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專題檢測卷四 曲線運動 萬有引力與航天
一、選擇題(共20題,每題3分,共60分)
1.(2017~2018學年浙江諸暨中學高二下學期期中)如圖所示,高速攝像機記錄了一名擅長飛牌、射牌的魔術師的發(fā)牌過程,虛線是飛出的撲克牌的軌跡,則撲克牌所受合外力F與速度v關系正確的是( )
2.
如圖所示,起重機將貨物沿豎直方向勻速吊起,同時又沿橫梁水平向右勻加速運動。此時,站在地面上觀察,貨物運動的軌跡可能是下圖中的( )
3.
(2017~2018學年浙江嘉興高一上學期期末)如圖所示是某品牌手動榨汁機,榨汁時手柄繞O點旋轉時,手柄上B、C兩點的周期、角速度及線速度等物理量的關系是( )
A.TB=TC,vB>vC
B.TB=TC,vB
ωC,vB=vC
D.ωB<ωC,vBωB
C.加速度aA=aB D.周期TA=TB
12.(2017~2018學年浙江溫州九校高一上學期期末)拱形橋的頂部可視為一段圓弧,這段圓弧對應的半徑為10 m,當一輛小汽車(視作質點)以一定速度v經過橋頂時(g取10 m/s2),以下說法正確的是( )
A.當v=36 km/h時,車對橋面的壓力等于重力
B.當v=54 km/h時,車能貼著橋面,安全通過拱形橋
C.無論速度多大,車對橋面的壓力都不可能大于重力
D.當v=18 km/h時,車對橋面的壓力是重力的0.25倍
13.對于環(huán)繞地球做圓周運動的衛(wèi)星來說,它們繞地球做圓周運動的周期會隨著軌道半徑的變化而變化,某同學根據(jù)測得的不同衛(wèi)星做圓周運動的半徑r與周期T的關系作出如圖所示圖象,則可求得地球質量為(已知引力常量為G)( )
A.Ga4π2b B.Gb4π2a
C.4π2aGb D.4π2bGa
14.(2018寧波重點中學聯(lián)考)2017年11月5日我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭,以“一箭雙星”方式成功發(fā)射了第24、25顆北斗導航衛(wèi)星,開啟了北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)全球組網(wǎng)的新時代。北斗導航系統(tǒng)由5顆靜止軌道衛(wèi)星(即衛(wèi)星相對地面的位置保持不變)和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成,其中北斗-G5為地球靜止軌道衛(wèi)星,軌道高度約為36 000 kg;北斗-M3為中圓地球軌道衛(wèi)星,軌道高度約為21 500 km,已知地球半徑為6 400 km,則下列說法中正確的是( )
A.北斗-G5繞地球運轉周期為24 h
B.北斗-G5繞地球運轉的線速度大于7.9 km/s
C.北斗-M3繞地球運轉的角速度小于北斗-G5的角速度
D.北斗-M3繞地球運轉的向心加速度小于北斗-G5的向心加速度
15.
[2018浙江金麗衢十二校高三第一次(8月)聯(lián)考]2018年7月10日4時58分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號甲運載火箭,成功發(fā)射了第三十二顆北斗導航衛(wèi)星。該衛(wèi)星屬傾斜地球同步軌道衛(wèi)星,衛(wèi)星入軌并完成在軌測試后,將接入北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng),為用戶提供更可靠服務。通過百度查詢知道,傾斜地球同步軌道衛(wèi)星是運轉軌道面與地球赤道面有夾角的軌道衛(wèi)星,它的運轉周期也是24小時,如圖所示,關于該北斗導航衛(wèi)星說法正確的是( )
A.該衛(wèi)星可定位在北京的正上空
B.該衛(wèi)星與地球靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大小是不等的
C.該衛(wèi)星的發(fā)射速度v≤7.9 km/s
D.該衛(wèi)星的角速度與放在北京地面上物體隨地球自轉的角速度大小相等
16.(2018浙江名校協(xié)作體高三開學考試)
2017年6月19日,長征三號乙遙二十八火箭發(fā)射中星9A衛(wèi)星過程中運載火箭出現(xiàn)異常,未能將衛(wèi)星送入預定軌道。中國航天科技集團公司在西安衛(wèi)星測控中心的密切配合下,通過準確實施10次軌道調整,終于于2017年7月5日成功定點于東經101.4赤道上空的預定軌道。如圖是衛(wèi)星變軌過程中的三個橢圓軌道,對于此次變軌前后衛(wèi)星的運動,下述正確的是( )
A.軌道2運行速率大于7.9 km/s
B.衛(wèi)星兩次經過近地點的向心加速度大小相等
C.衛(wèi)星在軌道2的周期小于在軌道1的周期
D.軌道2可能是地球同步衛(wèi)星軌道
17.
[2018浙江名校新高考研究聯(lián)盟(Z20聯(lián)盟)第一次聯(lián)考]如圖所示,a是準備發(fā)射的一顆衛(wèi)星,在地球赤道表面上隨地球一起轉動,b是地面附近近地軌道上正常運行的衛(wèi)星,c是地球同步衛(wèi)星,則下列說法正確的是( )
A.衛(wèi)星a的向心加速度等于重力加速度g
B.衛(wèi)星c的線速度小于衛(wèi)星a的線速度
C.衛(wèi)星b所受的向心力一定大于衛(wèi)星c的向心力
D.衛(wèi)星b運行的線速度大小約等于地球第一宇宙速度
18.(2018年9月浙江嘉興高中物理選考教學基礎測試)2018年3月30日我國成功發(fā)射第三十顆北斗導航衛(wèi)星,這顆衛(wèi)星屬于中圓地球軌道衛(wèi)星,在軌高度約為21 500 km,該高度處重力加速度為g1,該衛(wèi)星的線速度為v1,角速度為ω1,周期為T1。2017年9月17日“天舟一號”在高度約400 km的圓軌道上開始獨立運行,該高度處重力加速度為g2,“天舟一號”的線速度為v2,角速度為ω2,周期為T2。則( )
A.g1>g2 B.v1>v2 C.ω1<ω2 D.T136 km/h,故汽車不能貼著橋面安全通過拱形橋,故B錯誤;當v=18 km/h=5 m/s時,根據(jù)F=G-mv2R,得F=1.25mg,故D錯誤。故選C。
13.C 由萬有引力提供向心力有GMmr2=m4π2T2r,得r3=GM4π2T2。由題圖可知r3T2=ab,所以地球的質量M=4π2aGb,故C正確,ABD錯誤。
14.A 北斗-G5繞地球做勻速圓周運動,根據(jù)牛頓第二定律GMm(R+h)2=m4π2(R+h)T2,GM=gR2,故北斗-G5繞地球做勻速圓周運動的周期為T=4π2(R+h)3gR2=24 h,故A正確;北斗-G5繞地球做勻速圓周運動,根據(jù)牛頓第二定律GMm(R+h)2=mv2R+h,解得北斗-G5繞地球運轉的線速度v=gR2R+h<7.9 km/s,故B錯誤;衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,根據(jù)牛頓第二定律GMm(R+h)2=mω2(R+h),解得ω=gR2(R+h)3,由于北斗-M3的軌道高度小于北斗-G5的軌道高度,北斗-M3繞地球運轉的角速度大于北斗-G5的角速度,故C錯誤;繞地球做勻速圓周運動,根據(jù)牛頓第二定律GMm(R+h)2=ma,解得a=gR2(R+h)2,由于北斗-M3的軌道高度小于北斗-G5的軌道高度,北斗-M3繞地球運轉的向心加速度大于北斗-G5的向心加速度,故D錯誤。
15.D 由地球自轉的方向可知,該衛(wèi)星不可能與地面相對靜止于北京正上方,選項A錯誤;該衛(wèi)星的周期是24 h,所以兩種衛(wèi)星距地面的高度相同,根據(jù)a=rω2可知,該衛(wèi)星軌道上的向心加速度應該等于地球靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度,選項B錯誤;將衛(wèi)星發(fā)射到近地軌道的最小速度為7.9 km/s,所以發(fā)射該衛(wèi)星的速度應該要超過7.9 km/s,選項C錯誤;因為該衛(wèi)星周期與地球自轉周期相同,所以角速度應該相等,選項D正確。
16.B 由萬有引力F=GMmr2可知,只要在同一個近地點,向心加速度大小相等,選項B正確;根據(jù)開普勒第三定律R3T2=k,顯然在2軌道上的半徑大于在1軌道上的半徑,所以軌道2上的周期要大,選項C錯誤;地球同步衛(wèi)星軌道是勻速圓周運動的軌道,并不是橢圓軌道,選項D錯誤;根據(jù)v=GMr可知,在軌道2上運動的速度小于7.9 km/s,選項A錯誤。
17.D 根據(jù)萬有引力提供向心力GmMr2=mv2r可知v=GMr,ω=GMr3,T=2πr3GM,a=GMr2。衛(wèi)星在a處的向心加速度a=rω2,地面上a衛(wèi)星的周期是24 h,地球半徑為6 400 km,計算可知,該處向心加速度遠遠小于重力加速度,選項A錯誤;根據(jù)v=rω可知,vc>va,所以選項B錯誤;由于不知道衛(wèi)星的質量,所以向心力無法比較,選項C錯誤;衛(wèi)星b是近地衛(wèi)星,因此根據(jù)v=GMr可得,其速度很接近第一宇宙速度,選項D正確。
18.C 根據(jù)題意,“天舟一號”軌道高度400 km,北斗衛(wèi)星高度21 500 km,根據(jù)GMmr2=mv2r可得,v=GMr,半徑越大,線速度越小,所以v1T2,選項D錯誤;向心加速度a=GMr2,所以g1
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第六章
萬有引力與航天專題檢測卷4
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