高考物理專題復習-專題2物體的運動第3講(純word版)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專題二第三講 一、選擇題(16題只有一個選項正確，710小題有多個選項正確)1(2014·江蘇)已知地球的質(zhì)量約為火星質(zhì)量的10倍，地球的半徑約為火星半徑的2倍，則航天器在火星表面附近繞火星做勻速圓周運動的速率約為()A3.5km/s B5.0km/sC17.7km/s D35.2km/s答案A解析本題考查萬有引力定律的應用。解題的關鍵是明確萬有引力提供航天器的向心力。由Gm，Gm，得，所以v火v地×7.9km/s3.5km/s，選A。用此例方法求解會減少運算量，在萬有引力計算中經(jīng)常用此方法。2(2014·安徽)如圖所示，一傾斜的勻質(zhì)圓盤

2、繞垂直于盤面的固定對稱軸以恒定角速度轉(zhuǎn)動，盤面上離轉(zhuǎn)軸距離2.5m處有一小物體與圓盤始終保持相對靜止。物體與盤面間的動摩擦因數(shù)為(設最大靜摩擦力等于滑動摩擦力)，盤面與水平面的夾角為30°，g取10m/s2。則的最大值是()Arad/s Brad/sC1.0rad/s D0.5rad/s答案C解析該題考查圓周運動中的臨界問題。要明確臨界條件是達到最大靜摩擦力，對物體進行受力分析，當最大時，有mgcosmgsinmr2，解得1.0rad/s，C正確。本題涉及斜面中的圓周運動問題，情景比較新疑，過去高考很少涉及。3(2014·貴州六校聯(lián)考)如圖在光滑軌道Oa的a端分別連接半徑相

3、同的光滑圓弧，其中圖A是圓弧軌道ab，b點切線水平；圖B是圓弧軌道ac，c點切線豎直；圖C是光滑圓管道，中心線的最高點d切線水平，管內(nèi)徑略比小球直徑大：圖D是小于的圓弧軌道，a點切線水平，O、b、d在同一水平線上，所有軌道都在同一豎直平面內(nèi)，一個可以看成質(zhì)點的小球分別從O點靜止下滑，不計任何能量損失，下列說法正確的是()A圖A、圖B、圖C中的小球都能達到O點的同一高度B圖B、圖C中的小球能到達O點的同一高度C圖C中的小球到達和O點等高的d點時對外軌道的壓力等于小球重力D圖D中的小球到達最高點時速度為零答案B解析根據(jù)圓周運動的臨界條件可知，圖A小球不能達到O點的同一高度，A錯誤；同理圖B、圖C中

4、的小球能到達O點的同一高度，B正確；圖C中的小球到達和O點等高的d點時對外軌道沒有壓力，C錯誤；由于圖D是小于的圓弧軌道，a點切線水平，則e點切線不是豎直向上的，而是斜向上的，故圖D中的小球到達e點時做斜上拋運動，因此達到最高點時速度為斜上拋時的水平分速度，不為零，D錯誤。4(2014·豫東、豫北聯(lián)考)2014年3月8日凌晨馬航客機失聯(lián)后，西安衛(wèi)星測控中心緊急調(diào)動海洋、風云、高分、遙感4個型號近10顆衛(wèi)星，為地面搜救提供技術支持。特別是“高分一號”突破了空間分辨率、多光譜與大覆蓋面積相結(jié)合的大量關鍵技術。如圖為“高分一號”與北斗導航系統(tǒng)兩顆衛(wèi)星在空中某一面內(nèi)運動的示意圖?！氨倍贰毕到y(tǒng)

5、中兩顆衛(wèi)星“G1”和“G3”以及“高分一號”均可認為繞地心O做勻速圓周運動。衛(wèi)星“G1”和“G3”的軌道半徑為r，某時刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置，“高分一號”在C位置。若衛(wèi)星均順時針運行，地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R，不計衛(wèi)星間的相互作用力。則以下說法正確的是()A衛(wèi)星“G1”和“G3”的加速度大小相等均為gB如果調(diào)動“高分一號”衛(wèi)星快速到達B位置的下方，必須對其加速C衛(wèi)星“G1”由位置A運動到位置B所需的時間為D“高分一號”是低軌道衛(wèi)星，其所在高度有稀薄氣體，運行一段時間后，高度會降低，速度增大，機械能會增大答案C解析本題考查萬有引力定律及其應用，意在考查考生運用

6、引力提供向心力這一觀點處理問題的能力。對衛(wèi)星“G1”和“G3”分析，由牛頓第二定律列方程：ma，對地球表面處一物體分析，mg，聯(lián)立得ag，A項錯誤；調(diào)動“高分一號”衛(wèi)星快速到達B位置的下方，應對其減速，B項錯誤；“高分一號”受空氣阻力影響，速度減小，高度會降低，速度增大，重力之外的其他力做了負功，機械能減小，D項錯誤；衛(wèi)星由位置A運動到位置B所需時間是周期的，時間tT，C項正確。5(2014·沈陽模擬)如圖所示，一個內(nèi)壁光滑的圓錐筒，其軸線垂直于水平面，圓錐筒固定不動。有一質(zhì)量為m的小球A緊貼著筒內(nèi)壁在水平面內(nèi)做勻速圓周運動，筒口半徑和筒高分別為R和H，小球A所在的高度為筒高的一半。

7、已知重力加速度為g，則()A小球A做勻速圓周運動的角速度B小球A受到重力、支持力和向心力三個力作用C小球A受到的合力大小為D小球A受到的合力方向垂直筒壁斜向上答案A解析對小球做受力分析可知，小球受重力、支持力兩個力的作用，兩個力的合力提供向心力，由向心力關系可得mgcotm2r，其中tan，r，可知選項A正確，B錯誤；小球所受合力方向應指向圓周運動的圓心，提供向心力，所以合力大小為mgcot，選項CD錯誤。答案選A。6(2014·新課標)如圖，一質(zhì)量為M的光滑大圓環(huán)，用一細輕桿固定在豎直平面內(nèi)；套在大環(huán)上質(zhì)量為m的小環(huán)(可視為質(zhì)點)，從大環(huán)的最高處由靜止滑下。重力加速度大小為g，當小

8、環(huán)滑到大環(huán)的最低點時，大環(huán)對輕桿拉力的大小為()AMg5mg BMgmgCMg5mg DMg10mg答案C解析本題考查大環(huán)的平衡，能量守恒定律和牛頓第二定律在小環(huán)圓周運動過程中的具體應用，解題關鍵是利用能量守恒求出小環(huán)到達最低點的速度，再由牛頓第二定律求小環(huán)在最低點受到大環(huán)的支持力，小環(huán)到大環(huán)最低點的速度為v，由能量守恒定律，得mv2mg2R，小環(huán)在大環(huán)上做圓周運動，在最低點時，大環(huán)對它的支持力方向豎直向上，標為FN，由半徑第二定律，得FNmgm，由得FN5mg，由牛頓第三定律可知，小環(huán)對大環(huán)豎直向下的壓力FNFN5mg。大環(huán)平衡，輕桿對大環(huán)的拉力為FFNMgMg5mg，選項C正確。易錯提醒：

9、對小環(huán)在最低點的運動狀態(tài)。不清楚，認為輕桿的作用力等于兩環(huán)的重力之和。7(2014·南京模擬)2013年12月2日，我國探月衛(wèi)星“嫦娥三號”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空，飛行軌道示意圖如圖所示?！版隙鹑枴睆牡孛姘l(fā)射后奔向月球，先在軌道上運行，在P點從圓形軌道進入橢圓軌道，Q為軌道上的近月點，則“嫦娥三號”在軌道上()A運行的周期小于在軌道上運行的周期B從P到Q的過程中速率不斷增大C經(jīng)過P的速度小于在軌道上經(jīng)過P的速度D經(jīng)過P的加速度小于在軌道上經(jīng)過P的加速度答案ABC解析根據(jù)開普勒第三定律k，可判斷“嫦娥三號”衛(wèi)星在軌道上的運行周期小于在軌道上的運行周期，A正確；因為P點是遠地點

10、，Q是近地點，故從P點到Q點的過程中速率不斷增大，B正確；根據(jù)衛(wèi)星變軌特點可知，衛(wèi)星在P點從圓形軌道進入橢圓軌道要減速，C正確；根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律可判斷在P點，衛(wèi)星的加速度是相同的，D錯。8(2014·洛陽模擬)如果把水星和金星繞太陽的運動視為勻速圓周運動，若從水星與金星在一條直線上開始計時，天文學家測得在相同時間內(nèi)水星轉(zhuǎn)過的角度為1，金星轉(zhuǎn)過的角度為2(1、2均為銳角)，如圖所示，則由此條件可能求得的是()A水星和金星的質(zhì)量之比B水星和金星到太陽的距離之比C水星和金星繞太陽運動的周期之比D水星和金星繞太陽運動的向心加速度大小之比答案BCD解析根據(jù)題述測得在相同時間內(nèi)水星

11、轉(zhuǎn)過的角度為1，金星轉(zhuǎn)過的角度為2，可得水星和金星二者角速度比為1212，由Gmr2，可以得到水星和金星到太陽的距離之比，選項B正確；由T可以得到水星和金星繞太陽運動的周期之比，選項C正確；Gma可以得到水星和金星繞太陽運動的向心加速度大小之比，選項D正確。9(2014·豫南五校模擬)2013年12月2日1時30分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號乙”運載火箭，成功將“嫦娥三號”探測飛船發(fā)射升空，展開奔月之旅?！版隙鹑枴笔状螌崿F(xiàn)月面巡視勘察和月球軟著陸，為我國探月工程開啟新的征程。設載著登月艙的探測飛船在以月球中心為圓心，半徑為r1的圓軌道上運動時，周期為T1。隨后登月艙脫離飛船

12、，變軌到離月球更近的半徑為r2的圓軌道上運動。萬有引力常量為G，則下列說法正確的是()A月球的質(zhì)量為B登月艙在半徑為r2的圓軌道上運動時的周期為C登月艙在半徑為r2的圓軌道上比在半徑為r1的圓軌道上運動時的速度較大D登月艙在半徑為r2的圓軌道上比在半徑為r1的圓軌道上運動時的機械能較大答案AC解析對飛船分析mr1，M，A對；，T2，B錯；軌道半徑越大，線速度越小，C對；軌道半徑越大，機械能越大，D錯。10(2014·衡水中學模擬)2013年12月2日1時30分，我國成功發(fā)射了“嫦娥二號”探月衛(wèi)星，12月6日17時47分順利進入環(huán)月軌道。若該衛(wèi)星在地球、月球表面的重力分別為G1、G2，

13、已知地球半徑為R1，月球半徑為R2，地球表面處的重力加速度為g，則()A月球表面處的重力加速度為gB月球與地球的質(zhì)量之比為C衛(wèi)星沿近月球表面軌道上做勻速圓周運動的周期為2D月球與地球的第一宇宙速度之比為答案AC解析本題考查萬有引力定律及其應用、人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關系，關鍵掌握萬有引力等于重力GMm/R2mg，知道衛(wèi)星在月球表面軌道做圓周運動，靠重力提供向心力mg月mR2(2/T月)2，以及會求第一宇宙速度，意在考查考生對物理問題的綜合分析能力。A、衛(wèi)星在地球表面的重力為G1，在月球表面的重力為G2，則，所以g月g。故A正確。B、根據(jù)萬有引力等于重力Gmg，知M。中心天體的質(zhì)量與半徑

14、和表面的重力加速度有關，所以月球的質(zhì)量和地球的質(zhì)量之比·。故B錯誤。C、根據(jù)mg月mR2()2，得T月2，而g月g，所以T月2。故C正確。D、根據(jù)mgm，知第一宇宙速度v，而，所以第一宇宙速度之比。故D錯誤。二、非選擇題11如圖所示，勻速轉(zhuǎn)動的水平圓盤上，放有質(zhì)量均為m的小物體A、B；A、B間用細線沿半徑方向相連，它們到轉(zhuǎn)軸距離分別為RA20cm，RB30cm，A、B與盤面間的最大靜摩擦力均為重力的0.4倍，求：(1)當細線上開始出現(xiàn)張力時，圓盤的角速度0；(2)當A開始滑動時，圓盤的角速度；(3)當即將滑動時，燒斷細線，A、B狀態(tài)如何？答案(1)3.7rad/s(2)4rad/s(

15、3)A繼續(xù)隨盤做圓周運動，B將做離心運動解析(1)當細線上開始出現(xiàn)張力時，表明B與盤間的靜摩擦力已達到最大，設此時圓盤的角速度為0，則有kmgmRB解得0rad/s3.7rad/s。(2)當A開始滑動時，表明A與盤間的靜摩擦力已達到最大，設此時圓盤的角速度為，線的拉力為F，則有對A：FfAmaxFmRA2對B：FfBmaxFmRB2又有：FfAmaxFfBmaxkmg解以上三式，得4rad/s。(3)燒斷細線，A與盤間的靜摩擦力減小，繼續(xù)隨盤做半徑為RA20cm的圓周運動，而B由于FfBmax不足以提供必要的向心力而做離心運動。12“太極球”是近年來在廣大市民中較流行的一種健身器材。做該項運動

16、時，健身者半馬步站立，手持太極球拍，拍上放一橡膠太極球，健身者舞動球拍時，球卻不會掉落到地上。現(xiàn)將太極球簡化成如圖所示的平板和小球，熟練的健身者讓球在豎直面內(nèi)始終不脫離板而做勻速圓周運動，且在運動到圖中的A、B、C、D位置時球與板間無相對運動趨勢。A為圓周的最高點，C為最低點，B、D與圓心O等高。設球的重力為1N，不計拍的重力，求：(1)健身者在C處所需施加的力比在A處大多少？(2)設在A處時健身者需施加的力為F，當球運動到B、D位置時，板與水平方向需有一定的夾角，請作出tanF的關系圖象。答案(1)2N(2)見解析圖解析(1)球在A、C兩處受力如圖(1)所示，設球運動的線速度為v，半徑為R，

17、則在A處時，F(xiàn)mgm在C處時，F(xiàn)mgm。由式得，F(xiàn)FF2mg2N(2)在B處不受摩擦力作用，受力分析如圖(2)所示，則tanF1tanF關系如圖(3)所示。13(2014·大綱全國)已知地球的自轉(zhuǎn)周期和半徑分別為T和R，地球同步衛(wèi)星A的圓軌道半徑為h。衛(wèi)星B沿半徑為r(r<h)的圓軌道在地球赤道的正上方運行，其運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同。求(1)衛(wèi)星B做圓周運動的周期；(2)衛(wèi)星A和B連續(xù)地不能直接通訊的最長時間間隔(信號傳輸時間可忽略)。答案(1)()3/2T(2)(arcsinarcsin)T解析本題考查萬有引力在實際問題中的應用。解題思路如下(1)利用萬有引力等于向心力列方程求周期，(2)利用t和幾何關系求出時間間隔。(1)設衛(wèi)星B繞地心轉(zhuǎn)動的周期T，