【新高考】天津市2011-2020年高考试卷分类汇编之2—曲线运动和万有引力定律（解析卷）

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天津市2011-2020年高考试卷分类汇编之2—
曲线运动和万有引力定律
（1）平抛运动
1. 2014年天津卷9．（1）半径为R的水平圆盘绕过圆心O的竖直轴匀速转动，A为圆盘边缘上一点．点O的正上方有一个可视为质点的小球以初速度v水平抛出时，半径OA方向恰好与v的方向相同，如图所示．若小球与圆盘只碰一次，且落在A点，重力加速度为g，则小球抛出时距O的高度h＝_________，圆盘转动的角速度大小＝_________．
【答案】 ，
【解析】（1）小球平抛落到A点，则水平方向运动时间为，
竖直方向为自由落体，下落高度为，
此时圆盘恰好转过n圈（），角速度为
（2）匀速圆周运动
2. 2011年天津卷8．质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的
A．线速度 B．角速度
C．运行周期 D．向心加速度
答：AC
【解析】万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，代入相关公式即可。
3.2015年天津卷4、未来的星际航行中，宇航员长期处于零重力状态，为缓解这种状态带来的不适，有人设想在未来的航天器上加装一段圆柱形“旋转舱”，如图所示，当旋转舱绕其轴线匀速旋转时，宇航员站在旋转舱内圆柱形侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力，为达到上述目的，下列说法正确的是 （ B ）
A、旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越大
B、旋转舱的半径越大，转动的角速度就应越小
C、宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越大
D、宇航员质量越大，旋转舱的角速度就应越小
解析：在外太空，宇航员处于完全失重状态，所以在旋转舱中不需要考虑地球引力作用，宇航员在旋转舱中做圆周运动所需要的向心力由侧壁支持力提供，根据题意有，故可知，转动的角速度与宇航员质量无关，选项C、D错误；旋转舱的旋转半径越大，转动的角速度就应越小，故选项A错B正确。
4.2016年天津卷3、我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是
A、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接
B、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接
C、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
D、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
【答案】C
【解析】若使飞船与空间站在同一轨道上运行，然后飞船加速，则由于向心力变大，故飞船将脱离原轨道而进入更高的轨道，不能实现对接，选项A错误；若使飞船与空间站在同一轨道上运行，然后空间站减速，则由于向心力变小，故空间站将脱离原轨道而进入更低的轨道，不能实现对接，选项B错误；要想实现对接，可使飞船在比空间试验室半径较小的轨道上加速，然后飞船将进入较高的空间试验室轨道，逐渐靠近空间站后，两者速度接近时实现对接，选项C正确；若飞船在比空间试验室半径较小的轨道上减速，则飞船将进入更低的轨道，从而不能实现对接，选项D错误；故选C.
（3）万有引力定律的应用
5. 2014年天津卷3．研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比（ ）
A．距地面的高度变大 B．向心加速度变大
C．线速度变大 D．角速度变大
【答案】A
【解析】3亿年前地球自转周期22小时，现在为24小时，趋势为变大，所以未来同步卫星与现在相比周期变大，而万有引力不变。由万有引力提供向心力，可知，轨道半径变大，则卫星距地面高度变大，A正确。轨道半径变大，向心力变小，向心加速度变小，B错。同时，线速度和角速度都减小，C和D错。
6.2017年天津卷9．（18分）
（1）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，已知地球半径为R，地球表面重力加速度为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___________。
【答案】 ；
【解析】在地球表面附近，物体所受重力和万有引力近似相等，有，航天器绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有：，解得线速度，向心加速度
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