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1、2010年高考物理试卷汇编（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
2、，可以将月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、3、（全国卷）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
4、的横轴是,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
5、从O点水平飞出，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
6、园的摩天轮，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
7、伞在匀速下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
8、为m1、m2、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。（
9、1）求滑块落到水平面时，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
10、过计算证明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
11、可视为质量分布均匀的球体，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
12、均不变（B）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
13、I轨道变到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f
14、1=800N，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
