广东广雅中学2009届高三物理X科一轮复习[曲线运动万有引力定律]综合测试题

蓝天家教网本资料来源于《七彩教育网》高三物理第一轮复习同步测试曲线运动、万有引力定律一、选择题48分（每小题的四个选项中至少有一个正确答案）1.如图所示，弹性杆插入桌面的小孔中，杆的另一端连有一个质量为m的小球，今使小球在水平面内作匀速圆周运动，通过传感器测得杆端对小球的作用力的大小为F，小球运动的角速度为，重力加速度为g.则小球圆周运动半径为A.2FmB.2FmgmC.2222FmgmD.2222Fmgm2.如图所示，一根不可伸长的轻绳一端拴着一个小球，另一端固定在竖直杆上，当竖直杆以角速度转动时，小球跟着杆一起做匀速圆周运动，此时绳与竖直方向的夹角为，下列关于与关系的图象正确的是θωωωωωθθθθ0000ABCDθωθωθωωωωωθθθθ0000ABCDωωωωθθθθ0000ABCDωωωωωωωωθθθθθθθθ00000000ABCDABCD3.如图所示，两物块A、B套在水平粗糙的CD杆上，并用不可伸长的轻绳连接，整个装置能绕过CD中点的轴OO1转动，已知两物块质量相等，杆CD对物块A、B的最大静摩擦力大小相等，开始时绳子处于自然长度（绳子恰好伸直但无弹力），物块B到OO1轴的距离为物块A到OO1轴的距离的两倍，现让该装置从静止开始转动，使转速逐渐增大，在从绳子处于自然长度到两物块A、B即将滑动的过程中，下列说法正确的是A．A受到的静摩擦力一直增大B．B受到的静摩擦力先增大，后保持不变C．A受到的静摩擦力是先增大后减小D．A受到的合外力一直在增大4.设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假设经过长时间开采后，地球仍可看作是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道道运动，则与开采前相比A．地球与月球间的万有引力将变大B．地球与月球间的万有引力将变小C．月球绕地球运动的周期将变长D．月球绕地球运动的周期将变短5.最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍.假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上两个数据可求出的量有A．恒星质量与太阳质量之比B．恒星密度与太阳密度之比C．行星质量与地球质量之比D．行星运行速度与地球公转速度之比6.同步卫星轨道半径为r，运行速率为1v，加速度为1a；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为2a；第一宇宙速度为2v；地球半径为R。则下列关系式正确的是ABCDOO1蓝天家教网．12araRB．212aRarC．12vrvRD．12vRvr7.某卫星在赤道上空飞行，轨道平面与赤道平面重合，轨道半径为r，飞行方向与地球的自转方向相同．设地球的自转角速度为0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，在某时刻该卫星通过赤道上某建筑物的正上方，则到它下次通过该建筑物正上方所需的时间可能为（）A．2032()gRrB．32012()rgRC．322rgRD．2032()gRr＋8.发射通信卫星的常用方法是：先用火箭将卫星送入一个椭圆轨道（转移轨道），如图所示，当卫星到达远地点P时，打开卫星上的发动机，使之进入与地球自转同步的圆形轨道(同步轨道)．设卫星在轨道改变前后的质量不变，那么，卫星在“同步轨道”与在“转移轨道”的远地点相比A．速度增大了B．向心加速度增大了C．加速度增大了D．机械能增大了9.几十亿年来，月球总是以同一面对着地球,人们只能看到月貌的59%，由于在地球上看不到月球的背面，所以月球的背面蒙上了一层十分神秘的色彩．试通过对月球运动的分析，说明人们在地球上看不到月球背面的原因是A．月球的自转周期与地球的自转周期相同B．月球的自转周期与地球的公转周期相同C．月球的公转周期与地球的自转周期相同D．月球的公转周期与月球的自转周期相同10.由于万有引力定律和库仑定律都满足力与距离平方成反比的关系，因此引力场和电场之间有许多相似的性质，在处理有关问题时可以将它们进行类比．例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度，其定义式为FEq．在引力场中可以有一个类似的物理量用来反映各点引力场的强弱．设地球质量为M，半径为R，地球表面处重力加速度为g，引力常量为G．如果一个质量为m的物体位于距地心2R处的某点，则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是A．24MGRB．24mGRC．24MmGRD．4g11.铁路转弯处的弯道半径r是根据地形决定的。弯道处要求外轨比内轨高，其内外轨高度差h的设计不仅与r有关，还与火车在弯道上的行驶速率v有关．下列说法正确的是A.v一定时，r越小则要求h越大B.v一定时，r越大则要求h越大C.r一定时，v越小则要求h越大D.r一定时，v越大则要求h越大12.一空间站正在沿圆形轨道绕地球运动，现从空间站向其运行方向弹射出一个小物体(质量远小于空间站的质量)，当空间站再次达到重新稳定运行时，与原来相比A．空间站仍在原轨道上运行，但速率变小，周期变大B．空间站的高度变小，速率变小，周期变大蓝天家教网．空间站的高度变小，速率变大，周期变小D．空间站的高度变大，速率变小，周期变大蓝天家教网伴你快乐成长二、非选择题13.木星的质量是太阳系中其它8颗行星加在一起的二倍半，相当于地球的31.310倍．由于木星的轨道半径约为地球轨道半径的5倍（木星轨道和地球轨道都可近似地看成圆），所以木星上的“一年”比地球上的“一年”大得多．问：(1)太阳对木星引力是对地球引力的多少倍？(2)木星和地球作圆周运动的向心加速度之比是多少？(3)木星上的“一年”是地球上的“一年”的多少倍？14.在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来．假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为h，速度方向是水平的，速度大小为v0，求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计火星大气阻力．已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r，周期为T。火星可视为半径为r0的均匀球体．15.利用万有引力定律、小孔成像原理和生活常识，就可以估算出太阳的平均密度。用长为L的不透光圆筒，在其一端封上厚纸，纸的中间用针扎上一个直径为0.5mm的小孔．桶的另一端封上一张白纸，用有小孔的一端对准太阳，在另一端可看到太阳的像，若测得太阳像的直径为d，设地球环绕太阳的周期为T，已知万有引力常量为G，试估算太阳的密度（要求用题给已知量的符号表示）蓝天家教网宇宙间存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用。已观测到的四星系统存在着一种基本的构成形式是：三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，第四颗星位于圆形轨道的圆心处，已知圆形轨道的半径为R，每颗星体的质量均为m．求：(1)中心星体受到其余三颗星体的引力的大小；(2)三颗星体沿圆形轨道运动的线速度和周期．17.有人设想在地球赤道上垂直于地球表面竖起一根刚性的长杆，杆子的长度是地球半径的若干倍．长杆随地球一起自转。在长杆上距地面高度为h=R（R为地球半径）处，悬挂一个摆长为l，质量为m的单摆（l远远小于R）．设地球半径R、地球表面的重力加速度g、地球的自转周期T0均为已知，求：(1)悬挂单摆处随地球自转的向心加速度多大？(2)该单摆的振动周期为多少？(3)单摆悬挂于长杆上距地球表面的高度H为多高处，单摆就无法振动？18.经过用天文望远镜长期观测，人们在宇宙中已经发现了许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识，双星系统由两个星体构成，其中每个星体的线度都远小于两星体之间的距离.一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统来处理.现根据对某一双星系统的光度学测量确定：该双星系统中每个星体的质量都是m，两者相距L，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动.(1)试计算该双星系统的运动周期T计算；(2)若实验上观测到的运动周期为T观测，且T观测:T计算1N：(1N).为了解释T观测与T计算的不同，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质.作为一种简化模型，我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种暗物质.若不考虑其他暗物质的影响，请根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度.蓝天家教网伴你快乐成长高三物理第一轮复习同步测试答案曲线运动、万有引力定律一、选择题1.C2.D3.BD4.BD5.AD6.AD7.A8.AD9.D10.AD11.AD12.C13.解：(1)22MmmFGrr2252(FmrFmr地球木星木星地球地球木星倍)(2)2MmFGmar221MaGarr21(25arar木星地球地球木星倍)(3)222MmGmrrT32324rTrGM3255(TrTr木星地球地球木星倍)14.解：以g表示火星表面附近的重力加速度，M表示火星的质量，m表示火星的卫星的质量，0m表示火星表面出某一物体的质量，设v表示着陆器第二次落到火星表面时的速度，它的竖直分量为v1，水平分量仍为v0由万有引力定律和牛顿第二定律，有222()MmGmrrT在火星表面的物体有002MmGmgr探测器第二次落到火星表面时，竖直方向有212vgh2210vvv由以上各式解得23202208hrvvTr15.解：设太阳半径为R，质量为M，密度为，地球与太阳之间的距离为r由相似三角形关系得2dRrL由万有引力定律和牛顿第二定律，有2222MmGmrmrrT太阳质量343MR联立得332233224LLGTdGTd16.(1)中心星体受到其余三颗星体的引力大小相等，方向互成120根据力的合成法则，中心星体受到其他三颗星体的引力的合力为零(2)对圆形轨道上任意一颗星，根据万有引力定律和牛顿第二定律有：2222cos30mmmmvGGmRrR02cos30rR蓝天家教网伴你快乐成长由以上两式可得三颗星体运动的线速度为：(13)3GmvR三颗星运动的周期为：232(13)RRTRvGm17.(1)由于长杆随地球一起自转，与地球自转角速度相同，h=R处的向心加速度应为2221200282()2RaRRTT(2)hR处的重力加速度就等于万有引力产生的加速度减去物体随地球自转时的向心加速度,万有引力产生的加速度2221444GMgRggRR所以h=R处的重力加速度2120184RggagT由单摆周期公式求出振动周期220284lTgRT(3)在地球的同步卫星轨道上引力加速度就是随地球自转的向心加速度,则同步卫星轨道上重力加速度10gga单摆在地球同步卫星轨道上无法振动。由2202()()()MmGmRHRHT22200332244GMTgRTHRR18.解：首先应明确此双星系统的结构模型，如图所示.由于每个星体的线度都小于两星体之间的距离，满足万有引力定律的使用条件.(1)双星均绕它们连线的中点做圆周运动，设运动的速率为v，得222vGmmLL①v=LGm2②T计算=vL22=πLGmL2③(2)根据观测结果，星体的运动周期T观测=N1T计算＜T计算④蓝天家教网