高考物理复习第四章曲线运动万有引力定律综合检测及答案

状元源免注册、免费提供中学高考复习各科试卷下载及高中学业水平测试各科资源下载状元源打造最全的免费高考复习、学业水平考试复习资料，更多资料请到状元源下载。第四章曲线运动万有引力定律综合检测一、选择题(本题共12小题，共48分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．关于两个运动的合成，下列说法正确的是()A．两个直线运动的合运动一定也是直线运动B．两个匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动C．两个匀变速直线运动的合运动一定也是匀变速直线运动D．一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动【解析】可举出选项A的反例——平抛，故选项A错误；合初速度的方向与合加速度的方向不在一条直线上时是曲线运动，C错；可举出选项D的反例——竖直上抛运动，故选项D错误．【答案】B2．小船在水速较小的河中横渡，并使船头始终垂直河岸航行，到达河中间时突然上游来大水使水流速度加快，则对此小船渡河的说法正确的是()A．小船要用更长的时间才能到达对岸B．小船到对岸的时间不变，但位移将变大C．因小船船头始终垂直河岸航行，故所用时间及位移都不会变化D．因船速与水速关系未知，故无法确定渡河时间及位移的变化【解析】由运动的独立性，小船到达对岸所需的时间将不受水流速度变化的影响，选项AD错；水流速度加快，因此小船因受冲击，到达对岸的位置偏向下游，位移将变大，故选项B对、C错．【答案】B3．水平抛出一个物体，经时间t后物体的速度方向与水平方向夹角为θ，重力加速度为g，则平抛物体的初速度为()A．gtsinθB．gtcosθC．gttanθD．gtcotθ【解析】经时间t后物体速度的竖直分量vy＝gt，故求出vx＝v0＝vycotθ＝gtcotθ.【答案】D4．如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有A、B、C三点、这三点所在处半径rArB＝rC，则这三点的向心加速度aA、aB、aC的关系是()A．aA＝aB＝aCB．aCaAaBC．aCaAaBD．aC＝aBaA【解析】皮带传动且不打滑，A点与B点线速度相同，由a＝v2r有a∝1r；所以aAaB，A点与C点共轴转动，角速度相同，由a＝ω2r知a∝r，所以有aAaC，可见选项C正确．【答案】C5．如图所示，长为L的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端有固定转轴O.现使小球在竖直平面内做圆周运动．P为圆周轨道的最高点．若小球通状元源免注册、免费提供中学高考复习各科试卷下载及高中学业水平测试各科资源下载状元源打造最全的免费高考复习、学业水平考试复习资料，更多资料请到状元源下载。过圆周轨道最低点时的速度大小为92gL，则以下判断正确的是()A．小球不能到达P点B．小球到达P点时的速度小于gLC．小球能到达P点，但在P点不会受到轻杆的弹力D．小球能到达P点，且在P点受到轻杆向下的弹力【解析】根据机械能守恒定律2mgL＝12mv2－12mv2P，可求出小球在P点的速度为12gLgL，故B正确，A错误．计算出向心力F＝12mg，故小球在P点受到轻杆向上的弹力，故C、D均错误．【答案】B6．一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙物体质量分别为M和m(Mm)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为L(LR)的轻绳连在一起．如图所示，若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直，要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则转盘旋转的角速度最大不得超过(两物体均看做质点)()A.μ(M－m)g(M＋m)LB.μgLC.μ(M＋m)gMLD.μ(M＋m)gmL【解析】经分析可知，绳的最大拉力F＝μMg，对m，F＋μmg＝mω2L，所以μ(M＋m)g＝mω2L解得ω＝μ(M＋m)gmL【答案】D7．在平面上运动的物体，其x方向分速度vx和y方向分速度vy随时间t变化的图线如图(甲)中的(a)和(b)所示，图(乙)中最能反映物体运动轨迹的是()状元源免注册、免费提供中学高考复习各科试卷下载及高中学业水平测试各科资源下载状元源打造最全的免费高考复习、学业水平考试复习资料，更多资料请到状元源下载。【解析】由图(甲)中的(a)，可知x方向做匀速运动．由图(甲)中的(b)，可知y方向做匀加速运动，且合力沿y轴方向，物体做类平抛运动．由合力指向曲线(轨迹)凹的一侧，故选项C对．【答案】C8．(2008·全国卷Ⅰ)已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390，月球绕地球旋转的周期约为27天．利用上述数据以及日常的天文知识，可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为()A．0.2B．2C．20D．200【解析】设太阳质量M，地球质量m，月球质量m0，日地间距离为R，月地间距离为r，地球绕太阳的周期为T约为360天，月球绕地球的周期为t约为27天，对地球绕着太阳转动，由万有引力定律：GMmR2＝m4π2RT2，同理对月球绕着地球转动；Gmm0r2＝m04π2rt2，则太阳质量与地球质量之比为Mm＝R3t2r3T2.太阳到月球的距离近似等于太阳到地球的距离，故太阳对月球的万有引力F＝GMm0R2，地球对月球的万有引力f＝Gmm0r2，故Ff＝Mr2mR2，代入太阳与地球质量比，计算出比值约为2，B对．【答案】B9．(2010·湖北重点中学联考)我国首个火星探测器“萤火一号”原定于2009年10月6日至16日期间在位于哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射中心升空，后因俄罗斯火箭故障推迟发射．此次“萤火一号”的一个重要任务是探测研究火星表面水的消失机制，继而探寻火星上到底有无生命迹象的存在．此外，“萤火一号”还将探测火星空间磁场、电离层和粒子分布及其变化规律、火星地形、地貌等．假设“萤火一号”探测器上有一机器人，机器人登上火星．假如机器人在火星上测得摆长为L的单摆做小振幅振动的周期为T，将火星视为密度均匀、半径为r的球体，则火星的密度为()A.πL3GrT2B.3πLGrT2C.16πL3GrT2D.3πL16GrT2【解析】由单摆周期公式T＝2πLg，可得火星表面的重力加速度g＝4π2LT2，由Gm火mr2＝状元源免注册、免费提供中学高考复习各科试卷下载及高中学业水平测试各科资源下载状元源打造最全的免费高考复习、学业水平考试复习资料，更多资料请到状元源下载。mg得火星质量m火＝gr2G＝4π2r2LGT2，火星体积V＝4πr33，密度ρ＝m火V＝3πLGrT2，选项B正确．【答案】B10．如图所示，在一次救灾工作中，一架沿水平直线飞行的直升机A，用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B.在直升机A和伤员B以相同的水平速度匀速运动的同时，悬索将伤员吊起，在某一段时间内，A、B之间的距离以l＝H－t2(式中H为直升机A离地面的高度，各物理量的单位均为国际单位制单位)规律变化，则在这段时间内()A．悬索的拉力等于伤员的重力B．悬索不可能是竖直的C．伤员做加速度大小方向均不变的曲线运动D．伤员做速度大小增加的直线运动【解析】伤员在水平方向上匀速运动，由A、B之间距离的变化规律知，在竖直方向上做向上的匀加速运动．而伤员仅受重力和悬索拉力作用．所以悬索必竖直，且Fmg，合运动为加速度大小方向均不变的曲线运动，只有C对．【答案】C11．2007年4月24日，欧洲科学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581c.这颗围绕红矮量Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天．假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确的是()A．飞船在Gliese581c表面附近运行的周期约为13天B．飞船在Gliese581c表面附近运行时的速度大于7.9km/sC．人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大D．Gliese581c的平均密度比地球平均密度小【解析】由GMmr2＝mr(2π/T)2得：T＝4π2r3GM，类地行星绕红矮星转与飞船绕类地行星转相比，不知道4π2r3GM是否相等，故选项A错；由GMmR2＝mv2R，得v＝GMR，又这颗类地行星的质量M′＝5M，半径R′＝1.5R，故选项B对；由mg＝GmMR2，解得g′g＝209，故选项C对；由ρ＝MV，V＝43πR3，故ρ＝3M4πR3，M′＝5M，半径R′＝1.5R，解得ρ′ρ＝4027，故选项D错．【答案】BC12．(2009·河南示范性高中联考)2008年9月25日21时10分，“神舟七号”飞船成功发射，出舱活动结束后，释放了伴飞小卫星，并围绕轨道舱进行伴飞试验．此时，与“神舟七号”相距100公里至200公里的伴飞小卫星，将开始其观测、“追赶”、绕飞的三步试验：第一步是由其携带的导航定位系统把相关信息传递给地面飞控中心，通过地面接收系统，测量伴飞小卫星与轨道舱的相对距离；第二步是由地面飞控中心发送操作信号，控制伴飞小卫星向轨道舱“追”去，“追”的动力为液氨推进剂，因此能够以较快速度接近轨道舱；第三步是通过变轨调姿，绕着轨道舱飞行．下列关于伴飞小卫星的说法中正确的是()A．伴飞小卫星保持相距轨道舱一定距离时的向心加速度等于飞船的向心加速度状元源免注册、免费提供中学高考复习各科试卷下载及高中学业水平测试各科资源下载状元源打造最全的免费高考复习、学业水平考试复习资料，更多资料请到状元源下载。B．伴飞小卫星绕轨道舱飞行时，飞船对它的万有引力提供了它绕飞船绕行的向心力C．若要伴飞小卫星“追”上轨道舱，只需在原轨道上加速即可D．伴飞小卫星绕轨道舱飞行时，飞船以它的万有引力不足以提供它绕飞船运动的向心力【解析】伴飞小卫星与轨道舱相对静止，即绕地球做匀速圆周运动，二者的线速度大小相同，轨道半径相等，故向心加速度相等，A正确；小卫星速度增大后，轨道半径也会随之增大，此时小卫星与轨道舱不在同一高度的轨道上，无法追上轨道舱，C错误；小卫星绕轨道舱做圆周运动的向心力，B错误，D正确．【答案】AD二、实验题(本题共2小题，共18分)13．在“研究平抛物体的运动”的实验中，为了描出物体的运动轨迹，实验应有下列各个步骤：A．以O为原点，画出与y轴相垂直的水平轴x轴；B．把事先做的有缺口的纸片用手按在竖直木板上，使由斜槽上滚下抛出的小球正好从纸片的缺口中通过，用铅笔在白纸上描下小球穿过这个缺口的位置；C．每次都使小球由斜槽上固定的标卡位置开始滚下，用同样的方法描出小球经过的一系列位置，并用平滑的曲线把它们连接起来，这样就描出了小球做平抛运动的轨迹；D．用图钉把白纸钉在竖直木板上，并在木板的左上角固定好斜槽；E．在斜槽末端抬高一个小球半径处定为O点，在白纸上把O点描下来，利用重垂线在白纸上画出过O点向下的竖直直线，定为y轴．在上述实验中，缺少的步骤F是___________________________________________，正确的实验步骤顺序是__________________．【答案】调整斜槽使放在斜槽末端的小球可停留在任何位置，说明斜槽末端切线已水平DFEABC14．一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在该行星上．飞船上备有以下实验器材A．精确秒表一只B．已知质量为m的物体一个C．弹簧秤一个D．天平一台(附砝码)已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量，依据测量数据，可求出该星球的半径R及星球的质量M.(已知引力常量为G)(1)两次测量所选用的器材分别为__________，__________.(用序号表示)(2)两次测量的物理量分别是__________，__________.(3)用该数据写出半径R，质量M的表达式．R＝________