届高三物理第一轮曲线运动万有引力定律单元复习检测试题带答案.docx
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届高三物理第一轮曲线运动万有引力定律单元复习检测试题带答案
2012届高三物理第一轮曲线运动、万有引力定律单元复习检测试题(带答案)
广西兴安中学2012高考一轮复习物理单元测试
第四章曲线运动、万有引力定律
一、选择题:
在每小题给出的四个选项中,有的只有一项是正确的,有的有多个选项正确,全选对的得6分,选对但不全的得3分,选错的得0分。
1.关于物体做曲线运动,下列说法正确的是()
A.物体在恒力作用下不可能做曲线运动
B.物体在变力作用下有可能做曲线运动
C.做曲线运动的物体,其速度方向与加速度方向不在同一条直线上
D.物体在变力作用下不可能做直线运动
2.质量为1kg的物体在水平面内做曲线运动,已知该物体在互相垂直方向上的两分运动的速度时间图象如图所示,则下列说法正确的是()
A.2s末质点速度大小为7m/s
B.质点所受的合外力大小为3N
C.质点的初速度大小为5m/s
D.质点初速度的方向与合外力方向垂直
3(2011上海).如图,人沿平直的河岸以速度行走,且通过不可伸长的绳拖船,船沿绳的方向行进,此过程中绳始终与水面平行。
当绳与河岸的夹角为,船的速率为
(A)(B)
(C)(D)
4(2011全国卷1).我国“嫦娥一号”探月卫星发射后,先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时);然后,经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”;最后奔向月球。
如果按圆形轨道计算,并忽略卫星质量的变化,则在每次变轨完成后与变轨前相比,
A.卫星动能增大,引力势能减小
B.卫星动能增大,引力势能增大
C.卫星动能减小,引力势能减小
D.卫星动能减小,引力势能增大
5(2011全国理综).卫星电话信号需要通地球同步卫星传送。
如果你与同学在地面上用卫星电话通话,则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于(可能用到的数据:
月球绕地球运动的轨道半径约为3.8×105m/s,运行周期约为27天,地球半径约为6400千米,无线电信号传播速度为3x108m/s)()
A.0.1sB.0.25sC.0.5sD.1s
6(2011天津).质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行,其运动视为匀速圆周运动。
已知月球质量为M,月球半径为R,月球表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑月球自转的影响,则航天器的
A.线速度B.角速度
C.运行周期D.向心加速度
7(2011浙江).为了探测X星球,载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心,半径为r1的圆轨道上运动,周期为T1,总质量为m1。
随后登陆舱脱离飞船,变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动,此时登陆舱的质量为m2则
A.X星球的质量为
B.X星球表面的重力加速度为
C.登陆舱在与轨道上运动是的速度大小之比为
D.登陆舱在半径为轨道上做圆周运动的周期为
8(2011广东).已知地球质量为M,半径为R,自转周期为T,地球同步卫星质量为m,引力常量为G。
有关同步卫星,下列表述正确的是
A.卫星距离地面的高度为
B.卫星的运行速度小于第一宇宙速度
C.卫星运行时受到的向心力大小为
D.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度
9(2011北京).由于通讯和广播等方面的需要,许多国家发射了地球同步轨道卫星,这些卫星的
A.质量可以不同B.轨道半径可以不同
C.轨道平面可以不同D.速率可以不同
10(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。
以下判断正确的是
A.甲的周期大于乙的周期
B.乙的速度大于第一宇宙速度
C.甲的加速度小于乙的加速度
D.甲在运行时能经过北极的正上方
兴安中学2012高考一轮复习物理单元测试
第一章力
班姓名
一选择题
题号12345678910
选项
二、实验题把答案填在题中的横线上或按题目要求答题。
(15分)
11.某同学课外研究平抛物体的运动,并将实验中测出的两物理量Q和S数值填表如下,Q和S的单位相同但没有写出。
(g=10m/s2)
Q0.000.100.200.300.400.50
S0.000.050.200.450.801.25
(1)上表中Q表示的物理量是;S表示的物理量是。
(2)若上表中Q和S用的都是国际单位制中的单位,则平抛物体的水平速度为
12.(13分)某同学得用图1所示装置做“研究平抛运动”的实验,根据实验结果在坐标纸上描出了小球水平抛出后的运动轨迹,但不慎将画有轨迹图线的坐标纸丢失了一部分,剩余部分如图2所示。
图2中水平方向与竖直方向每小格的长度均代表0.10m,、和是轨迹图线上的3个点,和、和之间的水平距离相等。
完成下列填空:
(重力加速度取)
(1)设、和的横坐标分别为、和,纵坐标分别为、和,从图2中可读出=________m,=__________m,=__________m(保留两位小数)。
(2)若已测知抛出后小球在水平方向上做匀速运动。
利用
(1)中读取的数据,求出小球从运动到所用的时间为________________s,小球抛出后的水平速度为_________________(均可用根号表示)。
(3)已测得小球抛也前下滑的高度为0.50m。
设和分别为开始下滑时和抛出时的机械能,则小球从开始下滑到抛出的过程中机械能的相对损失,=________⑥__________%(保留两位有效数字)
三、计算题解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后的答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位。
13(2011天津).如图所示,圆管构成的半圆形竖直轨道固定在水平地面上,轨道半径为R,MN为直径且与水平面垂直,直径略小于圆管内径的小球A以某一初速度冲进轨道,到达半圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,落地点距N为2R。
重力加速度为g,忽略圆管内径,空气阻力及各处摩擦均不计,求:
(1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t;
(2)小球A冲进轨道时速度v的大小。
14、(上海市金山区2011届高三上学期期末考试)如图所示为“S”形玩具轨道,该轨道是用内壁光滑的薄壁细圆管弯成,放置在竖直平面内,轨道弯曲部分是由两个半径相等的半圆对接而成,圆半径比细管内径大得多,轨道底端与水平地面相切,轨道不可移动。
弹射装置将一个小球(可视为质点)从A点以v0水平弹射向B点并进入轨道,经过轨道后从最高点D水平抛出,已知小球与地面AB段间的动摩擦因数μ=0.2,不计其他机械能损失,AB段长L=1.25m,问:
(1)若圆的半径R=0.25m,v0至少多大才能使小球从D点抛出?
(2)若v0=9.22m/s,圆的半径R取何值时,小球从D点抛出后的水平位移最大(抛出后小球不会再碰到轨道)?
15.山东省费县一中2011届高三第一次调研测试过山车是游乐场中常见的设施。
下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径R1=2.0m、R2=1.4m。
一个质量为m=1.0kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以v0=12.0m/s的初速度沿轨道向右运动,A、B间距L1=6.0m。
小球与水平轨道间的动摩擦因数μ=0.2,圆形轨道是光滑的。
假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。
重力加速度取g=10m/s2,计算结果保留小数点后一位数字。
试求
(1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
(2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距应是多少;
16.山东省实验中学2011届第一次诊断性测试如图,一个质量为0.6kg的小球以某一初速度从P点水平抛出,恰好从光滑圆弧ABC的A点的切线方向进入圆弧(不计空气阻力,进入圆弧时无机械能损失)。
已知圆弧的半径R=0.3m,θ=600,小球到达A点时的速度v=4m/s。
(取g=10m/s2)求:
(1)小球做平抛运动的初速度v0;
(2)P点与A点的水平距离和竖直高度;
(3)小球到达圆弧最高点C时对轨道的压力。
17(2011广东)、如图20所示,以A、B和C、D为端点的两半圆形光滑轨道固定于竖直平面内,一滑板静止在光滑水平地面上,左端紧靠B点,上表面所在平面与两半圆分别相切于B、C。
一物块被轻放在水平匀速运动的传送带上E点,运动到A时刚好与传送带速度相同,然后经A沿半圆轨道滑下,再经B滑上滑板。
滑板运动到C时被牢固粘连。
物块可视为质点,质量为m,滑板质量M=2m,两半圆半径均为R,板长l=6.5R,板右端到C的距离L在R<L<5R范围内取值。
E距A为S=5R,物块与传送带、物块与滑板间的动摩擦因素均为μ=0.5,重力加速度取g.
(1)求物块滑到B点的速度大小;
(2)试讨论物块从滑上滑板到离开滑板右端的过程中,克服摩擦力做的功Wf与L的关系,并判断物块能否滑到CD轨道的中点。
参考答案
1.答案:
BC
解析:
平抛运动是物体在恒力作用下的曲线运动,匀速圆周运动是物体在变力作用下的曲线运动.
.2.答案:
D
解析:
2秒末质点在x、y方向的分速度分别为vx=3m/s、vy=4m/s,质点的速度v=vx2+vy2=5m/s,A选项错误;质点的加速度a=ax=3-02m/s2=1.5m/s2,质点受到的合外力F=ma=1×1.5N=1.5N,B选项错误;质点的初速度大小v0=v0x2+v0y2=4m/s,C选项错误;质点初速度方向沿y方向,合力方向沿x方向,相互垂直,D选项正确.
3.答案:
C
4.解析:
周期变长,表明轨道半径变大,速度减小,动能减小,引力做负功故引力势能增大选D
5.B
6.【解析】:
万有引力提供卫星做圆周运动的向心力,代入相关公式即可
【答案】:
AC
7..答案:
AD
解析:
根据、,可得、,故A、D正确;登陆舱在半径为的圆轨道上运动的向心加速度,此加速度与X星球表面的重力加速度并不相等,故C错误;根据,得,则,故C错误。
8.解析:
根据,A错,由,B正确,由,C错D对。
选BD
9.A
10.答案:
AC
解析:
万有引力提供向心力,由,可得向心加速度之比,C正确;周期之比,A正确;甲、乙均为两颗地球卫星,运行速度都小于第一宇宙速度,B错误;甲为地球同步卫星运行在赤道上方,D错误。
11.答案:
(1)水平位移、竖直位移
(2)1.00m/s
12.答案:
①0.61;②1.61;③0.60;④0.20;⑤3.0;⑥8.2;
解析:
本题考查研究平抛运动的实验.由图可知P1到P2两点在竖直方向的间隔为6格,P1到P3两点在竖直方向的间隔为16格所以有=0.60m.=1.60m.P1到P2两点在水平方向的距离为6个格,则有=0.60m.
(2)由水平方向的运动特点可知P1到P2与P2到P3的时间相等,根据,解得时间约为0.2s,则有
(3)设抛出点为势能零点,则开始下滑时的机械能为E1=mgh=mg/2,抛出时的机械能为E2==4.5m,则根据0.082。
13.(16分)
(1)粘合后的两球飞出轨道后做平抛运动,竖直方向分运动为自由落体运动,有
①
解得②
(2)设球A的质量为m,碰撞前速度大小为v1,把球A冲进轨道最低点时的重力势能定为0,由机械能守恒定律知③
设碰撞后粘合在一起的两球速度大小为v2,由动量守恒定律知④
飞出轨道后做平抛运动,水平方向分运动为匀速直线运动,有⑤
综合②③④⑤式得
14、解:
(1)小球恰好能从A点运动到D点,根据动能定理,
-μmgL-mg4R=0-12mv02(2分)
代入数据得,v0=5m/s(2分)
(2)设D点时的速度为v,
-μmgL-mg4R=12mv2-12mv02①(2分)
小球从D点抛出后做平抛运动,设水平位移为S,有
4R=12gt2②,S=vt③(2分)
联立①②③,得(2分)
所以,当R=0.5m时,水平位移最大。
(2分)
15答案:
(1)10.0N;
(2)12.5m
【解析】
(1)设小于经过第一个圆轨道的最高点时的速度为v1根据动能定理
①
小球在最高点受到重力mg和轨道对它的作用力F,根据牛顿第二定律
②
由①②得③
(2)设小球在第二个圆轨道的最高点的速度为v2,由题意
④
⑤
由④⑤得
16解:
(1)小球到A点的速度如图所示,由图可知
-----------2分
(2)
由平抛运动规律得:
-----------1分
-----------1分
-----------1分
-----------1分
-----------1分
(3)取A点为重力势能的零点,由机械能守恒定律得:
-----------2分
代入数据得:
-----------1分
由圆周运动向心力公式得:
-----------2分
代入数据得:
-----------1分
由牛顿第三定律得:
小球对轨道的压力大小,方向竖直向上-----------1分
⑥
17、解析:
(1)μmgs+mg•2R=mvB2①
所以vB=3
(2)设M滑动x1,m滑动x2二者达到共同速度v,则
mvB=(M+m)v②
μmgx1=mv2③
—μmgx2=mv2—mvB2④
由②③④得v=,x1=2R,x2=8R
二者位移之差△x=x2—x1=6R<6.5R,即滑块未掉下滑板
讨论:
①R<L<2R时,Wf=μmg(l+L)=mg(6.5R+L)
②2R≤L<5R时,Wf=μmgx2+μmg(l—△x)=4.25mgR<4.5mgR,即滑块速度不为0,滑上右侧轨道。
要使滑块滑到CD轨道中点,v¬c必须满足:
mvc2≥mgR⑤
此时L应满足:
μmg(l+L)≤mvB2—mvc2⑥
则L≤R,不符合题意,滑块不能滑到CD轨道中点。
答案:
(1)vB=3
(2)
①R<L<2R时,Wf=μmg(l+L)=mg(6.5R+L)
②2R≤L<5R时,Wf=μmgx2+μmg(l—△x)=4.25mgR<4.5mgR,即滑块速度不为0,滑上右侧轨道。
滑块不能滑到CD轨道中点