(2008-2015年)高校自主招生试题物理精选分类解析 专题0 曲线运动和万有引力 含解析
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一、选择题1.(2011复旦大学)如图所示,竖直杆AB在细绳AC的拉力作用下处于平衡。
若AC加长,使C点左移,AB仍保持平衡状态.。
细绳AC上拉力T和杆AB受到的细绳的压力N与原先相比,下列说法正确的是A.T增大,N减小B.T减小,N增大C.T和N都减小D.T和N都增大【参考答案】C2、(2011年卓越自主招生)甲、乙两车在一平直公路上从同一地点沿同一方向沿直线运动,它们的v-t图像如图所示。
下列判断正确的是()A.乙车启动时,甲车在其前方50m处B.运动过程中,乙车落后甲车的最大距离为75mC.乙车启动10s后正好追上甲车D.乙车超过甲车后,两车不会再相遇【参考答案】ABD【名师解析】乙车t=10s启动时,甲车位移为50m,即乙车启动时,甲车在乙前方50m处,选项A正确。
在t=15s时,甲乙两车速度相等,甲乙两车之间距离最大,最大距离为50m+25m=75m,即运动过程中,乙车落后甲车的最大距离为75m,选项B正确。
t=20s时即乙车启动10s后,甲车在乙前方50m处,选项C错误。
乙车超过甲车后,乙车速度大于甲车,两车不会再相遇,选项D正确。
3. (2015物理学科能力展示)我国游泳运动员宁泽涛在2014年仁川亚运会上一鸣惊人,获得四块金牌,其中50米自由泳金牌的角逐让人印象深刻.若宁泽涛入水后2s内通过的距离为2.388m(视为初速度为0的匀加速度过程),此时达到最大速度,且保持最大速度匀速运动的持续时间不超过20s,之后做匀减速运动,匀减速运动加速度大小为1m/s2.则宁泽涛50米的夺金成绩是( ).A.19.94s; B .21.94s; C.20.94s; D.22.94s【参考答案】B4.(2015物理学科能力展示)2014年11月APEC领导人峰会在北京成功举行,会议期间北京各场所都加强了安保工作.如图甲为应用于机场和火车站的安全检查仪,用于对旅客的行李进行安全检查.其传送装置可简化为如图乙的模型,紧绷的传送带始终保持v=1m/s的恒定速率运行.旅客把行李无初速度地放在A 处,设行李与传送带之间的动摩擦因数μ=0.1,A、B 间的距离为2m,g 取10m/s2.若乘客把行李放到传送带的同时也以v=1m/s的恒定速率平行于传送带运动到B 处取行李,则( ).A 乘客与行李同时到达B 处;B 乘客提前0.5s到达B 处;C 行李提前0.5s到达B 处;D 若传送带速度足够大,行李最快也要2.5s才能到达B 处【参考答案】B5.如图所示,在一实验探究过程中,马小跳同学将一根不能伸长、柔软的轻绳两端分别系于A、B 两点上,一物体用动滑轮悬挂在绳子上,达到平衡时,两段绳子间的夹角为α1,绳子张力为F1,将绳子B 端移至C 点,待整个系统达到平衡时,两段绳子间的夹角为α2,绳子张力为F2;将绳子B 端移至D 点,待整个系统平衡时两段绳子间的夹角为α3,绳子张力为F3,不计摩擦,则( ).A.α1=α2=α3; B.α1<α2<α3; C.F1>F2>F3; D.F1=F2<F3【参考答案】D6.马小跳以不同初速度将一粒石子和一块海绵同时竖直向上抛出并开始计时,石子所受空气阻力可忽略,海绵所受空气阻力大小与物体速率成正比.下列用虚线和实线描述两物体运动的v --t 图象可能正确的是( ).【参考答案】D7.2014年暑假期间,马小跳家对房子进行了装修,在建筑装修中,工人用质量为m 的磨石对斜壁进行打磨,当对磨石加竖直向上推力F 时,磨石恰好沿斜壁向上做匀加速直线运动,已知磨石与斜壁之间的动摩擦因素为μ,则磨石受到的摩擦力是( ).A . (F-mg)cosθ;B . (F-mg)sinθ;C . μ(F-mg)sinθ;D . μ(F-mg )cos θ 【参考答案】D8.如图所示,AB 为光滑竖直杆,ACB 为构成直角的光滑L 形轨道,C 处有一小圆弧连接可使小球顺利转弯(即通过转弯处速度大小不变).套在AB 杆上的小球自A 点静止释放,分别沿AB 轨道和ACB 轨道运动,如果沿ACB 轨道运动的时间是沿AB 轨道运动时间的1.5倍,则BA 与CA 的夹角为( ).A . 30°;B . 45°;C . 53°;D . 60° 【参考答案】C【名师解析】设AB 的长度为2L ,小球沿AB 做自由落体运动,运动的时间t 2 满足:2L =12gt 22,可解得:t 2=。
1 专题8曲线运动条件、运动的合成与分解一、选择题1、(2013海南卷)(多选题)关于物体所受合外力的方向,下列说法正确的是A .物体做速率逐渐增加的直线运动时,其所受合外力的方向一定与速度方向相同B .物体做变速率曲线运动时,其所受合外力的方向一定改变C .物体做变速率圆周运动时,其所受合外力的方向一定指向圆心D .物体做匀速率曲线运动时,其所受合外力的方向总是与速度方向垂直2、(2013广东卷)(多选题)如图所示,游乐场中,从高处A 到水面B 处有两条长度相等的光滑轨道。
甲、乙两小孩沿不同轨道同时从A 处自由滑向B 处,下列说法正确的有A .甲的切向加速度始终比乙的大B .甲、乙在同一高度的速度大小相等C .甲、乙在同一时刻总能到达同一高度D .甲比乙先到达B 处3、【2014·四川卷】有一条两岸平直、河水均匀流动、流速恒为v 的大河。
小明驾着小船渡河,去程时船头指向始终与河岸垂直,回程时行驶路线与河岸垂直。
去程与回程所用时间的比值为k ,船在静水中的速度大小相同,则小船在静水中的速度大小为()A .12-k kvB .21k v -C .21k kv -D .12-k v4、【2015·广东·14】如图所示,帆板在海面上以速度v 朝正西方向运动,帆船以速度v 朝正北方向航行,以帆板为参照物A .帆船朝正东方向航行,速度大小为vB .帆船朝正西方向航行,速度大小为vC .帆船朝南偏东45°方向航行,速度大小为2vD .帆船朝北偏东45°方向航行,速度大小为2v5、【全国新课标Ⅱ·16】6.由于卫星的发射场不在赤道上,同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。
当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时,发动机点火,给卫星一附加速度,使卫星沿同步轨道运行。
已知同步卫星的环绕速度约为3.1×103/s ,某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55×103/s ,此时卫星的高度与同步轨道的高度相同,转移轨道和同步轨道的夹角为30°,如图所示,发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为A .西偏北方向,1.9×103m/sB .东偏南方向,1.9×103m/sC .西偏北方向,2.7×103m/sD .东偏南方向,2.7×103m/s。
1.(2014年4月广东四校联考)如图所示,某人从高出水平地面h 的山坡上P 点水平击出一个质量为m 的高尔夫球,飞行中持续受到一阵恒定的水平风力的作用,高尔夫球竖直落入距击球点水平距离为L 的洞穴Q 。
则 A .球飞行中做的是平抛运动BC .球被击出时的初速度大小为D .球飞行中受到的水平风力大小为mghL2. (2014江西省质检)一个质量为m 的质点以速度v 0做匀速运动,某一时刻开始受到恒力F 的作用,质点的速度先减小后增大,其最小值为02v 。
质点从开始受到恒力作用到速度减至最小的过程中A. 经历的时间为2FB. 经历的时间为2mv FC. 发生的位移为28FD. 发生的位移为28F3.(2014届江西省重点中学协作体高三第二次联考)如图所示,将a 、b 两小球以大小为20 5 m/s 的初速度分别从A 、B 两点相差1 s 先后水平相向抛出,a 小球从A 点抛出后,经过时间t ,a 、b 两小球恰好在空中相遇,且速度方向相互垂直,不计空气阻力,取g =10 m/s 2,则抛出点A 、B 间的水平距离是( )A .80 5 mB .100 mC .200 mD .180 5 m5.(2014安徽省理综模拟)家庭用水槽及其截面图如图所示,图中标示了槽内排水口、竖直输水管道和和底部排水口,底部排水口离地面的高度为H 。
排水时,水从水池槽内排水口以速度v 斜向下37°旋转流动形成紧贴管壁的厚度为d 的水膜,槽内排水口半径为R ,且d<<R.。
水通过输水管到底部排水口并沿水平方向喷出,忽略水管阻力,重力加速度为g 。
则水从底部排水口排出后,空中水的体积是 A .RdvgH2 B .56πRdv gH 2 C .56πRd⎪⎪⎭⎫⎝⎛+gH v g H 225922D .56πRd ()gH v gH 222+6 (2014高考全国新课标理综I)如图,两个质量均为m 的小木块a 和b (可视为质点)放在水平圆盘上,a 与转轴OO′的距离为l ,b 与转轴的距离为2l 。
一.选择题1.(2013北约自主招生)人在平面镜前看到站在自己身边朋友在镜中的像时,虽然上下不颠倒,左右却互换了。
今将两块相互平行的平面反射镜如图放置,观察者 A 在图示右侧位置可看到站在图示左侧位置的朋友 B ,则 A 看到的像必定是( ) A .上下不颠倒,左右不互换 B .上下不颠倒,左右互换 C .上下颠倒,左右不互换 D .上下颠倒,左右互换 【参考答案】:A【名师解析】:根据平面镜成像规律,A 看到的像必定是上下不颠倒,左右不互换,选项A 正确。
【点评】此题所示装置实际上是潜望镜。
此题考查平面镜成像,难度不大。
2.图中L 为一薄凸透镜,ab 为一发光圆面,二者共轴,S 为与L 平行放置的屏,已知这时ab 可在屏上成清晰的像.现将透镜切除一半,只保留主轴以上的一半透镜,这时ab 在S 上的像A .尺寸不变,亮度不变.B .尺寸不变,亮度降低.C .只剩半个圆,亮度不变.D .只剩半个圆,亮度降低. 【参照答案】B3.图示两条虚线之间为一光学元件所在处,AB 为其主光轴,P 是一点光源,其傍轴光线通过此光学元件成像于Q 点。
该光学元件可能是 ] A .薄凸透镜 B .薄凹透镜 C .凸球面镜ABD .凹球面镜 【参考答案】. D 【名师解析】解析:根据图示,物象分居透镜两侧,且为放大正立的像,一定为虚像。
透镜所成虚像物像同侧,凸球面镜成像为缩小虚像,凹球面镜成像为放大虚像,选项D 正确。
3.(2012卓越自主招生)如图,A 和B 两单色光,以适当的角度向半圆形玻璃砖射入,出射光线都从圆心O 沿OC 方向射出,且这两种光照射同种金属,都能发生光电效应,则下列说法正确的是A .A 光照射该金属释放的光电子的最大初动能一定比B 光的大 B .A 光单位时间内照射该金属释放的光电子数一定比B 光的多C .分别通过同一双缝干涉装置,A 光比B 光的相邻亮条纹间距小D .两光在同一介质中传播,A 光的传播速度比B 光的传播速度大 【参考答案】:AC4.(2012年华约自主招生)若实心玻璃管长40cm ,宽4cm ,玻璃的折射率为2,光从管的左端正中心射入,则光最多可以在管中反射几次( )A .5B .6C .7D .8 【参考答案】:B【名师解析】:入射角越大,折射角越大,光在管中反射次数越多。
一. 选择题1.(2012卓越自主招生)如图,电阻分布均匀的电阻丝构成的闭合线框abcd 水平放置在竖直向下的匀强磁场中,电阻不可忽略的导体棒MN 两端搭接在ad 和bc 上,MN 在水平外力F 的作用下,从靠近ab 处无摩擦地匀速运动到cd 附近。
MN 与线框始终保持良好接触,在运动过程中A .MN 中的电流先减小,后增大B .MN 两端的电压先增大,后减小C .MN 上外力的功率先减小,后增大D .MN 上消耗的电功率先增大,后减小 【参考答案】:ABC2.(2012北约自主招生真题)如图所示,通电直导线旁放一个金属线框且线框和导线在同一平面内。
以下哪种运动方式不能使线框abcd 中产生感应电流?( ) A .线框以AB 为轴旋转 B .线框以ad 边为轴旋转 C .线框向右移动 D .线框以ab 边为轴旋转 【参考答案】:A 。
【名师解析】:线框以AB 为轴旋转,线框内磁通量不变,不能使线框abcd 中产生感应电流,选项A 正确。
线框以ad 边为轴旋转,线框以ab 边为轴旋转,线框向右移动,线框中磁通量均变化,产生感应电动势,选项BCD 错误。
【点评】此题以通电直导线旁放一个金属线框切入,意在考查电磁感应及其相关知识。
3.(2012年华约自主招生)铁路上使用一种电磁装置向控制中心传输信号以确定火车的位置,能产生匀强磁场的磁铁被安装在火车首节车厢下面,如图所示(俯视图)。
当它经过安放在两铁轨间的线圈时,便会产生一个电信号,通过和线圈相连的电压传感器被控制中心接收,从而确定火车的位置。
现一列火车以加速度a驶来,则电压信号关于时间的图像为()【参考答案】:D【点评】此题以铁路上使用确定火车的位置的电磁装置切入,意在考查法拉第电磁感应定律及其相关知识。
4.(2011华约自主招生题)空间某区域内存在匀强磁场,磁场的上下边界水平,方向和竖直平面(纸面)垂直,两个由完全相同的导线制成的刚性线框a和b,其形状分别为周长为4l的正方形和周长为6l的矩形,线框a和b在竖直平面内从图示位置开始自由下落。
功和能一. 选择题1.(2010清华五校)在光滑的水平桌面上有两个质量均为m 的小球,由长度为2l 的拉紧细线相连。
以一恒力作用于细线中点,恒力的大小为F ,方向平行于桌面。
两球开始运动时,细线与恒力方向垂直。
在两球碰撞前瞬间,两球的速度在垂直于恒力方向的分量为 ( ) A .m Fl 2 B .mFlC .m Fl 2D .m Fl 2 【参考答案】:B2、(2010复旦自主招生)如图所示的皮带轮传动装置中,A 为主动轮,B 为被动轮,L 为扁平的传动皮带,A 轮与B 轮的轮轴水平放置且互相平行,则能传递较大功率的情况是________。
A .A 轮逆时针转且皮带L 较宽B .A 轮逆时针转且皮带L 较窄C .A 轮顺时针转且皮带L 较宽D .A 轮顺时针转且皮带L 较窄【参考答案】:C 【名师解析】解析:A 轮顺时针转,下面皮带拉紧,上面皮带松弛,物体压在皮带上,增大了皮带对A 轮的包角,可增大皮带与A 轮之间的最大静摩擦力。
而传递的最大功率等于最大静摩擦力×速度,所以A 轮顺时针转且皮带L 较宽,能传递较大功率,选项C 正确。
3. 如图所示,竖直平面内放一直角杆MON ,OM 水平,ON 竖直且光滑,用不可伸长的轻绳相连的两小球A 和B 分别套在OM 和ON 杆上,B 球的质量为2 kg ,在作用于A 球的水平力F 的作用下,A 、B 均处于静止状态,此时OA=0.3 m ,OB=0.4 m ,改变水平力F 的大小,使A 球向右加速运动,已知A 球向右运动0.1m 时速度大小为3m/s ,则在此过程中绳对B 球的拉力所做的功为(取g =10 m/s 2) A .11 J B .16 J C .18 J D .9 J 【参考答案】:C【名师解析】本题考查了速度分解、动能定理及其相关的知识点。
A 球向右运动0.1m 时,v A =3m/s ,OA’=0.4 m ,OB’=0.3 m ,设此时∠BAO=α,则有tan α=3/4。
一. 选择题1.(2012年华约自主招生)已知两电源的电动势E1>E2,当外电路电阻为R时,外电路消耗功率正好相等。
当外电路电阻降为R’时,电源为E1时对应的外电路功率P1,电源为E2时对应的外电路功率为P2 ,电源E1的内阻为r1,电源E2的内阻为r2。
则()A.r1> r2,P1> P2B.r1< r2,P1< P2C.r1< r2,P1> P2D.r1> r2,P1< P2【参考答案】:D【点评】此题以两电路消耗相等功率切入,意在考查电功率、电路图象、闭合电路欧姆定律及其相关知识。
2、(2010复旦)如图所示的闭合电路中,当滑动变阻器的滑片P 从b 滑向a 的过程中,V 1、V 2两只伏特表指示数的变化值分变为△U 1和△U 2,则他们的大小相比应是________。
A .│△U 1│>│△U 2│ B .│△U 1│<│△U 2│C .│△U 1│=│△U 2│D .无法判断 【参考答案】:A3.(2010南京大学)在半导体器件中,常把纳米级厚度的导电材料沉积到芯片上形成导电薄膜。
.在研究这些薄膜的导电性能时,就需要使用薄膜电阻这一概念.设导电材料的电阻率为ρ,薄膜的长、宽和厚度分别为a 、b 、c,如右图所示,如果形式上将薄膜A 、B 间的电阻表示为R AB =ρs a/b,则比例系数ρs 和材料电阻率ρ 间的关系为A .ρs =ρ/aB .ρs =ρ/bC .ρs =ρ/cD .ρs =ρ 【参考答案】:C【名师解析】:根据电阻定律,R AB =ρa/bc, 又R AB =ρs a/b,联立解得:ρs =ρc 。
x 选项C 正确。
4.(2009复旦)太阳能电池板,测得它的开路电压为900mV ,短路电流为45mA ,若将该电池板与一阻值为20Ω的电阻器连接成闭合电路,则电阻器两端电压为 A .0.3V B .0.45V C .0.5V D .0.65V 【参考答案】B【名师解析】:根据开路电压等于电源电动势可得E=900mV ,根据I 0=E/r 可得:r=20Ω。
一.选择题1. (2013北约自主招生)一个具有放射性的原子核A 放射一个β粒子后变成原子核B,原子核B 再放射一个α粒子后变成原子核C,可以肯定的是( )A.原子核A 比原子核B 多2 个中子B.原子核A 比原子核C 多2 个中子C.原子核为A 的中性原子中的电子数,比原子核为B 的中性原子中的电子数少1D.原子核为A 的中性原子中的电子数,比原子核为C 的中性原子中的电子数少1【参考答案】:C2.(2012年华约自主招生)一铜板暴露在波长λ=200nm 的紫外光中,观测到有电子从铜板表面逸出。
当在铜板所在空间加一方向垂直于板面、大小为E=15V/m 的电场时,电子能运动到距板面的最大距离为10 cm。
已知光速c与普朗克常数h 的乘积为1.24×10-6eVm,则铜板的截止波长约为()A.240nm B.260nmC.280nm D.300nm【参考答案】:B【名师解析】:由动能定理,-eEd=0-E k0,解得从铜板表面逸出光电子的最大初动能为E k0=1.5eV。
由爱因斯坦光电效应方程,E k0=hc/λ-W,W=hc/λ0。
联立解得λ0=264nm,选项B正确。
【点评】此题以暴露在紫外光中的铜板切入,意在考查光电效应、动能定理、爱因斯坦光电效应方程及其相关知识。
3.(2011华约自主招生)根据波尔原子理论,当某个氢原子吸收一个光子后,A.氢原子所在能级下降B.氢原子电势能增大C.电子绕核运动的半径减小D .电子绕核运动的动能增加 【参考答案】:BD【名师解析】:根据波尔理论,当某个氢原子吸收一个光子后,氢原子能量增大,能级升高,电势能增大,电子绕核运动的半径增大,选项AC 错误B 正确。
电子绕核运动,库仑力提供向心力,由k 22re =m r v 2,可得E k =mv 2/2,半径变大,动能变小,选项D 正确。
4、(2011年卓越自主招生)如图,在光电效应实验中用a 光照射光电管时,灵敏电流计指针发生偏转,而用b 光照射光电管时,灵敏电流计指针不发生偏转,则( )A .a 光的强度一定大于b 光的强度B .电源极性可能是右边为正极,左边为负极C .电源极性可能是左边为正极,右边为负极D .发生光电效应时,电流计中的光电流沿d 到c 方向【参考答案】:BC【点评】此题以光电效应实验切入,意在考查光电效应实验及其相关知识。
2008年高考试题分类详解——曲线运动和万有引力1.(全国卷Ⅰ-14)如图所示,一物体自倾角为θ的固定斜面顶端沿水平方向抛出后落在斜面上。
物体与斜面接触时速度与水平方向的夹角φ满足 A.tan φ=sin θ B. tan φ=cos θ C. tan φ=tan θ D. tan φ=2tan θ 答案:D解析:竖直速度与水平速度之比为:tanφ =gtv 0,竖直位移与水平位移之比为:tanθ = 0.5gt 2v 0t,故tanφ =2 tanθ ,D 正确。
2.(江苏卷-5)如图所示,粗糙的斜面与光滑的水平面相连接,滑块沿水平面以速度0v 运动.设滑块运动到A 点的时刻为t =0,距A 点的水平距离为x ,水平速度为x v .由于0v 不同,从A 点到B 点的几种可能的运动图象如下列选项所示,其中表示摩擦力做功最大的是 答案:D【解析】:考查平抛运动的分解与牛顿运动定律。
从A 选项的水平位移与时间的正比关系可知,滑块做平抛运动,摩擦力必定为零;B 选项先平抛后在水平地面运动,水平速度突然增大,摩擦力依然为零;对C 选项,水平速度不变,为平抛运动,摩擦力为零;对D 选项水平速度与时间成正比,说明滑块在斜面上做匀加速直线运动,有摩擦力,故摩擦力做功最大的是D 图像所显示的情景,D 对。
本题考查非常灵活,但考查内容非常基础,抓住水平位移与水平速度与时间的关系,然后与平抛运动的思想结合起来,是为破解点。
3.(宁夏卷-30[物理——选修2-2]) (1)图示为某一皮带传动装置。
主动轮的半径为r 1,从动轮的半径为r 2。
已知主动轮做xt(A)t(B)v t(C)v xt(D)顺时针转动,转速为n ,转动过程中皮带不打滑。
下列说法正确的是 。
(填入选项前的字母,有填错的不得分) A .从动轮做顺时针转动B .从动轮做逆时针转动C .从动轮的转速为21r r nD .从动轮的转速为12r r n 答案:B C【解析】根据传动装置的特点可知:从动轮应做逆时针转动,故选项B 正确,皮带轮边缘上各点线速度大小相等,即:r 1·2πn =r 2·2πn /,所以从动轮的转速为:n /=n r r 21,选项C 正确。
牛顿运动定律一. 选择题1.(2011复旦大学)物体从具有共同底边、但倾角不同的若干光滑斜面顶端由静止开始自由滑下,当倾角为时,物体滑至底端所需的时间最短。
A.30度 B.45度C.60度 D.75度【参考答案】:B2.(2011复旦大学)在桌子上有一质量为m1的杂志,杂志上有一质量为m2的书。
杂志和桌面之间的动摩擦因数为μ1,杂志和书之间的动摩擦因数为μ2,欲将杂志从书下抽出,则至少需要用的力。
A.(μ1+μ2)( m1+ m2)gB.μ1 ( m1+ m2)g+μ2m2gC.(μ1+μ2) m2gD.(μ1 m1+μ2 m2)g【参考答案】:A【名师解析】:解析:设杂志的加速度为a1,书的加速度为a2,对书,由牛顿第二定律,μ2m2g= m2a2,对杂志,由牛顿第二定律,F-μ2m2g-μ1(m1+ m2)g= m1a1,要想把杂志抽出去,必须满足:a1> a2.即:F=μ2m2g-μ1(m1+ m2)g+m1a1>μ2m2g-μ1(m1+ m2)g+μ2m1g。
解得:F>(μ1+μ2)( m1+ m2)g,选项A正确。
3.(2011复旦大学)一根轻绳跨过一轻定滑轮,质量为m的人抓着轻绳的一端,轻绳另一端系了一个质量为m/2的物体。
已知重力加速度为g,若人相对于轻绳匀速向上爬时,物体上升的加速度为A.1.5g B.g/3C .12g D . g 【参考答案】:B 【名师解析】:解析:以物体为研究对象,设物体上升的加速度为a ,轻绳中拉力为F ,由牛顿第二定律,F-12mg=12ma 。
以人为研究对象,人相对于轻绳匀速向上爬,说明人和轻绳具有相同的加速度,由牛顿第二定律,mg-F=ma ,联立解得:a= g/3,选项B 正确。
4、(2011年卓越自主招生)如图所示,光滑水平面上有一质量为M 的物块a ,左侧与一个固定在墙上的弹簧相连,弹簧劲度系数为k ;物块a 上有一个质量为m 的物块b ,a 、b 之间的最大静摩擦力为f 0。
一. 选择题1.(2012卓越自主招生).我国于2011年发射的“天宫一号”目标飞行器与“神舟八号”飞船顺利实现了对接。
在对接过程中,“天宫一号”与“神舟八号”的相对速度非常小,可以认为具有相同速率。
它们的运动可以看作绕地球的匀速圆周运动,设“神舟八号”的质量为m ,对接处距离地球中心为r ,地球的半径为R ,地球表面处的重力加速度为g ,不考虑地球自转的影响,“神舟八号”在对接时A .向心加速度为gR rBC .周期为2D .动能为22mgR r【参考答案】:BD2.(2012年北约)两质量相同的卫星绕地球做匀速圆周运动,运动半径之比R 1∶R 2= 1∶2 ,则关于两卫星的下列说法正确的是( ) A .向心加速度之比为a 1∶a 2= 1∶2 B .线速度之比为v 1∶v 2= 2∶1 C .动能之比为E k1∶E k2= 2∶1 D .运动周期之比为T 1∶T 2= 1∶2 【参考答案】:C 。
【名师解析】:根据万有引力定律可得运动半径之比R 1∶R 2= 1∶2 的两卫星所受万有引力之比为4∶1,由牛顿第二定律可知向心加速度之比为a 1∶a 2= 4∶1,选项A 错误;由a=v 2/R 可得线速度线速度之比为v 1∶v 2=∶1,选项B 错误;由动能公式可知动能之比为E k1∶E k2= 2∶1 ,选项C 正确;运动周期T=2Rvπ,运动周期之比为T 1∶T 2= 1∶4,选项D 错误。
【点评】此题以两质量相同的卫星绕地球做匀速圆周运动切入,意在考查万有引力定律、牛顿第二定律和匀速圆周运动、动能及其相关知识。
3.一个运动员投篮,投射角为θ,出手点O 与篮圈的高度差为h,水平距离为L.为了将球投入篮中,则出手速度v0 应为( ).A .cos LθB .C .D .cos Lθ【参考答案】. A4、(2011年卓越自主招生)一质量为m 的质点以速度v 0运动,在t=0时开始受到恒力F 0作用,速度大小先减小后增大,其最小值为v 1=12v 0。
质点从开始受到恒力作用到速度最小的过程中的位移为( )A .238mv FBC D .208F【参考答案】D【点评】此题只有通过分析题述过程,首先构建出质点运动的类斜抛运动模型,才能利用相关知识解答。
5. (2011华约自主招生)如图所示,AB 杆以恒定角速度绕A 点转动,并带动套在水平杆OC 上的小环M 运动。
运动开始时,AB 杆在竖直位置,则小环M 的加速度将 A .逐渐增大B .先减小后增大C .先增大后减小D .逐渐减小 【参考答案】A【名师解析】如图所示,环沿OC 向右运动,其速度v 可分解为垂直于AB 杆的速度v 1和沿AB 杆的速度v 2。
设AB 杆与竖直方向夹角为θ,由于v 1=ωr=θωcos h ,环的速度v=θcos 1v =θω2cos h。
由加速度的定义式可知,小环M 的加速度a=t v ∆∆=()θcos ∆∆v ()θθ∆∆cos t∆∆θ而:()θcos ∆∆v =-2θω3cos h()θθ∆∆cos =-sin θt∆∆θ=ω, 所以a=()θcos ∆∆v ()θθ∆∆cos t ∆∆θ=-2θω3cos h·(-sin θ)·ω=θθω32cos sin 2h 。
环沿OC 向右运动,θ增大,加速度a 逐渐增大,选项A 正确。
6、(2010复旦自主招生)质点做曲线运动,在以下四种情形下,正确的是:________。
【参考答案】D7. (2010南京大学)已知月球质量约为地球质量的百分之一,月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的六分之一,已知地球上物体的逃逸速度为11.2km/s ,则月球上物体的逃逸速度为 A.5.6km/s B.4.52km/s C.2.24km/s D.1.13km/s 【参考答案】C8.(2009同济大学)距离河岸(看成直线)500m处有一艘静止的船,船上的探照灯以转速为n=1r/min转动。
当光束与岸边成60°角时,光束沿岸边移动的速率为A.52.3m/s B.69.8m/sC.3.14×104m/s D.4.18×103m/s【参考答案】B【名师解析】如图所示,光束沿岸边的速度可分解为沿光束方向的分速度v1和垂直光束方向的分速度v2,其中v2=ωr,rsin60°=d,ω=260nπ,v sin60°= v2,联立解得v=2o30sin60ndπ=69.8m/s。
9.(2009清华大学)物体放在赤道上,当引力突然消失时,物体运动方向A.竖直向上B.东偏上C.西偏上D.水平向东E.原地不动,但与地面间无作用力【参考答案】D【名师解析】解析:地球自西向东自转,放在赤道上的物体具有向东的线速度,当引力突然消失时,物体运动方向向东,选项D 正确。
10.(2009清华大学)下列说法正确的是: A.卫星运行速度总不超过7.9km/s B.卫星轨道必为圆形C.卫星运行速度与卫星质量无关D .卫星轨道可以与纬度不为零的某条纬线在同一平面内 【参考答案】C二.填空题1.(2013北约自主招生)将地球半径 R 、自转周期 T 、地面重力加速度 g 取为已知量,则地球同步卫星的轨道半径为___________R ,轨道速度对第一宇宙速度的比值为____________。
【参考答案】.R132224πT gR 32gR T π 【名师解析】设地球同步卫星的轨道半径为nR ,由G()2nR Mm=mnR(T π2)2和G 2RMm=mg 联立解得n=R132224πT gR ..地球同步卫星的轨道速度v=T nR π2=T π232224πT gR = 322TgR π.第一宇宙速度v 1=gR ,轨道速度对第一宇宙速度的比值为1v v =32gR Tπ。
【点评】此题考查万有引力与航天及其相关知识,与高考试题难度相当。
解答时要注意答案一定要用题给已知量字母表示。
2. (2014卓越自主招生物理)嫦娥二号飞行器绕月球做近月圆周运动,已知其周期T ,万有引力常数G ,月球半径R ,求月球密度ρ=_____及月球表面重力加速度g=______【参考答案】. 23GT π224T R π【点评】嫦娥探月是我国航天科技的里程碑,中国航天员在不久将登上月球。
此题以嫦娥探月切入,意在考查万有引力定律、牛顿运动定律及其相关知识。
4.(2009上海交通大学)如图所示,某同学设计了一个测量平抛运动初速度的实验装置。
O 点是小球平抛运动抛出点,在O 点有一个频闪的点光源,闪光频率为30Hz ,在抛出点的正前方,竖直放置一块毛玻璃,在小球抛出后的运动过程中,当点光源闪光时,在毛玻璃上有一个投影点,在毛玻璃右边用照相机多次曝光的方法拍摄小球在毛玻璃上的投影照片。
已知图中O 点与毛玻璃水平距离L=1.2m , 相邻的小球投影点之间的距离△h=5cm ,则小球在毛玻璃上的投影点做 运动,小球平抛运动的初速度是 m/s 。
(g 取10m/s 2)4.答案:匀速直线运动 4三.计算题1、(2014华约自主招生物理第2题)已知地球半径为R ,地面附近的重力加速度为g 。
一天时间记为T 。
卫星质量为m 。
已知万有引力势能公式E p =-GmMr,其中M 为地球质量,r 为卫星到地心距离。
(1)求同步轨道卫星环绕地球的飞行速度v 。
(2)求从地球表面发射同步轨道卫星时的初速度v 0至少为多少。
【名师解析】(1)在地球附近,由万有引力定律G 2mMR=mg ,即有gR 2=GM 由牛顿第二定律,G 2mM r=mω2r. 其中ω=2Tπ, 解得:r =12324GMT π⎛⎫⎪⎝⎭=122324gR T π⎛⎫⎪⎝⎭。
于是:v =ωr=1232gR T π⎛⎫⎪⎝⎭(2)从地面发射到同步轨道,由机械能守恒定律12mv 02-G mM R =12mv 2-G mM r解得:v0【点评】题述直接给出了引力势能公式,降低了难度。
此题以同步卫星切入,意在考查万有引力定律、牛顿运动定律、圆周运动、机械能守恒定律及其相关知识。
2(2014北约自主招生物理)在真空中,质量为m1和m2的两个小球,只受万有引力作用,某个时刻,两球相距r0,m1的速度为v0,,,方向指向m2;m2的速度为v0,,速度垂直于两球球心连线,问当速度v0,满足什么关系时,两个小球的间距可以为无穷远。
解得:v03. (2012清华保送生测试)运用合适的原理和可以测得的数据估测地球的质量和太阳的质量。
说明你的方法。
4.(2012华约自主招生)小球从台阶上以一定初速度水平抛出,恰落到第一级台阶边缘,反弹后再次落下经0.3s恰落至第3 级台阶边界,已知每级台阶宽度及高度均为18cm,取g=10m/s2。
且小球反弹时水平速度不变,竖直速度反向,但变为原速度的1/4 。
(1)求小球抛出时的高度及距第一级台阶边缘的水平距离。
(2)问小球是否会落到第5级台阶上?说明理由。
【名师解析】:(1)设台阶的宽度和高度为a,小球抛出时的水平初速度为v0,第一次与台阶碰撞前、后的速度的竖直分量(竖直向上为正方向)的大小分别为v y1和v’y1。
两次与台阶碰撞的时间间隔为t0,则v0=2a/t0.【点评】此题以台阶上平抛小球切入,意在考查平抛运动规律、竖直上抛运动及其相关知识的灵活运用。
5(16分)(2011北约)将一天的时间记为T E ,地面上的重力加速度记为g ,地球半径记为R E 。
(1)试求地球同步卫星P 的轨道半径R P ;(2)一卫星Q 位于赤道上空,赤道一城市A 的人三天看到Q 四次掠过上空,求Q 的轨道半径。
假设卫星运动方向与地球自转方向相同.【名师解析】(1)设地球质量为M ,同步卫星质量为m ,同步卫星周期等于T E ,由万有引力等于向心力得:G 2p Mm R =mR P 22E T π⎛⎫ ⎪⎝⎭又:G 2EMm R =mg , 联立解得:R P(2)根据题述,卫星Q 的周期T<T E 。
假设每隔T ∆时间看到一次:则T T ∆-ET T ∆=1 , 解得: E E T T T T T ⋅∆=-。
考虑到三天看到四次的稳定状态,则有E T T 43=∆, 解得:T= 37T E 。
又R Tm R m GM E 2224π=, 解得:32221969πE E T gR R =。
6.(12分)(2010清华大学等五校自主招生)卫星携带一探测器在半径为3R (R 为地球半径)的圆轨道上绕地球飞行。
在a 点,卫星上的辅助动力装置短暂工作,将探测器沿运动方向射出(设辅助动力装置喷出的气体质量可忽略)。
若探测器恰能完全脱离地球的引力,而卫星沿新的椭圆轨道运动,其近地点b 距地心的距离为nR (n 略小于3),求卫星与探测器的质量比。