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第四章 曲线运动 万有引力与航天

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2018-05-29 0人阅读 举报 0 0 0 暂无简介

简介:本文档为《第四章 曲线运动 万有引力与航天doc》,可适用于市场营销领域

第四章曲线运动万有引力与航天年高考题集锦(middot新课标全国卷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OOprime的距离为l,b与转轴的距离为l。木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k倍,重力加速度大小为g。若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动,用omega表示圆盘转动的角速度,下列说法正确的是(  )Ab一定比a先开始滑动Ba、b所受的摩擦力始终相等C是b开始滑动的临界角速度D当时,a所受摩擦力的大小为kmg【解析】选A、C。本题考查了圆周运动与受力分析。最大静摩擦力相等,而b需要的向心力较大,所以b先滑动,A项正确在未滑动之前,a、b各自受到的摩擦力等于其向心力,因此b受到的摩擦力大于a受到的摩擦力,B项错误b处于临界状态时,,,C项正确当时,对a:,D项错误。(middot安徽高考)如图所示,一倾斜的匀质圆盘绕垂直于盘面的固定对称轴以恒定角速度omega转动,盘面上离转轴距离m处有一小物体与圆盘始终保持相对静止。物体与盘面间的动摩擦因数为(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力),盘面与水平面的夹角为deg,g取ms。则omega的最大值是(  )Arads  BradsCradsDrads【解析】选C。小物体与圆盘始终保持相对静止,在最低点有fmgsintheta=momegar。当小物体在最低点恰好滑动时,omega取最大值,有mumgcosthetamgsintheta=momegar,解得omega=rads,故选项C正确。(middot新课标全国卷Ⅱ)取水平地面为重力势能零点,一物块从某一高度水平抛出,在抛出点其动能与重力势能恰好相等。不计空气阻力。该物块落地时的速度方向与水平方向的夹角为(  )ABCD【解析】选B。设物块水平抛出的初速度为v,抛出时的高度为h,则,则,物块落地的竖直速度vy=,则落地时速度方向与水平方向的夹角,则,选项B正确。(middot新课标全国卷Ⅱ)如图,一质量为M的光滑大圆环,用一细轻杆固定在竖直平面内套在大环上质量为m的小环(可视为质点),从大环的最高处由静止滑下。重力加速度大小为g,当小环滑到大环的最低点时,大环对轻杆拉力的大小为(  )AMgmgBMgmgCMgmgDMgmg【解析】选C。设小环滑到大环的最低点时的速度为v。对小环,根据机械能守恒定律得,小环滑到最低点时,由牛顿第二定律得,解得。根据牛顿第三定律知,小环对大环的作用力为mg。对大环,由平衡条件得,根据牛顿第三定律,大环对轻杆的拉力为Mgmg,故选项C正确。(middot四川高考)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.B.C.D.【解析】选B。去程时如图甲,所用时间,回程时如图乙,所用时间,又,联立解得v船=,则B正确。(middot江苏高考)为了验证平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,用如图所示的装置进行实验。小锤打击弹性金属片,A球水平抛出,同时B球被松开,自由下落。关于该实验,下列说法中正确的有(  )A两球的质量应相等B两球应同时落地C应改变装置的高度,多次实验D实验也能说明A球在水平方向上做匀速直线运动【解析】选B、C。平抛运动在竖直方向上可以分解为自由落体运动,因为等高同时运动,所以两球同时落地,B项正确为了探究平抛运动的小球在竖直方向上做自由落体运动,需要改变装置的高度,多次实验,C项正确。(middot上海高考)如图,带有一白点的黑色圆盘,可绕过其中心,垂直于盘面的轴匀速转动,每秒沿顺时针方向旋转圈。在暗室中用每秒闪光次的频闪光源照射圆盘,观察到白点每秒沿(  )A顺时针旋转圈B逆时针旋转圈C顺时针旋转圈D逆时针旋转圈【解析】选D。频闪光源s闪一次,圆盘顺时针转动圈,视觉效果是逆时针ldquo转动rdquo圈,所以在暗室中用每秒闪光次的频闪光源照射圆盘,观察到白点每秒沿逆时针旋转圈。(middot新课标全国卷Ⅰ)太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线的现象,天文学称为ldquo行星冲日rdquo。据报道,年各行星冲日时间分别是月日木星冲日月日火星冲日月日土星冲日月日海王星冲日月日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示,则下列判断正确的是(  )地球火星木星土星天王星海王星轨道半径(AU)A各地外行星每年都会出现冲日现象B在年内一定会出现木星冲日C天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D地外行星中,海王星相邻两次冲日的时间间隔最短【解析】选B、D。相邻两次行星冲日的时间间隔就是地球比该行星多运动一周的时间,根据万有引力提供向心力,周期,相邻两次行星冲日的时间间隔,即相邻两次行星冲日的时间间隔大于年,所以选项A错。根据木星轨道半径是地球的倍,木星周期大于年,小于年,所以木星冲日的时间间隔大于年小于年,由于今年的冲日时间是月日,所以下次木星冲日在年,选项B对。根据行星的轨道半径越大,周期越大,根据相邻两次冲日的时间间隔可判断天王星相邻两次冲日时间间隔比土星的短,且都小于年,天王星相邻两次冲日时间间隔不可能为土星的一半,海王星的相邻两次冲日时间间隔最短,选项D对,C错。(middot安徽高考)在科学研究中,科学家常将未知现象同已知现象进行比较,找出其共同点,进一步推测未知现象的特性和规律。法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时,曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系。已知单摆摆长为l,引力常量为G,地球质量为M,摆球到地心的距离为r,则单摆振动周期T与距离r的关系式为(  )ABCD【解析】选B。单摆摆球到地心的距离为r,则,所以,把其代入单摆振动周期,解得,故选项B正确。(middot浙江高考)长期以来ldquo卡戎星(Charon)rdquo被认为是冥王星唯一的卫星,它的公转轨道半径r=km,公转周期T=天。年月,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=km,则它的公转周期T最接近于(  )A天   B天   C天   D天【解析】选B。由开普勒第三定律可知T=天,或者本题用万有引力定律对ldquo卡戎星rdquo和小卫星分别列方程,联立方程组也可求解,B项正确。(middot福建高考)若有一颗ldquo宜居rdquo行星,其质量为地球的p倍,半径为地球的q倍,则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的(  )A倍B倍C倍D倍【解析】选C。据可得环绕速度,利用比值法可知C正确。(middot广东高考)如图所示,飞行器P绕某星球做匀速圆周运动,星球相对飞行器的张角为theta。下列说法正确的是(  )A轨道半径越大,周期越长B轨道半径越大,速度越大C若测得周期和张角,可得到星球的平均密度D若测得周期和轨道半径,可得到星球的平均密度【解析】选A、C。万有引力提供向心力,可得,轨道半径越大,周期越长,A项正确万有引力提供向心力,可得,轨道半径越大,速度越小,B项错误如果测出周期,则有,如果再知道张角theta,则能通过几何关系求得该星球半径为,从而求出星球的体积,两者结合可求得星球的平均密度,C项正确而D项中由轨道半径无法求得星球半径,故不能得到星球的平均密度,D项错误。(middot山东高考)年我国相继完成ldquo神十rdquo与ldquo天宫rdquo对接、ldquo嫦娥rdquo携ldquo玉兔rdquo落月两大航天工程。某航天爱好者提出ldquo玉兔rdquo回家的设想:如图,将携带ldquo玉兔rdquo的返回系统由月球表面发射到h高度的轨道上,与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接,然后由飞船送ldquo玉兔rdquo返回地球。设ldquo玉兔rdquo质量为m,月球半径为R,月面的重力加速度为g月。以月面为零势能面,ldquo玉兔rdquo在h高度的引力势能可表示为,其中G为引力常量,M为月球质量。若忽略月球的自转,从开始发射到对接完成需要对ldquo玉兔rdquo做的功为(  )A(hR)BhR)C(hR)D(hR)【解析】选D。根据功能关系可知对ldquo玉兔rdquo做的功等于ldquo玉兔rdquo机械能增量,即,其中,在离地h高处,ldquo玉兔rdquo做匀速圆周运动,必有,并且在月球表面附近,有:,由以上几式联立得,选项D正确。(middot江苏高考)已知地球的质量约为火星质量的倍,地球的半径约为火星半径的倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为(  )AkmsBkmsCkmsDkms【解析】选A。构建公转模型,对卫星由万有引力提供向心力,有,对近地卫星,同理对航天器有,联立两式有,而v近地=kms,解得v航=kms,A项正确。(middot新课标全国卷Ⅱ)假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为g在赤道的大小为g地球自转的周期为T,引力常量为G。地球的密度为(  )A.  B.C  D.【解析】选B。由万有引力定律可知:,在地球的赤上:,地球的质量M=piRrho,联立三式可得:,选项B正确。(middot天津高考)研究表明,地球自转在逐渐变慢,亿年前地球自转的周期约为小时。假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比(  )A距地面的高度变大B向心加速度变大C线速度变大D角速度变大【解析】选A。地球对卫星的万有引力提供向心力,由=得:T=pi,由于周期T变大,所以卫星距地面的高度变大,A正确由卫星运行的规律可知,向心加速度变小,线速度变小,角速度变小,B、C、D错。(middot海南高考)设地球自转周期为T,质量为M,引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体,半径为R。同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为(  )ABCD【解析】选A。在南极时物体受力平衡,支持力等于万有引力,即在赤道上物体由于随地球一起自转,万有引力与支持力的合力提供向心力,即,两式联立可知A正确。(middot天津高考)半径为R的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动,A为圆盘边缘上一点。在O的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v水平抛出时,半径OA方向恰好与v的方向相同,如图所示。若小球与圆盘只碰一次,且落在A点,重力加速度为g,则小球抛出时距O的高度h=    ,圆盘转动的角速度大小omega=    。【解析】小球平抛落到A点,可知平抛的水平位移等于圆盘半径,由平抛运动规律可知:R=vt,解得由题意可知解得【答案】(middot上海高考)动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比RA∶RB=∶,它们的角速度之比omegaA∶omegaB=     ,质量之比mA∶mB=     。【解析】根据牛顿第二定律有,解得:,则。根据牛顿第二定律有,解得:,则。A、B两卫星动能相等,即,则。【答案】 ∶(middot四川高考)石墨烯是近些年发现的一种新材料,其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使世纪的世界发生革命性的变化,其发现者由此获得年诺贝尔物理学奖。用石墨烯制作超级缆绳,人类搭建ldquo太空电梯rdquo的梦想有望在本世纪实现。科学家们设想,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换。()若ldquo太空电梯rdquo将货物从赤道基站运到距地面高度为h的同步轨道站,求轨道站内质量为m的货物相对地心运动的动能。设地球自转角速度为omega,地球半径为R。()当电梯仓停在距地面高度h=R的站点时,求仓内质量m=kg的人对水平地板的压力大小。取地面附近重力加速度g=ms,地球自转角速度omega=timesrads,地球半径R=timeskm。【解析】()设货物相对地心的距离为r,线速度为v,则r=Rh ①v=romega ②货物相对地心的动能为③联立①②③得()设地球的质量为M,人相对地心的距离为r,向心加速度为am,受地球的万有引力为F,则r=Rh ④am=omegar ⑤⑥⑦设水平地板对人的支持力大小为N,人对水平地板的压力大小为Nprime,则由牛顿第二定律知:FN=mam ⑧由牛顿第三定律知N=Nprime ⑨联立④~⑨并代入数据得Nprime=N。【答案】() ()N(middot北京高考)万有引力定律揭示了天体运行规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。()用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量,随称量位置的变化可能会有不同的结果。已知地球质量为M,自转周期为T,万有引力常量为G。将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体,不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时,弹簧秤的读数是F。①若在北极上空高出地面h处称量,弹簧秤读数为F,求比值的表达式,并就h=R的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字)②若在赤道地面称量,弹簧秤读数为F,求比值的表达式。()设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径r、太阳的半径RS和地球的半径R三者均减小为现在的,而太阳和地球的密度均匀且不变。仅考虑太阳和地球之间的相互作用,以现实地球的年为标准,计算ldquo设想地球rdquo的年将变为多长【解析】()①物体处于北极以及北极上方时,万有引力等于重力,F=GF=G可得=当h=R时,=②在赤道上弹簧秤的读数表示重力的大小,即F=Fm可以求得=()根据太阳的引力提供地球的向心力,太阳的质量M=rhoSpi所以有T=从上式可以看出当r、R、RS均变为现在的百分之一时,周期不变,即仍为地球年。【答案】()①=  ②=()仍为地球年(middot重庆高考)如图为ldquo嫦娥三号rdquo探测器在月球上着陆最后阶段的示意图。首先在发动机作用下,探测器受到推力在距月面高度为h处悬停(速度为,h远小于月球半径)接着推力改变,探测器开始竖直下降,到达距月面高度为h处的速度为v此后发动机关闭,探测器仅受重力下落至月面。已知探测器总质量为m(不包括燃料),地球和月球的半径比为k,质量比为k,地球表面附近的重力加速度为g,求:()月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小()从开始竖直下降到刚接触月面时,探测器机械能的变化。【解析】()设地球质量和半径分别为M和R,月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为Mprime、Rprime和gprime,探测器刚接触月面时的速度大小为vt由和得由得()设机械能变化量为DeltaE,动能变化量为DeltaEk,重力势能变化量为DeltaEp,由DeltaE=DeltaEkDeltaEp有DeltaE=得【答案】() ()(middot大纲版全国卷)已知地球的自转周期和半径分别为T和R,地球同步卫星A的圆轨道半径为h。卫星B沿半径为r(rh)的圆轨道在地球赤道的正上方运行,其运行方向与地球自转方向相同。求:()卫星B做圆周运动的周期()卫星A和B连续地不能直接通讯的最长时间间隔(信号传输时间可忽略)。【解析】()设卫星B绕地球转动的周期为Tprime,根据万有引力定律和圆周运动的规律有①②式中,G为引力常量,M为地球的质量,m、mprime分别为卫星A、B的质量。由①②式得③()设卫星A和B连续不断地不能直接通讯的时间间隔为tau在此时间间隔tau内,卫星A和B绕地心转动的角度分别为alpha和alphaprime,则④⑤若不考虑卫星A的公转,两卫星不能直接通讯时,卫星B的位置应在图中B和Bprime点之间,图中内圆表示地球的赤道。由几何关系得 ⑥由③式知,当rh时,卫星B比卫星A转得快,考虑卫星A的公转后应有alphaprimealpha=angBOBprime ⑦由③④⑤⑥⑦得【答案】() ()(middot福建高考)如图为某游乐场内水上滑梯轨道示意图,整个轨道在同一竖直平面内,表面粗糙的AB段轨道与四分之一光滑圆弧轨道BC在B点水平相切。点A距水面的高度为H,圆弧轨道BC的半径为R,圆心O恰在水面。一质量为m的游客(视为质点)可从轨道AB的任意位置滑下,不计空气阻力。()若游客从A点由静止开始滑下,到B点时沿切线方向滑离轨道落在水面D点,OD=R,求游客滑到B点时的速度vB大小及运动过程轨道摩擦力对其所做的功Wf()若游客从AB段某处滑下,恰好停在B点,又因受到微小扰动,继续沿圆弧轨道滑到P点后滑离轨道,求P点离水面的高度h。(提示:在圆周运动过程中任一点,质点所受的向心力与其速率的关系为)【解析】()游客从B点做平抛运动,有R=vBt ①②由①②式得 ③从A到B,根据动能定理,有④由③④式得Wf=(mgHmgR)()设OP与OB间夹角为theta,游客在P点时的速度为vP,受到支持力为N,据机械能守恒有⑤过P点时,根据向心力公式,有⑥依题意可知N= ⑦⑧由⑤⑥⑦⑧式解得【答案】() (mgHmgR) ()(middot浙江高考)如图所示,装甲车在水平地面上以速度v=ms沿直线前进,车上机枪的枪管水平,距地面高为h=m。在车正前方竖直立一块高为两米的长方形靶,其底边与地面接触。枪口与靶距离为L时,机枪手正对靶射出第一发子弹,子弹相对于枪口的初速度为v=ms。在子弹射出的同时,装甲车开始匀减速运动,行进s=m后停下。装甲车停下后,机枪手以相同方式射出第二发子弹。(不计空气阻力,子弹看成质点,重力加速度g=ms)()求装甲车匀减速运动时的加速度大小()当L=m时,求第一发子弹的弹孔离地的高度,并计算靶上两个弹孔之间的距离()若靶上只有一个弹孔,求L的范围。【解析】()设装甲车匀减速运动时的加速度大小为a,取装甲车运动方向为正方向,装甲车减速时满足=as代入数据可得a=ms()第一发子弹运行初速度v=vv=ms第一发子弹的运动时间t=第一发子弹下落高度h=g第一发子弹弹孔离地高度为H=hh代入数据可得H=m同理第二发子弹的运动时间t=第二发子弹下落高度h=g两个弹孔之间的距离Deltah=hh代入数据可得Deltah=m()若靶上只有一个弹孔,则临界条件为第一发子弹没打到靶上,第二发子弹恰好打到靶上,子弹做平抛运动h=gt第一发子弹刚好没有打到靶的距离为L=vt代入数据得L=m第二发子弹刚好打到靶的距离为Ls=vt代入数据得L=m所以mLlem【答案】()ms ()m m()mLlem年高考题集锦(全国新课标理综II第题)公路急转弯处通常是交通事故多发地带。如图某公路急转弯处是一圆弧当汽车行驶的速率为vc时汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势。则在该弯道处A.路面外侧高内侧低B.车速只要低于vc车辆便会向内侧滑动C.车速虽然高于vc但只要不超出某一最高限度车辆便不会向外侧滑动D.当路面结冰时与未结冰时相比v的值变小【解析】汽车以速率vc转弯需要指向内侧的向心力汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势说明此处公路内侧较低外侧较高选项A正确。车速只要低于vc车辆便有向内侧滑动的趋势但不一定向内侧滑动选项B错误。车速虽然高于vc由于车轮与地面有摩擦力但只要不超出某一最高限度车辆便不会向外侧滑动选项C正确。根据题述汽车以速率v转弯需要指向内侧的向心力汽车恰好没有向公路内外两侧滑动的趋势没有受到摩擦力所以当路面结冰时与未结冰时相比转弯时v的值不变选项D错误。【答案】AC(高考安徽理综第题)由消防水龙带的喷嘴喷出水的流量是mmin水离开喷口时的速度大小为ms方向与水平面夹角为度在最高处正好到达着火位置忽略空气阻力则空中水柱的高度和水量分别是(重力加速度g取ms)AmtimesmBmmCmtimesmDmm【解析】将喷出水流速度分解为水平方向和竖直方向则竖直方向的分速度=ms由可得水柱可以上升的最大高度h=m水柱上升时间为=s又有流量Q=dividems=ms则在空中的水量V=Qt=timesm选项A正确。【答案】A.(高考上海物理第题)如图轰炸机沿水平方向匀速飞行到达山坡底端正上方时释放一颗炸弹并垂直击中山坡上的目标A。已知A点高度为h山坡倾角为theta由此可算出(A)轰炸机的飞行高度(B)轰炸机的飞行速度(C)炸弹的飞行时间(D)炸弹投出时的动能【解析】根据题述tantheta=vgtx=vttantheta=hxH=vyy=gt由此可算出轰炸机的飞行高度y轰炸机的飞行速度v炸弹的飞行时间t选项ABC正确。由于题述没有给出炸弹质量不能得出炸弹投出时的动能选项D错误。【答案】ABC。(高考江苏物理第题)如图所示从地面上同一位置抛出两小球A、B分别落在地面上的M、N点两球运动的最大高度相同。空气阻力不计则(A)B的加速度比A的大(B)B的飞行时间比A的长(C)B在最高点的速度比A在最高点的大(D)B在落地时的速度比A在落地时的大【解析】AB加速度都等于重力加速度选项A错误。由于二者上升高度相同说明二者抛出时速度的竖直分量相等飞行时间相等选项B错误。B抛出时速度的水平分量大于AB在最高点的速度比A在最高点的大选项C正确。B在落地时的速度比A在落地时的大选项D正确。【答案】CD。(高考江苏物理第题)如图所示ldquo旋转秋千装置中的两个座椅A、B质量相等通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上。不考虑空气阻力的影响当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时下列说法正确的是(A)A的速度比B的大(B)A与B的向心加速度大小相等(C)悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等(D)悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小【解析】当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时二者的角速度omega相等由v=omegar可知A的速度比B的小选项A错误。由a=omegar可知选项B错误由于二者加速度不相等悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角不相等选项C错误。悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小选项D正确。【答案】D.(高考上海物理第题)右图为在平静海面上两艘拖船A、B拖着驳船C运动的示意图。A、B的速度分别沿着缆绳CA、CB方向A、B、C不在一条直线上。由于缆绳不可伸长因此C的速度在CA、CB方向的投影分别与A、B的速度相等由此可知C的(A)速度大小可以介于A、B的速度大小之间(B)速度大小一定不小于A、B的速度大小(C)速度方向可能在CA和CB的夹角范围外(D)速度方向一定在CA和CB的夹角范围内【解析】根据题述C的速度大小一定不小于A、B的速度大小选项A错误B正确。C的速度方向一定在CA和CB的夹角范围内选项C错误D正确。【答案】BD(高考北京理综第题)在实验操作前应该对实验进行适当的分析。研究平抛运动的实验装置示意如图。小球每次都从斜槽的同一位置无初速度释放并从斜槽末端水平飞出。改变水平板的高度就改变了小球在板上落点的位置从而可描绘出小球的运动轨迹。某同学设想小球先后三次做平抛将水平板依次放在如图、、的位置且与的间距等于与三的间距。若三次实验中小球从跑出点到落点的水平位移依次是xxx机械能的变化量依次为△E△E△E忽略空气阻力的影响下面分析正确的是A.xx==xx,,△E=△E=△EB.xxxx,,△E=△E=△EC.xxxx,,△E△E△ED.xxxx,,△E△E△E【解析】物体做平抛运动机械能守恒三次实验中机械能的变化量都为零△E=△E=△E。由小球在竖直方向做自由落体运动水平方向做匀速直线运动可知xxxx,选项B正确。【答案】B.(高考浙江理综第题)山谷中有三块大石头和一根不可伸长的青之青藤其示意图如下。图中A、B、C、D均为石头的边缘点O为青藤的固定点h=mh=mx=mx=m。开始时质量分别为M=kg和m=kg的大小两只滇金丝猴分别位于左边和中间的石头上当大猴发现小猴将受到伤害时迅速从左边石头A点起水平跳到中间石头大猴抱起小猴跑到C点抓住青藤的下端荡到右边石头的D点此时速度恰好为零。运动过程中猴子均看成质点空气阻力不计重力加速度g=ms求:()大猴子水平跳离的速度最小值()猴子抓住青藤荡起时的速度大小()荡起时青藤对猴子的拉力大小【解析】()设猴子从A点水平跳离时速度的最小值为vmin根据平抛运动规律有:h=gtx=vmint联立解得:vmin=ms。()猴子抓住青藤后的运动过程中机械能守恒设荡起时速度为vC有:(Mm)gh=(Mm)vC解得:vC==ms=ms。()设拉力为F青藤的长度为L由几何关系:(Lh)x=L解得L=m。对最低点由牛顿第二定律得:F(Mm)g=(Mm)vCL解得:F=N(分)(全国新课标理综第题)水平桌面上有两个玩具车A和B两者用一轻质细橡皮筋相连在橡皮筋上有一红色标记R。在初始时橡皮筋处于拉直状态A、B和R分别位于直角坐标系中的(,l)、(,l)和(,)点。已知A从静止开始沿y轴正向做加速度大小为a的匀加速运动:B平行于x轴朝x轴正向匀速运动。在两车此后运动的过程中标记R在某时刻通过点(l,l)。假定橡皮筋的伸长是均匀的求B运动速度的大小。【解析】设B车的速度大小为v。如图标记R在时刻t通过点K(ll)此时A、B的位置分别为H、G。由运动学公式H的纵坐标yA、G的横坐标xB分别为:yA=lat①xB=vt。②在开始运动时R到A和B的距离之比为∶即OE∶OF=∶。由于橡皮筋的伸长是均匀的在以后任一时刻R到A和B的距离之比为∶。因此在时刻t有:HK∶KG=∶。③由于△FGH∽△IGK有HG∶KG=xB∶(xBl)。④HG∶KG=(yAl)∶(l)。由③④⑤式解得:xB=l⑥yA=l。⑦联立①②⑥⑦解得:v=。年高考题集锦(middot新课标理综)如图x轴在水平地面内y轴沿竖直方向。图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹其中b和c是从同一点抛出的不计空气阻力则A.a的飞行时间比b的长B.b和c的飞行时间相同C.a的水平速度比b的小D.b的初速度比c的大【解析】根据平抛运动规律a的飞行时间比b的短a的水平速度比b的大b和c的飞行时间相同b的初速度比c的大选项AC错误BD正确。【答案】BD(middot江苏物理)如图所示,相距l的两小球A、B位于同一高度h(l,h均为定值)将A向B水平抛出的同时,B自由下落。A、B与地面碰撞前后,水平分速度不变,竖直分速度大小不变、方向相反。不计空气阻力及小球与地面碰撞的时间则(A)A、B在第一次落地前能否相碰,取决于A的初速度(B)A、B在第一次落地前若不碰此后就不会相碰(C)A、B不可能运动到最高处相碰(D)A、B一定能相碰【解析】B下落时间t=当A的初速度大于lv时A、B在第一次落地前能相碰选项A正确根据题述A、B一定能相碰选项D正确BC错误。【答案】AD(middot浙江理综)由光滑细管组成的轨道如图所示其中AB段和BC段是半径为R的四分之一圆弧轨道固定在竖直平面内。一质量为m的小球从距离水平地面为H的管口D处静止释放最后能够从A端水平抛出落到地面上。下列说法正确的是()A小球落到地面时相对于A点的水平位移值为B小球落到地面时相对于A点的水平位移值为C小球能从细管A端水平抛出的条件是HRD小球能从细管A端水平抛出的最小高度Hmin=R.(middot上海物理)如图斜面上a、b、c三点等距小球从a点正上方O点抛出做初速为v的平抛运动恰落在b点。若小球初速变为v其落点位于c则()(A)vvv(B)v=v(C)vvv(D)vv【解析】过b点作斜面底边的平行线根据平抛运动规律若小球初速变为v其落点位于c则vvv选项A正确。【答案】A(middot江苏物理)年月,ldquo嫦娥二号rdquo成功进入了环绕ldquo日地拉格朗日点rdquo的轨道我国成为世界上第三个造访该点的国家如图所示,该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上,一飞行器处于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动则此飞行器的(A)线速度大于地球的线速度(B)向心加速度大于地球的向心加速度(C)向心力仅由太阳的引力提供(D)向心力仅由地球的引力提供解析:ldquo嫦娥二号rdquo成功进入了环绕ldquo日地拉格朗日点rdquo的轨道向心力由太阳的引力和地球引力的合力提供线速度大于地球的线速度向心加速度大于地球的向心加速度选项AB正确CD错误。【答案】AB(middot四川理综)今年月日西昌卫星发射中心的中圆轨道卫星其轨道半径为timesm。它与另一颗同质量的同步轨道卫星(轨道半径为timesm)相比A向心力较小B动能较大BC发射速度都是第一宇宙速度D角速度较小【解析】:中圆轨道卫星的向心力较大速度较大动能较大角速度较大选项AD错误B正确发射中圆轨道卫星和同步轨道卫星的发射速度都大于第一宇宙速度选项D错误。【答案】B.(middot福建理综)一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动其线速度大小为v。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力物体静止时弹簧测力计的示数为N已知引力常量为G,则这颗行星的质量为A.mvGNB.mvGN.C.NvGm.D.NvGm(middot广东理综物理)如图所示飞船从轨道变轨至轨道。若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动不考虑质量变化相对于在轨道上飞船在轨道上的A动能大B向心加速度大C运行周期长D角速度小【解析】根据万有引力提供向心力可得相对于在轨道上飞船在轨道上的速度较小动能小角速度小向心加速度小运行周期长选项CD正确。【答案】CD(middot天津理综)一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动动能减小为原来的不考虑卫星质量的变化则变轨前后卫星的A.向心加速度大小之比为∶B.角速度大小之比为∶C.周期之比为∶D.轨道半径之比为∶【解析】由万有引力提供向心力GMmR=mvR可得v=。根据动能减【答案】C(middot北京理综)关于环绕地球运动的卫星下列说法正确的是A分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星不可能具有相同的周期B沿椭圆轨道运行的一颗卫星在轨道不同位置可能具有相同的速率C在赤道上空运行的两颗地球同步卫星它们的轨道半径有可能不同D沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星它们的轨道平面一定会重合【解析】分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颖卫星可能具有相同的周期选项A错误沿椭圆轨道运行的一颗卫星在轨道不同位置可能具有相同的速率选项B正确在赤道上空运行的两颗地球同步卫星它们的轨道半径一定相同选项C错误沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星它们的轨道平面不一定会重合选项D错误。【答案】B(middot安徽理综)我国发射的ldquo天宫一号rdquo和ldquo神州八号rdquo在对接前ldquo天宫一号rdquo的运行轨道高度为km,ldquo神州八号rdquo的运行轨道高度为km它们的运行轨道均视为圆周则A.ldquo天宫一号rdquo比ldquo神州八号rdquo速度大B.ldquo天宫一号rdquo比ldquo神州八号rdquo周期长C.ldquo天宫一号rdquo比ldquo神州八号rdquo角速度大D.ldquo天宫一号rdquo比ldquo神州八号rdquo加速度大解析:由万有引力等于向心力可得出轨道半径越大速度越小角速度越小周期越大选项B正确AC错误由GMmr=ma可知ldquo天宫一号rdquo比ldquo神州八号rdquo加速度小选项D错误。【答案】B(middot山东理综)年月日ldquo神州八号rdquo飞船与ldquo天宫一号rdquo目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后ldquo天宫一号rdquo经变轨升到更高的轨道等待与ldquo神州九号rdquo交会对接。变轨前和变轨完成后ldquo天宫一号rdquo的运行轨道均可视为圆轨道对应的轨道半径分别为R、R线速度大小分别为、。则等于ABCD【解析】由万有引力等于向心力可得v=,=选项B正确。【答案】B(B组)(middot上海物理)人造地球卫星做半径为r线速度大小为v的匀速圆周运动。当其角速度变为原来的倍后运动半径为线速度大小为。(middot海南物理)地球同步卫星到地心的距离r可用地球质量M、地球自转周期T与引力常量G表示为r=。【解析】设地球同步卫星质量为m由万有引力定律和牛顿第二定律G=mr解得r=。【答案】.(middot上海物理)图a为测量分子速率分布的装置示意图。圆筒绕其中心匀速转动侧面开有狭缝N内侧贴有记录薄膜M为正对狭缝的位置。从原子炉R中射出的银原子蒸汽穿过屏上S缝后进入狭缝N在圆筒转动半个周期的时间内相继到达并沉积在薄膜上。展开的薄膜如图b所示NPPQ间距相等。则()(A)到达M附近的银原子速率较大(B)到达Q附近的银原子速率较大(C)位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率(D)位于PQ区间的分子百分率小于位于NP区间的分子百分率【解析】到达M附近的银原子速率较大到达Q附近的银原子数目最多选项A正确B错误位于PQ区间的分子百分率大于位于NP区间的分子百分率选项C正确D错误。【答案】AC(middot福建理综)如图置于圆形水平转台边缘的小物块随转台加速转动当转速达到某一数值时物块恰好滑离转台开始做平抛运动。现测得转台半径R=m,离水平地面的高度H=m,物块平抛落地过程水平位移的大小s=m。设物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力取重力加速度g=ms。求:()物块做平抛运动的初速度大小v()物块与转台间的动摩擦因数mu。【解析】()物块做平抛运动在竖直方向上有H=gt在水平方向上有:s=vt联立解得:v=s=ms。()物块离开转台时最大静摩擦力提供向心力有:fm=m。fm=mumg联立解得:mu=【答案】()v=ms。()mu=middot福建理综)如图用跨过光滑定滑轮的缆绳将海面上一搜失去动力的小船沿直线拖向岸边。已知拖动缆绳的电动机功率恒为P小船的质量为m小船受到的阻力大小恒为f经过A点时的速度大小为v小船从A点沿直线加速运动到B点经历时间为tA、B两点间距离为d,缆绳质量忽略不计。求:()小船从A点运动到B点的全过程克服阻力做的功Wf()小船经过B点时的速度大小v()小船经过B点时的加速度大小a。【答案】()Wf=fd。()v=。()a=。.(分)(middot北京理综)如图所示质量为m的小物块在粗糙水平桌面上做直线运动经距离l后以速度v飞离桌面最终落在水平地面上。已知l=m,v=ms,m=kg,物块与桌面间的动摩擦因数u=,桌面高h=m不计空气阻力重力加速度取ms求()小物块落地点距飞出点的水平距离s()小物块落地时的动能EK()小物块的初速度大小v【解析】()由平抛运动规律有竖直方向h=gt,水平方向s=vt,联立解得水平距离s=m。()由机械能守恒定律动能Ek=mvmgh=J。()由动能定理有mumgl=mvmv解得初速度大小v=ms。【答案】()s=m。()J。()ms。年高考题集锦(四川理综卷第()题)某研究性学习小组进行了如下实验:如图所示在一端封闭的光滑细玻璃管中注满清水水中放一个红蜡做成的小圆柱体R。将玻璃管的开口端用胶塞塞紧后竖直倒置且与y轴重合在R从坐标原点以速度v=cms匀速上浮的同时玻璃管沿x轴正方向做初速为零的匀加速直线运动。同学们测出某时刻R的坐标为(),此时R的速度大小为cmsR在上升过程中运动轨迹的示意图是。(R视为质点)解析R的速度为玻璃管沿x轴正方向速度与蜡块沿y轴正方向速度的合成。由某时刻R的坐标为()可知x=cmy=cm。而y=vt解得t=s。由x=vxt可得vx=cms所以此时R的速度大小为v==cms。由于蜡块沿x方向做匀加速运动所以R在上升过程中运动轨迹的示意图是D。【答案】D.(江苏物理)如图所示甲、乙两同学从河中O点出发分别沿直线游到A点和B点后立即沿原路线返回到O点OA、OB分别与水流方向平行和垂直且OA=OB。若水流速度不变两人在靜水中游速相等则他们所用时间t甲、t乙的大小关系为A.t甲<t乙B.t甲=t乙C.t甲>t乙D.无法确定答案C.(上海物理)如图人沿平直的河岸以速度v行走且通过不可伸长的绳拖船船沿绳的方向行进此过程中绳始终与水面平行。当绳与河岸的夹角为alpha船的速率为(A)vsinalpha(B)vsinalpha(C)vcosalpha(D)vcosalpha【解析】将人沿平直的河岸的速度v沿绳方向和垂直绳方向分解沿绳方向分速度为vcosalpha它等于船的速率选项C正确。答案C(广东理综卷)如图所示在网球的网前截击练习中若练习者在球网正上方距地面H处将球以速度v沿垂直球网的方向击出球刚好落在底线上已知底线到网的距离为L重力加速度取g将球的运动视作平抛运动下列表述正确的是A球的速度v等于LB球从击出至落地所用时间为C球从击球点至落地点的位移等于LD球从击球点至落地点的位移与球的质量有关【答案】AB(安徽理综卷)一般的曲线运动可以分成很多小段每小段都可以看成圆周运动的一部分即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。如图(a)所示曲线上的A点的曲率圆定义为:通过A点和曲线上紧邻A点两侧的两点作一圆在极限情况下这个圆就叫做A点的曲率圆其半径rho叫做A点的曲率半径。现将一物体沿与水平面成alpha角的方向以速度upsilon抛出如图(b)所示。则在其轨迹最高点P处的曲率半径是ABCD【解析】斜抛出去的物体到达最高点的速度沿水平方向大小为upsiloncosalpha加速度为a=g由向心加速度公式a=vrho解得轨迹最高点P处的曲率半径是rho=选项C正确。【答案】C(四川理综卷第题)如图是ldquo神舟rdquo系列航天飞船返回舱返回地面的示意图假定其过程可简化为:打开降落伞一段时间后整个装置匀速下降为确保安全着陆需点燃返回舱的缓冲火箭在火箭喷气过程中返回舱做减速直线运动则A火箭开始喷气瞬间伞绳对返回舱的拉力变小B返回舱在喷气过程中减速的住要原因是空气阻力C返回舱在喷气过程中所受合外力可能做正功D返回舱在喷气过程中处于失重状态(全国理综卷第题)我国ldquo嫦娥一号rdquo探月卫星发射后先在ldquo小时轨道rdquo上绕地球运行(即绕地球一圈需要小时)然后经过两次变轨依次到达ldquo小时轨道rdquo和ldquo小时轨道rdquo最后奔向月球。如果按圆形轨道计算并忽略卫星质量的变化则在每次变轨完成后与变轨前相比A.卫星动能增大引力势能减小B.卫星动能增大引力势能增大C.卫星动能减小引力势能减小D.卫星动能减小引力势能增大【解析】变轨后轨道半径增大速度减小卫星动能减小引力势能增大选项D正确。【答案】D(福建理综物理第题)ldquo嫦娥二号rdquo是我国月球探测第二期工程的先导星。若测得ldquo嫦娥二号rdquo在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期T已知引力常数G半径为R的球体体积公式V=piR则可估算月球的A密度B质量C半径D自转周期【答案】A.(天津理综卷)质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M月球半径为R月球表面重力加速度为g引力常量为G不考虑月球自转的影响则航天器的A线速度B角速度C运行周期D向心加速度【解析】由G=m解得航天器的线速度选项A正确由omega=vR,g=GMR可得航天器的角速度omega=选项B错误由T=piomega可得航天器的运行周期选项C正确由G=ma可得航天器的向心加速度选项D错误。【答案】AC(浙江理综卷)为了探测X星球载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心半径为r的圆轨道上运动周期为T总质量为m。随后登陆舱脱离飞船变轨到离星球更近的半径为r的圆轨道上运动此时登陆舱的质量为m则AX星球的质量为M=BX星球表面的重力加速度为gx=C登陆舱在r与r轨道上运动时的速度大小之比为=D登陆舱在半径为r轨道上做圆周运动的周期为T=TT=T选项D正确。【答案】AD(海南物理第题)如图水平地面上有一个坑其竖直截面为半圆。ab为沿水平方向的直径。若在a点以初速度v沿ab方向抛出一小球小球会击中坑壁上的c点。已知c点与水平地面的距离为圆半径的一半求圆的半径。【解析】设半圆半径为R由平抛运动规律可得RRcosdeg=vtR=gt联立解得R=年高考题集锦(上海物理)降落伞在匀速下降过程中遇到水平方向吹来的风若风速越大则降落伞A.下落的时间越短B.下落的时间越长C.落地时速度越小D.落地时速度越大答案D.(江苏物理)如图所示一块橡皮用细线悬挂于O点用铅笔靠着线的左侧水平向右匀速移动运动中始终保持悬线竖直则橡皮运动的速度A.大小和方向均不变B.大小不变方向改变C.大小改变方向不变D.大小和方向均改变解析橡皮的运动可分解为水平方向的匀速直线运动和竖直向上的匀速运动所以橡皮运动的速度是这两个方向速度的合成其大小和方向均不变选项A正确。答案A(全国理综)一水平抛出的小球落到一倾角为?的斜面上时其速度方向与斜面垂直运动轨迹如图中虚线所示。小球在竖直方向下落的距离与在水平方向通过的距离之比为A.tan?         B.tan?C.         D.【答案】D(四川理综卷第题)a是地球赤道上一栋建筑b是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地面timesm的卫星c是地球同步卫星某一时刻b、c刚好位于a的正上方(如图甲所示)经ha、b、c的大致位置是图乙中的(取地球半径R=timesm地球表面重力加速度g=mspi=)【解析】b、c都是地球卫星共同遵循地球对它们的万有引力提供向心力c是地球同步卫星c在a的正上方对b有G=m(Rh)G=mg联立可得:T=pi=timess经hb转过的圈数所以选项B正确。【答案】B(浙江理综)宇宙飞船以周期为T绕地球做圆周运动时由于地球遮挡阳光会经历ldquo日全食rdquo过程如图所示。已知地球的半径为R地球质量为M引力常量为G地球自转周期为T。太阳光可看作平行光宇航员在A点测出的张角为alpha则( AD )A飞船绕地球运动的线速度为B一天内飞船经历ldquo日全食rdquo的次数为TTC飞船每次ldquo日全食rd

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新课改视野下建构高中语文教学实验成果报告(32KB)

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