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1、曲线运动万有引力与航天单元测试11一质点在xoy平面内的运动轨迹如图所示,下面判断正确的是()A若质点在x方向始终匀速运动,则在y方向上先作加速运动后作减速运动B若质点在x方向始终匀速运动,则在y方向上先作减速运动后作加速运动C若质点在y方向始终匀速运动,则在x方向上先作加速运动后作减速运动D若质点在y方向始终匀速运动,则在x方向上先作减速运动后作加速运动2一物体由静止开始自由下落,一小段时间后突然受一恒定水平向右的风力的影响,但着地前一段时间风突然停止,则其运动的轨迹可能是图中的哪一个? ( )3如图所示,一条水河边A处住有一个农夫,他在B处种植了一颗小树,A、B两点到河边的距离分别为a和b
2、,A、B两点沿平行河岸方向的距离为2s,现在这位农夫从A点出发,欲到河边打水后去给树苗浇水,假如农夫行走的速度大小恒为v,不计在河边取水的时间,则其所用最短时间为( )Av B(+)/vC(a+)/ v D(b+)/v4.民族运动会上有一个骑射项目,运动员骑在奔驶的马背上,弯弓放箭射击侧向的固定目标假设运动员骑马奔驰的速度为v1,运动员静止时射出的弓箭速度为v2跑道离固定目标的最近距离为d要想命中目标且射出的箭在空中飞行时间最短,则( )A运动员放箭处离目标的距离为 B运动员放箭处离目标的距离为C箭射到靶的最短时间为 D箭射到靶的最短时间为5关于轮船渡河,正确的说法是 ( )A水流的速度越大,
3、渡河的时间越长B欲使渡河时间越短,船头的指向应垂直河岸C欲使轮船垂直驶达对岸,则船相对水的速度与水流速度的合速度应垂直河岸D轮船相对水的速度越大,渡河的时间一定越短6甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河。河宽为H,河水流速为。船在静水中的速率均为v,出发时两船相距为。甲、乙两船船头均与河岸成60角,如图3所示,已知乙船恰好能垂直到达河对岸的A点,则下列判断正确的是( )A甲、乙两船到达对岸的时间不同Bv2C两船可能在未能到达对岸前相遇D甲船也在A点靠岸7如图所示,质量为m的长方体物体放在水平放置的钢板C上,物体与钢板间的动摩擦因数为,由于光滑导槽A、B的控制,该物体只能沿水平导槽运动现使钢板以速
4、度v向右运动,同时用力F沿导槽方向拉动物体使其以速度(的方向与v的方向垂直)沿槽运动,则F的大小( )A等于 B大于 C小于 D不能确定8.有一气球正以8m/s的速度沿竖直方向匀速上升,某一时刻在气球的正下方距气球5m处有一石子以20m/s的速度竖直上抛,不计空气阻力,则石子( )A一定能击中气球 B一定不能击中气球C只要气球的速度小于10m/s,一定能击中气球 D若气球的速度大于10m/s,一定不能击中气球9.如图所示,在一个竖直支架上固定两个水平弹簧枪A和B,弹簧枪A、B在同一个竖直面内,A比B高h,B高出水平地面h/3,在此条件下,弹簧枪A、B射出的子弹的水平射程之比为SA: SB=1:
5、2。现保持弹簧枪A、B的高度差h不变,射出子弹的初速度不变,要使两个弹簧枪射出的子弹落到水平面上的同一点,则( )A竖直向上移动支架 B竖直向下移动支架 C移动距离为h/6 D移动距离为4h/1510如图所示,AB为斜面,BC为水平面,从A点以水平初速度v向右抛出一小球,其落点与A的水平距离s1;从A点以水平初速度2v向右抛出一小球,其落点与A的水平距离s2,不计空气阻力,s1:s2可能为( ) A1:2 B1:3 C1:4 D1:5第11题图11如图所示一足够长的固定斜面与水平面的夹角为370,物体A以初速度v1从斜面顶端水平抛出,物体B在斜面上距顶端L15m处同时以速度v2沿斜面向下匀速运
6、动,经历时间t,物体A和物体B在斜面上相遇,则下列各组速度和时间中不满足条件的是(sin370=06,cos370=08,g=10 m/s2)( )Av116 m/s,v215 m/s,t3s Bv116 m/s,v216 m/s,t2sCv120 m/s,v220 m/s,t3s Dv120m/s,v216 m/s,t2s12.中央电视台今日说法栏目最近报道了一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故。家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面,所幸没有造成人员伤亡和财产损失,第八次则有辆卡车冲撞进李先生家,造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案。经公
7、安部门和交通部门协力调查,画出了现场示意图(下图1)和道路的设计图(下图2)。有位交警根据图1、2作出以下判断,你认为正确的是 ( )图2 道路设计截面图dh北民宅O中线R民宅图1 现场示意图北A、依据图1可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车作离心运动B、依据图1可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车作向心运动C、依据图2发现公路在设计上犯了严重的内(东)高外(西)低科学性错误D、依据图2发现公路在设计上犯了严重的外(西)高内(东)低科学性错误13如图所示,两个用相同材料制成的靠摩擦转动的轮A和B水平放置,两轮半径RA=2RB,当主动轮A匀速转动时,在A轮边缘放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上。若将小
8、木块放在B轮上,欲使木块相对B轮也静止,则木块距B轮转轴的最大距离为 ( )ARB/4 BRB/3CRB/2 DRB14质量不计的轻质弹性杆P插在桌面上,杆端套有一个质量为m的小球,今使小球沿水平方向做半径为R的匀速圆周运动,角速度为,如图所示,则杆的上端受到的作用力大小为( )A. B. C. D不能确定BDhAEC15如图,一物体从光滑斜面AB底端A点以初速度v0上滑,沿斜面上升的最大高度为h。下列说法中正确的是(设下列情境中物体从A点上滑的初速度仍为v0) ( )A若把斜面CB部分截去,物体冲过C点后上升的最大高度仍为hB若把斜面AB变成曲面AEB,物体沿此曲面上升仍能到达B点C若把斜面
9、弯成圆弧形D,物体仍沿圆弧升高hD若把斜面从C点以上部分弯成与C点相切的圆弧状,物体上升的最大高度有可能仍为h16.我国于2007年10月24日发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的路线示意图如图所示。卫星由地面发射后,经过发射轨道进入停泊轨道,然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道,再次调速后进入工作轨道,卫星开始对月球进行探测。已知地球与月球的质量之比为a,卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b,卫星在停泊轨道与工作轨道上均可视为做匀速圆周运动,则:( )地球月球停泊轨道轨道地月转移轨道发射轨道A卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为B卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为C卫星在停泊轨
10、道和工作轨道运行的向心加速度之比为D卫星在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度17科学研究表明地球的自转在变慢四亿年前,地球每年是400天,那时,地球每自转达一周的时间为21.5h,据科学家们分析,地球自转变慢的原因主要有两个:一个是潮汐时海水与海岸碰撞、与海底摩擦而使能量变成内能;另一个是由于潮汐的作用,地球把部分自转能量传给了月球,使月球的机械能增加了(不考虑对月球自转的影响),由此可以判断,与四亿年前相比月球绕地球公转的( )A半径增大 B线速度增大 C. 周期增大 D角速度增大18我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展。设地球、月球的质量分别为m1、m2,半径分别为R1
11、、R2,人造地球卫星的第一宇宙速度为v,对应的绕月周期为T,则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为( )ABCD19.“嫦娥一号”月球卫星于2007年10月24日18时05分在中国西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭发射成功。卫星将在地球轨道近地点上经历三次加速变轨后由地月转移轨道进入月球轨道。在月球轨道近月点上经历三次近月制动,进入127分钟工作轨道,如图所示。下列有关“嫦娥一号”月球卫星的论述正确的是( )A卫星在地球轨道上变轨后运行周期变大 B卫星在月球轨道上变轨后运行周期变大C卫星在地球轨道上变轨后机械能增大 D卫星在月球轨道上变轨后机械能增大20.在大风的情况下,一小
12、球自A点竖直向上抛出,其运动的轨迹如图11所示(小球的运动可看作竖直方向的竖直上抛运动和水平方向的初速度为零的匀加速直线运动的合运动)。小球运动的轨迹上A、B两点在同一水平线上,M点为轨迹的最高点。若风力的大小恒定、方向水平向右,小球抛出时的动能为4J,在M点时它的动能为2J,不计其他的阻力。求:(1)小球的水平位移S1与S2的比值。(2)小球所受风力F与重力G的比值。(结果可用根式表示)(3)小球落回到B点时的动能EKB-ZPQAB O1O2 R1R221.如下左图是过山车的实物图,右图为过山车的模型图在模型图中半径分别为R12.0m和R28.0m的两个光滑圆形轨道,固定在倾角为37斜轨道面
13、上的Q、Z两点,且两圆形轨道的最高点A、B均与P点平齐,圆形轨道与斜轨道之间圆滑连接为使小车从P点以一定的初速度沿斜面向下运动能过A、B两点,小车在P点的速度满足什么条件(小车可视作质点,已知斜轨道面与小车间的动摩擦因数为,g10m/s2,sin370.6,cos370.8)22.将一测力传感器连接到计算机上就可以测量快速变化的力。图甲表示小滑块(可视为质点)沿固定的光滑半球形容器内壁在竖直平面内点之间来回滑动。点与O点连线与竖直方向之间夹角相等且都为,均小于100,图乙表示滑块对器壁的压力F随时间t变化的曲线,且图中t0为滑块从A点开始运动的时刻。试根据力学规律和题中(包括图中)所给的信息,
14、求小滑块的质量、容器的半径及滑块运动过程中的守恒量。(g取10ms2) 23.质量为M的圆环用细线(质量不计)悬挂着,将两个质量均为m的有孔小珠套在此环上,且可以在环上做无摩擦的滑动,如图所示,今同时将两个小珠从环的顶部释放,并沿相反方向自由滑下,试求:(1)在圆环不动的条件下,悬线中的张力T随cos变化 的函数关系,并求出张力T的极小值及相应的角;(2)小球与圆环的质量比至少为多大时圆环才有可能上升?24.某网站报道:最近南亚某国发射了一颗人造环月卫星,卫星的质量100kg,环绕周期为1小时。一位同学对该新闻的真实性产生怀疑,他认为:一是该国的航天技术比起我国还有差距,近期不可能发射出环月卫
15、星;二是该网站公布的数据似乎也有问题。该同学准备对该数据进行验证。他记不清引力恒量的数值且手边没有可查找的资料,但他记得月球半径约为地球半径的,地球半径为6400km,月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度,地球表面重力加速度约为10m/s2。他由上述数据经过推导分析,进一步认定这是一则假新闻。请依上述数据写出他的论证过程及结论。25.右图为中国月球探测工程的想象标志,它以中国书法的笔触,勾勒出一轮明月和一双踏在其上的脚印,象征着月球探测的终极梦想。一位勤于思考的同学,为探月宇航员设计了如下实验:在距月球表面高h处以初速度v0水平抛出一个物体,然后测量该平抛物体的水平位移为x。通过查阅资料知
16、道月球的半径为R,引力常量为G,若物体只受月球引力的作用,请你求出:(1)月球表面的重力加速度;(2)月球的质量;(3)环绕月球表面的宇宙飞船的速率是多少?26. 土星周围有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动.其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心距离分别位rA=8.0104km和rB=1.2105km.忽略所有岩石颗粒间的相互作用.(结果可用根式表示)(1)求岩石颗粒A和B的线速度之比.(2)求岩石颗粒A和B的周期之比.(3)土星探测器上有一物体,在地球上重为10N,推算出他在距土星中心3.2105km处受到土星的引力为0.38N.已知地球半径为6.4103km,请估算土星质量
17、是地球质量的多少倍?第5课时曲线运动万有引力与航天单元测试答案12345678910111213141516171819BCCABCBCBDCACDBDABCABDACCCBDADACAAC20.解析:(1)小球在竖直方向上做竖直上抛运动,故从A点至M点和从M点至B点的时间t相等,小球在水平方向上做初速为零的匀加速运动,设加速度为a,则 所以 (2)小球从A点至M点,水平方向据动量定理Ft=mvM0竖直方向据动量定理 Gt=0mvA另据题意 ,联立式解得 (3)小球在水平方向上 动能21.解析: PQPZ,故小车在B点速度小于在A点的速度,且过最高点的临界速度满足,故小车能过B点,一定能过A点
18、。ZPQABO1O2设小车在P点的速度为v0时,恰能过B点,则在B点时有: P点到B点的过程,由动能定理得: 其中Lz为PZ间距离,满足 解得m/s 则在P点的速度满足的条件为 22. 解析:由图乙得小滑块在点A、之间做简谐运动的周期为,由单摆振动周期公式,得半球形容器半径为在最高点A,有,在最低点B,有从点A到点B过程中,滑块机械能守恒,则联立解得=0. 99,m=0. 05 kg.滑块的机械能为23.解析:(1)每个小珠受重力mg和支持力N作用,小珠在处有:机械能守恒:得:对环分析得:即:当(即)时:(2)由上面得到的N的表达式知,当时,N0,为压力;只有当时,N0,为拉力,这是圆环上升的
19、必要条件。圆环上升的条件是T0,即:临界状态为上式有实根的条件为24. 解析:设为近月卫星,月球M对卫星m的万有引力是卫星运动的向心力,则有 在月球表面: 由可得: 代入数据:即绕月运行的卫星的最小周期为102.6min,远大于报导中的60min(1小时),故可判断其为假新闻。 25.解析:(1)物体在月球表面做平抛运动,有水平方向上:x=v0t 竖直方向上:解得月球表面的重力加速度:(2)设月球的质量为M,对月球表面质量为m的物体,有解得:(3)设环绕月球表面飞行的宇宙飞船的速率为v,则有 解得:26.解析:(1)设土星质量为M0,颗粒质量为m,颗粒距土星中心距离为r,线速度为v,根据牛顿第二定律和万有引力定律: 解得:.对于A、B两颗粒分别有: 和,得: (2)设颗粒绕土星作圆周运动的周期为T,则: 对于A、B两颗粒分别有: 和 得: (3)设地球质量为M,地球半径为r0,地球上物体的重力可视为万有引力,探测器上物体质量为m0,在地球表面重力为G0,距土星中心r0/=km处的引力为G0,根据万有引力定律: 由得: (倍)