2009年高考物理试题分类汇编——曲线运动、万有引力

2009年高考物理试题分类汇编——曲线运动、万有引力1、（2009年全国卷Ⅰ）19．天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。这颗行星的体积是地球的4.7倍，质量是地球的25倍，已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，由此佑算该行星的平均密度约为Ａ．1.8×103kg/m3Ｂ．5.6×103kg/m3Ｃ．1.1×104kg/m3Ｄ．2.9×104kg/m3答案D【解析】本题考查天体运动的知识.首先根据近地卫星饶地球运动的向心力由万有引力提供2224MmRGmRT,可求出地球的质量.然后根据334MR,可得该行星的密度约为2.9×104kg/m32、（2009年上海物理）8．牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律。在创建万有引力定律的过程中，牛顿（）（A）接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想（B）根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即Fm的结论（C）根据Fm和牛顿第三定律，分析了地月间的引力关系，进而得出Fm1m2（D）根据大量实验数据得出了比例系数G的大小【答案】ABC。【解析】题干要求“在创建万有引力定律的过程中”，牛顿知识接受了平方反比猜想，和物体受地球的引力与其质量成正比，即Fm的结论，而提出万有引力定律后，后来卡文迪许利用卡文迪许扭称测量出万有引力常量G的大小，w因此符合题意的有ABC。3、（2009年广东物理）5．发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道。发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方。如图2，这样选址的优点是，在赤道附近A．地球的引力较大B．地球自转线速度较大C．重力加速度较大D．地球自转角速度较大答案：B【解析】由于发射卫星需要将卫星以一定的速度送入运动轨道，在靠进赤道处的地面上的物体的线速度最大，发射时较节能，因此B正确。4、（2009年上海综合）43．右图为一种早期的自行车，这种不带链条传动的自行车前轮的直径很大，这样的设计在当时主要是为了（）A.提高速度B.提高稳定性C.骑行方便D.减小阻力【答案】A【解析】这种老式不带链条的自行车，驱动轮在前轮，人蹬车的角速度一定的情况下，线速度vt，可见自行车的速度就很大，所以A正确。5、（2009年上海综合）45．小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度。他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度。经过骑行，他得到如下的数据:在时间t内踏脚板转动的圈数为N，那么脚踏板转动的角速度ω=;要推算自行车的骑行速度，还需要测量的物理量有；自行车骑行速度的计算公式v=.【答案】2Nt；牙盘的齿轮数m、飞轮的齿轮数n、自行车后轮的半径R(牙盘的半径r1、飞轮的半径r2、自行车后轮的半径R);11222(2)rNrmmNRRRnntrtr或或【解析】依据角速度的定义是2Ntt；要求自行车的骑行速度，还要知道自行车后轮的半径R，牙盘的半径r1、飞轮的半径r2、自行车后轮的半径R;由11222vrvr，又2后，而vR后，以上各式联立解得11222rNrvRRrtr。6、（2009年江苏物理）3．英国《新科学家（NewScientist）》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R约45km，质量M和半径R的关系满足22McRG（其中c为光速，G为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为A．8210m/sB．10210m/sC．12210m/sD．14210m/s答案：C【解析】处理本题要从所给的材料中，提炼出有用信息，构建好物理模型，选择合适的物理方法求解。黑洞实际为一天体，天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，对黑洞表面的某一质量为m物体有：2MmGmgR，又有22McRG，联立解得22cgR，带入数据得重力加速度的数量级为12210m/s，C项正确。7、（2009年海南物理）6．近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2,设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2，则A．4/31122gTgTB．4/31221gTgTD．21122gTgTD．21221gTgT答案：B【解析】卫星绕天体作匀速圆周运动由万有引力提供向心力有2GMmR＝m22()TR,可得23TR＝K为常数，由重力等于万有引力2GMmR＝mg，联立解得g＝432GMTK，则g与43T成反比。8、（2009年海南物理）11．在下面括号内列举的科学家中，对发现和完善万有引力定律有贡献的是。（安培、牛顿、焦耳、第谷、卡文迪许、麦克斯韦、开普勒、法拉第）答案：第谷、开普勒、牛顿、卡文迪许【解析】第谷搜集记录天文观测资料、开普勒发现开普勒三定律、牛顿发现万有引力定律、卡文迪许测定万有引力常数9、（2009年广东理科基础）6．船在静水中的航速为v1，水流的速度为v2。为使船行驶到河正对岸的码头，则v1相对v2的方向应为答案.C【解析】根据运动的合成与分解的知识，可知要使船垂直达到对岸即要船的合速度指向对岸。根据平行四边行定则，C能。10、（2009年广东理科基础）7．滑雪运动员以20m/s的速度从一平台水平飞出，落地点与飞出点的高度差3.2m。不计空气阻力，g取10m/s2。运动员飞过的水平距离为s，所用时间为t，则下列结果正确的是A．s=16m，t=0.50sB．s=16m，t=0.80sC．s=20m，t=0.50sD．s=20m，t=0.80s答案.Bw.w【解析】做平抛运动的物体运动时间由高度决定，根据竖直方向做自由落体运动得20.80htsg，根据水平方向做匀速直线运动可知200.8016osvtm，B正确。11、（2009年广东理科基础）10．关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是A．第一宇宙速度又叫环绕速度B．第一宇宙速度又叫脱离速度C．第一宇宙速度跟地球的质量无关D．第一宇宙速度跟地球的半径无关答案.A【解析】第一宇宙速度又叫环绕速度A对，B错。根据定义有22mMvGmRR可知与地球的质量和半径有关。CD错。12、（2009年广东理科基础）11．宇宙飞船在半径为R。的轨道上运行，变轨后的半径为R2，R1R2。宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞船的A．线速度变小B．角速度变小C．周期变大D．向心加速度变大答案.D【解析】根据222224mMvrGmmrmmarrT向得GMvr，可知变轨后飞船的线速度变大，A错。角速度变大B错。周期变小C错。向心加速度在增大D正确。13、（2009年广东理科基础）16．如图6，一带负电粒子以某速度进入水平向右的匀强电场中，在电场力作用下形成图中所示的运动轨迹。M和N是轨迹上的两点，其中M点在轨迹的最右点。不计重力，下列表述正确的是A．粒子在M点的速率最大B．粒子所受电场力沿电场方向C．粒子在电场中的加速度不变D．粒子在电场中的电势能始终在增加答案.C【解析】根据做曲线运动物体的受力特点合力指向轨迹的凹一侧，再结合电场力的特点可知粒子带负电，即受到的电场力方向与电场线方向相反，B错。从N到M电场力做负功，减速，电势能在增加，当达到M点后电场力做正功加速电势能在减小则在M点的速度最小A错，D错。在整个过程中只受电场力根据牛顿第二定律加速度不变。14、（2009年宁夏卷）15．地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的。已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为A．0.19B．0.44C．2.3D．5.2答案B。【解析】天体的运动满足万有引力充当向心力即22MmvGmRR可知GMvR，可见木星与地球绕太阳运行的线速度之比10.445.2vRvR木地地木，B正确。15、（2009年重庆卷）17．据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为200km和100km，运动速率分别为v1和v2，那么v1和v2的比值为（月球半径取1700km）A．1918B．1918C．1819D．1819答案：C【解析】“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月作圆周运动，由万有引力提供向心力有2GMmR＝2mvR可得v＝GMR（M为月球质量），它们的轨道半径分R1＝1900Km、R2＝1800Km，则v1：v2＝21RR。16、（2009年四川卷）15．据报道，2009年4月29日，美国亚利桑那州一天文观测机构发现一颗与太阳系其它行星逆向运行的小行星，代号为2009HC82。该小行星绕太阳一周的时间为3.39年，直径2～3千米，其轨道平面与地球轨道平面呈155°的倾斜。假定该小行星与地球均以太阳为中心做匀速圆周运动，则小行星和地球绕太阳运动的速度大小的比值为A.133.39B.123.39C.323.39D.233.3.9答案：A【解析】小行星和地球绕太阳作圆周运动，都是由万有引力提供向心力，有2GMmR＝22()mRT，可知小行星和地球绕太阳运行轨道半径之比为R1:R2＝21322TT，又根据v＝GMR，联立解得v1∶v2＝132TT，已知12TT＝13.39，则v1∶v2＝313.39=133.39。A正确。17、（2009年安徽卷）15．2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约805km处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境。假定有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是A．甲的运行周期一定比乙的长B．甲距地面的高度一定比乙的高C．甲的向心力一定比乙的小D．甲的加速度一定比乙的大答案：D【解析】由GMvr可知，甲的速率大，甲碎片的轨道半径小，故B错；由公式3RT2GM可知甲的周期小故A错；由于未知两碎片的质量，无法判断向心力的大小，故C错；碎片的加速度是指引力加速度由2GMmmaR得2GMaR，可知甲的加速度比乙大，故D对。18、（2009年安徽卷）16．大爆炸理论认为，我们的宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸。除开始瞬间外，在演化至今的大部分时间内，宇宙基本上是匀速膨胀的。上世纪末，对1A型超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀，面对这个出人意料的发现，宇宙学家探究其背后的原因，提出宇宙的大部分可能由暗能量组成，它们的排斥作用导致宇宙在近段天文时期内开始加速膨胀。如果真是这样，则标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄t的关系，大致是下面哪个图像？答案：C【解析】图像中的纵坐标宇宙半径R可以看作是星球发生的位移x，因而其切线的斜率就是宇宙半径增加的快慢程度。由题意，宇宙加速膨胀，其半径增加的速度越来越大。故选C19、（2009年山东卷）18．2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是（）A．飞船变轨前后的机械能相等B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C．飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度tRtRtRtRABCDPA地球Q轨道1轨道2答案：BC【解析】飞船点火变轨，前后的机械能不守恒，所以A不正确。飞船在圆轨道上时万有引力来提供向心力，航天员出舱前后都处于失重状态，B正确。飞船在此圆轨道上运动的周期90分钟小于同步卫星运动的周期24小时，根据2T可知，飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度，C正确。飞船变轨前