高考物理试卷汇编(必修二).doc
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1、高考物理试卷汇编(必修二)曲线运动 万有引力1、(全国卷)18一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,运动轨迹如右图中虚线所示。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ABCD【答案】D【解析】如图平抛的末速度与竖直方向的夹角等于斜面倾角,有:。则下落高度与水平射程之比为,D正确。2、(全国卷)25如右图,质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动,星球A和B两者中心之间的距离为L。已知A、B的中心和O三点始终共线,A和B分别在O的两侧。引力常数为G。 (1)求两星球做圆周运动的周期: (2)在地月系统中,若忽略其他星球的影响,可以将月
2、球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行的周期为T1。但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动的,这样算得的运行周期记为T2。已知地球和月球的质量分别为5.981024kg和7.351022kg。求T2与T1两者平方之比。(结果保留3位小数)【答案】 1.01【解析】 A和B绕O做匀速圆周运动,它们之间的万有引力提供向心力,则A和B的向心力相等。且A和B和O始终共线,说明A和B有相同的角速度和周期。则有:,解得,对A根据牛顿第二定律和万有引力定律得化简得 将地月看成双星,由得将月球看作绕地心做圆周运动,根据牛顿第二定律和万有引力定律得化简得 所以两种周期的平方比值为3、(全国
3、卷)21已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半,它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍,则该行星的自转周期约为A6小时 B. 12小时 C. 24小时 D. 36小时【答案】B【解析】地球的同步卫星的周期为T1=24小时,轨道半径为r1=7R1,密度1。某行星的同步卫星周期为T2,轨道半径为r2=3.5R2,密度2。根据牛顿第二定律和万有引力定律分别有 两式化简得T2=T1/2=12小时,选项B正确。4、(新课标卷)20太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像。图中坐标系的横轴是,
4、纵轴是;这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径,和分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。下列4幅图中正确的是【答案】B【解析】根据开普勒周期定律:,两式相除后取对数,得:,整理得:,选项B正确。5、(北京卷)16一物体静置在平均密度为的球形天体表面的赤道上。已知万有引力常量为G,若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零,则天体自转周期为A.B.C.D.【答案】D【解析】球形天体表面的赤道上,物体对天体表面压力恰好为零,说明天体对物体的万有引力恰好等于物体随天体运动所需的向心力,有,解得:。正确选项为D。6、(北京卷)21如图,跳台滑雪运动员经过一段加速滑行后从O点水平
5、飞出,经过3.0 s落到斜坡上的A点。已知O点是斜坡的起点,斜坡与水平面的夹角37,运动员的质量m50 kg。不计空气阻力。(取sin370.60,cos370.80;g取10 m/s2)求(1)A点与O点的距离L;(2)运动员离开O点时的速度大小; (3)运动员落到A点时的动能。【答案】(1)75m (2)20m/s (3)32500J【解析】(1)运动员在竖直方向做自由落体运动,有 A点与O点的距离 (2)设运动员离开O点的速度为v0,运动员在水平方向做匀速直线运动, 即 解得:(3)由机械能守恒,取A点为重力势能零点,运动员落到A点时的动能为 7、(上海理综)8如图是位于锦江乐园的摩天轮
6、,高度为108m,直径是98m。一质量为50kg的游客乘坐该摩天轮做匀速圆周运动旋转一圈需25min。如果以地面为零势能面,则他到达最高处时的(取g=10m/s2)( )。A重力势能为5.4104J,角速度为0.2rad/sB重力势能为4.9104J,角速度为0.2rad/sC重力势能为5.4104J,角速度为4.210-3rad/sD重力势能为4.9104J,角速度为4.210-3rad/s【答案】C【解析】以地面为零势能面,Ep=mgh=5010108J=5.4104J,角速度=2/T且T=1/(2560)s,所以角速度=4.210-3rad/s,C正确。8、(上海物理)12降落伞在匀速下
7、落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【解析】根据,下落的时间不变;根据,若风速越大,越大,则降落伞落地时速度越大;选项D正确。9、(上海物理)15月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a,设月球表面的重力加速度大小为g1,在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的重力加速度为g2。则()(A)g1a(B)g2a(C)g1g2a(D)g2g1a【答案】B【解析】根据月球绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球引力提供,选项B正确。10、(上海物理)24如图,三个质点a、b、c质量分别为m1、m
8、2、M(Mm1,Mm2),在c的万有引力作用下,a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动,轨道半径之比为ra:rb1:4,则它们的周期之比Ta:Tb_,从图示位置开始,在b转动一周的过程中,a、b、c共线有_次。【答案】 8【解析】根据,得,所以,在b运动一周的过程中,a运动8周,由于共线不单指在同一侧还有异侧,所以在b转动一周的过程中a、b、c共线了14次。11、(上海物理)30如图,ABC和ABD为两个光滑固定轨道,A、B、E在同一水平面上,C、D、E在同一竖直线上,D点距水平面的高度为h,C点的高度为2h,一滑块从A点以初速度v0分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出。(1)求滑块
9、落到水平面时,落点与E点间的距离sC和sD;(2)为实现sCsD,v0应满足什么条件?【答案】(1) (2)【解析】(1)根据机械能守恒,, 根据平抛运动规律:, , 综合得,.(2) 为实现,即,得,但滑块从A点以初速度分别沿两轨道滑行到C或D处后水平抛出,要求,所以。12、(上海物理)31倾角q37,质量M5kg的粗糙斜面位于水平地面上。质量m2kg的木块置于斜顶端,从静止开始匀加速下滑,经t2s到达底端,运动路程L4m,在此过程中斜面保持静止(sin370.6,cos370.8,g取10m/s2)。求: (1)地面对斜面的摩擦力大小与方向;(2)地面对斜面的支持力大小;(3)通过计算证明
10、木块在此过程中满足动能定理。【答案】(1)3.2N 向左(2)67.6N(3)见解析【解析】(1)隔离法:对木块:,因,得所以,,对斜面:设摩擦力向左,则,方向向左。(如果设摩擦力向右,则,同样方向向左。)(2)地面对斜面的支持力大小。(3)木快受两个力做功。重力做功:=摩擦力做功:合力做功或外力对木块做的总功动能的变化所以,合力做功或外力对木块做的总功等于动能的变化(增加),证毕。13、(安徽卷)17为了对火星及其周围的空间环境进行探测,我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”。假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时,周期分别为T1和T2。火星可视为质量
11、分布均匀的球体,且忽略火星的自转影响,万有引力常量为G。仅利用以上数据,可以计算出A火星的密度和火星表面的重力加速度B火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C火星的半径和“萤火一号”的质量D火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力【答案】A【解析】由于万有引力提供探测器做圆周运动的向心力,则有;,可求得火星的质量和火星的半径,根据密度公式得:。在火星表面的物体有,可得火星表面的重力加速度,故选项A正确。14、(江苏卷)1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w w w.ks5 u .c om(A)大小和方向均不变(B
12、)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【答案】A【解析】橡皮在水平方向匀速运动,在竖直方向匀速运动,合运动是匀速运动15、(江苏卷)62009年5月,航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A点从圆形轨道进入椭圆轨道,B为轨道上的一点,如图所示,关于航天飞机的运动,下列说法中正确的有(A)在轨道上经过A的速度小于经过B的速度(B)在轨道上经过A的动能小于在轨道上经过A 的动能(C)在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期(D)在轨道上经过A的加速度小于在轨道上经过A的加速度【答案】ABC【解析】根据开普勒定律,近地点的速度大于远地点的速度,A正确。由I轨道变到
13、II轨道要减速,所以B正确。根据开普勒定律,所以。C正确。根据得:,又,所以,D错误16、(江苏卷)14在游乐节目中,选手需要借助悬挂在高处的绳飞越到水面的浮台上,小明和小阳观看后对此进行了讨论。如图所示,他们将选手简化为质量m=60kg的指点, 选手抓住绳由静止开始摆动,此事绳与竖直方向夹角=300,绳的悬挂点O距水面的高度为H=3m.不考虑空气阻力和绳的质量,浮台露出水面的高度不计,水足够深。取中立加速度g=10m/s2,sin530=0.8,cos530=0.6(1)求选手摆到最低点时对绳拉力的大小F;(2)若绳长l=2m, 选手摆到最高点时松手落入手中。设水碓选手的平均浮力f1=800
14、N,平均阻力f2=700N,求选手落入水中的深度d;(3)若选手摆到最低点时松手, 小明认为绳越长,在浮台上的落点距岸边越远;小阳认为绳越短,落点距岸边越远,请通过推算说明你的观点。【答案】(1)1080N (2)1.2m (3)见解析【解析】(1)机械能守恒 圆周运动Fmgm解得F(32cos)mg人对绳的拉力FF则F1080N(2)动能定理 则d= 解得d=1.2m (3)选手从最低点开始做平抛运动 且由式解得:当 时,x有最大值 解得因此,两人的看法均不正确当绳长越接近1 . 5m 时,落点距岸边越远。17、(海南卷)10火星直径约为地球的一半,质量约为地球的十分之一,它绕太阳公转的轨道
15、半径约为地球公转半径的1.5倍。根据以上数据,以下说法正确的是A火星表面重力加速度的数值比地球表面小B火星公转的周期比地球的长C火星公转的线速度比地球的大D火星公转的向心加速度比地球的大 【答案】AB 【解析】由得,计算得火星表面的重力加速度约为地球表面的,A正确;由得,公转轨道半径大的周期长,B对;周期长的线速度小,(或由判断轨道半径大的线速度小),C错;公转向心加速度,D错。18、(重庆卷)16月球与地球质量之比约为1:80,有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成 的双星系统,它们都围绕月地连线上某点O做匀速圆周运动。据此观点,可知月球与地球绕O点运动的线速度大小之比约为A 1:64
16、00 B 1:80 C 80:1 D 6400:1【答案】C 【解析】月球和地球构成的双星系统绕某点O做匀速圆周运动,彼此间的万有引力提供向心力。由得,正确答案是C19、(重庆卷)24小明站在水平地面上,手握不可伸长的轻绳一端,绳的另一端系有质量为m的小球,甩动手腕,使球在竖直平面内做圆周运动。当球某次运动到最低点时,绳突然断掉,球飞行水平距离d后落地。如题24图所示。已知握绳的手离地面高度为d,手与球之间的绳长为d,重力加速度为g。忽略手的运动半径和空气阻力。(1)求绳断时球的速度大小和球落地时的速度大小v2。(2)向绳能承受的最大拉力多大?(3)改变绳长,使球重复上述运动,若绳仍在球运动到
17、最低点时断掉,要使球抛出的水平距离最大,绳长应是多少?最大水平距离为多少?【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)设绳断后球飞行时间为t,由平抛运动规律,有竖直方向d=gt2,水平方向d=v1t得v1=由机械能守恒定律,有+mg得v2=(2)设绳子承受的最大拉力为T,这也是球受到绳的最大拉力,球做圆周运动的半径 由向心力公式 (3)设绳长为l,绳断时球的速度大小为v,绳承受的最大拉力不变,有 得v3= 绳断后球做平抛运动,竖直位移为dl,水平位移为x,时间为t1,有dl= x=v3t1得x4当l时,x有极大值 xmaxd20、(四川卷)17 a是地球赤道上一栋建筑,b是在赤道平面内作匀速圆周运
18、动、距地面9.6m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48h,a、b、c的大致位置是图乙中的(取地球半径R=6.4m,地球表面重力加速度g=10m/,=)【答案】B【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,联立可得:,经48h,b转过的圈数,选项B正确。21、(天津卷)6探测器绕月球做匀速圆周运动,变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动,则变轨后与变轨前相比A轨道半径变小 B向心加速度变小C线速度变小 D角速度变小【答案】A【解析】由于,所以,T变小,r变小,A正确。又,r变小,an增
19、大,B错误。由,r变小,v增大,C错误。由,r变小,增大,D错误22、(福建卷)14火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目。假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期,神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为,火星质量与地球质量之比为p,火星半径与地球半径之比为q,则与之比为 KS*5U.C#OA B C D【答案】D【解析】设中心天体的质量为,半径为,当航天器在星球表面飞行时,由和解得,即;又因为,所以,。选项D正确。23、(山东卷)181970年4月24日,我过自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,开创了我国航天事业的新纪元。
20、“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道,其近地点的和远地点的的高度分别为439km和2384km,则A.卫星在点的势能大于点的势能B.卫星在点的角速度大于点的角速度C.卫星在点的加速度大于点的加速度D.卫星在点的速度大于7.9km/s【答案】BC【解析】根据,得在M点速度大于在N点速度,根据机械能守恒,所以卫星在点的势能小于点的势能,A错误,C正确;根据,得B正确;D错误。24、(浙江卷)20宇宙飞船以周期为T绕地球作圆周运动时,由于地球遮挡阳光,会经历“日全食”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点测出地球的张角为,则R
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