襄阳四中2016届高三物理第二轮强化训练题《曲线运动--万有引力》.doc

襄阳四中2016届高三物理第二轮强化训练题
《曲线运动 万有引力》
命题人：文科 审题人：蒋志刚 考试时间60分钟
一、选择题（共14小题，每小题5分，共70分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对得5分，对而不全得3分）
1．科学研究发现，在月球表面没有空气，没有磁场，重力加速度约为地球表面的l/6．若宇航员登上月球后，在空中从同一高度同时释放氢气球和铅球，忽略地球和其他星球的影响，以下说法正确的是
A．氢气球和铅球都将下落，且同时落到月球表面
B．氢气球和铅球都将下落，但铅球先落到月球表面
C．氢气球将加速上升，铅球将加速下落
D．氢气球和铅球都将上升
2．已知下面的哪组数据，可以计算出地球的质量M地（已知万有引力常量为G）
A．地球“同步卫星”离地面的高度h
B．地球绕太阳运动的周期T1及地球到太阳中心的距离R1
C．地球表面的重力加速g和地球绕太阳运动的周期T
D．月球绕地球运动的周期T2及月球中心到地球中心的距离R2
3．我国探月的“嫦娥工程”已成功实现，在不久的将来，我国宇航员见登上月球．在已知万有引力常量G和月球半径R的条件下，宇航员用下列方法测量月球的密度，其中正确的方法是
A．在月球上测得摆长为L的单摆做小振幅振动的周期为T
B．在月球上用弹簧秤测出质量为m的物体的重力G
C．在月球上用天平测出质量为m的物体的质量
D．在月球上测量出在高度为h处平抛物体运动的水平距离s
4．半径为R的大圆盘以角速度ω旋转，如图1所示，有人站在盘边的P点上随盘转动，他想用枪击中盘中心的目标O，若子弹离开枪口的速度为v0，不计空气阻力，则
P
O
ω
图1
A．枪应向PO的左方偏过θ角射击，而
B．枪应瞄准目标O射击
C．枪应向PO的右方偏过θ角射击，而
D．枪应向PO的左方偏过θ角射击，而
5．一个航天器P在高空绕地球做匀速圆周运动，如果它朝着与运动方向相反的方向发射一枚火箭Q，则
A．P和Q都可能在原高度做匀速圆周运动
B．P可能，Q不可能在原高度做匀速圆周运动
C．Q可能，P不可能在原高度做匀速圆周运动
D．P和Q都不可能在原高度做匀速圆周运动
6．地面上的空气成分主要以氧，氮分子为主，随着高度的增加，由于地球引力的作用，重的气体逐渐稀薄，轻的气体逐渐相对增多．在太阳紫外光线的照射下，分子态的气体被电离为原子态，在“神州”三号飞船343公里的运行轨道上，主要是原子态的氧，氮和氦气．虽然高层大气的密度很小，但其对飞船的阻力仍会严重影响飞船的运行轨道．针对这段材料有下列叙述正确的是
A．由于大气阻力，飞船运行轨道要下降，运行速度要变小
B．如果是真空，飞船可以一直保持在343公里的轨道上运行
C．由于大气阻力，飞船运行轨道要下降，运行周期要变长
α
B
A
C
图2
D．由于飞船轨道比较低，飞船内的物体对支持面的压力与在地球上对地面的压力差不多．
7．如图2所示，小球由细线AB、AC拉住而静止．AB水平，AC与竖直方向成角，此时AC对球的拉力为T1．现将AB线烧断，小球开始摆动，当小球返回原处时，AC对小球的拉力为T2，则T1与T2之比为（ ）
A．1∶1 B．1∶cos2
C．cos2∶1 D．sin∶cos2
ω
P
θ
图3
8．如图3所示，将一根光滑的细金属棒折成V形，顶角为2θ，其对称轴竖直，在其中一边套上一个金属球P，当两棒绕其对称轴以每秒n转匀速转动时，小球离轴的距离为
A． B．
C． D．
9．已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为v1，向心力速度大小为a1，近地卫星线速度大小为v2，向心力速度大小为a2，地球同步卫星线速度大小为v3，向心加速度大小为a3，设近地卫星距地面高度不计，同步卫星距地面高度约为地球半径的6倍．则以下结论正确的是
A．=，= B．=，=
C．=，= D．=，=
风轮
N
M
图4
10．农民在精选谷种时，常用一种叫“风车”的农具进行分选．在同一风力作用下，谷种和瘪谷（空壳）谷粒都从洞口水平飞出，结果谷种和瘪谷落地点不同，自然分开，如图4所示．对这一现象，下列分析正确的是
A．M处是谷种，N处为瘪谷
B．谷种质量大，惯性大，飞得远些
C．谷种飞出洞口时的速度比瘪谷飞出洞口时的速度小些
D．谷种和瘪谷在竖直方向做自由落体运动
11．如图5所示，光滑水平桌面上，一小球以速度v向右匀速运动，它经过靠近桌边的竖直木板ad边前方时，木板开始做自由落体运动.若木板开始运动时，cd边与桌面相齐，则小球在木板上的投影轨迹是
r1
r2
图6
图5

12．如图6所示，火星和地球绕太阳的运动可以近似看作为在同一平面内的同方向的匀速圆周运动，已知火星轨道半径r1=2.3×1011m，地球轨道半径为r2=1.5×1011m，根据你所掌握的物理和天文知识，估算得火星与地球相距最近的最短时间间隔约为（ ）
A．1年 B．2年 C．3年 D．4年
13．英国《新科学家(New Scientist)》杂志评选出了2015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R约45 km，质量M和半径R的关系满足 (其中c为光速，G为引力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为
A．108 m/s2 B．1010 m/s2
C．1012 m/s2 D．1014 m/s2
14．2015年5月27日上午在山西太原卫星发射中心发射的“风云七号”气象卫星，是我国第二代极轨气象卫星，卫星上装有十多台有效载荷，可实现全球、全天候、多光谱、三维、定量遥感功能．气象卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运行，它的运行轨道距地面高度为h，卫星能在一天内将地面上赤道各处在日照条件下的情况全部拍下来，已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球的自转角速度为ω0.则以下说法正确的是
A．气象卫星运行速度为v＝R
B．气象卫星的周期为2π
C．气象卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄像机应拍摄地面上赤道圆周的弧长至少为s＝πω0
D．气象卫星到达赤道正上方时，应在同步卫星的上方
二、计算题（本题共3小题，共40分．要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分）
图7
15．（12分）如图7所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：
（1）该星球表面的重力加速度g；
（2）该星球的第一宇宙速度v；
（3）人造卫星在该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T．

16．（14分）火星质量是地球质量的0.1倍，半径是地球半径的0.5倍，火星被认为是除地球之外最有可能有水（有生命）的星球，北京时间2014年1月4日12时35分，在经历了206天、4.8亿公里星际旅行的美国火星探测器“猎犬号”成功在火星表面上着陆，据介绍，“勇气号”在进入火星大气层之间的速度大约是声速的16倍．为了保证“猎犬号”安全着陆，科学家给它配备了隔热舱、降落伞、减速火箭和气囊等，进入火星大气层后，先后在不同时刻，探测器上的降落伞打开、气囊开始充气、减速火箭点火，当探测器在着陆前3s时，探测器的速度减为零，此时，降落伞的绳子被切断，探测器自由落下，求探测器自由下落的高度（假设地球和火星均为球体，由于火星的气压只有地球的大气压强的1％，则探测器所受阻力可忽略不计，取地球表面的重力加速度g=10m/s2）

17．（14分）2015年9月25日21时10分04秒，长征二号F型运载火箭点火，神舟七号飞船升空，飞船点火后第583秒，飞船与火箭在高度约200km处成功分离，飞船以7.5km/s的速度，进入近地点h1、远地点h2的椭圆轨道入口．9月26日4时04分在飞船飞行到第5圈时按计划完成变轨控制，进入距地球表面H的圆轨道．（已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g．题中各量的单位均为国际单位制．）求：
（1）飞船在近地点的加速度a；
（2）飞船在圆轨道上绕地球飞行的周期T；
（3）飞船在圆轨道上运行的速率v；

《曲线运动 万有引力》单元检测题答题卡
命题人：文科 审题人：蒋志刚 考试时间60分钟

班级 学号 姓名 成绩
一、选择题：（14×5分=70分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

二、计算题：（12＋14＋14=40分）
15．

16．

17．

《曲线运动 万有引力》单元检测题答题卡
命题人：文科 审题人：蒋志刚 考试时间60分钟

班级 学号 姓名 成绩
一、选择题：（14×5分=70分）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14

二、计算题：（12＋14＋14=40分）
15．

16．

17．

《曲线运动 万有引力》单元检测题参考答案

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
A
D
AB
A
C
B
B
B
CD
ACD
B
B
13．【解析】设黑洞表面重力加速度为g，由万有引力定律可得g＝，又有＝，联立得g＝＝1×1012 m/s2.C正确．
【答案】C
14．【解析】设地球质量为m地，卫星质量为m，卫星在运行时，由万有引力提供向心力：G＝m，设地球表面有一个质量为m0的物体，则：m0g＝G，解得：v＝R，选项A正确；设卫星的运动周期为T，则：G＝m()2(R＋h)，一天的时间：T0＝，一天内气象卫星经过有日照的赤道上空次数为：N＝，摄像机每次应拍摄地面赤道上的弧长为：s＝，联立解得s＝2πω0，选项B错误，C错误；由于同步卫星的周期大于气象卫星的周期，故气象卫星的轨道半径较小，选项D错误．
【答案】A
15．【答案】（1），∴………（3分）
（2），………（3分）
（3）………（2分）
16．【解析】设地球质量为M地，火星质量为M火，地球半径为R地，火星半径为R火，地球表面处的重力加速度为g地，火星表面处的加速度为g火，根据万有引力定律：
物体在地球表面上时有……………①（3分）
同理，物体在火星表面上时有…………② （3分）
由②/①得：，g火=0.4 g地=4m/s2………③（2分）
由题意知，探测器在着陆前3s时开始做自由落体运动，设探测器自由下落的高度为h，则
………④（2分）
【答案】18m．
17．【解析】（1）设地球的质量为M，飞船的质量为m，则飞船在近地点受到的万有引力为：
……①（1分），对地面上质量为m0的物体，有：……②（1分）
根据牛顿第二定律有：F=ma……③（1分），解得：……④（1分）
（2）飞船在圆轨道上，根据万有引力提供向心力有：……⑤（1分）
解得：T=……⑥（1分）
（3）根据匀速圆周运动的知识，有飞船在圆轨道上运行的速率为：
v==……⑦（2分）
（4）根据匀速圆周运动的知识，有：s=vt……⑧（1分）
所以，翟志刚出舱的大约时间为：t==．……（1分）
【答案】（1）；（2）；（3）；（4）．