高三物理第一轮复习圆周运动和万有引力

1、2010届高三物理第一轮复习圆周运动和万有引力 孝感三中陈继芳本卷共120分 限时：90分钟第 I 卷（选择题共40分）一、 本题共10小题，共40分，每小题4分。在四个选项中，其中 有一个或多个选项正确，选对得 4分，少选得2分，错选或不 选得0分。1、在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球运动，可视为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， 地球大气层的厚度增加， 从而使得某些太空垃圾进入稀薄大 气层，运动轨道半径开始逐渐变小，但仍可视为匀速圆周运动。若在这个过程中某块太空垃 圾质量能保持不变，则这块太空垃圾的：（）A.线速度逐渐变小B.加速度逐渐变小C.运动周期逐渐变小D.

2、机械能逐渐不变2、关于质点的运动，下列说法中正确的是（）A.某时刻速度为零，则此时刻加速度一定为零B.加速度恒定的运动可能是曲线运动C.当质点的加速度逐渐减小时，其速度一定会逐渐减小D.因为匀速圆周运动受到的合外力是一定的，所以匀速圆周运动是匀变速曲线运动3、我国发射的“亚洲一号”地球同步通信卫星的质量为l. 24t,在某一确定的轨道上运行.下列说法正确的是（）“亚洲一号”卫星定点在北京正上方太空，所以我国可以利用它进行电视转播“亚洲一号”卫星的轨道平面一定与赤道平面重合C.若要发射一颗质量为 2.48t的地球同步通信卫星，则该卫星的轨道半径将比“亚洲 一号卫星轨道半径小D.若要发射一颗质量为

3、 2.48t的地球同步通信卫星，则该卫星的轨道半径和“亚洲一 号”卫星轨道半径一样大4、我国探月工程已进入实施阶段。已知月球半径与地球半径的比值约为6 : 25,月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度g的1/6,那么在月球上工作的宇航员要想坐飞船脱离月球，飞船所需的最小发射速度为多少 ？(星球的第二宇宙速度 2与第一宇宙速度以的关系是02 =J2%。.已知地球的第一宇宙速度为7.9km/s,不计其它星球的影响.)A . 7 .9km/sB. 11.2km/s C. 2.2kln/s D. 1.6km/s5、中国航天局将如图所示的标志确定为中国月球探测工程形象标志。它以中国书法的笔触，抽象地勾

4、勒出一轮明月，一双脚印踏在其上， 象征着月球探测的终极梦想。2007g,月球半径年10月24日18: 05时“嫦娥1号”探月卫星成功发射，最后绕月球人选匀速圆周运动。已知“嫦娥1号”距离月球表面高度为 h,月球表面重力加速度为R,则下列说法正确的是A . “嫦娥1号”绕月飞行速率“嫦娥1号”绕月飞行的周期题图“嫦娥1号”绕月飞行的向心加速度gR22(h R)2d.在月球表面上发射一颗绕它运行的卫星的的最小发射速度为v=jgR6、如图，水平胶木圆盘上有一带正电的物块p, p随盘一起匀速转动的最大角速度为81。若加一竖直向下的匀强电场，p随盘一起匀速转动的最大角速度为 2。若不加电场而加一竖直向下

5、的匀强磁场，P随盘一起匀速转动的最大角速度为B 3。盘的转动方向从上往下看为顺日针。已知 P的位置和带电量保持不变，最大静磨擦力与正电压成正 TOC o 1-5 h z 比，则正确的是（）A . 0 1 0 2B . 1 , 3D. ，1，37、长为L的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端可绕固定光滑水平C转轴O转动，现使小球在竖直平面内做圆周运动，C为圆周的最高点，/*若小球通过圆周最低点 D的速度大小为、丽，则小球在C点 OA,速度等于vgL B.速度大于亘/C.受到轻杆向上的弹力D.受到轻杆向下的弹力、-D L二m8、如图，火星和地球绕太阳的运动可以近似看作为在同一平面内的同方向的 匀速圆

6、周运动，已知火星轨道半径ri=2.3 1011m ,地球轨道半径为r2=1.5 M011m,根据你所掌握的物理和天文知识，估算火星与地球相邻 两次相距最近的最短时间间隔约为（）A. 1年 B. 2年 C. 3年 D. 4年9、K 小子衰变的方程为 K-t冗一+冗,其中K 子和冗一介子带负的元电荷 e, 小介子不带电.如图所示，两匀强磁场方向相同，以虚线 MN为理想边界，磁感应强度分别为Bi、B2.今有一个K 子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场Bi中，其轨迹为圆弧AP, P在MN上，K钵P点时的速度为v,方向与MN垂直.在P点该介子发生了上 述衰变.衰变后产生的子沿v反方向射出，其运动轨迹为如图虚

7、线所示的心”形图线.则以下说法正确的是（）A,n-子的运行轨迹为 PENCMDPB.几小子运行一周回到 P用时为T =2型B?eB1 = 4B22介子作匀速直线运动10、2009年2月11日俄罗斯的“宇宙-2251 ”和美国的“Iridium 33 ”卫星在西伯利亚上空约805km处发生碰撞，产生大量碎片。据太空专家分析，部分碎片因受阻力运 动半径开始逐渐变小，则这些碎片的（）A.线速度变小 B .运动周期变小C.加速度变小D .机械能变大第II 卷、实验题（本大题共两小题，计（非选择题80分）18分）（6分）某活动小组欲探究在光滑的斜面上物体下滑的加速度与物体的质量及斜面的倾角是否有关系.实

8、验室提供的器材如下:A .表面光滑的长木板（长度为L） B.小车 C.质量为m的钩码若干个D.方木块（备用于垫木板）E.米尺 F.秒表 实验过程：第一步，在保持斜面的倾角不变时，探究物体下滑的加速度与其质量的关系.实验中通过向小车内放入钩码来改变物体的质量，只要测出小车由斜面的顶端滑至底端所用的时间t,就可以由公式a= 求出a,某同学记录数据如表 1所示：表1MM +mM +2m11 . 421 . 411 . 4221 . 401 . 421 . 3931 . 411 . 381 . 42根据以上信息，我们发现：在实验误差允许的范围内，质量改变之后平均下滑所用的时间（填“改变”或“不改变”）

9、.经过分析得出：加速度和质量的关系为 （12分）在美英联军发动的对伊拉克的战争中，美国使用了先进的侦察卫星.据报道，美国有多颗最先进的KH 1、KH 2 “锁眼”系列照相侦察卫星可以通过西亚地区上空，“锁眼”系列照相侦察卫星绕地球沿椭圆轨道运动，近地点为265 km （指卫星与地面的最近距离），远地点为650 km （指卫星与地面的最远距离），质量为13.6 x 103kg18.2X103kg。这些照相侦察卫星上装有先进的CCD字照相机，能够分辨出地面上0.l m 大小的目标，并自动地将照片传给地面接收站及指挥中心。由开普勒定律知道：如果卫星绕地球做圆周运动的圆轨道半径与椭圆轨道的半长轴相等，

10、那么卫星沿圆轨道的周期就与其沿椭圆轨道运动的周期相等。请你由上述数据估算这些“锁眼”系列照相侦察卫星绕地球运动的周期和卫星在远地点处的运动速率。地球的半径R=6 400 km , g取10 m/s 2。（保留两位有效数字）三、计算与论述题（本大题共4小题，计62分）（ 15分）如图所示，水平绝缘轨道 AB与处于竖直平面内的半圆形绝缘光滑轨道BC平滑连接，半圆形轨道的半径 R=0.40m。轨道所在空间存在水平向右的匀强电场，电场强度 E=1.0X 104n/C。现有一电荷量 q=+1.0X 10-40,质量m=0.10kg的带电体（可视为质点），在水平轨道上的P点由静止释放，带电体运动到圆形轨道

11、最低点B时的速度VB=5.0m/So已知带电体与水平轨道间的动摩擦因数0 =0.50,重力加速度g=10m/s2。求：（1）带电体运动到圆形轨道的最低点B时，圆形轨道对带电体支持力的大小；（2）带电体在水平轨道上的释放点P到B点的距离；（3）带电体第一次经过 C点后，落在水平轨道上的位置到B点的距离。14（15分）如图所示，半径分别为 r和R的圆环竖直叠放（相切）于水平地面上，设可视为质点的小球穿过切点时不受阻挡.（1）若将小球从上圆环顶端由静止释放，则小球经过多长时间才 会到达地面？（2）若将小球从光滑倾斜轨道 a点由静止释放，则小球经过多长 时间才会到达b点？（已知ab是过两圆环切点的一条

12、弦，且a、b是弦与两圆的交点）（16分）“旋转飞椅” （FLYING CHAIR ）是公园中常见的大型游乐设施，通常其高度达10m以上，占地面积超过.300m2. 一般装有24只飞椅可同时乘座 24 人，在：380V、7.5KW的电机驱动下，可在 08.5r/min的转速下旋转当飞椅稳定 转动后.飞椅在距地面一定高度的水平面内做匀速圆周运动“旋转飞椅”可简化成这样的模型：如图（乙）所示，AB为与竖直转轴 OO固定的水平横粱，长度为 2L. AC是悬挂飞 椅的绳索.飞椅拴在绳索的末端C处，设施静止时，绳索 AC竖直.游戏开始时.人乘座在飞椅中，闭合电源开关，电机带动OO轴开始转动.飞椅在绳的牵引

13、下开始加速.随着转速的增加，飞椅（连同人）的高度逐渐上升，与OO的距离逐渐增大，当设施转动稳定后，飞椅（连同人）在水平面内做匀速圆周运动.已知L=8m , AC长l=10m ,飞椅（连同人，可视为质点）的总质量为m=100kg ,设施稳定转动时绳索 AC的拉力为1250N,不考虑绳索质量和空气阻力，取g=10m/s2,求：（1）设施转动稳定后，飞椅（连同人）在水平面内做匀速圆周运动的线速度大小。（2）从闭合电源到设旋转动稳定的过程中，绳索对飞椅（连同人）做的功。（乙）（16分）（2004年全国理综第23题，）在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来。假设

14、着陆器第一次落到火星表面弹起 后，到达最高点时高度为 h,速度方向是水平的，速度大小为v0,求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计火星大气阻力。已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r,周期为T。火星可视为半径为 r0的均匀球体。参 考 答 案一、1、C 2、B 3、BD 4、C 5、ACD 6、ACD 7、BD 8、B9、BD 10、B二、实验题（本大题共两小题，计 18分）（ 6分） 午（2分）不改变（2分）无关（2分）（ 12分）设远地点距地面hl,近地点距地面h2,根据题意可知，卫星绕地球做 TOC o 1-5 h z 匀速圆周运动的半径r -（h1 h2 2R） = 6857.5

15、 km（2 分）2设卫星绕地球运动的周期为 T,根据万有引力定律和牛顿第二定律，有GMm=mr。2（1分）又E=2（1分）r2T物体在地球表面的重力等于万有引力，则GMm=mq（2分）记一由式可得T 2兀,（2分）代入数据可得丁=5.6父103s（2分）一 R . q2远在点到地面hi,设卫星在远在点的速率为 v则 GMm = m_v （2分）（R - hi）2R hi、联立得 v = R Lq_ （2分）代入数据得 v = 7.6 km/s （2分 ,R hi三、计算与论述（本大题共4小题，计62分）（15分）（1）设带电体在b点受到的支持力为fn,依据牛顿第二定律2Vb -八 TOC o

16、1-5 h z Fnmg = m2 分R解得Fn = 7.25N2分（2）设PB间的距离为s,依据动能定理 ._,12（qE - Nmg）s =-mvB 3 分 2解得：s=2.5m2分（3）设带电体运动到 C点的速度为vc,依据机械能守恒定律1212-mvB = mvC +2mgR 1 分 22带电体离开C点后在竖直方向上做自由落体运动，设在空间运动的时间为t2八2R = gt 1 分 2在水平方向上做匀减速运动，设在水平方向的加速度大小为a,依据牛顿第二定律qE =ma 1 分设落在水平轨道上的位置到 B点的距离为x,依据运动学公式x = Vet - at 1 分2 TOC o 1-5 h

17、 z 解得：x=0.40m2分1214、（15分）（1）小球从上圆环顶部释放，根据自由落体运动规律有：2r+2R = gti(3分)解得小球到达地面所用的时间t1 =2JtR .（2分）（2）设轨道ab与水平面间的夹角为 日，如图所示，由几何关系可知:轨道 ab 的长度 s = 2Rsin 8+2rsin 日（3 分）由牛顿第二定律可知，小球下滑的加、士+ mg sin 二由运动学公式可得:s= - at (2 分) 2联立解得：t=2(2分)速度 a = g sin 日（2 分）点评：本题看似是圆周运动，它实际是利用圆的几何知识求 解。（ 16分）（1）当飞椅稳定后Ft sin 日=m。2 (L +1 sin 8)Ft cos = mg v = 8(L +l sinH) = 7105m/s= 10.2m/s(2)从飞椅开始转