2013屆曲線運動萬有引力單元測試

1、曲線運動 萬有引力單元檢測題命題人：任建新 審題人：文科 考試時間120分鐘一、選擇題（共12小題，每小題4分，共48分在每小題給出的四個選項中，至少有一個選項是正確的，全部選對得4分，對而不全得2分）1科學研究發(fā)現(xiàn)，在月球表面沒有空氣，沒有磁場，重力加速度約為地球表面的l/6若宇航員登上月球后，在空中從同一高度同時釋放氫氣球和鉛球，忽略地球和其他星球的影響，以下說法正確的是（ ）A氫氣球和鉛球都將下落，且同時落到月球表面B氫氣球和鉛球都將下落，但鉛球先落到月球表面C氫氣球?qū)⒓铀偕仙U球?qū)⒓铀傧侣銬氫氣球和鉛球都將上升2已知下面的哪組數(shù)據(jù)，可以計算出地球的質(zhì)量M地（已知萬有引力常量為G）A地

2、球“同步衛(wèi)星”離地面的高度hB地球繞太陽運動的周期T1及地球到太陽中心的距離R1C地球表面的重力加速g和地球繞太陽運動的周期TD月球繞地球運動的周期T2及月球中心到地球中心的距離R23我國探月的“嫦娥工程”已成功實現(xiàn)，在不久的將來，我國宇航員見登上月球在已知萬有引力常量G和月球半徑R的條件下，宇航員用下列方法測量月球的密度，其中正確的方法是（ ）A在月球上測得擺長為L的單擺做小振幅振動的周期為TB在月球上用彈簧秤測出質(zhì)量為m的物體的重力GC在月球上用天平測出質(zhì)量為m的物體的質(zhì)量D在月球上測量出在高度為h處平拋物體運動的水平距離s4半徑為R的大圓盤以角速度旋轉(zhuǎn)，如圖1所示，有人站在盤邊的P點上隨

3、盤轉(zhuǎn)動，他想用槍擊中盤中心的目標O，若子彈離開槍口的速度為v0，不計空氣阻力，則（ ） PO圖1A槍應向PO的左方偏過角射擊，而B槍應瞄準目標O射擊C槍應向PO的右方偏過角射擊，而D槍應向PO的左方偏過角射擊，而5一個航天器P在高空繞地球做勻速圓周運動，如果它朝著與運動方向相反的方向發(fā)射一枚火箭Q，則（ ）AP和Q都可能在原高度做勻速圓周運動BP可能，Q不可能在原高度做勻速圓周運動CQ可能，P不可能在原高度做勻速圓周運動DP和Q都不可能在原高度做勻速圓周運動6地面上的空氣成分主要以氧，氮分子為主，隨著高度的增加，由于地球引力的作用，重的氣體逐漸稀薄，輕的氣體逐漸相對增多在太陽紫外光線的照射下，

4、分子態(tài)的氣體被電離為原子態(tài)，在“神州”三號飛船343公里的運行軌道上，主要是原子態(tài)的氧，氮和氦氣雖然高層大氣的密度很小，但其對飛船的阻力仍會嚴重影響飛船的運行軌道針對這段材料有下列敘述正確的是（ ）A由于大氣阻力，飛船運行軌道要下降，運行速度要變小B如果是真空，飛船可以一直保持在343公里的軌道上運行BAC圖2C由于大氣阻力，飛船運行軌道要下降，運行周期要變長D由于飛船軌道比較低，飛船內(nèi)的物體對支持面的壓力與在地球上對地面的壓力差不多7如圖2所示，小球由細線AB、AC拉住而靜止AB水平，AC與豎直方向成角，此時AC對球的拉力為T1現(xiàn)將AB線燒斷，小球開始擺動，當小球返回原處時，AC對小球的拉力

5、為T2，則T1與T2之比為（ ）P圖3A11 B1cos2 Ccos21 Dsincos28如圖3所示，將一根光滑的細金屬棒折成V形，頂角為2，其對稱軸豎直，在其中一邊套上一個金屬球P，當兩棒繞其對稱軸以每秒n轉(zhuǎn)勻速轉(zhuǎn)動時，小球離軸的距離為（ ）A B C D9已知地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度大小為v1，向心力速度大小為a1，近地衛(wèi)星線速度大小為v2，向心力速度大小為a2，地球同步衛(wèi)星線速度大小為v3，向心加速度大小為a3，設近地衛(wèi)星距地面高度不計，同步衛(wèi)星距地面高度約為地球半徑的6倍則以下結(jié)論正確的是（ ）A=，= B=，= C=，= D=，=風輪NM圖410農(nóng)民在精選谷種時，常用一種

6、叫“風車”的農(nóng)具進行分選在同一風力作用下，谷種和癟谷（空殼）谷粒都從洞口水平飛出，結(jié)果谷種和癟谷落地點不同，自然分開，如圖4所示對這一現(xiàn)象，下列分析正確的是 AM處是谷種，N處為癟谷B谷種質(zhì)量大，慣性大，飛得遠些C谷種飛出洞口時的速度比癟谷飛出洞口時的速度小些D谷種和癟谷在豎直方向做自由落體運動11如圖5所示，光滑水平桌面上，一小球以速度v向右勻速運動，它經(jīng)過靠近桌邊的豎直木板ad邊前方時，木板開始做自由落體運動.若木板開始運動時，cd邊與桌面相齊，則小球在木板上的投影軌跡是（ ）r1r2圖6圖5 12如圖6所示，火星和地球繞太陽的運動可以近似看作為在同一平面內(nèi)的同方向的勻速圓周運動，已知火星

7、軌道半徑r1=2.3×1011m，地球軌道半徑為r2=1.5×1011m，根據(jù)你所掌握的物理和天文知識，估算得火星與地球相距最近的最短時間間隔約為（ ）A1年 B2年 C3年 D4年二、填空、實驗題（本題共3小題，共12分把答案填寫在題中的橫線上，不要求寫解答過程）13光滑水平面上，一個質(zhì)量為0.5kg的物體從靜止開始受水平力而運動.在前5 s內(nèi)受到一個正東方向、大小為1N的水平恒力作用，第5s末該力撤去，改為受一個正北方向、大小為0.5N的水平恒力，作用10s時間，則該物體在第15s末的速度大小為 ，方向 14飛機以恒定的速度v沿水平方向飛行，飛行高度為2000 m，在飛

8、行過程中釋放一炸彈，在30 s后飛行員聽見炸彈落地的爆炸聲假設此爆炸聲向空間各個方向傳播速度都為320m/s，炸彈受到的空氣阻力可以忽略，取g=10m/s2，則炸彈經(jīng)_s時間落地，該飛機的飛行速度v=_m/s（結(jié)果保留2位有效數(shù)字）15某行星自轉(zhuǎn)一周所需時間為地球上的6h，在這行星上用彈簧秤測某物體的重量，在該行量赤道上稱得物重是兩極時測得讀數(shù)的90，已知萬有引力恒量G=6.67×1011N·m2/kg2，若該行星能看做球體，則它的平均密度為 三、計算題（本題共6小題，共60分要求寫出必要的文字說明、主要方程式和重要演算步驟，有數(shù)值計算的要明確寫出數(shù)值和單位，只有最終結(jié)果的

9、不得分）16（8分）為了迎接太空時代的到來，美國國會通過了一項計劃，在2050年前建造太空升降機，就是把長繩的一端擱置在地球的衛(wèi)星上，另一端系住升降機，放開繩，升降機能到達地球上，人坐在升降機里，在衛(wèi)星上通過電動機把升降機拉到衛(wèi)星上已知地球表面的重力加速度g=10m/s2，地球半徑R=6400 km某人在地球表面用彈簧測力計稱得其重量為800N，假若某人站在這種升降機中，當升降機以加速度a=g（g為地球表面處的重力加速度）垂直地面上升時，此人再一次用同一彈簧測力計稱得視重為850N，忽略地球公轉(zhuǎn)的影響，求升降機此時距地面的高度圖717（8分）如圖7所示，宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面一斜坡

10、上P點沿水平方向以初速度v0拋出一個小球，測得小球經(jīng)時間t落到斜坡上另一點Q，斜面的傾角為，已知該星球半徑為R，萬有引力常量為G，求：（1）該星球表面的重力加速度g；（2）該星球的第一宇宙速度v；（3）人造衛(wèi)星在該星球表面做勻速圓周運動的最小周期T18（10分）火星質(zhì)量是地球質(zhì)量的0.1倍，半徑是地球半徑的0.5倍，火星被認為是除地球之外最有可能有水（有生命）的星球，北京時間2004年1月4日12時35分，在經(jīng)歷了206天、4.8億公里星際旅行的美國火星探測器“勇氣號”成功在火星表面上著陸，據(jù)介紹，“勇氣號”在進入火星大氣層之間的速度大約是聲速的16倍為了保證“勇氣號”安全著陸，科學家給它配備

11、了隔熱艙、降落傘、減速火箭和氣囊等，進入火星大氣層后，先后在不同時刻，探測器上的降落傘打開、氣囊開始充氣、減速火箭點火，當探測器在著陸前3s時，探測器的速度減為零，此時，降落傘的繩子被切斷，探測器自由落下，求探測器自由下落的高度（假設地球和火星均為球體，由于火星的氣壓只有地球的大氣壓強的1，則探測器所受阻力可忽略不計，取地球表面的重力加速度g=10m/s2）19（10分）2008年9月25日21時10分04秒，長征二號F型運載火箭點火，神舟七號飛船升空，飛船點火后第583秒，飛船與火箭在高度約200km處成功分離，飛船以7.5km/s的速度，進入近地點h1、遠地點h2的橢圓軌道入口9月26日4

12、時04分在飛船飛行到第5圈時按計劃完成變軌控制，進入距地球表面H的圓軌道（已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g題中各量的單位均為國際單位制）求：（1）飛船在近地點的加速度a；（2）飛船在圓軌道上繞地球飛行的周期T；（3）飛船在圓軌道上運行的速率v；（4）9月27日16時40分，中國宇航員翟志剛成功實現(xiàn)了出艙行走，實現(xiàn)了中國人太空行走的夢想據(jù)媒體報道，在翟志剛出艙行走的時間內(nèi)，飛船在軌道上飛行的路程為s，試估算翟志剛出艙的大約時間t20（12分）偵察衛(wèi)星在通過地球兩極上空的圓形軌道上運動，它的運動軌道距離地面的高度為h要使衛(wèi)星在一天時間內(nèi)將地面上赤道各處在日照條件下的情況全部都拍攝下來，

13、衛(wèi)星在通過赤道上空時，衛(wèi)星的攝像機至少能拍攝地面上赤道圓周的弧長是多少?設地球的半徑為R，地面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)周期為T21（12分）有“科學界奧斯卡”之稱的美國科學雜志2003年度世界科技大突破評選中，物理學中的證明宇宙是由暗物質(zhì)和暗能量“主宰”的觀點榜上有名且名列榜首，成為當今科技突破中的頭號熱點世界科技的發(fā)展顯示，暗物質(zhì)、暗能量正在成為天體物理學研究的重點宇宙中的暗物質(zhì)是不能直接觀測到的東西，存在的依據(jù)來自于螺旋轉(zhuǎn)的星系和星團，這些星系和星團以自身為中心高速旋轉(zhuǎn)而沒有飛散開去，僅靠自身質(zhì)量產(chǎn)生的引力是遠不足以把它們集合在一起的，必須存在暗物質(zhì)，它的吸引力足以把這些旋轉(zhuǎn)的星系牢牢

14、抓住根據(jù)對某一雙星系統(tǒng)的光學測量確定該雙星系統(tǒng)中每一個星體的質(zhì)量都是M，兩者相距L，它們正圍繞兩者連線的中點做圓周運動（1）試計算該雙星系統(tǒng)的運動周期T ；（2）若實驗上觀測到的運動周期為T'，若T'：T =1：（N>1），為了解釋觀測周期T'和雙星運動的計算周期T不同，目前一種理論認為，在宇宙中可能有一種望遠鏡觀測不到的暗物質(zhì)，作為一種簡化模型，我們假定在以這兩個星體連線為直徑的球體內(nèi)均勻分布著這種暗物質(zhì)，而不考慮其他暗物質(zhì)的影響，試根據(jù)這一模型和上述觀測結(jié)果確定該星系間這種暗物質(zhì)的密度曲線運動 萬有引力單元檢測題答題卡命題人：任建新 審題人：文科 考試時間12

15、0分鐘班級 姓名 學號 成績 一、選擇題：（12×4分=48分）123456789101112二、填空題：（每題4分，共12分）13 14 15 三、計算題：（8810101212=60分）161718192021曲線運動 萬有引力單元檢測題答案123456789101112ADABACBBBCDACDBB1310m/s，東偏北45°；14答案：20，2.5×10215答案：3.03×103kg/m316答案：1.92×107m解析：（1）因地球表面的重力加速度為g，則：mg=800N 設升降機所在處的重力加速度為g'，由牛頓第二定律得

16、：Fmg'=ma 即：F=m(g'+a)=850N 且：a=g由得：g'=m/s2（2分）由萬有引力等于物體所在處的重力，得：（2分）（2分）由解得：h=3R=1.92×107m（2分）17（1），（3分）（2），（3分）（3）（2分）18答案：18m解析：設地球質(zhì)量為M地，火星質(zhì)量為M火，地球半徑為R地，火星半徑為R火，地球表面處的重力加速度為g地，火星表面處的加速度為g火，根據(jù)萬有引力定律：物體在地球表面上時有（3分）同理，物體在火星表面上時有 （3分）由/得：，g火=0.4 g地=4m/s2（2分）由題意知，探測器在著陸前3s時開始做自由落體運動，設探測

17、器自由下落的高度為h，則（2分）19答案：（1）；（2）；（3）；（4）解析：（1）設地球的質(zhì)量為M，飛船的質(zhì)量為m，則飛船在近地點受到的萬有引力為：（1分），對地面上質(zhì)量為m0的物體，有：（1分）根據(jù)牛頓第二定律有：F=ma（1分），解得：（1分）（2）飛船在圓軌道上，根據(jù)萬有引力提供向心力有：（1分）解得：T=（1分）（3）根據(jù)勻速圓周運動的知識，有飛船在圓軌道上運行的速率為：v=（2分）（4）根據(jù)勻速圓周運動的知識，有：s=vt（1分）所以，翟志剛出艙的大約時間為：t=（1分）20設衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)的周期為T0，有，（2分）而在地球表面（2分）， （2分）衛(wèi)星每轉(zhuǎn)一周經(jīng)過赤道上空拍攝一次，一天內(nèi)地球自轉(zhuǎn)一周，衛(wèi)星每天可在赤道上空拍攝次數(shù)為（2分）每次經(jīng)過赤道上空要拍攝的赤道弧長為（2分）聯(lián)立解得：（2分）21答案：（1）L；（2）解析:（1）雙星均繞它們的連線中點做圓周運動，設運動的周期為T，則有：G=M··