专题四 曲线运动万有引力与航天.doc

专题四　曲线运动、万有引力与航天
1、由消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是0.28 m3/min,水离开喷口时的速度大小为16 m/s,方向与水平面夹角为60°,在最高处正好到达着火位置,忽略空气阻力,则空中水柱的高度和水量分别是(重力加速度g取10 m/s2)(　　)
A.28.8 m　1.12×10-2 m3 B.28.8 m　0.672 m3 C.38.4 m　1.29×10-2 m3 D.38.4 m　0.776 m3
2、(多选）如图所示,从地面上同一位置抛出两小球A、B,分别落在地面上的M、N点,两球运动的最大高度相同.空气阻力不计,则(　　)

A.B的加速度比A的大 B.B的飞行时间比A的长
C.B在最高点的速度比A在最高点的大 D.B在落地时的速度比A在落地时的大
3、如图,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.vsin α B. C.vcos α D.
4、如图所示,一块橡皮用细线悬挂于O点,用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动,运动中始终保持悬线竖直,则橡皮运动的速度(　　)

A.大小和方向均不变 B.大小不变,方向改变
C.大小改变,方向不变 D.大小和方向均改变
5、降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风,若风速越大,则降落伞(　　)
A.下落的时间越短 B.下落的时间越长
C.落地时速度越小 D.落地时速度越大
6、在实验操作前应该对实验进行适当的分析.研究平抛运动的实验装置示意图如图所示.小球每次都从斜槽的同一位置无初速释放,并从斜槽末端水平飞出.改变水平板的高度,就改变了小球在板上落点的位置,从而可描绘出小球的运动轨迹.某同学设想小球先后三次做平抛运动,将水平板依次放在如图中1、2、3的位置,且1与2的间距等于2与3的间距.若三次实验中,小球从抛出点到落点的水平位移依次为x1、x2、x3,机械能的变化量依次为ΔE1、ΔE2、ΔE3,忽略空气阻力的影响,下面分析正确的
是(　　)

A.x2-x1=x3-x2,ΔE1=ΔE2=ΔE3 B.x2-x1>x3-x2,ΔE1=ΔE2=ΔE3
C.x2-x1>x3-x2,ΔE1<ΔE2<ΔE3 D.x2-x1<x3-x2,ΔE1<ΔE2<ΔE3
7、如图,斜面上a、b、c三点等距,小球从a点正上方O点抛出,做初速为v0的平抛运动,恰落在b点.若小球初速变为v,其落点位于c,则(　　)

A.v0<v<2v0 B.v=2v0 C.2v0<v<3v0 D.v>3v0
8、(多选）如图所示,相距l的两小球A、B位于同一高度h(l,h均为定值).将A向B水平抛出的同时,B自由下落.A、B与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反.不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间,则(　　)

A.A、B在第一次落地前能否相碰,取决于A的初速度
B.A、B在第一次落地前若不碰,此后就不会相碰
C.A、B不可能运动到最高处相碰
D.A、B一定能相碰
9、(多选）如图所示,在网球的网前截击练习中,若练习者在球网正上方距地面H处,将球以速度v沿垂直球网的方向击出,球刚好落在底线上,已知底线到网的距离为L,重力加速度取g,将球的运动视作平抛运动.下列叙述正确的是(　　)

A.球的速度v等于L
B.球从击出至落地所用时间为
C.球从击球点至落地点的位移等于L
D.球从击球点至落地点的位移与球的质量有关
10、如图所示,“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等,通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上.不考虑空气阻力的影响,当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时,下列说法正确的是(　　)

A.A的速度比B的大
B.A与B的向心加速度大小相等
C.悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等
D.悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小
11、(多选）公路急转弯处通常是交通事故多发地带.如图,某公路急转弯处是一圆弧,当汽车行驶的速率为vc时,汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势,则在该弯道处(　　)

A.路面外侧高内侧低
B.车速只要低于vc,车辆便会向内侧滑动
C.车速虽然高于vc,但只要不超出某一最高限度,车辆便不会向外侧滑动
D.当路面结冰时,与未结冰时相比,vc的值变小
12、(多选）如图是滑道压力测试的示意图,光滑圆弧轨道与光滑斜面相切,滑道底部B处安装一个压力传感器,其示数N表示该处所受压力的大小.某滑块从斜面上不同高度h处由静止下滑,通过B时,下列表述正确的有(　　)

A.N小于滑块重力 B.N大于滑块重力
C.N越大表明h越大 D.N越大表明h越小
13、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角的方向以速度v0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.
14、“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星,它在距月球表面高度为200 km的圆形轨道上运行,运行周期为127分钟.已知引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2,月球半径约为1.74×103 km.利用以上数据估算月球的质量约为(　　)
A.8.1×1010 kg B.7.4×1013 kg C.5.4×1019 kg D.7.4×1022 kg
15、双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动.研究发现,双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生变化.若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后,两星总质量变为原来的k倍,两星之间的距离变为原来的n倍,则此时圆周运动的周期为(　　)
A.T B. T C.T D. T
16、如图所示,在火星与木星轨道之间有一小行星带,假设该带中的小行星只受到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动.下列说法正确的是(　　)

A.太阳对各小行星的引力相同
B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年
C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值
D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值
17、一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动,其线速度大小为v.假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力,物体静止时,弹簧测力计的示数为N,已知引力常量为G,则这颗行星的质量为(　　)
A. B. C. D.
18、(多选）已知地球质量为M,半径为R,自转周期为T,地球同步卫星质量为m,引力常量为G.有关同步卫星,下列表述正确的是(　　)
A.卫星距地面的高度为
B.卫星的运行速度小于第一宇宙速度
C.卫星运行时受到的向心力大小为G
D.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度
19、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(　　)

20、质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时,引力势能可表示为Ep=-,其中G为引力常量,M为地球质量.该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动,由于受到极稀薄空气的摩擦作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2,此过程中因摩擦而产生的热量为(　　)
A.GMm B.GMm
C. D.
21、关于环绕地球运动的卫星,下列说法正确的是(　　)
A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,不可能具有相同的周期
B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道不同位置可能具有相同的速率
C.在赤道上空运行的两颗地球同步卫星,它们的轨道半径有可能不同
D.沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面一定会重合
22、我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前,“天宫一号”的运行轨道高度为350 km,“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周,则(　　)
A.“天宫一号”比“神舟八号”速度大
B.“天宫一号”比“神舟八号”周期长
C.“天宫一号”比“神舟八号”角速度大
D.“天宫一号”比“神舟八号”加速度大
23、一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动,动能减小为原来的,不考虑卫星质量的变化,则变轨前后卫星的(　　)
A.向心加速度大小之比为4∶1 B.角速度大小之比为2∶1
C.周期之比为1∶8 D.轨道半径之比为1∶2
24、由于通信和广播等方面的需要,许多国家发射了地球同步轨道卫星,这些卫星的(　　)
A.质量可以不同 B.轨道半径可以不同 C.轨道平面可以不同 D.速率可以不同
25、卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送.如果你与同学在地面上用卫星电话通话,则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于(可能用到的数据:月球绕地球运动的轨道半径约为3.8×105 km,运行周期约为27天,地球半径约为6 400 km,无线电信号的传播速度为3×108 m/s)(　　)
A.0.1 s B.0.25 s C.0.5 s D.1 s
26、已知万有引力常量G,地球半径R,月球球心和地球球心之间的距离r,同步卫星距地面的高度为h,月球绕地球的运转周期T1,地球的自转周期T2,地球表面的重力加速度g,则关于地球质量M的表达式不正确的是(　　)
A.M= B.M= C.M= D.M=
27、(多选）某物理兴趣小组利用电脑模拟卫星绕地球做匀速圆周运动的情境,当卫星绕地球运动的轨道半径为R时,线速度为v,周期为T.下列变换符合物理规律的是(　　)
A.若卫星轨道半径从R变为2R,则卫星运行周期从T变为2T
B.若卫星运行周期从T变为8T,则卫星轨道半径从R变为4R
C.若卫星轨道半径从R变为2R,则卫星运行线速度从v变为v
D.若卫星运行线速度从v变为v,则卫星运行周期从T变为2T
28、(多选）我国发射的首个目标飞行器“天宫一号”,在高度约343 km的近圆轨道上运行,等待与“神舟八号”飞船进行对接.“神舟八号”飞船发射后经变轨调整后到达距“天宫一号”后下方距地高度约为330 km的近圆稳定轨道.图为二者对接前在各自稳定圆周轨道上运行的示意图.二者运行方向相同,视为做匀速圆周运动,下列说法中正确的是(　　)

A.为使“神舟八号”与“天宫一号”对接,可在当前轨道位置对“神舟八号”适当加速
B.“天宫一号”所在处的重力加速度比“神舟八号”大
C.“天宫一号”在发射入轨后的椭圆轨道运行阶段,近地点的速度大于远地点的速度
D.在“天宫一号”内,太空健身器、体重计、温度计都可以正常使用
29、(多选）如图所示是“嫦娥二号”奔月的轨道示意图,其绕月轨道距离月球表面的高度为100 km,则下列说法正确的是(　　)

A.“嫦娥二号”的发射速度大于第二宇宙速度
B.在绕月轨道上,“嫦娥二号”的周期与其本身质量无关
C.在绕月轨道上,“嫦娥二号”的速度与其本身质量有关
D.在绕月轨道上,“嫦娥二号”受到的月球引力大于地球引力
30、(多选）按照我国月球探测活动计划,在第一步“绕月”工程圆满完成任务后,将开展第二步“落月”工程.假设月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0.飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动,到达轨道的A点,点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道Ⅱ的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动.下列判断正确的是(　　)

A.飞船在轨道Ⅰ上的运行速率v=
B.飞船在轨道Ⅲ上绕月球运动一周所需的时间为2π
C.飞船在A点点火变轨的瞬间,动能减小
D.飞船在A点的线速度大于在B点的线速度
31、“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行,标志着我国探月工程的第一阶段己经完成.设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动,它距月球表面的高度为h,已知月球的质量为M、半径为R,引力常量为G,则卫星绕月球运动的向心加速度a=　　　　,线速度v=　　　　. 

32、如图所示,半径为R的半球形陶罐,固定在可以绕竖直轴旋转的水平转台上,转台转轴与过陶罐球心O的对称轴OO′重合.转台以一定角速度ω匀速旋转,一质量为m的小物块落入陶罐内,经过一段时间后,小物块随陶罐一起转动且相对罐壁静止,它和O点的连线与OO′之间的夹角θ为60°.重力加速度大小为g.

(1)若ω=ω0,小物块受到的摩擦力恰好为零,求ω0;
(2)若ω=(1±k)ω0,且0<k≪1,求小物块受到的摩擦力的大小和方向.

33、如图,一不可伸长的轻绳上端悬挂于O点,下端系一质量m=1.0 kg的小球.现将小球拉到A点(保持绳绷直)由静止释放,当它经过B点时绳恰好被拉断,小球平抛后落在水平地面上的C点.地面上的D点与OB在同一竖直线上,已知绳长L=1.0 m,B点离地高度H=1.0 m,A、B两点的高度差h=
0.5 m,重力加速度g取10 m/s2,不计空气影响,求:

(1)地面上DC两点间的距离s;
(2)轻绳所受的最大拉力大小.

34、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(如图).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sm为多少?
(3)若图中H=4 m,L=5 m,动摩擦因数μ=0.2,则水平运动距离要达到7 m,h值应为多少?