2011年高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天阶段质量检测

VCM仿真实验2011年高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天阶段质量检测上网做实验，理化老师在线答疑，实验分数轻松拿年高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天阶段质量检测（以下试题均来自VCM仿真实验配套试题）一、单项选择题(本题共4个小题，每小题4分，共16分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1．质量m＝4kg的质点静止在光滑水平面上的直角坐标系的原点O处，先用沿x轴正方向的力F1＝8N作用了2s，然后撤去F1；再用沿y轴正方向的力F2＝24N作用了1s．则质点在这3s内的轨迹为图1中的()图1解析：质点在前2s内做匀加速直线运动，2s末的速度为v＝4m/s；2s～3s做类平抛运动，加速度大小为6m/s2，这1s内沿x轴方向的位移是4m，沿y轴方向的位移是3m，故D正确．答案：D2．(2010·云浮模拟)如图2所示，小球P在A点从静止开始沿光滑的斜面AB运动到B点所用的时间为t1，在A点以一定的初速度水平向右抛出，恰好落在B点所用时间为t2，在A点以较大的初速度水平向右抛出，落在水平面BC上所用时间为t3，则t1、t2和t3的大小关系正确的是()图2A．t1＞t2＝t3B．t1＜t2＝t3C．t1＞t2＞t3D．t1＜t2＜t3解析：设斜面倾角为θ，A点到BC面的高度为h，则hsinθ＝12gsinθ·t12；以一定的初速度平抛落到B点时，h＝12gt22；以较大的初速度平抛落到BC面上时，h＝12gt32，可得出：t1＝2hgsin2θ＞2hg＝t2＝t3，故A正确．答案：A3．(2010·郑州模拟)如图3所示，倾斜轨道AC与有缺口的圆轨道BCD相切于C，圆轨道半径为R，两轨道在同一竖直平面内，D是圆轨道的最高点，缺口DB所对的圆心角为90°，把一个小球从斜轨道上某处由静止释放，它下滑到C点后便进入圆轨道，要想使它上升到DVCM仿真实验2011年高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天阶段质量检测上网做实验，理化老师在线答疑，实验分数轻松拿点，不计摩擦，则下列说法正确的是()图3A．释放点须与D点等高B．释放点须比D点高R/4C．释放点须比D点高R/2D．使小球经D点后再落到B点是不可能的解析：设小球刚好过D点的速度为vD，由mg＝mvD2R得vD＝gR，当落到与B点等高的水平面上时，平抛的水平位移x＝v0t，又t＝2Rg，所以x＝vD2Rg＝2R＞R，故经过D点后小球不可能落到B点，只有D正确．答案：D4．(2010·天津模拟)如图4所示，一根跨过光滑定滑轮的轻绳，两端各有一杂技演员(可视为质点)，a站于地面，b从图示的位置由静止开始向下摆动，运动过程中绳始终处于伸直状态，当演员b摆至最低点时，a刚好对地面无压力，则演员a的质量与演员b的质量之比为()图4A．1∶1B．2∶1C．3∶1D．4∶1解析：设b摆至最低点时的速度为v，b侧所拉绳子长度为l，由机械能守恒定律可得：mgl(1－cos60°)＝12mv2，解得v＝gl.设b摆至最低点时绳子的拉力为FT，由圆周运动知识得：FT－mbg＝mbv2l，解得FT＝2mbg，对演员a有FT＝mag，所以，演员a的质量与演员b的质量之比为2∶1.答案：BVCM仿真实验2011年高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天阶段质量检测上网做实验，理化老师在线答疑，实验分数轻松拿二、双项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．每小题给出的四个选项中，有两个选项符合题目要求，全选对的得6分，只选1个且正确的得1分，错选或不选的得0分)5．(2009·浙江高考)在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道．已知太阳质量约为月球质量的2.7×107倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍．关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是()A．太阳引力远大于月球引力B．太阳引力与月球引力相差不大C．月球对不同区域海水的吸引力大小相等D．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异解析：设太阳质量为M，月球质量为m，海水质量为m′，太阳与地球之间距离为r1，月球与地球之间距离为r2，由题意Mm＝2.7×107，r1r2＝400，由万有引力公式，太阳对海水的引力F1＝GMm′r12，月球对海水的引力F2＝Gmm′r22，则F1F2＝Mr22mr12＝2.7×1072＝270016，故A正确，B错误；月球到地球上不同区域的海水距离不同，所以引力大小有差异，C错误，D正确．答案：AD6．(2010·广州模拟)2009年10月1日建国60周年的国庆阅兵场上，呈现在世人面前的导弹装备全部为首次亮相的新型号主战武器，有5种新型号导弹，共计108枚．与此前两次国庆阅兵展示相比，身材小了，威力强了，精度高了．其中新型中远程地地导弹，打击效能多样，已成为信息化条件下局部战争的“拳头”．如图5所示，从地面上A点发射一枚中远程地地导弹，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地，引力常量为G，不计空气阻力．下列结论中正确的是()图5A．导弹在运动过程中只受重力作用，做匀变速曲线运动B．导弹在C点的加速度等于Gm地R＋h2C．地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点D．导弹离开A点时的速度大于第一宇宙速度解析：导弹在运动过程中经过不同的位置所受到的万有引力不等，加速度时刻改变，A错；由万有引力定律及牛顿第二定律可知，B正确；由开普勒行星运动定律知C正确；如果导弹离开A点时的速度大于第一宇宙速度，导弹将环绕地球运动成为一颗人造地球卫星，DVCM仿真实验2011年高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天阶段质量检测上网做实验，理化老师在线答疑，实验分数轻松拿错．答案：BC7．(2010·鲁东南三市四县测试)为纪念伽利略将望远镜用于天文观测400周年，2009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2009年3月1日16时13分成功撞月．如图6所示为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图，卫星在控制点1开始进入撞月轨道．假设卫星绕月球做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，以下说法正确的是()图6A．可以求出月球的质量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/s解析：由GMmR2＝m4π2T2R可得M＝4π2R3GT2，故A正确；因不知“嫦娥一号”的质量，故不可求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力，B错误；因卫星从控制点1处开始做近心运动，故卫星在此处应减速，C正确；“嫦娥一号”未脱离地球的引力束缚，同月球一块绕地球运动，故发射速度小于11.2km/s，D错误．答案：AC8．(2010·玉溪模拟)据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道．关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是()A．运行速度大于7.9km/sB．离地面高度一定，相对地面静止C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等解析：由万有引力提供向心力得：GMmr2＝mv2r，v＝GMr，即线速度v随轨道半径r的增大而减小，v＝7.9km/s为第一宇宙速度，即围绕地球表面运行的速度；因同步卫星轨道半径比地球半径大很多，因此其线速度应小于7.9km/s，故A错；因同步卫星与地球自转同步，即T、ω相同，因此其相对地面静止，由公式GMmR＋h2＝m(R＋h)ω2得：h＝3GMω2－R，因G、M、ω、R均为定值，因此h一定为定值，故B对；因同步卫星周期T同＝24小时，月球绕地球转动周期T月＝27天，即T同＜T月，由公式ω＝2πT得ω同＞ω月，故C对；同VCM仿真实验2011年高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天阶段质量检测上网做实验，理化老师在线答疑，实验分数轻松拿步卫星与静止在赤道上的物体具有共同的角速度，由公式a向＝rω2，可得：a同a物＝R＋hR，因轨道半径不同，故其向心加速度不同，D错误．答案：BC9．(2010·临汾统考)2008年9月，“神舟”七号顺利升空入轨．“神舟”七号飞船为了进行轨道维持，飞船发动机点火工作．所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小和方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定运行．如果不进行轨道维持，由于飞船受轨道上稀薄空气的摩擦阻力，轨道高度会缓慢降低，在这种情况下，下列说法中正确的是()A．飞船受到的万有引力逐渐增大，线速度逐渐减小B．飞船的向心加速度逐渐增大，周期逐渐减小，线速度和角速度都逐渐增大C．飞船的动能、重力势能和机械能都逐渐减小D．飞船的重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小解析：当飞船的高度降低时，受到的万有引力逐渐增大，向心加速度增大，但万有引力做的功大于阻力对飞船做的功，飞船的线速度增大，选项A错误；由公式ω＝GMr3知，当r减小时，角速度增大，而T＝2πω，所以周期减小，选项B正确；飞船高度降低，重力势能减小，由于空气阻力做负功，使得飞船的机械能减小，动能增大，选项C错误，选项D正确．答案：BD三、非选择题(本题包括3小题，共54分．按题目要求作答，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)10．(18分)如图7所示，有一倾角为30°的光滑斜面，斜面长L为10m，一小球从斜面顶端以10m/s的速度在斜面上沿水平方向抛出．求：(g取10m/s2)(1)小球沿斜面滑到底端时的水平位移x；(2)小球到达斜面底端时的速度大小．图7解析：(1)沿初速度方向：x＝v0t①沿斜面向下：a＝gsinα②L＝12at2③联立①②③代入数据得：x＝20m.(2)沿斜面向下：v⊥＝at④VCM仿真实验2011年高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天阶段质量检测上网做实验，理化老师在线答疑，实验分数轻松拿则：v＝v⊥2＋v02⑤联立②③④⑤解得：v＝102m/s＝14.1m/s.答案：(1)20m(2)14.1m/s11．(18分)如图8所示，水平转盘上放有质量为m的物块，当物块到转轴的距离为r时，连接物块和转轴的绳刚好被拉直(绳上张力为零)．物块和转盘间最大静摩擦力是其正压力的μ倍．求：(1)当转盘的角速度ω1＝μg2r时，细绳的拉力F1；图8(2)当转盘的角速度ω2＝3μg2r时，细绳的拉力F2.解析：设角速度为ω0时，物块所受静摩擦力为最大静摩擦力，有μmg＝mω02r得ω0＝μgr(1)由于ω1＝μg2r＜ω0，故绳未拉紧，此时静摩擦力未达到最大值，F1＝0.(2)由于ω2＝3μg2r＞ω0，故绳被拉紧，由F2＋μmg＝mω22r得F2＝12μmg.答案：(1)0(2)12μmg12．(18分)(2009·天津高考)2008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9.50×102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．若将S2星的运行轨道视为半径r＝9.50×102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(结果保留一位有效数字)．解析：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m