曲線運動萬有引力與航天測試題帶答案

1、曲線運動萬有引力與航天測試題帶答案第 4 4 章曲線運動萬有引力與航天一、選擇題本大題共 1515 小題1.1. 一個物體受到恒定的合力作用而做曲線運動,那么以下說法正確的選項是A.A.物體的速率可能不變B.B.物體一定做勻變速曲線運動,且速率一定增大C.C.物體可能做勻速圓周運動D.D.物體受到的合力與速度的夾角一定越來越小,但總不可能為零2.2. 一物體在光滑的水平桌面上運動,在相互垂直的 x x 方向和 y y 方向上的分運動速度隨時間變化的規(guī)律如圖 1 1 所示.關于物體的運動,以下說法正確的選項是圖 1 1A.A.物體做曲線運動B.B.物體做直線運動C.C.物體運動的初速度大小是 5

2、050m/sm/sD.D.物體運動的初速度大小是 1010m/sm/s3.3. 小船過河時,船頭偏向上游與水流方向成a a 角,船相對靜水的速度為 V,V,其航線恰好垂直于河岸.現(xiàn)水流速度稍有增大,為保持航線不變,且準時到達對岸,以下舉措中可行的是A.A.增大 a a 角,增大船速 V VB.B.減小 a a 角,增大船速 V VC.C.減小 a a 角,保持船速 V V 不變D.D.增大 a a 角,保持船速 V V 不變4.4.20222022上海市閘北調(diào)研質(zhì)量為 2 2kgkg 的質(zhì)點在x xy y 平面上做曲線運動,在 x x 方向的速度圖象和 y y方向的位移圖象如圖 2 2 所示,

3、以下說法正確的選項是圖 2 2A.A.質(zhì)點的初速度為 5 5m/sm/sB.B.質(zhì)點所受白合外力為 3 3N NC.C.質(zhì)點初速度的方向與合外力方向垂直D.D.2 2s s 末質(zhì)點速度大小為 6 6m/sm/s5 5 . .如圖 3 3 所示,甲、 乙、 丙三個輪子依靠摩擦轉(zhuǎn)動,相互之間不打滑,其半徑分別為1、2、r r3.假設甲輪的角速度為 31,那么丙輪的角速度為6 6 .如圖 4 4 所不輕桿的一端有一個小球另一端有光滑的固定軸 O O.現(xiàn)給球一初速度,使球和桿一起繞 O O 軸在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動,不計空氣阻力,用 F F 表示球到達最高點時桿對小球的作用力.那么 F FA.A. 一定是拉力

4、A.A.r r3C.C.r r3coir r2r r3cocoiB.B.r riD.D.r ricocoir r2甲乙西圖 3 3圖 4 4B.B. 一定是推力C.C. 一定等于 0 0D.D.可能是拉力,可能是推力,也可能等于7 7 . .一物體從一行星外表某高度處自由下落不計阻力 .自開始下落計時,得到物體離行星表面高度h h 隨時間 t t 變化的圖象如圖 5 5 所示,那么根據(jù)題設條件可以計算出圖 5 5A.A.行星外表重力加速度的大小B.B.行星的質(zhì)量C.C.物體落到行星外表時速度的大小D.D.物體受到星球引力的大小8 8 . . 20222022 安徽理綜 2022022 2年2

5、2 月1 11 1 日,俄羅斯的宇宙一 22512251衛(wèi)星和美國的“缽一 3333衛(wèi)星在西伯利亞上空約 805805kmkm 處發(fā)生碰撞.這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件.碰撞過程中產(chǎn)生的大量碎片可能會影響太空環(huán)境.假設有甲、乙兩塊碎片,繞地球運動的軌道都是圓,甲的運行速率比乙的大,那么下列說法中正確的選項是A.A.甲的運行周期一定比乙的長B.B.甲距地面的高度一定比乙的高C.C.甲的向心力一定比乙的小D.D.甲的加速度一定比乙的大9 9 .如圖 6 6 所示,從傾角為 6 6 的斜面上的 M M 點水平拋出一個小球,小球的初速度為 V0,V0,最后小球落在斜面上的 N N 點,那么

6、重力加速度為 g g圖 6 6A.A.可求 MNMN 之間的距離B.B.可求小球落到 N N 點時速度的大小和方向 C.C.可求小球到達 N N 點時的動能D.D.可以斷定,當小球速度方向與斜面平行時,小球與斜面間的距離最大10.10. 20222022全國 H H 理綜地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的 6 6 倍.假設某行星的平均密度為地球平均密度的一半,它的同步衛(wèi)星距其外表的高度是其半徑的 2.52.5 倍,那么該行星的自轉(zhuǎn)周期約為A.A.6 6 小時 B.B.1212 小時 C.C.2424 小時D.36D.36 小時11.11. 20222022 山東甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星,其中甲

7、為地球同步衛(wèi)星,乙的運行高度低于甲的運行高度,兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道.以下判斷正確的選項是A.A.甲的周期大于乙的周期B.B.乙的速度大于第一宇宙速度C.C.甲的加速度小于乙的加速度D.D.甲在運行時能經(jīng)過北極的正上方12.12. 20222022 全國理綜衛(wèi)星信號需要通地球同步衛(wèi)星傳送.如果你與同學在地面上用衛(wèi)星通話,那么從你發(fā)出信號至對方接收到信號所需最短時間最接近于可能用到的數(shù)據(jù)：月球繞地球運動的軌道半徑約為 3.8x103.8x105m/sm/s, ,運行周期約為 2727 天,地球半徑約為 64006400 千米,無線電信號傳播速度為3x103x108m/sm/sA.0.1sB.0

8、.25sC.0.5sD.1sA.0.1sB.0.25sC.0.5sD.1s13.13. 20222022 天津質(zhì)量為m的探月航天器在接近月球外表的軌道上飛行,其運動視為勻速圓周運動.月球質(zhì)量為M月球半徑為R,月球外表重力加速度為g,引力常量為G不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響,那么航天器的A.A.線速度v落B.角速度/C.C.運行周期T2D.D.向心加速度a詈,gR14.14. 20222022 浙江為了探測 X X 星球,載著登陸艙的探測飛船在該星球中央為圓心,半徑為 r ri的圓軌道上運動,周期為T Ti,總質(zhì)量為m m.隨后登陸艙脫離飛船,變軌到離星球更近的半徑為 r r2的圓軌道上運動,此時登陸艙

9、的質(zhì)量為 mimi 那么2A.A. X X 星球的質(zhì)量為M7GTi2B.B. X X 星球外表的重力加速度為gxTiC.C.登陸艙在ri與r2軌道上運動是的速度大小之比為也T2V2.m2rii0D.D.登陸艙在半徑為2軌道上做圓周運動的周3期為T2T1r23,ri1515 . .20222022 廣東.地球質(zhì)量為 M M 半徑為 R,R,自轉(zhuǎn)周期為 T,T,地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為解引力常量為 G G 有關同步衛(wèi)星,以下表述正確的是B.B.衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度C.C.衛(wèi)星運行時受到的向心力大小為G嗎RD.D.衛(wèi)星運行的向心加速度小于地球外表的重力加速度二、計算題本大題共 4 4 小題,共

10、5050 分.要有必要的文字說明和解題步驟,.bCtfL匕行魏躇有數(shù)值計算的要注明單位.1616 . .如下圖,在距地面 8080m m 高的水平面上做勻加速直線運動的飛機上每隔 1 1s s 依次放下 a a、11b b、c c 三物體)拋出點 a a、b b 與 b b、c c 間距分別為A.A.衛(wèi)星距離地面的高度為GMT24245m45m 和 55m,55m,分別落在水平地面上的AB B、C C處.求：(1)(1)飛機飛行的加速度；(2)(2)剛放下 b b 物體時飛機的速度大??；(3)b(3)b、c c 兩物體落地點 BCBC 間距離.1717 . .如圖 9 9 所示是利用傳送帶裝運

11、煤塊的示意圖.其中,傳送帶足夠長,傾角 e e=37=37.,煤塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)以=0.80.8,傳送帶的主動輪和從動輪半徑相等,主動輪和從動輪半徑相等,主動輪軸頂端與運煤車底板間的豎起12高度 H=1.8m,H=1.8m,與運煤車車箱中央的水平距離x=1.2m.x=1.2m.現(xiàn)在傳送帶底端由靜止釋放一些煤塊(可視為質(zhì)點),煤塊在傳送帶的作用下先做勻加速直線運動,后與傳送帶一起做勻速運動,到達主動輪時隨輪一起勻速轉(zhuǎn)動.要使煤塊在輪的最高點水平拋出并落在車箱中央,取 g=10m/sg=10m/s2 2,sin,sin3737=0.6,cos37=0.6,cos37=0.8,=0.8,求：

12、圖 9 9(1)(1)傳送帶勻速運動的速度 v v 及主動輪和從動輪的半徑 R;R;(2)(2)煤塊在傳送帶上由靜止開始加速至與13傳送帶速度相同所經(jīng)過的時間 t.t.141 1.解析在恒定的合力作用下,物體做勻變速曲線運動,速度的大小、方向都改變,選項 A A 錯誤；假設力與速度的夾角為銳角,物體做加速運動,假設力與速度的夾角為鈍角,物體做減速運動,選項 B B 錯誤；勻速圓周運動的合外力為變力,選項C C錯誤,此題選項 D D 正確.答案 D D2 2 .解析由v vt t圖象可以看出,物體在x x方向做勻速直線運動,在y y方向做勻變速直線運動,故物體做曲線運動,A A 正確,B B 錯

13、誤；物體的初速度為 v v0=加+V=30=302+40402m/sm/s= =5050m/sm/s, ,C C 正確,D D 錯誤.答案 ACAC3 3 .解析保持航線不變,且準時到達對岸,即15船的合速度大小和方向均不變,由以下圖可知,當水流速度 v v 水增大時,a a 增大,V V 也增大,故選 A.A.答案 A A4 4 .解析由 x x 方向的速度圖象可知,在 x x 方向的加速度為1.5m/s1.5m/s2 2, ,受力 F Fx=3N,=3N,由y y 方向的位移圖象可知在 y y 方向做勻速直線運動,速度為 V Vy=4m/s=4m/s, ,受力Fy=Fy=0 0.因此質(zhì)點的

14、初速度為 5 5m/s,Am/s,A 選項正確； 受到的合外力為 3 3N,BN,B 選項正確；顯然,質(zhì)點初速度方向與合外力方向不垂直,C C 選項錯誤；2 2s s 末質(zhì)點速度應該為 v=v=6 62 2+4+42m/sm/s=2=2Jl3m/sJl3m/s, ,D D 選項錯誤.答案 ABAB165 5 .解析三輪邊緣上的線速度大小相等,那么有311=322=333,可知 A A 正確.答案 A A6 6 .解析當球到達最高點的速度 v v,gL,gL 時,F F 為拉力；當 v=ygzv=ygz_時,F=0;0;當 vvx/gzvvx/gz時,F F 為推力.應選 D.D.答案 D D7

15、 7 .解析從題中圖象看到,下落的高度和時間初速度為 0 0 , ,所以能夠求出行星外表的加速度和落地的速度,由于物體的質(zhì)量未知,不能求出物體受到行星引力的大小,由于行星的半徑未知,不能求出行星的質(zhì)量.答案 ACAC8 8 . .解析萬有引力提供碎片做圓周運動的向心17所以r r甲v vr r乙,選項B B錯誤； 由詈mmrmr 2：得丁=2 27t7t. .4 4G GM M故 T T 甲T T 乙,選項 A A 錯誤;, ,GMGM由a=r2得 a a 甲&乙應選項 D D 正確；甲、乙兩碎片的質(zhì)量不知,故甲、乙向心力的大小關系無法判斷,選項 C C 錯誤.答案 D D9 9 .解

16、析設小球從拋出到落到 N N 點經(jīng)歷 tsts1gt1gt2一2g2g 至 2V2V0tantan0mrr那么有 tantan9=,t=,因此v vot2vt2vog g2,一2v2votantan9Z,VN=gcosgcos0力,由：2GMmvGMmv/口2=m-,得r rv=v=/GMGM 由于 v v 甲v v 乙,可求出v vot td dMN=1coscos0187 7gtgt2+v0v0) )方向：tanatana=g_=g_, ,故 A A、B B 均V V0正確.但因小球的質(zhì)量未知,因此小球在N N點的動能不能求出,C C 錯誤.當小球速度方向與斜面平行時,小球在垂直斜面方向的

17、速度為零,此時小球與斜面間的距離最大,D D 正確.答案 ABDABD1010 .解析設地球或行星的半徑為 r,r,根據(jù)萬有引力提供向心力,對地球或行星的同步衛(wèi)星有h h2=2.52.52,p1=2p2,代入上式得 T T2=12h.12h.192(r+h)(r+h), ,M=p4M=p4 兀 r;r;得 T TMmrMmr+ +h h3 3 兀 r+hr+h3GprGpr33r r3P2斤;,其中TI=24h hTIT T2h h1=6r=6r1,r rI+h+h1r r2+h h2答案 B B1111.答案：ACAC解析：萬有引力提供向心力,由2,2一,-,GYmam-mr尸可傳向心加速度

18、之比rrT1那么 41,41,C C 正確；周期之比；R1,1,A A 正確；a乙rT乙.r甲、乙均為兩顆地球衛(wèi)星,運行速度都小于第一宇宙速度,B B 錯誤；甲為地球同步衛(wèi)星運行在赤道上方,D D 錯誤.1212.解析：主要考查開普勒第三定律.月球、地球同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,根據(jù)開普勒第三定律有 1919 解得r1T1丁1居代入數(shù)據(jù)求得叫4.2107m.m.如圖,T1所示,發(fā)出信號至對方接收到信號所需最短時22間為ts空一 S S 代入數(shù)據(jù)求得 t=0.28s.t=0.28s.所以vC7正確答案是 BoBo1313 . .【解析】：萬有引力提供衛(wèi)星做圓周運動的20向心力,代入相關公式即可【答案】：ACAC221414 .解析：根據(jù)GTmi紅、G警m2r2乙,可r1Tir2T223得M7、T2TH,故 A A、D D 正確；登陸艙在半GTiVri7徑為 G G 的圓軌道上運動的向心加速度2.arii3一,此加速度與 X X 星球外表的重力加速Ti2度并不相等,故 C C 錯誤；根據(jù)坐m,得v嚴,rr,.r7那么 3,3,故 C C 錯誤.v2,rii5.i5.解析：根據(jù)GMmm(2-)2(RH)A A 錯)由(RH)13G3Tm,B B 正確,由Gmmg,C C 錯 D D(RH)2RH(RH)2, ,對.選