《2017年高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题02曲线运动万有引力和航天含解析201708083.wps》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017年高考物理高考题和高考模拟题分项版汇编专题02曲线运动万有引力和航天含解析201708083.wps（12页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、专题 0202 曲线运动 万有引力和航天 1【2017新课标 卷】发球机从同一高度向正前方依次水平射出两个速度不同的乒乓球（忽 略空气的影响）。速度较大的球越过球网，速度较小的球没有越过球网；其原因是 A速度较小的球下降相同距离所用的时间较多 B速度较小的球在下降相同距离时在竖直方向上的速度较大 C速度较大的球通过同一水平距离所用的时间较少 D速度较大的球在相同时间间隔内下降的距离较大 【答案】C 【考点定位】平抛运动 【名师点睛】重点要理解题意，本题考查平抛运动水平方向的运动规律。理论知识简单，难在 由题意分析出水平方向运动的特点。 2【2017江苏卷】如图所示，A、B 两小球从相同高度同时
2、水平抛出，经过时间 t 在空中相 遇，若两球的抛出速度都变为原来的 2 倍，则两球从抛出到相遇经过的时间为 （A）t （B） 2 2 t （C） t 2 （D） t 4 【答案】C 【解析】设第一次抛出时 A 球的速度为 v1，B 球的速度为 v2，则 A、B 间的水平距离 x=(v1+v2)t，第二次两球的速度为第一次的 2 倍，但两球间的水平距离不变，则 x=2(v1+v2)T， 联立得 T=t2，所以 C 正确；ABD错误 【考点定位】平抛运动 【名师点睛】本题的关键信息是两球运动时间相同，水平位移之和不变 1 3【2017江苏卷】如图所示，一小物块被夹子夹紧，夹子通过轻绳悬挂在小环上，
3、小环套 在水平光滑细杆上，物块质量为 M，到小环的距离为 L，其两侧面与夹子间的最大静摩擦力均 为 F小环和物块以速度 v 向右匀速运动，小环碰到杆上的钉子 P 后立刻停止，物块向上摆 动整个过程中，物块在夹子中没有滑动小环和夹子的质量均不计，重力加速度为 g下列 说法正确的是 （A）物块向右匀速运动时，绳中的张力等于 2F （B）小环碰到钉子 P 时，绳中的张力大于 2F （C）物块上升的最大高度为 2v 2 g （D）速度 v 不能超过 (2F Mg)L M 【答案】D 【考点定位】物体的平衡 圆周运动 【名师点睛】在分析问题时，要细心题中给的力 F 是夹子与物块间的最大静摩擦力，而在物
4、块运动的过程中，没有信息表明夹子与物块间静摩擦力达到最大另小环碰到钉子后，物块绕 钉子做圆周运动，夹子与物块间的静摩擦力会突然增大 4【2017北京卷】利用引力常量 G 和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是 A地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转） 2 B人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 【答案】D 【解析】在地球表面附近，在不考虑地球自转的情况下，物体所受重力等于地球对物体的万有 引力，有 GMm R 2 mg ，可得M gR 2 ，A 能求出地球质量。根据万有引力提供卫星
5、、月球、 G 地 球 做 圆 周 运 动 的 向 心 力 ， 由 GMm mv 2 ， vT 2R ， 解 得 R R 2 M v T 3 ； 由 2G GMm 2 月 2 m ( ) r r T 2 月 月 ，解得M 4 r 2 3 GT 2 月 ；由 GM M 2 日 M ( ) r 2 ，会消去两边的 M；故 BC r T 2 日 日 日 能求出地球质量，D 不能求出。 【考点定位】万有引力定律的应用 【名师点睛】利用万有引力定律求天体质量时，只能求“中心天体”的质量，无法求“环绕天 ”体 的质量。 5【2017新课标卷】2017年 4 月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实
6、 验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行。 与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的 A周期变大 B速率变大 C动能变大 D向心加速度变大 【答案】C 【考点定位】万有引力定律的应用、动能 【名师点睛】万有引力与航天试题，涉及的公式和物理量非常多，理解万有引力提供做圆周运 动的向心力，适当选用公式 GMm 2 mv 2 m r m( ) r ma ，是解题的关键。要知道 2 2 r T r 2 3 周期、线速度、角速度、向心加速度只与轨道半径有关，但动能还与卫星的质量有关。 6【2017江苏卷】“天舟一号”货运飞船于 2017年 4 月 20日在文昌航
7、天发射中心成功发 射升空，与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距离地面约 380 km的圆轨道上飞 行，则其 （A）角速度小于地球自转角速度 （B）线速度小于第一宇宙速度 （C）周期小于地球自转周期 （D）向心加速度小于地面的重力加速度 【答案】BCD 【考点定位】天体运动 【名师点睛】卫星绕地球做圆周运动，考查万有引力提供向心力与地球自转角速度、周期的 比较，要借助同步卫星，天舟一号与同步卫星有相同的规律，而同步卫星与地球自转的角速度 相同 7【2017新课标 卷】如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P 为近日点，Q 为远日点，M、N 为轨道短轴的两个端点，运行的周期为 T 。若只考
8、虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星 0 在从 P 经过 M、Q 到 N 的运动过程中 A从 P 到 M 所用的时间等于 T 0 / 4 B从 Q 到 N 阶段，机械能逐渐变大 C从 P 到 Q 阶段，速率逐渐变小 D从 M 到 N 阶段，万有引力对它先做负功后做正功 4 【答案】CD 1 【解析】从 P 到 Q 的时间为 T0，根据开普勒行星运动第二定律可知，从 P 到 M 运动的速率大 2 1 于从 M 到 Q 运动的速率，可知 P 到 M 所用的时间小于 T0，选项 A 错误；海王星在运动过程中 4 只受太阳的引力作用，故机械能守恒，选项 B 错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，从
9、P 到 Q 阶段，速率逐渐变小，选项 C 正 确；从 M 到 N 阶段，万有引力对它先做负功后做正功，选 项 D 正确；故选 CD。 【考点定位】开普勒行星运动定律；机械能守恒的条件 【名师点睛】此题主要考查学生对开普勒行星运动定律的理解；关键是知道离太阳越近的位置 行星运动的速率越大；远离太阳运动时，引力做负功，动能减小，引力势能增加，机械能不变。 8【2017天津卷】我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运 行的“天宫二号”成功对接形成组合体。假设组合体在距地面高度为 h 的圆形轨道上绕地球做 匀速圆周运动，已知地球的半径为 R，地球表面处重力加速度为 g，且不考虑地
10、球自转的影响。 则组合体运动的线速度大小为_，向心加速度大小为_。 【答案】R g R h gR 2 (R h) 2 【考点定位】万有引力定律的应用 【名师点睛】本题难度不大，应知道在地球表面附近物体所受重力和万有引力近似相等，即 “黄金代换”。 5 1【2017广东省惠州市 4 月模拟】假设地球为质量均匀分布的球体。已知地球表面的重力 加速度在两极处的大小为 g0、在赤道处的大小为 g，地球半径为 R，则地球自转的周期 T 为 A B C D 【答案】B 2【2017河南省南阳、信阳等六市高三第二次联考】如图所示，倾角 =45的固定斜面上， 在 A 点以初速度 0水平抛出质量为 m 的小球，
11、落在斜面上的 B 点，所用时间为 t，末速度与 水平方向夹角为 若让小球带正电 q(q0)，在两种不同电场中将小球以同样的速度 0水平 抛出，第一次整个装置放在竖直向下的匀强电场中，小球在空中运动的时间为 t1，末速度与水 平方向夹角为 1，第二次放在水平向左的匀强电场中，小球在空中运动的时间为 t2，末速度 与水平方向夹角为 2，电场强度大小都为 E=mg/q，g 为重力加速度，不计空气阻力则下列 说法正确的是 A B C D若斜面足够长，小球都能落在斜面上 【答案】AB 【解析】A、在向下的电场中运动时，粒子受到的电场力，故向下的合力大于重力，因此向下 的加速度大于重力加速度，则根据平抛运
12、动规律可知， ，并且小球一定打在斜面上，则 一定有： ； 6 当粒子在水平电场中运动时，电场强度大小都为 ，则电场力 ，故电场力与 重力的合力方向沿斜面方向；可知，根据运动的合成和分解规律可知，物体的合速度不会越过 斜面方向，所以物体一定不会落在斜面上；由于竖直方向仍为自由落体运动，但下落高度大于 第一次下落的高度，故物体 ，由于合速度与水平方向的夹角一定小于 45，则可知速度 方向与水平方向夹角 2最小，故 AB 正确；C 错误； D、由以上分析可知，若自由落体能落到斜面上，则在竖直电场中一定会落在斜面上，但在水 平电场中运动时，一定不会落到斜面上，D 错误； 故选 AB。 3【2017郑州
13、市第三次质量预测】2017年 4 月 10 日，三名宇航员在国际空间站停价留 173 天后，乘坐“联盟 MS-02”飞船从国际空间站成功返回，并在哈萨克斯坦杰兹卡兹甘附近着陆。 设国际空间站在离地面高度约 400km的轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球同步卫星轨道 高度约 36000km，地球半径约 6400km。下列说法正确的是 A飞船在返回地球的过程中机械能守恒 B经估算，国际空间站的运行周期约为 90min C国际空间站的速度小于地球的第一宇宙速度 D返回时，需先让飞船与国际空间站脱离，再点火加速，然后即可下降 【答案】BC 4【2017大连市高三二模】2016年 2 月 11 日，美
14、国科学家宣布探测到引力波，证实了爱因 斯坦 100“年前的预测，弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的 拼图”，双星的运动是 产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由 a、b 两颗星体组成，这两颗星绕它们的 连线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动，测得 a 星的周期为 T，a、b 两颗星的距离为 l，a、b 两颗星的轨道半径之差为 ，已知 a 星的轨道半径大于 b 星的轨道半径，则 7 Ab 星额周期为 Ba 星的线速度大小为 Ca、b 两颗星的半径之比为 Da、b 两颗星的质量之比为 【答案】C 点睛：双星系统靠相互间的万有引力提供向心力，角速度的大小相等，周期相等。 5【201
15、7大连市高三二模】在竖直平面内有一方向斜向上且与水平方向成 =30的匀强电 场，电场中有一直立为 m，电量为 q 的带电小球，用长为 L 的不可伸长的绝缘细线悬挂于 O 点， 如图所示。开始小球静止于 M 点，这时细线恰好为水平，现用外力将小球拉到最低点 P，然后 由静止释放，下列判断正确的是 A小球到达 M 点时速度为零 B小球达到 M 点时速度最大 C小球运动到 M 点时绳的拉力大小为 D如果小球运动到 M 点时，细线突然断裂，小球将做匀变速曲线运动 【答案】BCD 【解析】当小球静止于 M 点时，细线恰好水平，说明重力和电场力的合力方向水平向右，小球 从 P 到 M 过程中，线拉力不做功
16、，只有电场力和小球重力做功，它们的合力也是恒力，方向水 8 平向右，所以小球到最右边时，速度最大，而不是零，故 A 错误，B 正确；电场力与重力合力 为 F合=mgcot30= mg，这个方向上位移为 L，所以: ; ，联立解得 ,选项 C 正确；若小球运动到 M 点时，细线突然断裂，速度方向竖直向上，合外力水平向右，做匀变速曲线运动，故 D 正确； 故选 BCD 点睛：本题考查了在复合场中的受力分析，关键要确定重力和电场力的合力方向和大小，通过 分析受力情况，来判断小球的运动情况 6【2017广东省揭阳市高三二模】2016年 10 月 19“”日凌晨， 神舟十一号 载人飞船与距 离地面 34
17、3km的圆轨道上的“天宫二号”交会对接。已知地球半径为 R=6400km，万有引力常量 G=66710-11Nm2/kg2“”， 天宫二号 绕地球飞行的周期为 90分钟，以下分析正确的是 A“” 天宫二号 的发射速度应大于 112km/s B“” 天宫二号 的向心加速度大于同步卫星的向心加速度 C由题中数据可以求得地球的平均密度 D“”“” 神舟十一号 加速与 天宫二号 对接前应处于同一圆周轨道 【答案】BC 【名师点睛】卫星的发射速度如果大于第二宇宙速度，它将脱离地球束缚，不能再绕地球运动 了根据万有引力提供向心力，通过轨道半径的大小比较天宫二号和同步卫星的线速度、周期、 “”角速度和向心加
18、速度。 神州十一号 加速，速度变大，它做圆周运动所需要的向心力变大， 9 大于地球对它的万有引力，地球提供的向心力小于“神州十一号”需要的向心力，“神州十一 号”做离心运动，轨道半径变大，不能对接， “天宫二号”做匀速圆周运动，由地球的万有引 力提供向心力，列出等式求出中心体的质量再根据 求密度. 7【2017四川省凉山州高三第三次诊断】预计我国将在 2030 年前后实现航天员登月计划， 假如航天员登上月球后进行科学探测与实验。已知月球的半径为 R，月球表面的重力加速度是 地球表面重力加速度 的 1/6，万有引力常量为 G，则（ ） A月球的质量为 Rg/6G B航天员在月球地面以 v0竖直上
19、抛小球，小球经 6v0/g时间回到地面 C把一个摆钟从地球送到月球上，摆钟的周期变为原来的 6 倍， D航天员乘坐航天器离开月球，航天器在月球表面所需的最小发射速度为 【答案】D 8【2017河南省南阳、信阳等六市高三第二次联考】2018“”年我国即将发射 嫦娥四导 登 月探测器，将首次造访月球背面，首次实现对地对月中继通信，若“嫦娥四号”从距月面高度 为 100km的环月圆轨道 I 上的 P点实施变轨，进入近月点为 15km的椭圆轨道 ，由近月点 Q “”落月，如图所示关于 嫦娥四号 ，下列说法正确的是 A沿轨道 I 运动至 P时，需制动减速才能进入轨道 B沿轨道 运行的周期大于沿轨道 I 运行的周期 10 C沿轨道 运行时，在 P 点的加速度大于在 Q 点的加速度 D在轨道 上由 P 点运行到 Q 点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，重力势能 减小，机械能不变 【答案】AD 11