曲线运动万有引力单元检测附答案解析

1、高二物理复习之曲线运动、万有引力专题检测考试时间：90分钟 满分 ：110分一、选择题（共10小题，40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分）1一质点在xoy平面内运动的轨迹如图所示，下列判断正确的是（ ）A若x方向始终匀速，则y方向先加速后减速B若x方向始终匀速，则y方向先减速后加速C若y方向始终匀速，则x方向先减速后加速D若y方向始终匀速，则x方向一直加速2如图所示，甲、乙两船在同一条河流中同时开始渡河，河宽为H，河水流速为u，划船速度均为v，出发时两船相距，甲、乙船头均与岸边成600角，且

2、乙船恰好能直达对岸的A点，则下列判断正确的是（ ）A甲、乙两船到达对岸的时间不同B两船可能在未到达对岸前相遇 C甲船在A点右侧靠岸D甲船也在A点靠岸 3如图，某人正通过定滑轮用不可伸长的轻质细绳将质量为m的货物提升到高处。已知人拉绳的端点沿平面向右运动，若滑轮的质量和摩擦均不计，则下列说法中正确的是 ( )A人向右匀速运动时，绳的拉力T大于物体的重力mg B人向右匀速运动时，绳的拉力T等于物体的重力mgC人向右匀加速运动时，物体做加速度增加的加速运动D人向右匀加速运动时，物体做加速度减小的加速运动4如图所示，质点在竖直面内做匀速圆周运动，轨道半径R=40m，轨道圆心O距地面的高度为h=280m

3、，线速度v40ms。质点分别在A、B、C、各点离开轨道，在空中运动一段时间后落在水平地面上。比较质点分别在A、B、C、各点离开轨道的情况，下列说法中正确的是（）A质点在A点离开轨道时，在空中运动的时间一定最短B质点在B点离开轨道时，在空中运动的时间一定最短C质点在C点离开轨道时，落到地面上时的速度一定最大D质点在D点离开轨道时，落到地面上时的速度一定最大5在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球做匀速圆周运动，每到太阳活动期，由于受太阳的影响，地球大气层的厚度开始增加，而使得部分垃圾进入大气层，开始做靠近地球的向心运动，产生这一结果的原因是（ ）A由于太空垃圾受到地球引力减小而导致的向心运动B由于太

4、空垃圾受到地球引力增大而导致的向心运动C地球的引力提供了太空垃圾做匀速圆周运动所需的向心力，所以产生向心运动的结果与空气阻力无关D由于太空垃圾受到空气阻力而导致的向心运动6小球m用长为L的悬线固定在O点，在O点正下方L/2处有一光滑圆钉C（如图所示）。今把小球拉到悬线呈水平后无初速地释放，当悬线竖直状态且与钉相碰时（ ）A小球的速度突然增大B小球的向心加速度突然增大C小球的向心加速度不变D悬线的拉力突然减小7最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1200 年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100 倍。 假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太

5、阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上两个数据可以求出的量有（ ） A恒星质量与太阳质量之比 B恒星密度与太阳密度之比C行星质量与地球质量之比 D行星运行速度与地球公转速度之比8 在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道。则（ ） A该卫星的发射速度必定大于11.2km/s B卫星在同步轨道上的运行速度大于7.9km/s C在轨道上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度D卫星在Q点通过加速实现由轨道进入轨道9一个小球在竖直环内至少做N次圆周运动，当它第（N2）次经过环的最低点时，速度是7 m/s；第（N1）次经过环的最低点时，速度是5 m/s，

6、则小球在第N次经过环的最低点时的速度一定满足（ ）Av>1m/s Bv=1m/s Cv<1m/s Dv=3m/s10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 （ ）AA受到的静摩擦力一直增大BB受到的静摩擦力先增大，后保持不变CA受到的静摩擦力是

7、先增大后减小DA受到的合外力一直在增大二、填空题（共2小题，把答案填在题中的横线上或按题目的要求作答）11（8分）一个有一定厚度的圆盘，可以绕通过中心垂直于盘面的水平轴转动，用下面的方法测量它匀速转动时的角速度。实验器材：电磁打点计时器、米尺、纸带、复写纸片。实验步骤：如图所示，将电磁打点计时器固定在桌面上，将纸带的一端穿过打点计时器的限位孔后。固定在待测圆盘的侧面上，使得圆盘转动时，纸带可以卷在圆盘侧面上。启动控制装置使圆盘转动，同时接通电源，打点计时器开始打点。经过一段时间，停止转动和打点，取下纸带，进行测量。由已知量和测得量表示的角速度的表达式为 式中各量的意义是： 某次实验测得圆盘半径

8、r5.50×10-2m，得到的纸带的一段如图所示，求得角速度为 。12（1）（4分）在研究平抛运动的实验中，为了正确描绘出小球平抛运动的轨迹，在固定弧形斜槽时，应注意使_；实验时，每次使小球由静止滚下都应注意_y2(2)（6分）在做“研究平抛物体的运动”的实验时，为了确定小球在不同时刻所通过的位置，用如图所示的装置，将一块平木板钉上复写纸和白纸，竖直立于槽口前某处且和斜槽所在的平面垂直，使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹A；将木板向后移距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞在木板上留下痕迹B；又将木板再向后移距离x，小球再从斜槽上紧靠挡板处由静止

9、滚下，再得到痕迹C若测得木板每次后移距离x=20.00cm，A、B间距离y1 =4.70cm，B、C间距离y2 =14.50cm（g取9.80m/s2） 根据以上直接测量的物理量推导出小球初速度的计算公式为v0 = （用题中所给字母表示）小球初速度值为m/s三、计算题（共5小题，解答下列各题时，应写出必要的文字说明、表达式和重要步骤。只写最后答案的不得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。请将解答过程书写在答题纸上相应位置）13（10分）已知万有引力常量G，地球半径R，地球和月球之间的距离r，同步卫星距地面的高度h，月球绕地球运转的周期T1，地球的自转的周期T2，地球表面的重力加速

10、度g某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M的方法：同步卫星绕地心作圆周运动，由 （1）请判断上面的结果是否正确，并说明理由如不正确，请给出正确的解法和结果 （2）请根据已知条件再提出一种估算地球质量的方法并解得结果14（10分）在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108km/h。汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍。如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？（取g=10m/s2）15（10分）如图所示，光滑半

11、圆轨道竖直放置，半径为R，一水平轨道与圆轨道相切，在水平光滑轨道上停着一个质量为M = 0.99kg的木块，一颗质量为m = 0.01kg的子弹，以vo = 400m/s的水平速度射入木块中，然后一起运动到轨道最高点水平抛出，当圆轨道半径R多大时，平抛的水平距离最大? 最大值是多少? （g取10m/s2）16（10分）计划发射一颗距离地面高度为地球半径R0的圆形轨道地球卫星,卫星轨道平面与赤道平面重合，已知地球表面重力加速度为g, （1）求出卫星绕地心运动周期T（2）设地球自转周期T0,该卫星绕地旋转方向与地球自转方向相同，则在赤道上某一点的人能连续看到该卫星的时间是多少？17（12分）神奇的

12、黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了 LMCX-3双星系统，它由可见星 A和不可见的暗星 B构成。两星视为质点，不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者连线上的 O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示。引力常 量为 G，由观测能够得到可见星 A的速率 v和运行周期 T。（1）可见星 A所受暗星 B的引力 FA 可等效为位于 O点处质量为的星体（视为质点） 对它的引力，设 A和 B的质量分别为 m1、m2，试求（用 m1、m2 表示）； （2）求暗星 B的质量 m2 与可见星 A的速率 v、运行周期

13、 T和质量 m1 之间的关系式； （3）恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量 ms 的 2倍，它 将有可能成为黑洞。若可见星 A的速率 v=2.7×10 5 m/s，运行周期 T=4.7×10 4 s，质量 m1=6ms，试通过估算来判断暗星 B有可能是黑洞吗？ （G=6.67×10 11 N·m 2 /kg 2 ，ms=2.0×10 30 kg）曲线运动万有引力专题测试参考答案一、选择题1、根据图象分析：若沿x轴作匀速运动，通过图1分析可知，y方向先减速后加速；若沿y轴方向作匀速运动，通过图2分析可知，x方向先加速后减速。答案：B2、乙船能

14、到达A点，则vcos600=u，过河时间t满足：t = H/（ vsin600）, 甲、乙两船沿垂直于河岸方向的分速度相同，故过河时间相同。在t时间内甲船沿河岸方向的位移为s= （vcos600 + u ）t=。答案：D3、AC4、质点在A、B、C、D四点离开轨道，分别做下抛、平抛、上抛、平抛运动。很明显，在A点离开轨道比在C、D两点离开轨道在空间时间短。通过计算在A点下抛落地时间为tA=（6-4）s，在B点平抛落地时间tB=4s，显然，在A点离开轨道后在空中时间最短。根据机械能守恒，在D刚抛出时机械能最大，所以落地时速度最大。答案：AD5、D6、当悬线在竖直状态与钉相碰时根据能量守恒可知，小

15、球速度不变；但圆周运动的半径减小，需要的向心力变大，向心加速度变大，绳子上的拉力变大。答案：B7、根据万有引力定律：可得：M=,可求出恒星质量与太阳质量之比，根据可得：v=,可求出行星运行速度与地球公转速度之比。答案：AD8、卫星仍围绕地球运行，所以发射速度小11.2km/s；最大环绕速度为7.9km/s，所以在轨道上的速度小于7.9km/s；根据机械能守恒可知：卫星在P点的速度大于在Q点的速度；卫星在轨道的Q点是提供的向心力大于需要的向心力，在轨道上Q点是提供的向心力等于需要的向心力，所以在Q点从轨道进入轨道必须增大速度。答案：CD9、A10、开始转动时向心力由静摩擦力提供，但根据F=mr2

16、可知，B需要的向心力是A的两倍。所以随着转速增大，B的摩擦力首先达到最大静摩擦力。继续增大转速，绳子的张力增大，B的向心力由最大静摩擦力提供，A的向心力由静摩擦力和绳子的张力的合力提供，随着转速的增大，B需要的向心力的增量（绳子张力的增量）比A需要的向心力的增量大，因而A指向圆心的摩擦力逐渐减小直到为0然后反向增大到最大静摩擦力。所以，B受到的静摩擦力先增大，后保持不变；A受到的静摩擦力是先减小后增大；A受到的合外力就是向心力一直在增大。答案：BD二、填空题11、圆盘转动时，角速度的表达式为= ， T为电磁打点计的时器打点的时间间隔，r为圆盘的半径，x2、x1是纸带上选定的两点分别对应米尺上的

17、刻度值，n为选定的两点间的打点数（含两点）。地纸带上选取两点（间隔尽可能大些）代入上式可求得= 6.8rad/s。12、 (1)斜槽末端切线方向保持水平；从同一高度。（2）设时间间隔为t, x = v0t， y2-y1=gt2 ，解得: v0=.将x=20.00cm，y1 =4.70cm， y2 =14.50cm代入求得v0=2m/s三、计算题13（1）上面的结果是错误的，地球半径R在计算过程中不能忽略 （ 2分）正确的解法和结果： （3分） （2）请根据已知条件再提出估算地球质量的方法并解得结果（5分 ）方法一：对月球绕地作圆周运动，方法二：在地球表面重力近似等于万有引力：14解：汽车在水平路面上拐弯，或视为汽车做匀速圆周运动，其向心力是车与路面间的最大静摩擦力，有 由速度v=30m/s，得弯道半径 r>150m；汽车过拱桥，看作在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，有为了保证安全，车对路面的压力N必须大于零。有 则R>90m。 15.解：对子弹和木块应用动量守恒定律： 所以 对子弹、木块由水平轨道到最高点应用机械能守恒定律，取水平面为零势能面：有 所以 由平抛运动规律有： 解得: 所以，当R = 0.2m时水平距离最大 最大值Smax = 0.8m。16解：（1）（2）设人在B1位置刚好看见卫星出现在A1位