高三物理一轮复习题曲线运动万有引力与航天总结

高三物理一轮复习题曲线运动、万有引力与航天总结高三物理一轮复习题曲线运动、万有引力与航天总结高三物理一轮复习题曲线运动、万有引力与航天总结第四章曲线运动、万有引力与航天检测题李辉礼2014、9、18一、选择题（11*4分=44分）1．一辆静止在水平川面上的汽车里有一个小球从高处自由着落，着落一半高度时汽车忽然向右匀加快运动，站在车厢里的人察看到小球的运动轨迹是图中的()分析开始时小球相对察看者是做自由落体运动，当车忽然加快时，等效成小球相对汽车向左忽然加快，刚开始加快时，水平方向的相对速度较小，跟着时间的延伸，水平方向的相对速度渐渐增大，故察看者看到的小球的运动轨迹应当是C图。答案C2．中国女排享誉世界排坛，以前获得绚烂的成就．如图1所示，在某次竞赛中，我国女排名将冯坤将排球从底线A点的正上方以某一速度水平发出，排球正好擦着球网落在对方底线的B点上，且AB平行于界限CD.已知网高为h，球场的长度为s，不计空气阻力且排球可看作质点，则排球被发出时，击球点的高度H和水平初速度v分别为()．图143A．H＝3hB．H＝2hssC．v＝3h3ghD．v＝4h6gh分析

由平抛知识可知

1212gt＝H，H－h＝2g

t242得H＝3h，A

正确、B错误．由svt＝s，得v＝4h6gh，D正确、C错误．答案AD3．“飞车走壁”杂技表演比较受青少年的喜欢，这项运动由杂技演员驾驶摩托车，简化后的模型如图2所示，表演者沿表演台的侧壁做匀速圆周运动．若表演时杂技演员和摩托车的总质量不变，摩托车与侧壁间沿侧壁倾斜方向的摩擦力恰巧为零，轨道平面离地面的高度为H，侧壁倾斜角度α不变，则下列说法中正确的选项是()．图2A．摩托车做圆周运动的H越高，向心力越大B．摩托车做圆周运动的H越高，线速度越大C．摩托车做圆周运动的H越高，向心力做功越多D．摩托车对侧壁的压力随高度H变大而减小分析经分析可知摩托车做匀速圆周运动的向心力由重力及侧壁对摩托车弹力的协力供给，由力的合成知其大小不随

H的变化而变化，

A错误；因摩托2车和演员整体做匀速圆周运动，所受合外力供给向心力，即

vF合＝mr

，随

H的增高，r

增大，线速度增大，B

正确；向心力与速度方向向来垂直，

不做功，C错误；由力的合成与分解知识知摩托车对侧壁的压力恒定不变，

D错误．答案

B4．以以下图，一小钢球从平台上的

A处以速度

v0水平飞出．经

t0时间落在山坡上

B处，此时速度方向恰巧沿斜坡向下，接着小钢球从B处沿直线自由滑下，又经t0时间抵达坡上的C处．斜坡BC与水平面夹角为30°，不计摩擦阻力和空气阻力，则小钢球从A到C的过程中水平、竖直双方向的分速度vx、vy随时间变化的图像是()分析小钢球从A到C的过程中水平方向的分速度vx，先是匀速直线运动，后是匀加快直线运动，A、B错误；小钢球从A到C的过程中竖直方向的分速度vy，显示加快度为g的匀加快直线运动，后是加快度为g/4的匀加快直线运动，C错误、D正确。答案D5．如图3所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球椭圆轨道运转的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点．已知A、B、C绕地心运动的周期同样．以下说法正确的选项是()．图3A．相关于地心，卫星C的运转速率等于物体A的速率B．相关于地心，卫星C的运转速率大于物体A的速率C．卫星B在P点的运转加快度等于卫星C在该点的运转加快度D．卫星B在P点的运转加快度大于卫星C在该点的运转加快度分析因为C和A周期同样，即角速度同样，由v＝ωr知，vC>vA，A对．卫星B和C的加快度都是由万有引力供给的，由牛顿第二定律可得

错、BGMm2r＝ma，故aB＝aC，C对、D错．答案BC6．地球赤道上有一物体随处球的自转，所受的向心力为F1，向心加快度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面周边做圆周运动的人造卫星(高度忽略)，所受的向心力为F2，向心加快度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球的同步卫星所受的向心力为F3，向心加快度为a3，线速度为v3，角速度为ω3；地球表面的重力加快度为g，第一宇宙速度为v，假定三者质量相等，则()．A．F1＝F2>F3B．a1＝a2＝g>a3C．v1＝v2＝v>v3D．ω1＝ω3<ω2分析地球同步卫星的运动周期与地球自转周期同样，角速度同样，即ω12＝ω3，依据关系式v＝ωr和a＝ωr可知，v1<v3，a1<a3；人造卫星和地球同Mm2步卫星都环绕地球转动，它们遇到的地球的引力供给向心力，即Gr2＝mωr＝mv2＝ma可得v＝GMMGM，可见，轨道半径大的线rr、a＝G2、ω＝r3r速度、向心加快度和角速度均小，即v2>v3、a2>a3、ω2>ω3；绕地球表面周边做圆周运动的人造卫星的线速度就是第一宇宙速度，即v2＝v，其向心加快度等于重力加快度，即a2＝g；因此v＝v2>v3>v1，g＝a2>a3>a1，ω2>ω3＝ω1，又因为F＝ma，因此F2>F3>F1.由以上分析可见，选项A、B、C错误，D正确．答案D7．以v0的速度水平抛出一物体，当其水均分位移与竖直分位移大小相等时，下列说法错误的选项是()．A．即时速度的大小是5v02v0B．运动时间是gC．竖直分速度大小等于水均分速度大小22D．运动的位移是2v0g12分析当其水均分位移与竖直分位移相等时，即v0t＝2gt，可得运动时间t2v0＝v，竖直分速度v＝gt＝2v，合速度v＝22＝50x0yxyx2＋y2＝22v2v0，合位移s＝0C选项．，比较各选项可知说法错误的选项是g答案C8．如图4所示为一条河流，河水流速为v，一只船从A点先后两次渡河到对岸，船在静水中行驶的速度为u，第一次船头向着AB方向行驶，渡河时间为t1，船的位移为s1；第二次船头向着AC方向行驶，渡河时间为t2，船的位移为s2.若AB、AC与河岸的垂线方向的夹角相等，则有()．图4A．t1>t2s1<s2B．t1<t2s1>s2C．1＝t2s12D．1＝t2s12t<st>s分析因为船的速度大小相等，且与河岸的夹角同样，因此船速在垂直于河岸方向上的分速度大小同样，渡河的时间由船垂直河岸的速度的大小决定，故船抵达对岸的时间相等；船的位移决定于平行河岸方向的速度大小，联合题意知

s1>s2.答案

D9．如图

5所示，竖直搁置的圆滑圆轨道被固定在水平川面上，半径

r＝0.4m，最低点处有一小球

(半径比

r小好多)现给小球一水平向右的初速度

v0，则要使小球不走开圆轨道运动，

v0应当知足

(g＝10m/s2)(

)．图5A．v0≥0

B．v0≥4m/sC．v0≥25m/s

D．v0≤2

2m/s分析解决此题的重点是全面理解“小球不走开圆轨道运动”所包括的两种状况：(1)小球经过最高点并达成圆周运动；(2)小球没有经过最高点，但小球没有走开圆轨道．关于第(1)种状况，当v0较大时，小球可以经过最高点，这时小球在最高点处需要知足的条件是212120可求得v0≥25m/s，应选项C正确；关于第(2)种状况，当v0较小时，小球不可以经过最高点，这时对应的临界条件是小球上涨到与圆心等高地点处，速度恰巧减为零，依据机械能守恒定律有mgr＝12v0≤22m/s，02mv，可求得应选项D正确．答案CD10．如图6所示，斜面AC与水平方向的夹角为α，在A点正上方与C等高处水平抛出一小球，其速度垂直斜面落到D点，则CD与DA的比为()．图61

1A.tanα

B.2tanα1

1C.tan2

α

D.2tan2α分析以以下图，设平抛初速度为v0，落到D处时的竖直速度为vy，所用时间为t，12对Rt△AFD，AD＝v0t；对Rt△CED，CD＝2gt.在速度三角形中tanα＝v0，cosαsinαgt解以上三式得CD＝12，D对．DA2tanα答案D11.某卫星在赤道上空遨游，轨道平面与赤道平面重合，轨道半径为r，遨游方向与地球的自转方向同样.设地球的自转角速度为ω0，地球半径为R，地球表面重力加快度为g，在t=0时辰该卫星经过赤道上某建筑物的正上方，则到它下次经过该建筑物正上方所需的时间为（A）A.2B.2(r31)(gR20)gR20r3C.2r3D.2gR2gR2(0)r3二、实验题12.（9分）某同学设计了一个研究平抛运动的实验.实验装置表示图以下左图所示，A是一块平面木板，在其上等间隔地开凿出一组平行的插槽（左图中P0P′0、P1P′1），槽间距离均为d，把覆盖复写纸的白纸铺贴在硬板B上.实验时挨次将B板插入A板的各插槽中，每次让小球从斜轨的同一地点由静止开释.每打完一点后，把B板插入后一槽中并同时向纸面内侧平移距离d.实验获得小球在白纸上打下的若干印迹点，如右图所示.（1）实验前应付实验装置频频调理，由静止开释，是为了.（2）每次将B板向内侧平移距离三、计算题

直到d，是为了

.

.

每次让小球从同一地点（14分）我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实行，大概用十年左右时间达成，这极大的提升了同学们对月球的关注程度.以下是某同学就相关月球的知识设计的两个问题，请你解答：（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加快度为g，月球绕地球运动的周期为T，且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动.试求出月球绕地球运动的轨道半径.（2）若某位宇航员随登月飞船登岸月球后，在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回到抛出点.已知月球半径为R月，引力常量为G.试求出月球的质量M月.（14分）一地球探测飞船在地球赤道上空绕地球做圆周运动，用摄像机拍摄地球表面图片.已知地球的密度为ρ，飞船的遨游周期为T（小于24h）.试求摄像机所能拍摄的总面积与地球表面积之比.（引力常量为G；球体体积公式为V4r3，r为球半径；球冠面积公式为S=2πrh，r为球半径，h为球冠高）312．（1）斜槽尾端水平保持小球水平抛出的初速度同样（2）保持相邻印迹点的水平距离大小同样13．（1）依据占有引力定律和向心力公式：M月M2M地地M月2GGr,gR2r2T解得r3gR2T242（2）设月球表面处的重力加快度为g，依据题意有t2v0,g月M月月Gg月R月2解得M月2v0R月2Gt14．以以下图，设地球半径为r，卫星的轨道半径为R.图中两个暗影部分的球冠表面积是不可以拍摄到的地区.卫得绕地球运动，有GMmm42M，则M43R2T2，此中地球的质量为r，图中球冠的3高为h，则hr(1cos)此中cosR2r2而球冠的总面积为S2rh2，地球的表面积为S4r2解得摄R1SS132像机所能拍摄到的总面积与地球表面积之比为.SGT215．（14分）如图8所示，双星系统中的星球A、B都可视为质点，A、B绕二者连线上的O点做匀速圆周运动，A、B之间距离不变，引力常量为G，察看到A的速率为v、运转周期为T，二者质量分别为m1、m2.图8(1)求B的周期和速率．(2)A受B的引力FA可等效为位于O点处质量为m′的星体对它的引力，试求m′.(用m1、m2表示)分析(1)设A、B的轨道半径分别为r1、r2，它们做圆周运动的周期T、角速度ω都同样，依据牛顿第二定律有22r1m2.故BFA＝m1ωr1，FB＝m2ωr2，即r＝m21BAB2mr1v1m1的周期和速率分别为：T＝T＝T，v＝ωr＝ωm2＝m2.m1＋m2m1m22121Am1m′G2，r13因此m′＝m22.m1＋m2m1v32答案(1)Tm2(2)m21＋m2m16．（15分）某电视台“快乐向前冲”节目的场所设备如图7所示，AB为水平直轨道，上面安装有电动悬挂器，可以载人运动，水面上飞扬着一个半径为

R、角速度为ω、铺有海绵垫的转盘，转盘的轴心离平台的水平距离为

L，平台边沿与转盘平面的高度差为

H.选手抓住悬挂器可以在电动机的带动下，

从A点下方的平台边沿处沿水平方向做初速度为零、加快度为

a的匀加快直线运动．选手必然作好判断，在适合的地点开释，才能顺利落在转盘上．设人的质量为m(不计身高)，人与转盘间的最大静摩擦力为μmg，重力加快度为g.图7(1)假定选手落到转盘上瞬时相对转盘速度立刻变成零，为保证他落在任何地点都不会被甩下转盘，转盘的角速度ω应限制在什么范围？(2)若已知H＝5m，L＝8m，a＝2m/s2，g＝10m/s2，且选手从某处C点开释能恰巧落到转盘的圆心上，则他是从平台出发后多长时间开释悬挂器的？(3)若电动悬挂器开动后，针对不同样选手的动力与该选手狠力关系皆为F＝0.6mg，悬挂器在轨道上运动时存在恒定的摩擦阻力，选手在运动到上边(2)中所述地点C点时，因惧怕没有开释悬挂器，但立刻封闭了它的电动机，则依据(2)中数据计算悬挂器载着选手还可以连续向右滑行多远的距离？分析(1)设选手落在转盘边沿也不会被甩下，最大静摩擦力供给向