1、智浪教育普惠英才文库1专题 02 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）2t（C）t（D） 4t【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，所智浪教育普惠英才文库2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，小环套在水平光滑细杆上，
3、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2vg（D）速度 v不能超过()FML【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，而在物块运智浪教育普惠英才文库3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
4、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）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 2GMmgR，可得2gRG，A 能求出地球质量。根据万有引力提供卫星、月球、地球做圆周运动的向心力，由22mv， T，解得32vTMG；由22()mrrT月 月 月
5、，解得234rGT月；由22()rr日 日日 日，会消去两边的 M；故 BC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智浪教育普惠英才文库4【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
6、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2222()GMmmvrrarT，是解题的关键。要知道周期、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
7、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为智浪教育普惠英才文库5轨道短轴的两个端点，运行的周期为 0T。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从 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 0/4TB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【答案】CD【解析】从 P到 Q的时间为 12T0，根据开普勒行星运动第二定律可知，从 P到 M运动
8、的速率大于从M到 Q运动的速率，可知 P到 M所用的时间小于 14T0，选项 A错误；海王星在运动过程中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 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
9、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_。智浪教育普惠英才文库6【答案】gRh2()【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” 。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智浪教育普惠
10、英才文库72【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，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】A
11、B【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，则根据平抛运动规律可知， ，并且小球一定打在斜面上，则一定有：；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
12、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。下列说法正确的是智浪教育普惠英才文库8A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 90minC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
13、点火加速，然后即可下降【答案】BC4【2017大连市高三二模】2016 年 2月 11日，美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智浪教育普惠英才文库9点
14、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【2017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
15、，小球从 P到 M过程中，线拉力不做功，只有电场力和小球重力做功，它们的合力也是恒力，方向水平向右，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: ; ，联立智浪教育普惠英才文库10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，
16、“神舟十一号”载人飞船与距离地面 343km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/sB“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，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
