曲线运动万有引力与航天测试题带答案.doc

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1、第4章 曲线运动 万有引力与航天一、选择题(本大题共15小题)1一个物体受到恒定的合力作用而做曲线运动，则下列说法正确的是A物体的速率可能不变B物体一定做匀变速曲线运动，且速率一定增大C物体可能做匀速圆周运动D物体受到的合力与速度的夹角一定越来越小，但总不可能为零2一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图1所示关于物体的运动，下列说法正确的是图1A物体做曲线运动B物体做直线运动C物体运动的初速度大小是50 m/sD物体运动的初速度大小是10 m/s3小船过河时，船头偏向上游与水流方向成角，船相对静水的速度为v，其航线恰好垂直于河岸现水流速度稍有

2、增大，为保持航线不变，且准时到达对岸，下列措施中可行的是A增大角，增大船速vB减小角，增大船速vC减小角，保持船速v不变D增大角，保持船速v不变4(2011上海市闸北调研)质量为2 kg的质点在xy平面上做曲线运动，在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图2所示，下列说法正确的是图2A质点的初速度为5 m/sB质点所受的合外力为3 NC质点初速度的方向与合外力方向垂直D2 s末质点速度大小为6 m/s5如图3所示，甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦转动，相互之间不打滑，其半径分别为r1、r2、r3.若甲轮的角速度为1，则丙轮的角速度为图3A.B.C. D.6如图4所示，轻杆的一端有一个小球，另一端有光

3、滑的固定轴O.现给球一初速度，使球和杆一起绕O轴在竖直面内转动，不计空气阻力，用F表示球到达最高点时杆对小球的作用力则F图4A一定是拉力B一定是推力C一定等于0D可能是拉力，可能是推力，也可能等于07一物体从一行星表面某高度处自由下落(不计阻力)自开始下落计时，得到物体离行星表面高度h随时间t变化的图象如图5所示，则根据题设条件可以计算出图5A行星表面重力加速度的大小B行星的质量C物体落到行星表面时速度的大小D物体受到星球引力的大小8(2009安徽理综)2009年2月11日，俄罗斯的”宇宙2251”卫星和美国的”铱33”卫星在西伯利亚上空约805 km处发生碰撞这是历史上首次发生的完整在轨卫星

4、碰撞事件碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境假设有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是A甲的运行周期一定比乙的长B甲距地面的高度一定比乙的高C甲的向心力一定比乙的小D甲的加速度一定比乙的大9如图6所示，从倾角为的斜面上的M点水平抛出一个小球，小球的初速度为v0，最后小球落在斜面上的N点，则(重力加速度为g)图6A可求M、N之间的距离B可求小球落到N点时速度的大小和方向C可求小球到达N点时的动能D可以断定，当小球速度方向与斜面平行时，小球与斜面间的距离最大10(2010全国理综)已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍若某行星的平均密度为

5、地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为 A6小时 B12小时 C24小时 D36小时11（2011山东）甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是A.甲的周期大于乙的周期 B.乙的速度大于第一宇宙速度C.甲的加速度小于乙的加速度 D.甲在运行时能经过北极的正上方12（2011全国理综）卫星电话信号需要通地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8105m/s，运

6、行周期约为27天，地球半径约为6400千米，无线电信号传播速度为3x108m/s）A.0.1s B.0.25s C.0.5s D.1s13（2011天津）质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的A线速度 B角速度 C运行周期 D向心加速度14（2011浙江）为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2 的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2则A. X星

7、球的质量为B. X星球表面的重力加速度为C. 登陆舱在与轨道上运动是的速度大小之比为D. 登陆舱在半径为轨道上做圆周运动的周期为15 (2011广东).已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G。有关同步卫星，下列表述正确的是A.卫星距离地面的高度为B.卫星的运行速度小于第一宇宙速度C.卫星运行时受到的向心力大小为D.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度二、计算题(本大题共4小题，共50分要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)16如图所示，在距地面80 m高的水平面上做匀加速直线运动的飞机上每隔1 s依次放下a、b、c三物体，抛出点a、

8、b与b、c间距分别为45 m和55 m，分别落在水平地面上的A、B、C处求： (1)飞机飞行的加速度；(2)刚放下b物体时飞机的速度大小；(3)b、c两物体落地点BC间距离17如图9所示是利用传送带装运煤块的示意图其中，传送带足够长，倾角37，煤块与传送带间的动摩擦因数0.8，传送带的主动轮和从动轮半径相等，主动轮和从动轮半径相等，主动轮轴顶端与运煤车底板间的竖起高度H1.8 m，与运煤车车箱中心的水平距离x1.2 m现在传送带底端由静止释放一些煤块(可视为质点)，煤块在传送带的作用下先做匀加速直线运动，后与传送带一起做匀速运动，到达主动轮时随轮一起匀速转动要使煤块在轮的最高点水平抛出并落在车

9、箱中心，取g10 m/s2，sin 370.6，cos 370.8，求：图9(1)传送带匀速运动的速度v及主动轮和从动轮的半径R；(2)煤块在传送带上由静止开始加速至与传送带速度相同所经过的时间t.1.解析在恒定的合力作用下，物体做匀变速曲线运动，速度的大小、方向都改变，选项A错误；若力与速度的夹角为锐角，物体做加速运动，若力与速度的夹角为钝角，物体做减速运动，选项B错误；匀速圆周运动的合外力为变力，选项C错误，本题选项D正确答案D2.解析由vt图象可以看出，物体在x方向做匀速直线运动，在y方向做匀变速直线运动，故物体做曲线运动，A正确，B错误；物体的初速度为v0 m/s50 m/s，C正确，

10、D错误答案AC3.解析保持航线不变，且准时到达对岸，即船的合速度大小和方向均不变，由下图可知，当水流速度v水增大时，增大，v也增大，故选A.答案A4.解析由x方向的速度图象可知，在x方向的加速度为1.5 m/s2，受力Fx3 N，由y方向的位移图象可知在y方向做匀速直线运动，速度为vy4 m/s，受力Fy0.因此质点的初速度为5 m/s，A选项正确；受到的合外力为3 N，B选项正确；显然，质点初速度方向与合外力方向不垂直，C选项错误；2 s末质点速度应该为v m/s2 m/s，D选项错误答案AB5.解析三轮边缘上的线速度大小相等，则有1r12r23r3，可知A正确答案A6.解析当球到达最高点的

11、速度v时，F为拉力；当v时，F0；当v时，F为推力故选D.答案D7.解析从题中图象看到，下落的高度和时间已知(初速度为0)，所以能够求出行星表面的加速度和落地的速度，因为物体的质量未知，不能求出物体受到行星引力的大小，因为行星的半径未知，不能求出行星的质量答案AC8.解析万有引力提供碎片做圆周运动的向心力，由m，得v ，因为v甲v乙，所以r甲r乙，选项B错误；由mr2，得T2，故T甲T乙，选项A错误；由a，得a甲a乙，故选项D正确；甲、乙两碎片的质量不知，故甲、乙向心力的大小关系无法判断，选项C错误答案D9.解析设小球从抛出到落到N点经历t s，则有tan ，t，因此可求出dMN，vN，方向：

12、tan ，故A、B均正确但因小球的质量未知，因此小球在N点的动能不能求出，C错误当小球速度方向与斜面平行时，小球在垂直斜面方向的速度为零，此时小球与斜面间的距离最大，D正确答案ABD10.解析设地球或行星的半径为r，根据万有引力提供向心力，对地球或行星的同步卫星有Gm2(rh)，Mr3，得T ，有 ，其中T124 h，h16r1，h22.5r2，122，代入上式得T212 h.答案B11.答案：AC解析：万有引力提供向心力，由，可得向心加速度之比，C正确；周期之比，A正确；甲、乙均为两颗地球卫星，运行速度都小于第一宇宙速度，B错误；甲为地球同步卫星运行在赤道上方，D错误。12.解析：主要考查开

13、普勒第三定律。月球、地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律有解得，代入数据求得m.如图所示，发出信号至对方接收到信号所需最短时间为，代入数据求得t=0.28s.所以正确答案是B。13.【解析】：万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，代入相关公式即可【答案】：AC14.解析：根据、，可得、，故A、D正确；登陆舱在半径为的圆轨道上运动的向心加速度，此加速度与X星球表面的重力加速度并不相等，故C错误；根据，得，则，故C错误。15.解析：根据，A错，由，B正确，由，C错D对。选BD16.解析(1)飞机水平方向上，由a经b到c做匀加速直线运动，由xaT2得，a10 m/s2.(2)因位置b对应a到c过程的中间时刻，故有vb50 m/s.(3)设物体落地时间为t，由hgt2得：t 4 s，BC间距离为：xBCxbcvctvbt.又vcvbaT，得：xBCxbcaTt95 m.答案(1)10 m/s2(2)50 m/s(3)95 m17.解析(1)由平抛运动的公式，得xvtHgt2代入数据解得v2 m/s要使煤块在主动轮的最高点做平抛运动，则煤块到达轮的最高点时对轮的压力为零，由牛顿第二定律，得mgm代入数据得R0.4 m.(2)由牛顿第二定律Fma得agcos gsin 0.4 m/s2由vv0at得t5 s.答案(1)2 m/s0.4 m(2)5 s10