◎ 2012年高三物理高考二轮复习专题——曲线运动 万有引力与航天(二)的第一部分试题
  • 如图所示,人沿平直的河岸以速度v行走,且通过不可伸长的绳拖船,船沿绳的方向行进,此过程中绳始终与水面平行。当绳与河岸的夹角为α时,船的速率为
    [     ]
    A.vsinα    
    B.v/sinα    
    C.vcosα    
    D.v/cosα
  • 如图所示,甲、乙两同学从河中O点出发,分别沿直线游到A点和B点后,立即沿原路线返回到O点,OA、OB分别与水流方向平行和垂直,且OA=OB。若水流速度不变,两人在静水中游速相等,则他们所用时间t、t的大小关系为
    [     ]
    A.t<t
    B.t=t
    C.t>t
    D.无法确定
  • 一般的曲线运动可以分成很多小段,每小段都可以看成圆周运动的一部分,即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图(a)所示,曲线上的A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做A点的曲率圆,其半径ρ叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成α角的方向已速度υ0抛出,如图(b)所示。则在其轨迹最高点P处的曲率半径是
         
    [     ]
    A.
    B.
    C.
    D.
  • 为了对火星及其周围的空间环境进行探测,我国预计于2011年10月发射第一颗 火星探测器“萤火一号”假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时,周期分别为T1和T2,火星可视为质量分布均匀的球体,且忽略火星的自转影响,万有引力常量为G仅利用以上数据,可以计算出
    [     ]
    A.火星的密度和火星表面的重力加速度
    B.火星的质量和火星对“萤火一号”的引力
    C.火星的半径和“萤火一号”的质量
    D.火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力 
  • 一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上,已知万有引力常量为G,若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零,则天体自转周期为
    [     ]
    A、
    B、
    C、
    D、
  • 火星直径约为地球的一半,质量约为地球的十分之一,它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍。根据以上数据,以下说法正确的是
    [     ]
    A.火星表面重力加速度的数值比地球表面小
    B.火星公转的周期比地球的长
    C.火星公转的线速度比地球的大
    D.火星公转的向心加速度比地球的大
  • 2009年5月,航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点,如图所示,关于航天飞机的运动,下列说法中正确的有
    [     ]
    A.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度
    B.在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A 的动能
    C.在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
    D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
  • 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
    [     ]
    A.6小时
    B.12小时
    C.24小时
    D.36小时
  • 1970年4月24日,我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,开创了我国航天事业的新纪元。“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道,其近地点M和远地点N的高度分别为439km和2384km,则
    [     ]
    A.卫星在M点的势能大于N点的势能
    B.卫星在M点的角速度大于N点的角速度
    C.卫星在M点的加速度大于N点的加速度
    D.卫星在N点的速度大小7.9 km/s
  • 月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a。设月球表面的重力加速度大小为g1,在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为g2,则
    [     ]
    A.g1=a
    B.g2=a
    C.g1+g2=a
    D.g2-g1=a
  • 探测器绕月球做匀速圆周运动,变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动,则变轨后与变轨前相比
    [     ]
    A.轨道半径变小
    B.向心加速度变小
    C.线速度变小
    D.角速度变小
  • 太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像,图中坐标系的横轴是lg(T/T0),纵轴是lg(R/R0);这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径,T0和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。下列4幅图中正确的是
    [     ]
    A.
    B.
    C.
    D.
  • 宇宙飞船以周期为T绕地球作圆周运动时,由于地球遮挡阳光,会经历“日全食” 过程,如图所示。已知地球的半径为R,地球质量为M,引力常量为G,地球自转周期为T0,太阳光可看作平行光宇航员在A点测出地球的张角为α,则
    [     ]
    A.飞船绕地球运动的线速度为
    B. 一天内,飞船经历“日全食”的次数为T/T0
    C.飞船每次“日全食”过程的时间为αT0/(2π)
    D.飞船的周期为
  • 月球与地球质量之比约为1:80。有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统,它们都围绕月地连线上某点O做匀速圆周运动。据此观点,可知月球与地球绕O点运动的线速度大小之比约为
    [     ]
    A.1:6 400
    B.1:80
    C.80:1
    D.6 400:1
  • 英国《新科学家(New Scientist)》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最,在XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中,若某黑洞的半径约45km,质量和半径的关系满足(其中为光速,为引力常量),则该黑洞表面重力加速度的数量级为
    [     ]
    A.
    B.
    C.
    D.
◎ 2012年高三物理高考二轮复习专题——曲线运动 万有引力与航天(二)的第二部分试题
  • 近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2,设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2,则
    [     ]
    A.
    B.
    C.
    D.
  • 天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。这颗行星的体积是地球的4.7倍,质量是地球的25倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时,引力常量G=6.67×l0-11 N·m2/kg2,由此估算该行星的平均密度约为
    [     ]
    A.1.8×103 kg/m3
    B.5.6×103 kg/m3
    C.1.1×104 kg/m3
    D.2.9×104 kg/m3
  • 牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据,运用严密的逻辑推理,建立了万有引力定律。在创建万有引力定律的过程中,牛顿
    [     ]
    A.接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想
    B.根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实,得出物体受地球的引力与其质量成正比,即F∝m的结论
    C.根据F∝m和牛顿第三定律,分析了地月间的引力关系,进而得出F∝m1m2
    D.根据大量实验数据得出了比例系数G的大小
  • 发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道,发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方,如图,这样选址的优点是,在赤道附近
    [     ]
    A.地球的引力较大
    B.地球自转线速度较大
    C.重力加速度较大
    D.地球自转角速度较大
  • 不定项选择

    如图为一种早期的自行车,这种下带链条传动的自行车前轮的直径很大,这样的设计在当时主要是为了(   )


    A.提高速度
    B.提高稳定性
    C.骑行方便
    D.减小阻力
  • 地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的。已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍,则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为
    [     ]
    A. 0.19
    B. 0.44
    C. 2.3
    D. 5.2
  • 据报道,“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为200Km和100Km,运动速率分别为v1和v2,那么v1和v2的比值为(月球半径取1700Km)
    [     ]
    A.
    B.
    C.
    D.
  • 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805km处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境。假定有甲、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
  • 2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行,后在远地点343千米处点火加速,由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道,在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是
    [     ]
    A.飞船变轨前后的机械能相等
    B.飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态
    C.飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度
    D.飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度
  • “嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行的过程中,设探测器运行的轨道半径为r,运行速率为v,当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时
    [     ]
    A、r、v都将略为减小
    B、r、v都将保持不变
    C、r将略为减小,v将略为增大
    D、r将略为增大,v将略为减小
  • 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
  • 以初速为v0,射程为s的平抛运动轨迹制成一光滑轨道。一物体由静止开始从轨道顶端滑下,当其到达轨道底部时,物体的速率为___________,其水平方向的速度大小为___________。
  • 如图,三个质点a、b、c质量分别为m1、m2、M(M>>m1,M>>m2)。在c的万有引力作用下,a、b在同一平面内绕c 沿逆时针方向做匀速圆周运动,轨道半径之比为ra:rb= 1:4,则它们的周期之比Ta:Tb=____;从图示位置开始,在b运动一周的过程中,a、b、c共线了______________次。
  • 小明同学在学习了圆周运动的知识后,设计了一个课题,名称为:快速测量自行车的骑行速度。他的设想是:通过计算踏脚板转动的角速度,推算自行车的骑行速度。经过骑行,他得到如下的数据:在时间t内踏脚板转动的圈数为N,那么脚踏板转动的角速度ω=              ;要推算自行车的骑行速度,还需要测量的物理量有                                 ;自行车骑行速度的计算公式v=              
  • 在下面括号内列举的科学家中,对发现和完善万有引力定律有贡献的是________________________。(安培、牛顿、焦耳、第谷、卡文迪许、麦克斯韦、开普勒、法拉第)
◎ 2012年高三物理高考二轮复习专题——曲线运动 万有引力与航天(二)的第三部分试题
  • 如图,水平地面上有一个坑,其竖直截面为半圆。ab为沿水平方向的直径。若在a点以初速度沿ab方向抛出一小球,小球会击中坑壁上的c点。已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半,求圆的半径。
  • 如图所示,在高出水平地面h=1.8 m的光滑平台上放置一质量M=2 kg、由两种不同材料连接成一体的薄板A,其右段长度l1=0.2 m且表面光滑,左段表面粗糙.在A最右端放有可视为质点的物块B,其质量m=1kg,B与A左段间动摩擦因数μ=0.4。开始时二者均静止,先对A施加F=20 N水平向右的恒力,待B脱离A(A尚未露出平台)后,将A取走。B离开平台后的落地点与平台右边缘的水平距离x=1.2 m(取g=10 m/s2)。求:
    (1)B离开平台时的速度vB
    (2)B从开始运动到刚脱离A时,B运动的时间tB和位移xB
    (3)A左段的长度l2
  • 如图所示,四分之一圆轨道OA与水平轨道AB相切,它们与另一水平轨道CD在同一竖直面内,圆轨道OA的半径R=0.45m,水平轨道AB长s1=3m,OA与AB均光滑一滑块从O点由静止释放,当滑块经过A点时,静止在CD上的小车在F=1.6N的水平恒力作用下启动,运动一段时间后撤去力F,当小车在CD上运动了s2=3. 28m时速度v=24m/s,此时滑块恰好落入小车中,已知小车质量M=0.2kg,与CD间的动摩擦因数μ=0.4。(取g=10 m/s2)求
    (1)恒力F的作用时间t。
    (2)AB与CD的高度差h。
  • 如图,ABC和ABD为两个光滑固定轨道,A、B、E在同一水平面上,C、D、E 在同一竖直线上,D点距水平面的高度为h,C点的高度为2h,一滑块从A点以初速度v0分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出。
    (1)求滑块落到水平面时,落点与E点间的距离SC和SD
    (2)为实现SC<SD,v0应满足什么条件?
  • 在一次国际城市运动会中,要求运动员从高为H的平台上A点由静止出发,沿着动摩擦因数为μ的滑道向下运动到B点后水平滑出,最后落在水池中,设滑道的水平距离为L,B点的高度h可由运动员自由调节。(取g=10 m/s2)求:
    (1)运动员到达B点的速度与高度h的关系。
    (2)运动员要达到最大水平运动距离,B点的高度h应调为多大?对应的最大水平距离smax为多少?
    (3)若图中H=4m,L=5m,动摩擦因数μ=0.2,则水平运动距离要达到7m,h值应为多少?
  • 小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地。如图所示。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为d,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。
    (1)求绳断时球的速度大小v1和球落地时的速度大小v2
    (2)轻绳能承受的最大拉力多大?
    (3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应是多少?最大水平距离为多少?
  • 如图,P、Q为某地区水平地面上的两点,在P点正下方一球形区域内储藏有石油,假定区域周围岩石均匀分布,密度为ρ;石油密度远小于ρ,可将上述球形区域视为空腔。如果没有这一空腔,则该地区重力加速度(正常值)沿竖直方向;当存在空腔时,该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏离,重力加速度在原竖直方向(即PO方向)上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常”。为了探寻石油区域的位置和石油储量,常利用P点附近重力加速度反常现象。已知引力常数为G。
    (1)设球形空腔体积为V,球心深度为d(远小于地球半径),PQ=x,求空腔所引起的Q点处的重力加速度反常;
    (2)若在水平地面上半径为L的范围内发现:重力加速度反常值在δ与kδ(k>1)之间变化,且重力加速度反常的最大值出现在半径为L的范围的中心。如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的,试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积。
  • 已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,不考虑地球自转的影响。
    (1)推导第一宇宙速度v1的表达式;
    (2)若卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道距离地面高度为h,求卫星的运行周期T。
  • 如图所示,直角坐标系xOy位于竖直平面内,在水平的x轴下方存在匀强磁场和匀强电场,磁场的磁感应为B,方向垂直xOy平面向里,电场线平行于y轴。一质量为m、电荷量为q的带正电的小球,从y轴上的A点水平向右抛出,经x轴上的M点进入电场和磁场,恰能做匀速圆周运动,从x轴上的N点第一次离开电场和磁场,MN之间的距离为L,小球过M点时的速度方向与x轴的方向夹角为θ。不计空气阻力,重力加速度为g,求
    (1)电场强度E的大小和方向;
    (2)小球从A点抛出时初速度v0的大小;
    (3)A点到x轴的高度h。
  • 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。
    (1)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);
    (2)黑洞的第二宇宙速度极大,处于黑洞表面的粒子即使以光速运动,其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚。由于引力的作用,黑洞表面处质量为m的粒子具有势能为Ep=-G(设粒子在离黑洞无限远处的势能为零),式中M、R分别表示黑洞的质量和半径。已知引力常量G=6.7×10-11N·m2/kg2,光速c=3.0×108m/s,太阳质量Ms=2.0×1030kg,太阳半径Rs=7.0×108m,不考虑相对论效应,利用上问结果,在经典力学范围内求人马座A*的半径RA与太阳半径Rg之比应小于多少(结果按四舍五入保留整数)。
  • 过山车是游乐场中常见的设施。下图是一种过山车的简易模型,它由水平轨道和在竖直平面内的三个圆形轨道组成,B、C、D分别是三个圆形轨道的最低点,B、C间距与C、D间距相等,半径。一个质量为kg的小球(视为质点),从轨道的左侧A点以的初速度沿轨道向右运动,A、B间距m。小球与水平轨道间的动摩擦因数,圆形轨道是光滑的。假设水平轨道足够长,圆形轨道间不相互重叠。重力加速度取,计算结果保留小数点后一位数字。试求
    (1)小球在经过第一个圆形轨道的最高点时,轨道对小球作用力的大小;
    (2)如果小球恰能通过第二圆形轨道,B、C间距应是多少;
    (3)在满足(2)的条件下,如果要使小球不能脱离轨道,在第三个圆形轨道的设计中,半径应满足的条件;小球最终停留点与起点的距离。
  • 如图所示,射击枪水平放置,射击枪与目标靶中心位于离地面足够高的同一水平线上,枪口与目标靶之间的距离s=100m,子弹射出的水平速度v=200m/s,子弹从枪口射出的瞬间目标靶由静止开始释放,不计空气阻力,取重力加速度g为10m/s2,求:
    (1)从子弹由枪口射出开始计时,经多长时间子弹击中目标靶?
    (2)目标靶由静止开始释放到被子弹击中,下落的距离h为多少?
  • 某校物理兴趣小组决定举行遥控赛车比赛。比赛路径如图所示,赛车从起点A出发,沿水平直线轨道运动L后,由B点进入半径为R的光滑竖直圆轨道,离开竖直圆轨道后继续在光滑平直轨道上运动到C点,并能越过壕沟。已知赛车质量m=0.1kg,通电后以额定功率P=1.5w工作,进入竖直轨道前受到阻力恒为0.3N,随后在运动中受到的阻力均可不记。图中L=10.00m,R=0.32m,h=1.25m,S=1.50m。问:要使赛车完成比赛,电动机至少工作多长时间?(取g=10m/s2
  • 为了清理堵塞河道的冰凌,空军实施投弹爆破。飞机在河道上空高H处以速度v0水平匀速飞行,投掷下炸弹并击中目标求炸弹刚脱离飞机到击中目标所飞行的水平距离及击中目标时的速度大小(不计空气阻力)。
  • 如图所示,一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO'转动,筒内壁粗糙,筒口半径和筒高分别为R和H,筒内壁A点的高度为筒高的一半。内壁上有一质量为m的小物块。求
    (1)当筒不转动时,物块静止在筒壁A点受到的摩擦力和支持力的大小;
    (2)当物块在A点随筒做匀速转动,且其所受到的摩擦力为零时,筒转动的角速度。