1、精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載高三物理同步測試（4）：曲線運動萬有引力定律本試卷分第一卷（挑選題）和第二卷（非挑選題）兩部分；共150 分考試用時120 分鐘第一卷（挑選題共40 分）一.此題共10 小題； 每道題4 分,共 40 分；在每道題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確；全部選對的得4 分,選不全的得2 分,有選錯或不答的得0 分；1一個物體以初速度v0 從 a 點開頭在光滑水平面上運動,一個水平力作用在物體上,物體的運動軌跡如圖1 中的實線所示,圖中b 為軌跡上的一點,虛線為過a.b 兩點并與軌跡相切的直線,虛線和實線將水平面劃分5

2、 個區域,就關于施力物體的位置,下面說法正確選項（）a 假如這個力為引力,就施力物體肯定在區域b假如這個力為引力,就施力物體肯定在區域c假如這個力為斥力,就施力物體可能在區域d假如這個力為斥力,就施力物體肯定在區域圖 1 2以速度v0 水平拋出一小球,假如從拋出到某時刻小球的豎直分位移與水平分位移大小相等,以下判定正確選項（）a 此時小球的豎直分速度大小等于水平分速度大小b此時小球的速度大小為2v0c小球運動的時間為2 v0/gd此時小球速度的方向與位移的方向相同3一個小球在豎直環內至少做n 次圓周運動,當它第（n 2）次經過環的最低點時,速度 為 7m/s；第（ n 1）次經過環的最低點時,

3、速度為5m/s,就小球在第n 次經過環的最 低點時的速度肯定滿意（）a v>1m/sb v=1m/sc v<1m/sd v=3m/s4如圖 2,從光滑的1/4 圓弧槽的最高點滑下的小物塊,滑出槽口時速度為水平方向,槽口與一個半球頂點相切,半球底面為水平,如要使小物塊滑出槽口后不沿半球面下滑,已知圓弧軌道的半徑為r1,半球的半徑為r2,就 r1 與 r2 的關系為（）a r1 r2b r1 r2c r1 r2/2d r1 r2/25如圖3 所示,細桿的一端與一小球相連,可繞過o 點的水平軸自由轉動；現給小球一初速度,使它做圓周運動,圖中a.b 分別表示圖 2精品學習資料精選學習資料

4、- - - 歡迎下載學習必備歡迎下載小球軌道的最低點和最高點,就桿對小球的作用力可能為（）a a 處為拉力, b 處為拉力b a 處為拉力, b 處為推力ca 處為推力, b 處為拉力d a 處為推力, b 處為推力6 20xx 年 10 月 15 日,我國勝利地發射了“神舟五號”載人飛船,經過 21 小時的太空飛行, 返回艙于次日安全著陸；已知飛船在太空中運行的軌道為一個橢圓,橢圓的一個焦點為地球的球心,如圖 3圖 4 所示,飛船在飛行中為無動力飛行,只受到地球的萬有引力作用,在飛船從軌道的a 點沿箭頭方向運行到b 點的過程中,有以下說法：飛船的速度逐步增大飛船的速度逐步減小飛船的機械能守恒

5、飛船的機械能逐步增大；上述說法中正確選項（）圖 4a b cd7在地球大氣層外有很多太空垃圾繞地球做勻速圓周運動,每到太陽活動期,由于受太陽的影響, 地球大氣層的厚度開頭增加,而使得部分垃圾進入大氣層,開頭做靠近地球的 向心運動,產生這一結果的緣由為（）a 由 于 太 空 垃 圾 受 到 地 球 引 力 減 小 而 導 致 的 向 心 運 動b由于太空垃圾受到地球引力增大而導致的向心運動 c地球的引力供應了太空垃圾做勻速圓周運動所需的向心力,所以產生向心運動的結果與空氣阻力無關d由于太空垃圾受到空氣阻力而導致的向心運動8.為訓練宇航員習慣失重,需要制造失重環境.在地球表面鄰近,可以在飛行器的座

6、艙內短時 間地完成失重.設某一飛機可作多種模擬飛行,令飛機于速率500m/s 時進入試驗狀態,而速率為1000m/s 時退出試驗, 就可以實現試驗目的且有效訓練時間最長的飛行為a 飛機在水平面內做變速圓周運動,速度由500m/s 增加到 1000m/s b飛機在堅直面內沿圓孤俯沖,速度由500m/s 增加到 1000m/s 在最低點 c飛機以500m/s 作豎直上拋運動（關閉發動機）、當它豎直下落速度增加到1000m/s時,開動發動機退出試驗狀態d飛機以500m/s 沿某一方向作斜拋或平拋運動（關閉發動機）、當速度達到1000m/s時開動發動機退出試驗狀態9小河寬為d,河水中各點水流速大小與各

7、點到較近河岸邊的距離成正比,v 水 =kx ,k=4v 0/d ,精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載x 為各點到近岸的距離,小船船頭垂直河岸渡河,小船劃水速度為v0 ,就以下說法中正 確的為（）a 小船渡河的軌跡為曲線b. 小船到達離河岸d/2 處,船渡河的速度為2 v0 c小船渡河時的軌跡為直線d小船到達離河岸3d/4 處,船的渡河速度為10 v010早在 19 世紀,匈牙利物理學家厄缶就明確指出：“沿水平地面對東運動的物體,其重量（即：列車的視重或列車對水平軌道的壓力）肯定要減輕；”后來,人們常把這類物理現象稱為“厄缶效應”；如圖5 所示：我們設想,在地球赤道鄰

8、近的地平線上,有一列質量為m 的列車,正在以速率v,沿水平軌道勻速向東行駛；已知：（ 1）地球的半徑r；（2）地球的自轉周期t；今日我們象厄缶一樣, 假如僅考慮地球自轉的影響（火車隨地球做線速度為2r/t 的圓周運動）時,火車對軌道的壓力為n；在此基礎上,又考慮圖 5到這列火車勻速相對地面又附加了一個線速度v 做更快的圓周運動,并設此時火車對軌道的壓力為n/,那么單純地由于該火車向東行駛而引起火車對軌道壓力減輕的數量（n n/）為（）a mv2/rb m v2/r+2 2/tvcm 2/tvd m v2/r+ 2/tv第二卷（非挑選題共 110 分 ）二.此題共三小題,21 分；把答案填在題中

9、的橫線上或按題目要求作圖11（9 分）如圖6 甲所示為一個討論向心力與哪些因素有關的dis 試驗裝置的示意圖,其 中做勻速圓周運動的圓柱體的質量為m,放置在未畫出的圓盤上；圓周軌道的半徑為r, 力電傳感器測定的為向心力,光電傳感器測定的為圓柱體的線速度,以下為所得數據和圖 6 乙所示的f v, f v2, f v3 三個圖象：圖 6精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載（1）數據表和圖乙的三個圖象,為在用試驗探究向心力f 和圓柱體線速度v 的關系時,并保持圓柱體質量不變,半徑r=0.1m 的條件下得到的；討論圖象后,可得出向心力f 和圓柱體速度v 的關系為；（2）為了討

10、論f 與 r 成反比的關系,試驗時除了保持圓柱體質量不變外,仍應保持物理量不變；（3）依據你已經學習過的向心力公式以及上面 的圖線可以推算出, 本試驗中圓柱體的質量為；12（ 6 分）如圖7 所示的演示試驗中,a.b 兩球同時落地, 說明；某同學設計了如圖的試驗： 將兩個質量相等的小鋼球,從斜面的同一高度由靜止同時釋放,滑 道 2 與光滑水平板吻接,就他將觀看到的現象圖 7為,這說明；13（ 6 分）假設地球自轉速度達到使赤道上的物體“飄”起（完全失重）,估量一下地球上一天等于h,（地球赤道半徑取6.4× 106m）；如要使地球的半面始終朝著太陽,另半面始終背著太陽,地球自轉周期等于

11、天；（ g 取 10m/s2）三.此題共七小題,89 分；解答應寫出必要的文字說明.方程式和重要的演算步驟；只寫出最終答案的不能得分；有數值運算的題答案中必需明確寫出數值和單位；14（ 12 分）在用高級瀝青鋪設的高速大路上,汽車的設計時速為108km/h ；汽車在這種路面上行駛時,它的輪胎與地面的最大靜摩擦力等于車重的0.6 倍；假如汽車在這種高速路的水平彎道上拐彎,假設彎道的路面為水平的,其彎道的最小半徑為多少？假如高速 路上設計了圓弧拱橋做立交橋,要使汽車能夠安全通過圓弧拱橋,這個圓弧拱橋的半徑至少為多少？（取g=10m/s2）15（ 12 分）如圖8 所示,水平臺ab 距地面 cd 高

12、 h=0.8m ；有一小滑塊從a 點 以 6.0m/s的初速度在平臺上做勻變速直線運動,并從平臺邊緣的b 點水平飛出,最終落在地面 上的d點；已知ab =2.20m,落地點到平臺的水平距離為2.00m；（不計空氣阻力,精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載g=10m/s2）求滑塊從a 到 d 所用的時間和滑塊與平臺的動摩擦因數；圖 816（ 13 分）依據天文觀測,月球半徑為r=1738km ,月球表面的重力加速度約為地球表面的重力加速度的1/6 ,月球表面在陽光照耀下的溫度可達127,此時水蒸氣分子的平均速度達到v0=2000m/s ；試分析月球表面沒有水的緣由；（取

13、地球表面的重力加速度g=9.8m/s2）（要求至少用兩種方法說明）17（ 13 分）有一空間探測器對一球狀行星進行探測,發覺該行星上無生命存在,在其表面上,卻掩蓋著一層厚厚的凍結的二氧化碳（干冰）；有人建議利用化學方法把二氧化碳 分解為碳和氧氣而在行星上面產生大氣；由于行星對大氣的引力作用,行星的表面就存在肯定的大氣壓強；假如1s 分解可得到106kg 氧氣,需使行星表面得到的壓強至少為p=2× 104pa,那么請你估算一下,至少需多少年才完成？已知行星表面的溫度較低,在此情形下,二氧化碳的蒸發不計,探測器靠近行星表面運動的周期為2h,行星的半徑r=1750km ；大氣層的厚度與行星

14、的半徑相比很小,結果保留兩位有效數字；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載18（13 分）在光滑的水平面上釘兩個釘子 a 和 b,相距 20cm,用一根 1m 長的細繩一端系一質量為 0.4kg 的小球,另一端固定在釘子 a 上；開頭時小球與釘子 a.b 在同始終線上,然后使小球以 2m/s 的速率開頭在水平面內做圓周運動；如繩子能承擔的最大拉力為 4n,那么從開頭到繩斷所經受的時間為多少？19（ 13 分）我們每個同學都記得學校課本中有一篇月球之謎,內配有一張1969 年人類首次登月的照片,至今印象深刻；而“嫦娥奔月”.“廣寒宮”等古老的傳奇都說明中國 人自古就對月

15、球布滿了深厚的感情,那么月球上究竟有沒有人類居住,這些至今為個迷,于為探測月球成為很多人的理想；可喜的為,20xx年,現代版“嫦娥奔月”將正式開演；如圖 9 所示,登月飛船以速度v0 繞月做圓周運動,已知飛船質量為m=1.2× 104kg,離月球表面的高度為h=100km ；飛船在a 點突然向前做短時間噴氣,噴氣的相對速度精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載為 u=1.0× 104m/s,噴氣后飛船在a 點速度減為va,于為飛船將沿新的橢圓軌道運行；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載為使飛船能在圖中b 點著陸（ a. b 連線通過月球中心,即a.b 點

16、分別為橢圓軌道的遠月點和近月點） ,求噴氣時需要消耗多少燃料？已知月球的半徑為r=1700km ,月球表面的重力加速度為g=1.7m/s2（選無限遠處為零勢能點,物體的重力勢能大小為ep= gmm /r）圖 9精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載20（ 13 分）為了迎接太空時代的到來,美國國會通過一項方案：在2050 年前建造成太空升降機,就為把長繩的一端擱置在地球的衛星上, 另一端系住升降機, 放開繩,升降機能到達地球上,人坐在升降機里,在衛星上通過電動機把升降機拉到衛星上.已知地球表面的重力加速 g 10m/s2 ,地球半徑 r 6400km. 求：（1）某人在

17、地球表面用彈簧測力計稱得重800n,站在升降機中.當升降機以加速度ag（ g為地球表面處的重力加速度）垂直地面上升, 這時此人再一次用同一彈簧測力計稱得視重為 850n ,忽視地球公轉的影響,求升降機此時距地面的高度；（2）假如把繩的一端擱置在同步衛星上,繩的長度至少為多長？精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載參考答案12345678910accadabcdcab3a 每做一次圓周運動缺失的能量為m72 52/2,可知 n 次經過最低點的速度可能為1m/s,又至少能做n 次,所以速度要大于1m/s；5 ab 小 球以o 點為圓心在豎直平面內做圓周運動；在最低點時,小球

18、受重力外,仍有桿的拉力作用,只有桿對小球向上拉時,小球才能繞o 點做圓周運動,故桿對小球只能 為拉力；在最高點,桿對小球可以向下拉,也可以向上推；當小球速度小于gl 時,桿對小球向上推,當小球速度大于gl 時,桿對小球向下拉；所以ab 正確；11（1） f =0.88v2（ 2）線速度（ 3）0.088kg12平拋運動在豎直方向上為自由落體運動球 1 落到光滑水平板上并擊中球2平拋運動在水平方向上為勻速運動精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載13 1.4h365分析：在地面鄰近有gmm / r2mg ,赤道上的物體“飄”起來時精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載gmm/r

19、2m42 r / t 2 ,所以 t=1.4h；當地球的一面始終朝著太陽時,地球的自轉周期應和繞太陽運轉的公轉周期相同；14解：汽車在水平路面上拐彎,或視為汽車做勻速圓周運動,其向心力為車與路面間的最精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載大靜摩擦力,有mv2 / r0.6mg由速度 v= 30m/s,得彎道半徑r >150m ；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載汽車過拱橋, 看作在豎直平面內做勻速圓周運動,到達最高點時, 有 mv2 / rmgn精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - -

20、 - 歡迎下載為了保證安全,車對路面的壓力n 必需大于零；有mv 2 / rmg就 r>90m ；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載15解：設小滑塊從a 運 動到b 所用時間為t1,位移為s1,加速度為a；從 b 點飛出的速度為 vb,從 b 點到落地點的水平位移為s2,飛行時間為t2；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載小滑塊在ab 之間做勻減速直線運動v bv0at122vbv02as1精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載依據牛頓其次定律列出在 bd 間做平拋運動hmgma221 gt 2s2v0t 2精品

21、學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載從 a 到 d 所 用 時 間 tt1t 2聯立求解,得t0.8 s0.25精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載16解： 方法一： 假定月球表面有水,就這些水在127時達到的平均速度v0=2000m/s 必 須小于月球表面的第一宇宙速度,否就這些水將不會降落回月球表面,導致月球表面無水；1取質量為m 的某水分子,由于gmm /r2=mv 2/r2,mg 月=gmm /r2,g 月=g/6 ,所以代入數據解得 v1=1700m/s ,v1 v0,即這些水分子會象衛星一樣繞月球轉動而不落到月球表面,

22、使月球表面無水；方法二：設v0=2000m/s 為月球的第一宇宙速度,運算水分子繞月球的運行半徑r1,如精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載0果 r1r,就月球表面無水； 取質量為m 的某水分子, 由于 gmm /r12=mv2/r12,精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載學習必備歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2mg 月 =gmm /r1,g 月 =g/6 ,所以 r1=v02/g 月=2.449 ×10m,r1 r,即以 2000m/s精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載6的速度運行的水分子不在月球表面,也即月球表面無水；方法三

23、： 假定月球表面有水,就這些水所受到的月球的引力必需足以供應水蒸氣分子在2精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載月球表面所受到的向心力,即應滿意：mg 月 gmm /r, 當 v=v0=2000m/s 時 ,精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載g 月 v02/r=2.30m/s2,而現在月球表面的重力加速度僅為g/6=1.63m/s2,所以水精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載分子在月球表面所受的重力不足以供應2000m/s 所對應的向心力, 也即月球表面無水；方法四： 假定有水, 就這些水所受到的月球的引力必需足以供應水蒸氣分子在月球表面所受到的向心力,即應滿意：

24、mg 月 gmm /r2,即應有g 月 r v2 而實際上： g62226222精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載月 r=2.84×10 m/s , v0=4× 10 m/s ,所以v0g 月 r 即以 2000m/s 的速度運精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載行的水分子不能存在于月球表面,也即月球表面無水；17解：設探測器的質量為m,行星的質量為m ,依據萬有引力供應向心力,可得gmm /r2=m2 /t2r,所以 gm =4 2r3/t2大氣的質量可近似表示為m0=4 r 2p/g依據萬有引力定律,mg=gmm /r 2,所以g=gm /r2所以

25、m0=4 r2pt2/4 2r=5.8 ×精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載1017kg由于 1s 可分解得到106kg 氧氣,就分解5.8× 1017kg 所需： t =5.8× 1011s=1.8×104 年精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載18解：當小球繞a 以 1m 的半徑轉半圈的過程中,拉力為tmv2/ r1=1.6n ,精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載1此時繩子不斷；當小球繞b 以 0.6m 的半徑轉半圈的過程中,拉力為tmv 2/ r2=2.67n ,此時繩子不精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載2斷；當小球再遇到釘子a 時,將以半徑0.2m 做圓周運動,拉力t3mv 2 / r3=8n ,此時繩精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載子斷；精品學習資料精選學習資料 - - - 歡迎下載所以斷開前的總時間為t1t 2s1 / v1s2 / v20.8s；精品學習