来判断 ), 选项 A 正确 ,B,C 错误 .5.( 多项选择 ) 如下图 , 在外力作用下某质点运动的v t 图像为正弦曲线 . 从图中能够判断 ( AD )A. 在 0～t 1时间内 , 外力做正功B. 在 0～t 1时间内 , 外力的功率渐渐增大C.在 t 2时辰 , 外力的功率最大D.在 t 1～t 3时间内 , 外力做的总功为零分析 : 由 v t 图像可知 , 在 0～t 1时间内 , 因为质点的速度增大 , 依据动能定理可知 , 外力对证点做正功 , 选项 A 正确 ; 在 0～t 1时间内 , 因为质点的加快度减小 , 故所受的外力减小 , 由图可知 t 1时辰外力为零 , 故功率为零 , 因别的力的功率不是渐渐增大的 , 选项 B 错误 ; 在 t 2时辰 , 因为质点的速度为零 , 故此时外力的功率最小 , 且为零 , 选项 C 错误 ; 在 t 1～t 3时间内 , 因为质点的初末动能不变 , 故外力做的总功为零 , 选项D正确 .6.导学号 58826102(2018 ·山东济南模拟 ) 质量 m=2kg 的物块放在粗拙水平面上 , 在水平拉力的作用下由静止开始运动 , 物块动能 E k与其发生位移 x 之间的关系如下图 . 已知物块与水平面间的动摩擦因数μ=0.2, 重力加快度 g 取 10 m/s 2 , 则以下说法中正确的选项是( C )A.x=1 m 时物块的速度大小为 2 m/sB.x=3 m 时物块的加快度大小为 2.5 m/s 2C.在前 2 m 位移的运动过程中物块所经历的时间为 2 sD.在前 4 m 位移的运动过程中拉力对物块做的功为9 J1=1 m 时, 物块的动能为 2 J,v 1分析 : 由图像可知 ,x == m/s, 选项 A 错误 ; 对 x2=2 m到 x4=4 m过程由动能定理得 Fx- μmgx= E k, 解得F=6.5 N, 由牛顿第二定律得a==m/s 2=1.25 m/s 2, 选项 B 错误 ; 对运动前 2 m由动能定理得F′x′- μmgx′= E k, 解得F′=6 N, 物块的加快度a′= = m/s 2 =1 m/s 2,末速度v= =2 m/s,依据 v=a′t, 得 t=2 s, 选项 C 正确 ; 对物块运动全过程 , 由动能定理得 W F- μmgx4=E k , 解得 W F=25 J, 选项 D错误 .7. 导学号 58826103(2017 ·辽宁沈阳一模 )( 多项选择 ) 质量为2×103 kg的汽车由静止开始沿平直公路行驶, 行驶过程中牵引力F和车速倒数的关系图像如下图 . 已知行驶过程中最大车速为30 m/s, 设阻力恒定,则( CD )A. 汽车所受阻力为6×103 NB. 汽车在车速为 5 m/s 时, 加快度为 3 m/s 2C.汽车在车速为 15 m/s 时, 加快度为 1 m/s 2D.汽车内行驶过程中的最大功率为6×104 W分析 : 当牵引力等于阻力时 , 速度最大 , 由图线可知阻力大小 f=2 000 N, 选项 A 错误 ; 倾斜图线的斜率表示功率 , 可知 P=fv=2 000 ×30 W= 60000 W,车速为 5 m/s 时 , 汽车做匀加快直线运动 , 加快度a= = m/s2=2 m/s2, 选项B错误; 当车速为 15 m/s 时, 牵引力F′= = N=4 000 N,则加快度a= = m/s =1 m/s , 选项C正确 ; 汽车的最大功率等于额定功率, 等于 60 000 W, 选项D正确.. 在起重机将质8.( 多项选择 ) 如下图为修筑高层建筑常用的塔式起重机量 m=5×103 kg 的重物竖直吊起的过程中 , 重物由静止开始向上做匀加快直线运动 , 加快度 a=0.2 m/s2, 当起重机输出功率达到其同意的最大值时 , 保持该功率真到重物做 v m=1.02 m/s 的匀速运动 . 取 g=10 m/s2,不计额外功 . 则( AC )A. 起重机同意输出的最大功率为 5.1 ×104 WB. 起重机同意输出的最大功率为 5×104 WC.重物做匀加快运动所经历的时间为 5 s D.重物做匀加快运动所经历的时间为 5.1 s分析 : 此题为机车启动模型 , 此题中的重力等效为机车启动中的阻力 . 当起重机的牵引力等于重物的重力时 , 重物做匀速直线运动 , 此时起重机输出的功率最大 , 最大功率为 P m=mgv=5.1 ×104 W,选项 A 正确 ,B 错误 ; 由 F-mg=ma,P=Fv,v=at 1, 联立解得 t 1=5 s, 选项 C 正确 ,D 错误 .9.( 多项选择 ) 在有狂风的状况下 , 一小球自 A 点竖直上抛 , 其运动轨迹如图所示 ( 小球的运动可当作竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的初速度为零的匀加快直线运动的合运动 ), 小球运动轨迹上的 A,B 两点在同一水平直线上 ,M 点为轨迹的最高点 . 若风力的大小恒定 , 方向水平向右 , 小球在 A 点抛出时的动能为 4 J, 在 M点时它的动能为 2 J,落回到 B 点时的动能记为E kB, 小球上涨的时间记为t 1, 着落的时间记为t 2, 不计其余阻力, 则( AD )A.x ∶x =1∶3B.t <t1 2 12kB=6 J D.E kB=12 J解析: 因小球上升与下落时间相等, 即t 1=t 2,x 1=a ,x 1+x2=1+t 2) 2,a(t故 x1∶(x 1+x2)=1 ∶22=1∶4,则 x1∶x2=1∶3.A→M应用动能定理得-mgh+W1= m -mv2,竖直方向有 v2 =2gh,联立得 W1=2 J.则 A→B 风力做功 W2=4W1=8 J,A→B 由动能定理有 W2=E kB-E kA,可求得 E kB=12 J, 选项 A,D 正确 .10.导学号 58826104(2018 ·武汉高三质检 )( 多项选择 ) 如下图 , 车头的质量为 m,两节车厢的质量也均为 m.已知车的额定功率为 P, 阻力为车总重力的 k 倍, 重力加快度为 g, 则以下说法正确的选项是 ( BD )A.汽车挂一节车厢时的最大速度是挂两节车厢时的两倍B.汽车挂一节车厢时的最大速度为P行进 , C.若汽车挂两节车厢时的最大速度为v, 汽车一直以恒定功率则汽车的速度为v 时的加快度为-gkD.汽车挂两节车厢并以最大速度行驶, 某时辰后边的一节车厢忽然脱离, 要想使汽车的速度不变 , 汽车的功率一定变成P分析 : 挂一节车厢时 , 依据 P=2kmgv1, 挂两节车厢时 ,P=3kmgv, 可得汽车挂一节车厢时的最大速度是挂两节车厢时的 1.5 倍, 选项 A 错误; 依据P=2kmgv1, 可得汽车挂一节车厢时的最大速度为v1 = , 选项 B 正确 ; 汽车挂两节车厢运动的速度为时, 牵引力F= , 阻力f=3kmg, 加快度a= = -3gk, 选项C错误; 由 P=3kmgv,可得v= , 某时辰后边的一节车厢忽然离开 , 要想使汽车的速度不变 , 汽车做匀速运动 , 牵引力变成 2kmg,汽车的功率一定变成 2kmgv= P, 选项 D正确 .11.(2018 ·石家庄高三质检 ) 如下图 , 水平面上放一质量为 m=2 kg 的小物块 , 经过薄壁圆筒的轻微绕线牵引 , 圆筒半径为 R=0.5 m, 质量为 M=4kg,t=0 时辰 , 圆筒在电动机带动下由静止开始绕竖直中心轴转动, 转动角速度与时间的关系知足ω=4t, 物块和水平面之间动摩擦因数μ=0.3, 轻绳一直与地面平行 , 其余摩擦不计 , 求:(1)物块运动中遇到的拉力 .(2)从开始运动至 t=2 s 时电动机做了多少功 ?分析 :(1) 因为圆筒边沿线速度与物块直线运动速度大小相同, 依据 v=ωR=4Rt=2t, 线速度与时间成正比 , 物块做初速度为零的匀加快直线运动 , 物块加快度为 a=2 m/s 2依据物块受力 , 由牛顿第二定律得T- μmg=ma则细线拉力为 T=10 N.(2)依据匀变速直线运动规律t=2 s 时物块的速度 v=at=2 ×2 m/s=4 m/s 2s 内物块的位移 x= at 2=4 m对整体运用动能定理 , 有 W电 +W f= (M+m)v2而 W f=- μmgx=-24 J代入数据求得电动机做的功为W电=72 J.答案 :(1)10 N(2)72 J12.如图 ( 甲) 所示 , 轻弹簧左端固定在竖直墙上 , 右端点在 O 地点 . 质量为 m的物块 A(可视为质点 ) 以初速度 v0从距 O点右方 x0处的 P 点向左运动 , 与弹簧接触后压缩弹簧 , 将弹簧右端压到 O′点地点后 ,A 又被弹簧弹回 .A 走开弹簧后 , 恰巧回到 P 点. 物块 A 与水平面间的动摩擦因数为μ. 求:(1)物块 A 从 P 点出发又回到 P 点的过程 , 战胜摩擦力所做的功 .(2)O 点和 O′点间的距离 x1.(3)如图 ( 乙) 所示 , 若将另一个与 A完整相同的物块 B(可视为质点 ) 与弹簧右端拴接 , 将 A放在 B 右侧 , 向左推 A,B, 使弹簧右端压缩到 O′点地点 , 而后从静止开释 ,A,B 共同滑行一段距离后分别 . 分别后物块 A向右滑行的最大距离x2是多少 ?分析 :(1) 物块 A 从 P 点出发又回到P 点的过程 , 依据动能定理得战胜摩擦力所做的功为W f= m .(2)物块 A 从 P 点出发又回到 P 点的过程 , 依据动能定理得2μmg(x1+x0)= m解得 x1 =-x 0.(3)A,B在弹簧处于原优点罚别,设此时它们的共同速度是v1, 弹出过程弹力做功为 W F只有 A时, 从 O′到 P有W F- μmg(x1+x0)=0-0,A,B 共同从 O′到 O有W F-2 μmgx1= ×2m分别后对 A 有 m=μmgx2联立以上各式可得x2=x0-.。

2021届高考物理二轮复习：曲线运动、万有引力与航天含答案

2021届高考物理二轮：曲线运动、万有引力与航天含答案1、如图，人造地球卫星M、N在同一平面内绕地心O做匀速圆周运动，已知M、N连线与M、O连线间的夹角最大值为θ，则M、N的运动速度大小之比等于A．tan θ B．1tan θC．sin θ D．1sin θ2、月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器运行的轨道半径为r，运行速率为v，当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空( )A.r、v都将略微减小B.r、v都将保持不变C.r将略微减小，v将略微增大D.r将略微增大，v将略微减小3、某人站在地面上斜向上抛出一小球，球离手时的速度为v0，落地时的速度为v t.忽略空气阻力，下图中能正确描述速度矢量变化过程的是()4、已知火星的质量约为地球质量的19，其半径约为地球半径的12，自转周期与地球相近，公转周期约为地球公转周期的两倍．根据以上数据可推知()A．火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的2 3B．火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比约为2 9C．火星椭圆轨道的半长轴约为地球椭圆轨道半长轴的34倍D．在地面上发射航天器到火星，其发射速度至少达到地球的第三宇宙速度5、(双选)互成角度α(α≠0，α≠180°)的一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动()A．有可能是直线运动B．一定是曲线运动C．有可能是匀速运动D．一定是匀变速运动6、如图所示，从同一水平线上的不同位置，沿水平方向抛出两个小球A、B，不计空气阻力，若欲使两小球在空中相遇，则必须()A．先抛出A球B．同时抛出两球C．先抛出B球D．在相遇点A球速度大于B球速度7、如图所示，从倾角为θ且足够长的斜面的顶点A，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，小球落到斜面上前一瞬间的速度方向与斜面的夹角为φ1，第二次初速度为v2，小球落在斜面上前一瞬间的速度方向与斜面间的夹角为φ2，若v2>v1，则φ1和φ2的大小关系是()A．φ1＞φ2B．φ1＜φ2 C．φ1＝φ2D．无法确定8、如图，在竖直平面内，滑道ABC关于B点对称，且A、B、C三点在同一水平线上．若小滑块第一次由A滑到C，所用的时间为t1，第二次由C滑到A，所用的时间为t2，小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行，小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则()A．t1<t2B．t1＝t2C．t1>t2D．无法比较t1、t2的大小*9、宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动。

高一物理下册曲线运动万有引力与航天测试题及答案(WORD版)

曲线运动万有引力与航天1、如图所示，足够长的斜面静止在水平地面上。

将质量为m 的小球从斜面底端以初速度v 0抛出，初速度的方向与斜面间夹角为θ，小球恰好沿水平方向撞到斜面上。

不计空气阻力。

若仍从斜面底端抛出，改变以下条件仍能使小球水平撞到斜面上的是 A ．仅增大速度v 0 B ．仅适当增大θ C ．将m 和θ都适当减小 D ．将v 0和θ都适当增大2、从同一高度水平抛出的物体，在空中运动一段时间，落到同一水平地面上。

在不计空气阻力的条件下，由平抛运动规律可知（） A ．水平初速度越大，物体在空中运动的时间越长 B ．水平初速度越大，物体在空中运动的时间越短 C ．质量越大，物体在空中运动的时间越短 D ．水平初速度越大，物体落地时的速度越大3、如图所示，两根长度不同的细线上端固定在天花板上的同一点，下端分别系着完全相同的小钢球1，2。

现使小钢球在同一水平面内做匀速圆周运动。

下列说法正确的是 A ．球1收到的拉力比球2受到的拉力小 B ．球1的向心力比球2的向心力小 C ．球1的运动周期比球2的运动周期大 D ．球1的线速度比球2的线速度大4、“嫦娥二号”月球探测器升空后，先在地球表面附近以速率v 环绕地球飞行，再调整速度进入地月转移轨道，最后以速率v ′在月球表面附近环绕月球飞行．若认为地球和月球都是质量分布均匀的球体，已知月球与地球的半径之比为1∶4，密度之比为64∶81。

设月球与地球表面的重力加速度分别为g ′和g ，下列结论正确的是A ．g ′∶g ＝92 B ．g ′∶g ＝92 C ．v ′∶v ＝92 D ．v ′∶v ＝925、2019 年 10 月 11 日，中国火星探测器首次公开亮相，暂命名为“火星一号”，计划于2020年发射，并实现火星的着陆巡视。

已知火星的直径约为地球的 53%，质量约为地球的 11%，请通过估算判断以下说法正确的是A．火星表面的重力加速度小于9.8m/s2B．探测器在火星表面所受重力等于在地球表面所受重力C．探测器在火星表面附近的环绕速度等于7.9km/sD．火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度6、北京时间2019年4月10日，人类历史上首张黑洞“照片”（如图）被正式披露，引起世界轰动；2020年4月7日“事件视界望远镜（EHT）”项目组公布了第二张黑洞“照片”，呈现了更多有关黑洞的信息。

届高考一轮物理：曲线运动、万有引力与航天含答案

2021届高考一轮物理：曲线运动、万有引力与航天含答案专题：曲线运动、万有引力与航天一、选择题1、(双选)2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心成功发射第五、六颗北斗三号全球组网卫星，完成了农历鸡年中国航天的“收官之战”．北斗导航系统中，某颗卫星绕地球做圆周运动，其向心加速度大小为a，线速度大小为v，万有引力常数为G，由以上数据可知()A．该卫星轨道半径为av2B．该卫星角速度大小为avC．该卫星周期大小为2πva D．该卫星的质量为v4Ga2、假设火星探测器在火星表面附近圆轨道运行的周期为T1，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T2，火星质量与地球质量之比为P，火星半径与地球半径之比为q，则T1与T2之比为( )A. B. C. D.3、(多选)运动轨迹既不是抛物线也不是圆周的曲线运动，称为一般的曲线运动，研究一般的曲线运动，可以把曲线分隔成许多小段，分析质点在每一小段的运动时，下列方法错误的是()A．每一小段的运动可以看成直线运动B．每一小段运动中物体受到的合力为零C．每一小段运动中物体受到恒力的作用D．每一小段运动可以看成圆周运动的一部分4、(多选)2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波．根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈。

将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星()A．质量之积B．质量之和C．速率之和D．各自的自转角速度5、质点做曲线运动，从A到B速率逐渐减小，如图所示，有四位同学用示意图表示A到B的轨迹及速度方向和加速度的方向，其中正确的是()A B C D6、（双选）如图甲是古代一种利用抛出的石块打击敌人的装置，图乙是其工作原理的简化图．将质量为m＝10 kg的石块装在距离转轴L＝4.8 m的长臂末端口袋中．发射前长臂与水平面的夹角α＝30°.发射时对短臂施力使长臂转到竖直位置时立即停止，石块靠惯性被水平抛出．若石块落地位置与抛出位置间的水平距离为s＝19.2 m．不计空气阻力，g＝10 m/s2.则以下判断正确的是()A．石块被抛出瞬间速度大小为12 m/sB．石块被抛出瞬间速度大小为16 m/sC．石块落地瞬间速度大小为20 m/sD．石块落地瞬间速度大小为16 m/s7、在地面上方某点将一小球以一定的初速度沿水平方向抛出，不计空气阻力，则小球在随后的运动中()A．速度和加速度的方向都在不断改变B．速度与加速度方向之间的夹角一直减小C．在相等的时间间隔内，速率的改变量相等D．在相等的时间间隔内，动能的改变量相等8、如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环．小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力()A ．一直不做功B ．一直做正功C ．始终指向大圆环圆心D ．始终背离大圆环圆心*9、甲、乙两颗卫星绕地球做圆周运动，轨道在同一平面内，甲的轨道半径是乙轨道半径的k(k>1)倍，两卫星的绕行方向相同，某时刻两卫星相距最近，经过t 时间两卫星再次距离最近，已知地球的质量为M ，引力常量为G ，则乙的轨道半径为 ( ) A. B. C. D.*10、小赵同学在研究某物体运动时，正确地画出了右图的运动轨迹图象，经判断轨迹为二次函数图象．已知该物体在某方向做匀速直线运动，则下列关于物体可能的运动情况描述(图线)，正确的是( )11、(双选)如图所示，有一皮带传动装置，A 、B 、C 三点到各自转轴的距离分别为R A 、R B 、R C ，已知R B ＝R C ＝R A 2，若在传动过程中，皮带不打滑。

高中物理万有引力与航天题20套(带答案)及解析

高中物理万有引力与航天题20套(带答案)及解析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1．如图所示，质量分别为m 和M 的两个星球A 和B 在引力作用下都绕O 点做匀速圆周运动，星球A 和B 两者中心之间距离为L ．已知A 、B 的中心和O 三点始终共线，A 和B 分别在O 的两侧，引力常量为G ．求：(1)A 星球做圆周运动的半径R 和B 星球做圆周运动的半径r ； (2)两星球做圆周运动的周期．【答案】（1） R=m M M +L, r=m Mm+L,（2）()3L G M m +【解析】（1）令A 星的轨道半径为R ，B 星的轨道半径为r ，则由题意有L r R =+两星做圆周运动时的向心力由万有引力提供，则有：2222244mM G mR Mr L T Tππ==可得 RMr m＝，又因为L R r =+ 所以可以解得：M R L M m =+,mr L M m=+；（2）根据（1）可以得到：2222244mM MG m R m L L T T M m ππ==⋅+则：()()23342L L T M m GG m M π==++ 点睛：该题属于双星问题，要注意的是它们两颗星的轨道半径的和等于它们之间的距离，不能把它们的距离当成轨道半径．2．据每日邮报2014年4月18日报道，美国国家航空航天局目前宣布首次在太阳系外发现“类地”行星.假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T ；宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h 处自由释放-个小球(引力视为恒力)，落地时间为.t 已知该行星半径为R ，万有引力常量为G ，求：()1该行星的第一宇宙速度；()2该行星的平均密度．【答案】(()231 2?2hGt R π．【解析】【分析】根据自由落体运动求出星球表面的重力加速度，再根据万有引力提供圆周运动向心力，求出质量与运动的周期，再利用MVρ=，从而即可求解．【详解】()1根据自由落体运动求得星球表面的重力加速度212h gt =解得：22h g t =则由2v mg m R=求得：星球的第一宇宙速度v ==()2由222Mm hG mg m Rt==有：222hR M Gt =所以星球的密度232M h V Gt R ρπ== 【点睛】本题关键是通过自由落体运动求出星球表面的重力加速度，再根据万有引力提供圆周运动向心力和万有引力等于重力求解．3．“天宫一号”是我国自主研发的目标飞行器，是中国空间实验室的雏形．2013年6月，“神舟十号”与“天宫一号”成功对接，6月20日3位航天员为全国中学生上了一节生动的物理课．已知“天宫一号”飞行器运行周期T ，地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，“天宫一号”环绕地球做匀速圆周运动，万有引力常量为G ．求： (1)地球的密度； (2)地球的第一宇宙速度v ； (3)“天宫一号”距离地球表面的高度．【答案】(1)34gGRρπ= (2)v =h R = 【解析】（1）在地球表面重力与万有引力相等：2MmGmg R =，地球密度：343M M RVρπ==解得：34gGRρπ=（2）第一宇宙速度是近地卫星运行的速度，2v mg m R=v gR =（3）天宫一号的轨道半径r R h =+，据万有引力提供圆周运动向心力有：()()2224MmGm R h TR h π=++，解得：22324gT R h R π=-4．据报道，一法国摄影师拍到“天宫一号”空间站飞过太阳的瞬间．照片中，“天宫一号”的太阳帆板轮廓清晰可见．如图所示，假设“天宫一号”正以速度v =7.7km/s 绕地球做匀速圆周运动，运动方向与太阳帆板两端M 、N 的连线垂直，M 、N 间的距离L =20m ，地磁场的磁感应强度垂直于v ，MN 所在平面的分量B =1.0×10﹣5 T ，将太阳帆板视为导体．（1）求M 、N 间感应电动势的大小E ；（2）在太阳帆板上将一只“1.5V 、0.3W”的小灯泡与M 、N 相连构成闭合电路，不计太阳帆板和导线的电阻．试判断小灯泡能否发光，并说明理由；（3）取地球半径R =6.4×103 km ，地球表面的重力加速度g = 9.8 m/s 2，试估算“天宫一号”距离地球表面的高度h （计算结果保留一位有效数字）．【答案】（1）1.54V （2）不能（3）5410m ⨯ 【解析】【分析】【详解】（1）法拉第电磁感应定律E=BLv代入数据得E =1.54V（2）不能，因为穿过闭合回路的磁通量不变，不产生感应电流．（3）在地球表面有2MmGmg R = 匀速圆周运动22()Mm v G m R h R h=++ 解得22gR h R v=-代入数据得h ≈4×105m 【方法技巧】本题旨在考查对电磁感应现象的理解，第一问很简单，问题在第二问，学生在第一问的基础上很容易答不能发光，殊不知闭合电路的磁通量不变，没有感应电流产生．本题难度不大，但第二问很容易出错，要求考生心细，考虑问题全面．5．“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步．已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为H ，飞行周期为T ，月球的半径为R ，引力常量为G ．求：(1) “嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小； (2)月球的质量；(3)若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运行的线速度应为多大．【答案】（1）()2R H Tπ+（2）()3224R H GT π+（3）()2R H R HTRπ++ 【解析】（1）“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小12π()R H v T+=．（2）设月球质量为M ．“嫦娥一号”的质量为m ．根据牛二定律得2224π()()R H MmG m R H T +=+解得2324π()R H M GT+=．（3）设绕月飞船运行的线速度为V ，飞船质量为0m ，则2002Mm V G m RR =又2324π()R H M GT +=．联立得()2πR H R HV TR++=6．某双星系统中两个星体 A 、B 的质量都是 m ，且 A 、B 相距 L ，它们正围绕两者连线上的某一点做匀速圆周运动．实际观测该系统的周期 T 要小于按照力学理论计算出的周期理论值 T 0，且= k (），于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的星体 C 的影响，并认为 C 位于双星 A 、B 的连线中点．求： (1)两个星体 A 、B 组成的双星系统周期理论值； (2)星体C 的质量．【答案】（1）；（2）【解析】【详解】(1)两星的角速度相同,根据万有引力充当向心力知:可得：两星绕连线的中点转动,则解得：(2)因为C 的存在,双星的向心力由两个力的合力提供,则再结合：= k可解得：故本题答案是：（1）；（2）【点睛】本题是双星问题,要抓住双星系统的条件:角速度与周期相同,再由万有引力充当向心力进行列式计算即可.7．我国的火星探测器计划于2020年前后发射，进行对火星的科学研究．假设探测器到了火星上空，绕火星做匀速圆周运动，并测出探测器距火星表面的距离为h ，以及其绕行周期T 和绕行速率V ，不计其它天体对探测器的影响，引力常量为G ，求： (1)火星的质量M ． (2)若4TVh π=，求火星表面的重力加速度g 火大小．【答案】（1）32TV M Gπ= （2）8=V g T π火【解析】(1)设探测器绕行的半径为r ，则：2rT Vπ= 得：2TVr π=设探测器的质量为m ，由万有引力提供向心力得：22GMm V m r r = 得：32TV M Gπ=(2)设火星半径为R ，则有r R h =+ 又4TV h π=得：4TVR π= 火星表面根据黄金代换公式有：2=GMg R 火得：8=Vg Tπ火【点睛】（1）根据周期与线速度的关系求出半径，再根据万有引力提供向心力求解火星质量；（2）根据黄金代换公式可以求出．8．我国预计于2022年建成自己的空间站。

高三物理复习《曲线运动万有引力与航天》典型练习(较难)含答案

高三物理复习典型练习（较难）《曲线运动万有引力与航天》(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分。

在每小题给出的四个选项中,第1~7题只有一项符合题目要求,第8~10题有多项符合题目要求。

全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.如图为质点做匀变速曲线运动轨迹的示意图,且质点运动到D点时速度方向与加速度方向恰好互相垂直,则质点从A点运动到E点的过程中,下列说法正确的是()A.质点经过C点的速率比D点的大B.质点经过A点时的加速度方向与速度方向的夹角小于90°C.质点经过D点时的加速度比B点的大D.质点从B点到E点的过程中加速度方向与速度方向的夹角先增大后减小2.一质点在xOy平面内运动的轨迹如图所示,下面有四种说法:①若质点在x方向始终匀速运动,则在y方向先加速后减速;②若质点在x方向始终匀速运动,则在y方向先减速后加速;③若质点在y方向始终匀速运动,则在x方向先加速后减速;④若质点在y方向始终匀速运动,则在x方向先减速后加速。

其中正确的是()A.只有①③B.只有①④C.只有②③D.只有②④3.如图所示,小球A位于斜面上,小球B与小球A位于同一高度,现将小球A、B分别以v1和v2的速度水平抛出,都落在了倾角为45°的斜面上的同一点,且小球B 恰好垂直打到斜面上,则v1∶v2为()A.3∶2B.2∶1C.1∶1D.1∶24.如图所示,在竖直面内有一个以AB为水平直径的半圆,O为圆心,D为最低点。

圆上有一点C,且∠COD=60°。

现在在A点以速率v1沿AB方向抛出一小球,小球能击中D点;若在C点以某速率v2沿BA方向抛出小球也能击中D点。

重力加速度为g,不计空气阻力。

下列说法正确的是()A.圆的半径为R=B.圆的半径为R=C.速率v2=v1D.速率v2=v15.一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用系列不同半径的小圆弧来代替。

【物理】物理万有引力与航天练习题及答案含解析

【物理】物理万有引力与航天练习题及答案含解析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1．经过逾6 个月的飞行，质量为40kg 的洞察号火星探测器终于在北京时间2018 年11 月27 日03：56在火星安全着陆。

着陆器到达距火星表面高度800m 时速度为60m/s ，在着陆器底部的火箭助推器作用下开始做匀减速直线运动；当高度下降到距火星表面100m 时速度减为10m/s 。

该过程探测器沿竖直方向运动，不计探测器质量的变化及火星表面的大气阻力，已知火星的质量和半径分别为地球的十分之一和二分之一，地球表面的重力加速度为g = 10m/s 2。

求：(1)火星表面重力加速度的大小； (2)火箭助推器对洞察号作用力的大小. 【答案】(1)2=4m/s g 火 (2)F =260N 【解析】【分析】火星表面或地球表面的万有引力等于重力，列式可求解火星表面的重力加速度；根据运动公式求解下落的加速度，然后根据牛顿第二定律求解火箭助推器对洞察号作用力. 【详解】（1）设火星表面的重力加速度为g 火，则2=M m Gmg r火火火2=M mGmg r 地地解得g 火=0.4g=4m/s 2（2）着陆下降的高度：h=h 1-h 2=700m ，设该过程的加速度为a ，则v 22-v 12=2ah 由牛顿第二定律：mg 火-F=ma 解得F=260N2．宇航员在某星球表面以初速度v 0竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为h .已知该星球的半径为R ，且物体只受该星球的引力作用.求： (1)该星球表面的重力加速度；(2)从这个星球上发射卫星的第一宇宙速度.【答案】(1)202v h(2) v 【解析】本题考查竖直上抛运动和星球第一宇宙速度的计算．(1) 设该星球表面的重力加速度为g ′，物体做竖直上抛运动，则202v g h ='解得，该星球表面的重力加速度202v g h'=(2) 卫星贴近星球表面运行，则2v mg mR'=解得：星球上发射卫星的第一宇宙速度02Rv g R vh=='3．宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角α，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求该星球的密度（已知球的体积公式是V=43πR3）．【答案】03tan2VRGtαπ【解析】试题分析：平抛运动在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做自由落体运动，根据平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度．根据万有引力等于重力求出星球的质量，结合密度的公式求出星球的密度．设该星球表现的重力加速度为g，根据平抛运动规律：水平方向：x v t=竖直方向：212y gt=平抛位移与水平方向的夹角的正切值212tangtyx v tα==得：02tanvgtα=设该星球质量M，对该星球表现质量为m1的物体有112GMmm gR=，解得GgRM2=由343V Rπ=，得：03tan2vMV RGtαρπ==4．地球同步卫星，在通讯、导航等方面起到重要作用。

高中物理人教版必修二曲线运动及万有引力与航天练习题及解析

高中物理人教版必修二曲线运动及万有引力与航天练习题注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）一、选择题（题型注释）v．若在蜡块从A点开始匀速上升的同时，玻璃管从AB位置由静止开始水平向右做匀加速直线运动，加速度大小为a，则蜡块的实际运动轨迹可能是图中的（）A．直线P B．曲线Q C．曲线R D．无法确定2.如图所示,在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球, 经t1时间落到斜面上B点处,若在A点将此小球以速度0.5v水平抛出,经t2落到斜面上的C点处,以下判断正确的是( )A. t1:t2=4:1B. AB:AC=4:1C. AB:AC=2:1D. t1:t2=√2:13.一水平抛出的小球落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，运动轨迹如右图中虚线所示。

小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为( )A. 1tanθB. 12tanθC. tanθD. 2tanθ4.一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。

如图（a）所示，曲线上的A点的曲率圆定义为：通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆，在极限情况下，这个圆就叫做A点的曲率圆，其半径ρ叫做A 点的曲率半径。

现将一物体沿与水平面成α角的方向已速度υ0抛出，如图（b ）所示。

则在其轨迹最高点P 处的曲率半径是A. v 02gB. v 02sin 2αgC. v 02cos 2αgD. v 02sin 2αg5.如图所示，两个质量相同的小球A 、B ，用长度之比为L A ：L B =3:2的细线拴在同一点，并在同一水平面内做匀速圆周运动，则它们的( )A. 角速度之比为A B :3:2ωω=B. 线速度之比为A B :1:1v v =C. 向心力之比为A B :2:3F F =D. 悬线的拉力之比为A B :3:2T T =6.两小球固定在一根长为L 的杆的两端,绕杆上的O 点做圆周运动,如图所示.当小球1的速度为v 时,小球2的速度为v 2,则转轴O 到小球2的距离是( )A. Lv1v 1+v 2B. Lv2v 1+v 2C.L(v 1+v 2)v 1D.L(v 1+v 2)v 27.长期以来“卡戎星（Charon ）”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r 1=19600km ，公转周期T 1=6.39天。