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高考物理复习第四章曲线运动万有引力定律综合检测及答案

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第四章曲线运动万有引力定律综合检测一、选择题(本题共12小题，共48分，在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分) 1．关于两个运动的合成，下列说法正确的是() A．两个直线运动的合运动一定也是直线运动B．两个匀速直线运动的合运动一定也是匀速直线运动C．两个匀变速直线运动的合运动一定也是匀变速直线运动D．一个匀速直线运动和一个匀变速直线运动的合运动一定是曲线运动【解析】可举出选项A的反例——平抛，故选项A错误；合初速度的方向与合加速度

的方向不在一条直线上时是曲线运动，C错；可举出选项D的反例——竖直上抛运动，故选项D错误．【答案】B 2．小船在水速较小的河中横渡，并使船头始终垂直河岸航行，到达河中间时突然上游来大水使水流速度加快，则对此小船渡河的说法正确的是()

A．小船要用更长的时间才能到达对岸B．小船到对岸的时间不变，但位移将变大C．因小船船头始终垂直河岸航行，故所用时间及位移都不会变化D．因船速与水速关系未知，故无法确定渡河时间及位移的变化【解析】由运动的独立性，小船到达对岸所需的时间将不受水流速度变化的影响，选项

AD错；水流速度加快，因此小船因受冲击，到达对岸的位置偏向下游，位移将变大，故选项B对、C错．【答案】B 3．水平抛出一个物体，经时间t后物体的速度方向与水平方向夹角为θ，重力加速度为g，则平抛物体的初速度为()

A．gtsinθB．gtcosθC．gttanθD．gtcotθ【解析】经时间t后物体速度的竖直分量vy＝gt，故求出vx＝v0＝vycotθ＝gtcotθ.

【答案】D 4．如图所示，两轮用皮带传动，皮带不打滑，图中有A、B、C三点、这三点所在处半径rA>rB＝rC，则这三点的向心加速度aA、aB、aC

的关系是()

A．aA＝aB＝aCB．aC>aA>aB

C．aCaA

【解析】皮带传动且不打滑，A点与B点线速度相同，由a

＝v2r有a∝1r；所以aAaC，可见选项C正确．【答案】C 5．如图所示，长为L的轻杆一端固定质量为m的小球，另一端有固定转轴O.现使小球在竖直平面内做圆周运动．P为圆周轨道的最高点．若小球通过圆周轨道最低点时的速度大小为92gL，则以下判断正确的是()

A．小球不能到达P点B．小球到达P点时的速度小于gLC．小球能到达P点，但在P点不会受到轻杆的弹力D．小球能到达P点，且在P点受到轻杆向下的弹力

【解析】根据机械能守恒定律2mgL＝12mv2－12mv2P，可求出小球在P点的速度为12gL

D均错误．【答案】B 6．一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙物体质量分别为M和m(M>m)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为L(L体放在转轴的位置上，甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直，要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则转盘旋转的角速度最大不得超过(两物体均看做质点) ()

A.μ(M－m)g(M＋m)LB.μｇL

C.μ(M＋m)gMLD.μ(M＋m)gmL【解析】经分析可知，绳的最大拉力

F＝μMg，对m，F＋μmg＝mω2L，

所以μ(M＋m)g＝mω2L

解得ω＝μ(M＋m)gmL【答案】D 7．在平面上运动的物体，其x方向分速度vx和y方向分速度vy

随时间t变化的图线如图

(甲)中的(a)和(b)所示，图(乙)中最能反映物体运动轨迹的是() 【解析】由图(甲)中的(a)，可知x方向做匀速运动．由图(甲)中的(b)，可知y方向做匀加速运动，且合力沿y轴方向，物体做类平抛运动．由合力指向曲线(轨迹)凹的一侧，故选项C对．【答案】C 8．(2008·全国卷Ⅰ)已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390，月球绕地球旋转的周期约为27天．利用上述数据以及日常的天文知识，可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为() A．0.2B．2C．20D．200 【解析】设太阳质量M，地球质量m，月球质量m0，日地间距离为R，月地间距离为r，

地球绕太阳的周期为T约为360天，月球绕地球的周期为t约为27天，对地球绕着太阳转动，

由万有引力定律：GMmR2＝m4π2RT2，同理对月球绕着地球转动；Gmm0r2＝m04π2rt2，则太阳质量与

地球质量之比为Mm＝R3t2r3T2.太阳到月球的距离近似等于太阳到地球的距离，故太阳对月球的万有

引力F＝GMm0R2，地球对月球的万有引力f＝Gmm0r2，故Ff＝Mr2mR2，代入太阳与地球质量比，

计算出比值约为2，B对．【答案】B 9．(2010·湖北重点中学联考)我国首个火星探测器“萤火一号”原定于2009年10月6日至16日期间在位于哈萨克斯坦的拜科努尔航天发射中心升空，后因俄罗斯火箭故障推迟发

射．此次“萤火一号”的一个重要任务是探测研究火星表面水的消失机制，继而探寻火星上到底有无生命迹象的存在．此外，“萤火一号”还将探测火星空间磁场、电离层和粒子分布及其变化规律、火星地形、地貌等．假设“萤火一号”探测器上有一机器人，机器人登上火星．假如机器人在火星上测得摆长为L的单摆做小振幅振动的周期为T，将火星视为密度均匀、半径为r的球体，则火星的密度为()

A.πＬ3GrT2B.3πＬGrT2

C.16πＬ3GrT2D.3πＬ16GrT2

【解析】由单摆周期公式T＝2πLg，可得火星表面的重力加速度g＝4π2LT2，由Gm火mr2＝mg得火星质量m火＝gr2G＝4π2r2LGT2，火星体积V＝4πｒ33，密度ρ＝m火V＝3πＬGrT2，选项B正确．【答案】B 10．如图所示，在一次救灾工作中，一架沿水平直线飞行的直升机A，用悬索(重力可忽略不计)救护困在湖水中的伤员B.在直升机A和伤员B以相同的水平速度匀速运动的同时，悬索将伤员吊起，在某一段时间内，A、B之间的距离以l＝H－t2(式中H为直升机A离地面的高度，

各物理量的单位均为国际单位制单位)规律变化，则在这段时间内() A．悬索的拉力等于伤员的重力B．悬索不可能是竖直的C．伤员做加速度大小方向均不变的曲线运动D．伤员做速度大小增加的直线运动【解析】伤员在水平方向上匀速运动，由A、B之间距离的变化规律知，在竖直方向上做向上的匀加速运动．而伤员仅受重力和悬索拉力作用．所以悬索必竖直，且F>mg，合运动为加速度大小方向均不变的曲线运动，只有C对．【答案】C 11．2007年4月24日，欧洲科学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581c.这颗围绕红矮量Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天．假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确的是()

A．飞船在Gliese581c表面附近运行的周期约为13天B．飞船在Gliese581c表面附近运行时的速度大于7.9km/s C．人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大D．Gliese581c的平均密度比地球平均密度小

【解析】由GMmr2＝mr(2π／T)2得：T＝4π2r3

GM，类地行星绕红矮星转与飞船绕类地行星

转相比，不知道4π2r3GM是否相等，故选项A错；由GMmR2＝mv2R，得v＝GMR，又这颗类地行星的质量M′＝5M，半径R′＝1.5R，故选项B对；由mg＝GmMR2，解得g′g＝209，故选项C对；由ρ＝MV，V＝43πR3，故ρ＝3M4πR3，M′＝5M，半径R′＝1.5R，解得ρ′ρ＝4027，故选项D

错．【答案】BC 12．(2009·河南示范性高中联考)2008年9月25日21时10分，“神舟七号”飞船成功发射，出舱活动结束后，释放了伴飞小卫星，并围绕轨道舱进行伴飞试验．此时，与“神舟七号”相距100公里至200公里的伴飞小卫星，将开始其观测、“追赶”、绕飞的三步试验：第一步是由其携带的导航定位系统把相关信息传递给地面飞控中心，通过地面接收系统，测量伴飞小卫星与轨道舱的相对距离；第二步是由地面飞控中心发送操作信号，控制伴飞小卫星向轨道舱“追”去，“追”的动力为液氨推进剂，因此能够以较快速度接近轨道舱；第三步是通过变轨调姿，绕着轨道舱飞行．下列关于伴飞小卫星的说法中正确的是() A．伴飞小卫星保持相距轨道舱一定距离时的向心加速度等于飞船的向心加速度B．伴飞小卫星绕轨道舱飞行时，飞船对它的万有引力提供了它绕飞船绕行的向心力

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2019版高考物理总复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天章末质量检测

2019版高考物理总复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天章末质量检测

第四章 曲线运动 万有引力与航天章末质量检测(四)(时间：50分钟 满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。

1～6 题为单项选择题，7～10题为多项选择题)1.(2017·湖南长沙模拟)下列现象中是为了利用物体产生的离心运动的是( ) A.汽车转弯时要限制速度B.转速很快的砂轮半径不能做得太大C.在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨高度要低于外轨D.将体温计中的水银甩回玻璃泡内解析 因为向心力F ＝m v 2R，所以速度越快所需的向心力就越大，汽车转弯时要限制速度，来减小汽车所需的向心力，防止离心运动，故选项A 错误；转速很快的砂轮半径不能做得太大，是为了防止外侧的砂轮被甩出，所以是防止离心运动，故选项B 错误；在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨要低于外轨，可以提供更多的向心力，防止火车做离心运动，故选项C 错误；体温计中的水银甩回玻璃泡内，利用了离心现象，所以选项D 正确。

答案 D2.(2017·南京模拟)如图1所示，某同学斜向上抛出一小石块，忽略空气阻力。

下列关于小石块在空中运动的过程中，加速度a 随时间t 变化的图象中，正确的是( )图1解析 由题意，忽略空气阻力，石块抛出后只受重力，由牛顿第二定律得知，其加速度为g ，大小和方向均保持不变，故选项B 正确。

答案 B3.在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员A 静止(相对空间舱)“站”于舱内朝向地球一侧的“地面”B 上，如图2所示，下列说法正确的是( )图2A.宇航员A 不受地球引力作用B.宇航员A 所受地球引力与他在地面上所受重力相等C.宇航员A 与“地面”B 之间无弹力作用D.若宇航员A 将手中一小球无初速(相对于空间舱)释放，该小球将落到“地面”B 解析 任何物体都会受到地球的引力作用，空间站里宇航员仍然受地球引力；地面上方不同高度处，重力加速度不同，所以宇航员在空间站里所受地球引力小于他在地面上所受重力；由于空间站绕地球做匀速圆周运动，空间站中的物体与卫星地板间无相互作用，即物体处于完全“失重”状态，所以宇航员与“地面”B 之间无弹力作用；若宇航员将手中一小球无初速度释放，由于惯性小球仍具有空间站的速度，所以小球仍然沿原来的轨道做匀速圆周运动，而不会落到“地面”B ，故只有选项C 正确。

近年高考物理总复习第四章曲线运动万有引力与航天章末质量检测(2021年整理)

近年高考物理总复习第四章曲线运动万有引力与航天章末质量检测(2021年整理)

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第四章曲线运动万有引力与航天章末质量检测（四）(时间：50分钟满分：100分)一、选择题（本题共10小题，每小题6分,共60分。

1~6 题为单项选择题，7~10题为多项选择题）1。

(2017·湖南长沙模拟）下列现象中是为了利用物体产生的离心运动的是（)A.汽车转弯时要限制速度B。

转速很快的砂轮半径不能做得太大C。

在修筑铁路时，转弯处轨道的内轨高度要低于外轨D。

将体温计中的水银甩回玻璃泡内解析因为向心力F＝m错误!,所以速度越快所需的向心力就越大，汽车转弯时要限制速度，来减小汽车所需的向心力，防止离心运动,故选项A错误;转速很快的砂轮半径不能做得太大，是为了防止外侧的砂轮被甩出，所以是防止离心运动，故选项B错误；在修筑铁路时,转弯处轨道的内轨要低于外轨，可以提供更多的向心力，防止火车做离心运动，故选项C错误;体温计中的水银甩回玻璃泡内,利用了离心现象，所以选项D正确。

答案D2。

（2017·南京模拟）如图1所示,某同学斜向上抛出一小石块，忽略空气阻力。

下列关于小石块在空中运动的过程中,加速度a随时间t变化的图象中，正确的是（)图1解析由题意，忽略空气阻力，石块抛出后只受重力,由牛顿第二定律得知,其加速度为g，大小和方向均保持不变，故选项B正确.答案B3。

高考物理总复习第四单曲线运动万有引力与航天单元检测教师用书含解析新人教版

高考物理总复习第四单曲线运动万有引力与航天单元检测教师用书含解析新人教版

高考物理总复习第四单曲线运动万有引力与航天单元检测教师用书含解析新人教版一、单项选择题1.(2018江苏常州11月调研)2018年10月2日,美法加三名科学家获得了诺贝尔物理学奖,以表彰他们在激光物理领域的突破性发明。

许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程,下列说法正确的是()。

A.牛顿首次在实验室里测出了引力常量并发现了万有引力定律B.牛顿在发现万有定律的过程中应用了牛顿第三定律C.开普勒通过研究、观测和记录发现行星绕太阳做匀速圆周运动D.开普勒发现了行星运动定律并认为“在高山上水平抛出一物体,只要速度足够大就不会再落在地球上”牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许在实验室里测出了引力常量,A项错误;在发现万有引力定律的过程中,牛顿应用了牛顿第二定律、第三定律以及开普勒定律,B项正确;开普勒通过研究、观测和记录发现了行星运动定律,根据开普勒第一定律可知,所有行星绕太阳的运动都是椭圆,C项错误;“在高山上水平抛出一物体,只要速度足够大就不会再落在地球上”是牛顿的观点,D项错误。

答案 B2.(2018湖北孝感12月质检)如图所示,转动轴垂直于光滑水平面,交点O的正上方h处固定细绳的一端,细绳的另一端拴接一质量为m的小球B,绳长l>h,转动轴带动小球在光滑水平面上做圆周运动,当转动的角速度ω逐渐增大时,下列说法正确的是()。

A.小球始终受三个力的作用B.细绳上的拉力始终保持不变C.要使球离开水平面,角速度至少为√ggD.若小球飞离了水平面,则线速度为√gg当小球角速度较小时,小球受重力、支持力和拉力三个力作用,当小球角速度较大时,小球会脱离水平面,小球受重力和拉力两个力作用,A项错误;小球在水平面内做匀速圆周运动,竖直方向上的合力为零,当小球脱离水平面后,角速度增大时,绳子与竖直方向的夹角变大,拉力变大,B项错误;当小球刚好离开水平面时,,C项正确,D项受重力和拉力作用,根据牛顿第二定律得,T cos θ=mg,T sin θ=ml sin θω2,联立解得ω=√ggC3.(2018河南洛阳10月模拟)一飞机以150 m/s的速度在高空某一水平面上自左向右做匀速直线运动,相隔1 s先后从飞机上落下A、B两个物体,不计空气阻力,在运动过程中它们所在的位置关系是()。

高考物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力定律(第4课时)课时作业(含解析)-人教版高三全册物理试

高考物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力定律(第4课时)课时作业(含解析)-人教版高三全册物理试

课时作业【根底练习】一、天体质量的估算1．(多项选择)我国将于2017年11月发射“嫦娥五号〞探测器，假设“嫦娥五号〞到达月球后，先绕月球外表做匀速圆周运动，然后择机释放登陆器登陆月球．“嫦娥五号〞绕月球飞行的过程中，在较短时间t 内运动的弧长为s ，月球半径为R ，引力常量为G ，如此如下说法正确的答案是( )A ．“嫦娥五号〞绕月球运行一周的时间是πRtsB ．“嫦娥五号〞的质量为s 2R Gt2C ．“嫦娥五号〞绕月球运行的向心加速度为s 2t 2RD ．月球的平均密度为3s24πGR 2t2CD 解析：因绕月球外表做匀速圆周运动的“嫦娥五号〞在较短时间t 内运动的弧长为s ，可知其线速度为v ＝st，所以其运行一周的时间为T ＝2πRts，选项A 错误；天体运动中只能估算中心天体质量而无法估算环绕天体质量，选项B 错误；由a ＝v 2R 知a ＝s 2t 2R，选项C 正确；根据万有引力提供向心力有G Mm R 2＝m v 2R ，再结合M ＝ρ·43πR 3可得ρ＝3s24πGR 2t2，选项D 正确． 2．(2018漯河二模)宇航员站在某一星球外表h 高处，以初速度v 0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t 后小球落到星球外表，该星球的半径为R ，引力常量为G ，如此该星球的质量为( )A.2hR2Gt 2B.2hR2GtC.2hRGt2D.Gt 22hR2 A 解析：设该星球的质量为M 、外表的重力加速度为g ，在星球外表有mg ＝GMmR 2，小球在星球外表做平抛运动，如此h ＝12gt 2.由此得该星球的质量为M ＝2hR2Gt2.二、卫星运行参量的分析与计算3．(2015山东理综)如图，拉格朗日点L 1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以一样的周期绕地球运动．据此，科学家设想在拉格朗日点L 1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动．以a 1，a 2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a 3表示地球同步卫星向心加速度的大小．以下判断正确的答案是( )A ．a 2＞a 3＞a 1B ．a 2＞a 1＞a 3C ．a 3＞a 1＞a 2D ．a 3＞a 2＞a 1D 解析：地球同步卫星受月球引力可以忽略不计，地球同步卫星轨道半径r 3、空间站轨道半径r 1、月球轨道半径r 2之间的关系为r 2>r 1>r 3，由GMm r 2＝ma 知，a 3＝GM r 23，a 2＝GMr 22，所以a 3>a 2；由题意知空间站与月球周期相等，由a ＝(2πT)2r ，得a 2>a 1.因此a 3>a 2>a 1，D 正确．4．(2014浙江理综)长期以来“卡戎星(Charon)〞被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r 1＝19 600 km ，公转周期T 1＝6.39天.2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r 2＝48 000 km ，如此它的公转周期T 2最接近于( )A ．15天B ．25天C ．35天D ．45天B 解析：由开普勒第三定律可知r 31T 21＝r 32T 22，得出T 2＝r 32T 21r 31＝〔4.8×107〕3×6.392〔1.96×107〕3天≈25天，应当选项B 正确．5．(2017广东华南三校联考，19)(多项选择)石墨烯是目前世界上的强度最高的材料，它的发现使“太空电梯〞的制造成为可能，人类将有望通过“太空电梯〞进入太空．设想在地球赤道平面内有一垂直于地面延伸到太空的轻质电梯，电梯顶端可超过地球的同步卫星A 的高度延伸到太空深处，这种所谓的太空电梯可用于降低本钱发射绕地人造卫星．如下列图，假设某物体B 乘坐太空电梯到达了图示的位置并停在此处，与同高度运行的卫星C 相比拟( )A ．B 的线速度大于C 的线速度 B ．B 的线速度小于C 的线速度C ．假设B 突然脱离电梯，B 将做离心运动D ．假设B 突然脱离电梯，B 将做近心运动BD 解析：A 和C 两卫星相比，ωC ＞ωA ，而ωB ＝ωA ，如此ωC ＞ωB ，又据v ＝ωr ，r C＝r B ，得v C ＞v B ，故B 项正确，A 项错误．对C 星有GMm C r 2C ＝m C ω2C r C ，又ωC ＞ωB ，对B 星有G Mm B r 2B＞m B ω2B r B ，假设B 突然脱离电梯，B 将做近心运动，D 项正确，C 项错误．6．(2014江苏卷，2)地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，如此航天器在火星外表附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( )A ．3.5 km/sB ．5.0 km/sC ．17.7 km/sD ．35.2 km/sA 解析：由万有引力提供向心力可得：G Mm r 2＝m v 2r，在行星外表运行时有r ＝R ，如此得v＝GMR ∝M R ，因此v 火v 地＝M 火M 地×R 地R 火 ＝110×2＝55，又由v 地＝7.9 km/s ，故v 火≈3.5 km/s ，应当选A 正确．三、卫星变轨问题分析7．(2017湖南长沙三月模拟，20)(多项选择)暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命．为了探测暗物质，我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空〞的暗物质探测卫星．“悟空〞在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t (t 小于其运动周期)，运动的弧长为s ，与地球中心连线扫过的角度为β(弧度)，引力常量为G ，如此如下说法中正确的答案是( )A ．“悟空〞的线速度大于第一宇宙速度B ．“悟空〞的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度C ．“悟空〞的环绕周期为2πtβD. “悟空〞的质量为s 3Gt 2βBC 解析：“悟空〞的线速度小于第一宇宙速度，A 错误．向心加速度a ＝GM r2，因r 悟空<r同，如此a 悟空>a 同，B 正确．由ω＝βt ＝2πT ，得“悟空〞的环绕周期T ＝2πtβ，C 项正确．由题给条件不能求出悟空的质量，D 错误．关键点拨 第一宇宙速度是卫星最小的发射速度，是最大的环绕速度．卫星做匀速圆周运动时ω＝2πT ＝βt.8．(2019哈尔滨师范大学附中)卫星 信号需要通过地球同步卫星传送，地球半径为r ，无线电信号传播速度为c ，月球绕地球运动的轨道半径为60r ，运行周期为27天。