福建2015高三物理单元质量评估(第五章曲线运动万有引力和航天)讲述

1、福建2015高三物理单元质量评估（五）第五章曲线运动万有引力和航天（时间：90分钟满分：100分）班级 姓名 座号 成绩第1页共9页1. NBA的比赛非常激烈、精彩，很受球迷们的喜爱，要想 赢得比赛，必须减少失误。其中传球是一项基本功，如图所示, 甲运动员在球场上得到篮球以后，甲、乙以相同的速度并排向同 一方奔跑，甲运动员要将球传给乙运动员，不计空气阻力，问他 应将球向什么方向抛出（ ）A.抛出方向与奔跑方向相同，如图中箭头1所指的方向8 .抛出方向指向乙的前方，如图中箭头2所指的方向C.抛出方向指向乙，如图中箭头3所指的方向D.抛出方向指向乙的后方，如图中箭头4所指的方向解析：甲、乙以相同的

2、速度并排向同一方向运动，说明在这一方向上两者相对静止，因此甲运动员应向乙垂直抛出，如图中箭头3 ,故应选Co【答案】C甲v/ins-13 乙9 .河水的流速与离河岸的 关系如图甲所示，船在静水中速 度与时间的关系如图乙所示。若 要使船以最短时间渡河，则（ ）船渡河的最短时间是 60s船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直船在河水中航行的轨迹是一条直线船在河水中的最大速度是5ni/sA. B. C. D.解析：若要使船以最短时间渡河，在行驶过程中，船头始终与河岸垂直，则正确；而由图可知,船在静水中匀速运动的速度为3m/s ,河岸宽300m ,由运动的独立性知，船渡河1的最短时间，=土一s = 100

3、s ,则错误；河中不同位置河水流速不同，则船在河水 叫 3中航行的轨迹是一条曲线，则错误；当河水的流速最大时，船的合速度最大v =+丫水2 = 5" s ,则正确；故应选Do【答案】D10 农民在精选谷种时，常用一种叫“风车''的农具进行分选。在同一风力作用下，谷种 和瘪谷（空壳）谷粒都几乎同时从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开,如图所示。忽略谷粒之间的作用力和空气阻力，下列分析正确的是（）A.财处是瘦谷，N处为谷种B.谷种质量大，惯性大，飞得远些C.谷种质量大，比瘪谷先落到地面D.谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的 速度小些解析：谷种质量大，惯性

4、大，在同一风力作用下，加速度小，由V；-vj = 2“s可知， 离开洞口时速度更小,D正确。从洞口水平飞出做平抛运动，落地时间仅由竖直高度决定， 高度相同，瘪谷和谷种同时落地，谷种飞出洞口时的速度比嬉谷飞出洞口时的速度小些，由 x = 可知，谷种水平位移更小。A B C错误，只有D正确。【答案】D4.从某一高处水平抛出一个物体，物体着地时的速度方向一、与水平方向成8角，不计空气阻力，取地而为重力势能的参考平、'、面，则物体抛出时的动能与重力势能之比为（）、一A. sin26B. cos26、C. tan29D. cot20v解析：设物体水平抛出的速度为皿，看地时的竖直方向的速度为vy

5、,则tan6 =, %12V2 出 2。 E 7%1则下落高度"=上=上，故等 = 一L = C0t2%应选D。2g 2g Ep ingh tan- 0【答案】D5.如图所示，两个半径不同而内壁光滑的半圆轨道固定在地面上，质量相等的两个小 球分别从与球心在同一水平高度的A、3两点由静止开始自由滑下，它们通过轨道最低点时速度相同向心加速度相同对轨道的压力相等机械能相等A.® B. ®® C. D.解析：小球自由下滑到身氐点的过程中，由动能定理可知：mSR = mv2-0 ,即小 球在最低点时的速度了 =向A ,又2 % ,即小球从A点下滑到最低点时的速度大

6、，2则错误；在最低点有： = = = 2g ,则正确，同时由牛顿第二定律可知： A2N mg = /,则轨道对小球的弹力N=3mg ,正确；由机械能守恒定律知,正确； R故应选G【答案】C6 .如图所示，质量不计的轻质弹性杆P插入桌面上的小孔中，杆的另一端套有一个质 量为，的小球，今使小球在水平而内做半径为R的匀速圆周运动，且角速度为3,则杆的上端受到球对其作用力的大小为(A. mco2RB. niyjg1 +a)4R1C. niyjg1 -cdaR-D.条件不足，不能确定解析：小球受到重力及杆对小球的作用力，由于小球在水平面内做匀速圆周运动，所以 两者的合力提供向心力，由牛顿第二定律知：“，

7、叫尸+尸=R ,即 F =+ 疗R，,应选 B。【答案】B7 .如图所示是摩托车比赛转弯时的情形。转弯处路而 常是外高内低，摩托车转弯有一个最大安全速度，若超过此 速度，摩托车将发生滑动。对于摩托车滑动的问题，下列论 述正确的是( )A.摩托车一直受到沿半径方向向外的离心力作用8 .摩托车所受外力的合力小于所需的向心力C.摩托车将沿其线速度的方向沿直线滑去D.摩托车将沿其半径方向沿直线滑去解析：摩托车受到重力、支持力和摩擦力的作用，离心力只是一种效果而已，所以A错误；而当摩托车转弯时超过最大安全速度,合外力不足于提供向心力,摩托车做离心运动 而发生滑动，则B正确，C、D错误；故应选B。【答案】

8、B8 . 2008年9月25日21时10年载着翟志刚、刘伯明、景海鹏三位宇航员的神舟七号 飞船在中国酒泉卫星发射中心发射成功，9月27日翟志刚成功实施了太空行走，他的第一 次太空行走标志着中国航天事业全新时代的到来。“神舟七号”绕地球做近似匀速圆周运动,其轨道半径为人若另有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的半径为"，则可以确定（）卫星与“神舟七号”的加速度大小之比为1 : 4卫星与“神舟七号”的线速度大小之比为1 ：行翟志刚出舱后不再受地球引力翟志刚出舱任务之一是取回外挂的实验样品，假如不小心实验样品脱手，则它做自 由落体运动A. B. C.©D.解析：由万有引力提供向心力可知

9、, G丝!="用，即加速度"="，故卫星与、神 一rr舟七号”的加速度大小之比为1 ： 4 ,又G " 三，即线速度y =,故卫星与,神厂 rv r舟七号”的线速度大小之比为1:衣，即正确;当人或实验样品出舱后，由于仍受到万 有引力的作用而继续做匀速圆周运动，即错误，故应选A。【答案】A9 .据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射 中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77。赤道上空的同步轨道。 关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是（） 运行速度大于7.9 km/s离地而高度一定

10、，相对地面静止向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等卫星运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大A. B. C. D.解析：由于定点后的“天链一号01星'是同步轨道,所以它离地面高度一定，相对地面 静止，故正确；对于同步卫星，其角速度恰好等于地球自转角速度3 ,故其加速度山之/,Mm而对赤道上的物体，向心加速度a2=co2R ,由于匚R+h ,故错误；又由G - =小一得： r- r、-'-'士一 1GM上士GMc vI GM运仃速度v =,而第一于由速度vL =,故错及；又g =；=、二，r</月，即卫星运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，即正确；故

11、应选C。【答案】C10.我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上 建造空间站。如图所示，关闭动力的航天飞机在月球 引力作用下经椭圆轨道向月球靠近，并将与空间站在3处对接。已知空间站绕月轨道半径为八周期为丁，万有引力常量为G,下列说法中正确的图中航天飞机在飞向8处的过程中，月球引力做正功 航天飞机在8处由椭圆轨道可直接进入空间站轨道根据题中条件可以算出月球质量 根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小A.B.C.D.解析：由于关闭动力的航天飞机在月球引力作用下经椭圆轨道向月球靠近，所有航天飞 机在飞向B处的过程中,月球引力做正功,则正确；航天飞机由椭圆轨道进入圆形轨道 时，必须经过多次的姿势调

12、整及速度调整，故错误；由G丝i厂得，月球质量：r2 M =三鼠，故正确；由于不知道空间站的质量，故无法算出空间站受到的月球引力的 GT大小，即错误；故应选A。【答案】A二、填空题。（本题共有2小题，每小题6分，共12分）11.某同学利用图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, Pi、P2和P3是轨迹图线 上的3个点，Pi和Pz、P2和P3之间的水平距离相等。完成下列填空：（重力加速度取9.8nVs2） （1）设Pl、P2、和

13、P3的横坐标分别为X1、也和X3,纵坐标分别为V、”和），3,从图2 中可读出I yi- y2 I =m, |），l ” 1=m,（保留两位小数）。（2）若已测知抛出后小球在水平方向做匀速运动，利用（1）中读取的数据，求小球从 Pi运动到P?所用的时间为 s,小球抛出后的水平速度为 nVso水平方向解析：(1 )由图 2 可知： yi- y2 I 6£=0.60m f I y - I =16.1L=1.61m ；(2 )由上可知,yi2=0.60m , y23=l.01m , Ay=V23-y 12=0.41 m ,由于竖直方向做自由落体运动，则有尸婚,故从P1运动到口所用的时间，=

14、翳心，则小则出后的水平速度匕）=> =? /S = 3.0m/ s。位：且A与。轮组合时，两轮的角速度之比©A ：的尸 O解析：变换齿轮组合数量有4种，即AC、A。、BC、BD组合,由该车有4种不同的档 位;当A与。轮组合时4轮的周长与D轮的周长之比为4 ： 1 ,则半径之比Ra : R。= 4:1 , 又由于A、D轮通过齿轮转动边缘点的线速度相等，由勿=1知%：% =即：必=1: 4。r【答案】41 ：4三、计算题（本题共有4小题，每小题12分，共48分；解答应写出必要的文字说明、 方程式和重要的演算步骤，只写最后答案的不给分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数 值和单位）

15、13 .如图所示，在距地面高为=45m处，有一小球A以初速度研尸10m/s水平抛出，与此同时，在A的正下 根产方有一物块8也以相同的初速度同方向滑出，B与水平 H、'、地而间的动摩擦因数为=0.4, A、B均可视为质点，工一八'、'、B空气阻力不计。求A球落地时，A、8相距多远？某同学的解答如下:解：因为A只受重力，做平抛运动：H=-gt2叫呼忤=32A 的水平距离 =vot = 10x3 = 30(?)B在水平方向受摩擦力，则有：/mg = ma故。=gig =4m/s2而B做初速度为心=10"s的匀减速直线运动故在A下落过程中B的位移为：sB=vot +

16、-at2 =10x3 + -x(-4)x32 = 12m 22所以 A、B 间的距离 sAli = sA - sH = 30 -12 = 18”？你同意上述解法吗？若同意，说明理由；若不同意，求出你认为正确的答案。解析：(1)答案有错(2)8停止运动的时间=上二% =空刊5 = 2.55 a -4由于。，八，即B在2.5s时速度等于零，故咻+匕 10 + 0 c u vsR =-tR =x2.5ni = 125”b 2 b 2所以，A、B 间的距离Sab = $八一% =30-12.5 = 17.5/7/【答案】(1 )答案有错(2 ) 17.5m14 .航天宇航员在月球表面完成了如下实验：如

17、图所示，在 月球表面固定一竖直光滑圆形轨道，在轨道内的最低点，放一可 视为质点的小球，当给小球水平初速度加时，小球刚好能在竖直 面内做完整的圆周运动。已知圆形轨道半径为r，月球的半径为R , 若在月球表面上发射一颗环月卫星，求最小发射速度。解析：设小球的质量为加，月球质量为M，月球表面的重 力加速度为g因为球刚好完成圆周运动，小球在最高点轨道压力为零，则有:B的位移为：mvmg = 一 r从晶氐点至最高点的过程，由动能定理有：-吆-2r = 1 mv2 -1联立解得：g=*5r对在月球表面的物体有：G吗=mg.R-在月球表面发射卫星的最小速度为月球第一宇宙速度VI15 .我国的“嫦娥奔月”月球

18、探测工程已经启动，分“绕、落、回''三个发展阶段：在 2007年已发射一颗闱绕月球飞行的卫星，计划在2012年前后发射一颗月球软着陆器，在2018 年后发射一颗返回式月球软着陆器，进行首次月球样品自动取样并安全返回地球。设想着陆 器完成了对月球表面的考察任务后，由月球表而回到围绕月球做圆周运动的轨道舱。如图所示，假设返回的着陆器质量为皿，月球表面的重力加速度为幻月球的半径为R,轨道舱到月球的中心距离为八已知着陆器从(月球表面返回轨道舱的过程中需克服月球的引力做功W=mgR(-)0不计月球表面大气对着陆器的阻力和月球自转的 r影响，则返回的着陆器至少需要获得多少能量才能返回轨道舱？解析：设月球的质量为M.着陆器的质量为加，轨道舱的质量为川。着陆器在月球表面上的重力等于万有引力：G要 = ?gR轨道舱绕月球做圆周运动：G丝乜=?。匚厂r着陆器与轨道舱对接时的动能：Ek =-mv22联立彳导:Ek =丝丝2rR着陆器返回过程中需克服引力做功：W = mgR(-)r着陆器返回过程中至少需要获得的能量:E = Ek+WR联立解得：E = mg