高考二轮复习物理考案（3）力与物体的曲线运动doc高中物理

10-/NUMPAGES10专题三力与物体的曲线运动考案一、选择题1.在平直公路上加速行驶的汽车中，某人从车窗相对于车静止释放一个小球，用固定在路边的照相机对汽车进展闪光照相，照相机闪了两次光，得到清晰的两张照片第一次闪光时，小球恰好释放，第二次闪光时小球刚好落地，假设想确定在照相机两次闪光的时间间隔内汽车的初速度大小，需通过照片获得哪些信息？（已知当地的重力加速度大小为g，相片中像的放大率为k，不计空气阻力） （）A．照相机两次闪光的时间间隔内小球移动的竖直距离B．照相机两次闪光的时间间隔内内汽车前进的距离C．照相机两次闪光的时间间隔内小球移动的水平距离D．照相机距离地面的高度2.现在许多高档汽车都应用了自动档无级变速装置，可不用离合就能连续变换速度，以以下图为截锥式无级变速模型示意图，两个锥轮之问有一个滚轮，主动轮、滚动轮、从动轮之间靠彼此之间的摩擦力带动，当位于主动轮和从动轮之间的滚动轮从左向右移动时，从动轮转速降低；滚动轮从右向左移动时，从动轮转速增加．现在滚动轮处于主动轮直经D1，从动轮直经D2的位置，那么主动轮转速n1与从动轮转速n2的关系是：()C3.如以下图，光滑半球的半径为R，球心为O，其上方有一个光滑曲面轨道AB，高度为R/2．轨道底端水平并与半球顶端相切．质量为m的小球由A点静止滑下．小球在水平面上的落点为C，那么（）CA．小球将沿半球外表做一段圆周运动后抛至C点B．小球将从B点开场做平抛运动到达C点C．OC之间的距离为D．OC之间的距离为R第4题图4.如以下图．一足够长的固定斜面与水平面的夹角为370，物体A以初速度v1从斜面顶端水平抛出，物体B在斜面上距顶端L＝15m处同时以速度v2沿斜面向下匀速运动，经历时间t，物体A和物体B在斜面上相遇，那么以下各组速度和时间中不满足条件的是（sin370=0．6，cos370=0．8，g=10m/s2第4题图A．v1＝16m/s，v2＝15m/s，t＝3B．v1＝16m/s，v2＝16m/s，t＝2C．v1＝20m/s，v2＝20m/s，t＝3D．v1＝20m/s，v2＝16m/s，t＝2土星的卫星众多，其中土卫五和土卫六的半径之比为，质量之比为，围绕土星作圆周运动的半径之比为，以下判断正确的选项是（）A．土卫五和土卫六的公转周期之比为B．土星对土卫五和土卫六的万有引力之比为C．土卫五和土卫六外表的重力加速度之比为D．土卫五和土卫六的公转速度之比为ABChR地球6.如以下图，从地面上A点发射一枚远程弹道导弹，在引力作用下，沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B，C为轨道的远地点，距地面高度为h．已知地球半径为R，地球质量为M，引力常量为G．设距地面高度为h的圆轨道上卫星运动周期为TABChR地球A．导弹在C点的速度大于B．导弹在C点的加速度等于C．地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点D．导弹从A点运动到B点的时间一定小于T07.如以下图，一网球运发动将球在边界处正上方水平向右击出，球刚好过网落在图中位置（不计空气阻力），相关数据如图，以下说法中正确的选项是（）A．击球点高度h1与球网高度h2之间的关系为h1=1.8h2B．假设保持击球高度不变，球的初速度只要不大于，一定落在对方界内C．任意降低击球高度（仍大于），只要击球初速度适宜，球一定能落在对方界内D．任意增加击球高度，只要击球初速度适宜，球一定能落在对方界内8.2023年9月27日“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动任务，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r，假设另有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的半径为2r，那么可以确定（）A．卫星与“神舟七号”的加速度大小之比为1：4B．卫星与“神舟七号”的线速度大小之比为1：C．翟志刚出舱后不再受地球引力D．翟志刚出舱任务之一是取回外挂的实验样品，假设不小心实验样品脱手，那么它做自由落体运动9.已知引力常量G，地球的半径R，地球和月球球心之间的距离r，同步卫星距地面的高度h，月球绕地球运转的周期T1，地球自转的周期T2，地球外表的重力加速度g．根据以上条件，下面是四个同学提出的估算地球质量M的方法，其中正确的选项是()A．同步卫星绕地心做圆周运动，由得：B．同步卫星绕地球做圆周运动，由得：C．月球绕地球做圆周运动，由得：D．在地球外表重力近似等于万有引力，由得：10.如以下图，一架在500m高空以200m/s的速度水平匀速飞行的轰炸机，要用两枚炸弹分别炸山脚和山顶的目标A和B。已知山高180m，山脚与山顶的水平距离为600m，假设不计空气阻力，g取10m/s2，那么投弹的时间间隔应为()A．6SB．5SC．3SD．2S11.m为在水平传送带上被传送的小物体（可视为质点），A为终端皮带轮，如以下图，已知皮带轮半径为r，传送带与皮带轮间不会打滑。当m可被水平抛出时，A轮每秒的转数最少是（）A．B．C．D．12.为纪念伽利略将望远镜用于天文观测400周年，2023年被定为以“探索我的宇宙”为主题的国际天文年．我国发射的“嫦娥一号”卫星绕月球经过一年多的运行，完成了既定任务，于2023年3月1日16时13分成功撞月．如图为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图，卫星在控制点1开场进入撞月轨道．假设卫星绕月球作圆周运动的轨道半径为R，周期为T，引力常量为G．根据题中信息，以下说法正确的选项是控制点撞月轨道控制点撞月轨道撞击点B．可以求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力C．“嫦娥一号”卫星在控制点1处应减速D．“嫦娥一号”在地面的发射速度大于11.2km/s13.“嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器运行的轨道半径为r，运行速率为v，当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时()A.r、v都将略为减小B.r、v都将保持不变C.r将略为减小，v将略为增大D.r将略为增大，v将略为减小二、计算题14.如图，P、Q为某地区水平地面上的两点，在P点正下方一球形区域内储藏有石油，假定区域周围岩石均匀分布，密度为；石油密度远小于，可将上述球形区域视为空腔。如果没有这一空腔，那么该地区重力加速度（正常值）沿竖直方向；当存在空腔时，该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏高。重力加速度在原坚直方向（即PO方向）上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常”。为了探寻石油区域的位置和石油储量，常利用P点附近重力加速度反常现象。已知引力常数为G。（1）设球形空腔体积为V，球心深度为d（远小于地球半径），=x，求空腔所引起的Q点处的重力加速度反常（2）假设在水平地面上半径L的范围内发现：重力加速度反常值在与（k>1）之间变化，且重力加速度反常的最大值出现在半为L的范围的中心,如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积。15.2023年12月，天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座A*”的质量与太阳质量的倍数关系。研究发现，有一星体S2绕人马座A*做椭圆运动，其轨道半长轴为9.50102天文单位（地球公转轨道的半径为一个天文单位），人马座A*就处在该椭圆的一个焦点上。观测得到S2星的运行周期为15.2年。假设将S2星的运行轨道视为半径r=9.50102天文单位的圆轨道，试估算人马座A*的质量MA是太阳质量Ms的多少倍(结果保存一位有效数字)；黑洞的第二宇宙速度极大，处于黑洞外表的粒子即使以光速运动，其具有的动能也缺乏以抑制黑洞对它的引力束缚。由于引力的作用，黑洞外表处质量为m的粒子具有势能为Ep=-G(设粒子在离黑洞无限远处的势能为零)，式中M、R分别表示黑洞的质量和半径。已知引力常量G=6.710-11N·m2/kg2，光速c=3.0108m/s，太阳质量Ms=2.01030kg，太阳半径Rs=7.0108m，不考虑相对论效应，利用上问结果，在经典力学范围内求人马座A*的半径RA与太阳半径之比应小于多少（结果按四舍五入保存整数）。16．过山车是游乐场中常见的设施。以以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、。一个质量为kg的小球（视为质点），从轨道的左侧A点以的初速度沿轨道向右运动，A、B间距m。小球与水平轨道间的动摩擦因数，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，计算结果保存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；（3）在满足（2）的条件下，如果要使小球不能脱离轨道，在第三个圆形轨道的设计中，半径应满足的条件；小球最终停留点与起点的距离。参考答案一、选择题12345678910111213ACCBCABDADBCDADABBCDBBACC二、计算题14.解：（1）如果将近地表的球形空腔填满密度为的岩石,那么该地区重力加速度便回到正常值.因此,重力加速度反常可通过填充后的球形区域产生的附加引力①来计算,式中的m是Q点处某质点的质量,M是填充后球形区域的质量,②而r是球形空腔中心O至Q点的距离③在数值上等于由于存在球形空腔所引起的Q点处重力加速度改变的大小.Q点处重力加速度改变的方向沿OQ方向,重力加速度反常是这一改变在竖直方向上的投影④联立以上式子得,⑤（2）由⑤式得,重力加速度反常的最大值和最小值分别为⑥⑦由提设有、⑧联立以上式子得,地下球形空腔球心的深度和空腔的体积分别为,15.解：（1）S2星绕人马座A*做圆周运动的向心力由人马座A*对S2星的万有引力提供，设S2星的质量为mS2，角速度为ω，周期为T，那么①②设地球质量为mE，公转轨道半径为rE，周期为TE，那么③综合上述三式得 式中TE=1年④rE=1天文单位⑤ 代入数据可得⑥（2）引力对粒子作用不到的地方即为无限远，此时料子的势能为零。“处于黑洞外表的粒子即使以光速运动，其具有的动能也缺乏以抑制黑洞对它的引力束缚”，说明了黑洞外表处以光速运动的粒子在远离黑洞的过程中抑制引力做功，粒子在到达无限远之前，其动能便减小为零，此时势能仍为负值，那么其能量总和小于零，那么有⑦依题意可知，可得⑧代入数据得⑨⑩16.解：（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④⑤由④⑤得⑥（3）要保证小球不脱离轨道，可分两种情况进展讨论：I．轨道半径较小时，小球恰能通过第三个圆轨道，设在最高点的速度为v3，应满足