高考物理一轮复习 第四章 曲线运动 万有引力与航天 高考专项突破（五）天体运动题课时作业-人教版高三全册物理试题.doc

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1、高考专项突破（五）天体运动题一、单项选择题1.(2017山西元月调研)国内首台新型墙壁清洁机器人“蜘蛛侠”是由青岛大学学生自主设计研发的，“蜘蛛侠”利用8只“爪子”上的吸盘吸附在接触面上，通过“爪子”交替伸缩，就能在墙壁和玻璃上自由移动如图所示，“蜘蛛侠”在竖直玻璃墙面上由A点沿直线匀加速“爬行”到右上方B点，在这一过程中，关于“蜘蛛侠”在竖直面内的受力分析可能正确的是()解析：蜘蛛侠由A到B做匀加速直线运动，故F合外力方向沿AB方向，由A指向B，结合各选项图分析知C项正确答案：C2(2017广东佛山模拟)明代出版的天工开物一书中就有牛力齿轮翻车的图画(如图)，记录了我们祖先的劳动智慧若A、B

2、、C三齿轮半径的大小关系如图，则()A齿轮A的角速度比C的大B齿轮A与B角速度大小相等C齿轮B与C边缘的线速度大小相等D齿轮A边缘的线速度比C边缘的大解析：齿轮A的边缘与齿轮B的边缘接触，B与C同轴转动，故vAvB，BC.根据vr可知BA，AC，vBvC，vAvC，故D正确，A、B、C错误答案：D3过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕，“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的.该中心恒星与太阳的质量比约为()A.B1C5 D10解析：研究行星绕某一恒星做匀速圆周运动，

3、根据万有引力提供向心力有mr，解得M.“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的，所以该中心恒星与太阳的质量比约为1，B正确答案：B4若在某行星和地球上相对于各自水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2.已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R，由此可知，该行星的半径约为()A.R B.RC2R D.R解析：平抛运动物体在水平方向上做匀速直线运动，即xv0t，在竖直方向上做自由落体运动，即hgt2，所以xv0.两种情况下，抛出的速度相同，高度相同，所以，根据公式Gmg可得g，故，且R地R，解得R行

4、2R，C正确答案：C5(2017辽宁抚顺一中模拟)横截面为直角三角形的两个相同斜面紧靠在一起，如图所示，固定在水平面上，它们的竖直边长都是底边长的一半，小球从左边斜面的顶点以不同的初速度向右平抛，最后落在斜面上，其中有三次的落点分别是a、b、c.下列判断正确的是()A图中三次平抛比较，落在a点时小球飞行时间最短B图中三次平抛比较，落在c点时小球飞行过程速度变化最大C图中三次平抛比较，落在c点时小球飞行过程速度变化最快D无论小球抛出时初速度多大，落到两个斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直解析：小球做平抛运动，运动的时间是由竖直方向上的位移决定的，由图可知，落在a点时下落的高度最大，所以落在a点时

5、的运动时间最长，A错误；速度变化的快慢是指物体运动的加速度的大小，三次小球都是做平抛运动，加速度都是重力加速度，所以速度变化的快慢是相同的，C错误；三次小球都是做平抛运动，水平方向的速度不变的，只有竖直方向的速度在变化，由于落在a点时的运动时间最长，所以落在a点时速度的变化最大，B错误；首先落在a点时速度不可能与斜面垂直，然后看落在b、c点时，竖直速度是gt，水平速度是v，斜面倾夹角是arctan 0.5，要使合速度垂直斜面，把两个速度合成后，需要tan ，即v0.5gt，t时间内竖直位移为0.5gt2，水平位移为vt(0.5gt)t0.5gt2，即若要满足这个关系，需要水平位移和竖直位移都是

6、一样的，显然在图中b、c点不存在此种情况，因为落在b、c点时水平位移必定大于竖直位移，D正确答案：D6.(2017陕西商洛模拟)如图，竖直平面内有一段圆弧MN，小球从圆心O处水平抛出若初速度为va，将落在圆弧上的a点；若初速度为vb，将落在圆弧上的b点已知Oa、Ob与竖直方向的夹角分别为、，不计空气阻力，则()A. B.C. D.解析：小球水平抛出，其做平抛运动，由平抛运动规律求解若落到a点，则有xavataR sin vatahagta2R cos gta2得vasin 若落到b点，则有xbvbtbR sin vbtbhbgtb2R cos gtb2得vbsin 则故D正确答案：D二、多项选

7、择题7.(2017山东师大附中模拟)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lHt2(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伤员处于超重状态C在地面上看，伤员做加速度大小、方向均不变的曲线运动D从直升机看，伤员做速度大小增加的直线运动解析：根据公式lHt2Hat2可得a1 m/s2，故a2 m/s2，即在竖直方向上存在向上的加速度，所以悬索的拉力大于伤

8、员的重力，A错误；加速度向上，则伤员处于超重状态，B正确；在地面上看，伤员在水平方向上做匀速直线运动，在竖直方向上做匀加速直线运动，故合运动为加速度恒定的曲线运动，C正确；从直升机上看，两者在水平方向上相对静止，在竖直方向上伤员做匀加速直线运动，故D正确答案：BCD8.(2017河北石家庄模拟)如图所示，半径分别为R、2R的两个水平圆盘，小圆盘转动时会带动大圆盘不打滑地一起转动质量为m的小物块甲放置在大圆盘上距离转轴R处，质量为2m的小物块乙放置在小圆盘的边缘处它们与盘面间的动摩擦因数相同，当小圆盘以角速度转动时，两物块均相对圆盘静止，下列说法正确的是()A小物块甲受到的摩擦力大小为m2RB两

9、物块的线速度大小相等C在角速度逐渐增大的过程中，物块甲先滑动D在角速度逐渐减小的过程中，摩擦力对两物块做负功解析：由题知两个圆盘边缘的线速度大小相等，则由vr，可知两圆盘角速度大小关系为甲乙R2R12，又v甲甲 R，v乙乙 R，则v甲v乙12，B错因两物块随盘转动时，摩擦力提供向心力，则甲受到的摩擦力大小为Ff甲F向甲m()2Rm2R，乙受到的摩擦力大小为Ff乙F向乙m2R，在角速度逐渐增大的过程中，甲、乙两物块受到的静摩擦力逐渐增大，又知Ffmax甲mg，Ffmax乙2mg，则乙先滑动，A正确，C错误若角速度逐渐减小，则由vr可知两物块的线速度也逐渐减小，动能减小，由功能关系知摩擦力做负功，

10、故D对答案：AD9(2015高考广东卷)在星球表面发射探测器，当发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动；当发射速度达到v时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球已知地球、火星两星球的质量比约为101，半径比约为21，下列说法正确的有()A探测器的质量越大，脱离星球所需要的发射速度越大B探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等D探测器脱离星球的过程中，势能逐渐增大解析：发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动，由，解得v，M为星球的质量，要使探测器脱离星球的吸引，则发射速度为v脱v，该速度与探测器的质量无关，由此式可知，分别在地球和火星表面发

11、射时的脱离速度不同，选项A、C错误；探测器受到的引力F，在两星球表面的引力之比，选项B正确；探测器脱离星球的过程中，万有引力做负功，势能逐渐增大，选项D正确答案：BD10.(2015高考天津卷)P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同则()AP1的平均密度比P2的大BP1的“第一宇宙速度”比P2的小Cs1的向心加速度比s2的大Ds1的公转周期比s2的大解析：由图象左端点的横坐标相

12、同可知，两行星的球半径R相同，因，VR3，ma，联立解得，因a1a2，所以P1的平均密度比P2的大，选项A正确；第一宇宙速度v，因a1a2，所以P1的“第一宇宙速度”比P2的大，选项B错误；利用“黄金代换式”GMaR2，解得卫星的向心加速度a，卫星离地面的高度h相同，球体半径R相同，因a1a2，所以s1的向心加速度大于s2的向心加速度，选项C正确；根据万有引力定律得m()2(Rh)，又GMaR2，解得T2，因a1a2，所以s1的公转周期小于s2的公转周期，选项D错误答案：AC三、非选择题11如图所示，在水平地面上固定一倾角37、表面光滑的斜面体，物体A以v16 m/s的初速度沿斜面上滑，同时在

13、物体A的正上方，有一物体B以某一初速度水平抛出，如果当A上滑到最高点时恰好被B物体击中(A、B均可看做质点，sin 370.6，cos 370.8，g取10 m/s2)求：(1)物体A上滑到最高点所用的时间t；(2)物体B抛出时的初速度v2的大小；(3)物体A、B间初始位置的高度差h.解析：(1)物体A上滑的过程中，由牛顿第二定律得：mgsin ma代入数据得：a6 m/s2经过t时间B物体击中A物体，由运动学公式有：0v1at，代入数据得：t1 s.(2)物体B的水平位移：xv1t cos 372.4 m平抛初速度：v22.4 m/s.(3)物体A、B间初始位置的高度差：hv1t sin 3

14、7gt26.8 m.答案：(1)1 s(2)2.4 m/s(3)6.8 m12“太极球”是近年来在广大市民中较流行的一种健身器材做该项运动时，健身者半马步站立，手持太极球拍，拍上放一橡胶太极球，健身者舞动球拍时，球却不会掉落地上现将太极球简化成如图所示的平板和小球，熟练的健身者让球在竖直面内始终不脱离板而做匀速圆周运动，且在运动到图中的A、B、C、D位置时球与板间无相对运动趋势A为圆周的最高点，C为最低点，B、D与圆心O等高设球受到的重力为1 N，不计板的重力求：(1)球在C处受到板的弹力比在A处受到的弹力大多少？(2)设在A处时板对球的弹力为F，当球运动到B、D位置时，板与水平方向需有一定的夹角，请作出tan F的关系图象解析：(1)设球运动的线速度为v，半径为R，则在A处时Fmgm在C处时Fmgm由式得FFF2mg2 N.(2)在A处时板对球的弹力为F，球做匀速圆周运动的向心力F向Fmg，在B处不受摩擦力作用，受力分析，则tan 1，其中mg1 N，故tan F1作出的tan F的关系图象如图答案：(1)2 N(2)图见解析