2019-2020学年高一物理下学期第二次周考试题.doc

2019-2020学年高一物理下学期第二次周考试题一、单选题（共12小题，60分。每小题5分，其中19题为单选，1012为不定项选择，选不全得3分）1对于万有引力定律的表达式，下面说法中正确的是（ ）A. 公式中为引力常量，它不是由实验测得的，而是人为规定的B. 当两物体表面距离趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C. 与受到彼此的引力总是大小相等的，而与、是否相等无关D. 与受到彼此的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力2我们研究了开普勒第三定律，知道了环绕天体绕中心天体的运动轨道近似是圆形，轨道半径 R的三次方与周期T的平方的比为常数，则该常数的大小 ( )A.只跟环绕天体的质量有关 B.只跟中心天体的质量有关C.跟环绕天体、中心天体的质量都有关 D.跟环绕天体、中心天体的质量都没关3开普勒分别于1609年和1619年发表了他发现的行星运动规律，后人称之为开普勒行星运动定律。关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是（ ）A. 所有行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上B. 对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大C. 在牛顿发现万有引力定律后，开普勒才发现了行星的运行规律D. 开普勒独立完成了观测行星的运行数据、整理观测数据、发现行星运动规律全部工作4有a、b、c、d四颗地球卫星：a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动；b处于离地很近的近地圆轨道上正常运动；c是地球同步卫星；d是高空探测卫星。各卫星排列位置如图所示，下列说法中正确的是（ ）A. a的向心加速度等于重力加速度gB. b在相同时间内转过的弧长最长C. d的运行周期有可能是20hD. 把a直接发射到b运行的轨道上，其发射速度大于第一宇宙速度5设地球表面重力加速度为g0，物体在距离地心4R(R是地球的半径)处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则g/g0为 ( )A. 1 B. 1/9 C. 1/4 D. 1/166如果火星的质量为地球质量的，火星的半径为地球半径的那么关于火星探测器，下列说法中正确的是()A. 探测器的发射速度只有达到了第三宇宙速度才可以发射成功B. 火星的密度是地球密度的C. 探测器在火星表面上的重力是在地球表面上重力的D. 火星探测器环绕火星运行的最大速度为绕地球运行的第一宇宙速度的2倍7一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. 8关于功，下列说法中正确的是： （ ）A. 因为功有正负，所以功是矢量B. 力对物体不做功，说明物体一定无位移C. 功的多少是由力的大小和物体在力的方向上的位移的大小确定的D. 力对物体做功少，说明物体的受力一定小9以初速度V0 竖直向上抛出一质量为m 的小球，小球上升的最大高度是h ，空气阻力的大小恒定为f ，则从抛出到落回出发点的过程中空气阻力对小球做的功是（ ）A. 2fh B. -fh C. -2fh D. 0102017年1月16日，美国激光干涉引力波天文台等机构联合宣布首次发现双中子星合并引力波事件。假设该事件中甲、乙两中子星的质量分别为、，它们绕其连线上的某点做圆周运动，且它们的间距在缓慢减小，不考虑其他星系的影响，则下列说法中正确的（ ）A. 甲、乙两中子星的角速度大小之比为： B. 甲乙两中子星的线速度大小之比为： C. 甲乙两中子星的运行周期在减小D. 甲、乙两中子星的向心加速度大小始终相等11下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是( )A. 第一宇宙速度v1=7.9km/s，第二宇宙速度v2=11.2km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1，小于v2B. 第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度C. 美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度D. 第一宇宙速度7.9km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度12地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为，向心加速度为，线速度为，角速度为;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星受的向心力为，向心加速度为，线速度为，角速度为;地球同步卫星所受的向心力为，向心加速度为，线速度为，角速度为.假设三者质量相等，则（ ）A. B. C. D. 二、实验题（共3小题，14分）13如图所示，放在地球表面上的两个物体甲和乙，甲放在赤道处，乙放在纬度为处它们随地球自转做匀速圆周运动时，甲乙角速度之比为_；甲乙的线速度之比为_ （13题图） （14题图）14如图所示，为一小球做平抛运动闪光照片的一部分，图中背景格的边长均为5 cm，如果g取，求：闪光频率是_Hz；小球运动的水平分速度的大小是_m/s；小球经过B点时速度的大小是_m/s。15()一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在该行星上，飞船上备有以下实验器材： A精确秒表一个 B已知质量为m的物体一个 C弹簧测力计一个 D天平一台（附砝码） 已知宇航员在绕行时测量了绕行一圈的周期T和着陆后测量了物体重力F，依据测量数据，可求出该行星的半径R和行星质量M （1）绕行时和着陆时都不需要的测量器材为 _ （用序号ABCD表示） （2）其中R=_ （用序号ABCD表示）A. B C D三、解答题（3小题，共26分）16（8分）已知地球半径为，地球表面重力加速度为，（不考虑地球自转的影响）（）推导第一宇宙速度的表达式（）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为，求卫星的运行周期17（10分）如图所示，在倾角的足够长的固定斜面上，有一质量的物体其与斜面间动摩擦因数，物体受到平行于斜面向上的拉力作用，从静止开既定运动已知，g取，求：（1）物体在接力F作用下沿斜面向上运动的加速度大小（2）在物体的速度由0增加到的过程中，拉力F对物体所做的功18（8分）如图所示，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。求两星球做圆周运动的周期。参考答案1C【解析】A公式中为引力常数，由卡文迪许通过实验测得故A错误；B公式中从数学角度讲：当趋近于零时其值是趋于无穷大，然而这是物理公式，所以不可能为零万有引力公式只适合于两个可以看做质点的物体，即物体的自身半径相对两者的间距可以忽略时适用而当距离无穷小时，万有引力公式不再适用故B错误；C、D 、之间的万有引力总是大小相等方向相反，是一对相互作用力不是一对平衡力故C正确、D错误故选：C2B【解析】k只与中心天体有关，与环绕的天体毫无关系，B对；3B【解析】试题分析：开普勒三定律: 1开普勒第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆太阳处在所有椭圆的一个焦点上 2开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等 3开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等，即.A、由开普勒第一定律可知；错误B、由开普勒第二定律可知行星与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等，离太阳越近，弧长越长，时间相同，速率越大；正确C、开普勒发现了行星的运行规律在前，在牛顿发现万有引力定律在后；错误D、开普勒是在前人研究的基础上，根据自己的观测和研究总结出的开普勒三定律；错误故选B考点：开普勒三定律点评：容易题。研究天体运行时太阳系中的行星及卫星运动的椭圆轨道的两个焦点相距很近因此行星的椭圆轨道都很接近圆在要求不太高时，通常可以认为行星以太阳为圆心做匀速圆周运动这样做使处理问题的方法大为简化，而得到的结果与行星的实际运行情况相差并不很大在太阳系中比例系数k是一个与行星无关的常量，但不是恒量，在不同的星系中，k值不相同，k值与中心天体有关4B【解析】A. 地球同步卫星的周期c必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=2r知，c的向心加速度大。由牛顿第二定律得： ，解得： ，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；B.由牛顿第二定律得： ,解得： ，卫星的轨道半径越大，速度越小，所以b的速度最大，在相同时间内转过的弧长最长。故B正确； C. 由开普勒第三定律知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，d的运行周期应大于24h，不可能是20h，故C错误； D. 把a直接发射到b运行的轨道上，其发射速度等于第一宇宙速度，故D错误；故选：B点睛：地球同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，根据a=2r比较a与c的向心加速度大小，再比较c的向心加速度与g的大小根据万有引力提供向心力，列出等式得出角速度与半径的关系，分析弧长关系根据开普勒第三定律判断d与c的周期关系5D【解析】地球表面处的重力加速度和在离地心高4R处的加速度均由地球对物体的万有引力产生，所以有F=mg,所以思路分析：根据公式F=mg,分析解题试题点评：本题考查万有引力定律的简单应用6B【解析】A项：火星发射器速度到达第三守宙速度时将脱离太阳的引力，故A错误；B项：根据公式，所以，故B正确；C项：根据公式可知， ，所以，所以探测器在火星表面上的重力是在地球表面上重力的，故C错误；D项：根据第一宇宙速度为可知， ，故D错误。点晴：解决本题关键知道解决天体问题的两个中心思想：1、万有引力提供向心力，2、忽略星球自转，星球表面物体的重力等万有引力。7D【解析】当压力为零时， ，又，联立解得，所以ABC错误；D正确。视频8C【解析】试题分析：A、功的正负表示物体对外做功还是克服外力做功，不代表方向，功是标量；错误B、如果力的方向和运动方向垂直，即使位移不为零力对物体也不做功；错误C、功等于力和物体在力的方向上的位移的乘积；正确D、力对物体做功少，说明力小或物体在力的方向上的位移小；错误故选C考点：功的计算点评：一个力所做功的多少，仅与力F、位移L和力F与位移L夹角的余弦cos三者有关。9C【解析】上升过程空气阻力对小球做功W1=-Fh；下落过程：空气阻力对小球做功W2=-Fh；则从抛出到落回到抛出点的过程中，空气阻力对小球做的功为W=W1+W2=-2Fh，故选C.点睛：对功的公式W=FLcos要加深理解，不同的力做功L的含义不同，对于滑动摩擦力、空气阻力做功L是路程，不是位移10BC【解析】双星靠相互间的万有引力提供向心力，周期相等，角速度相等，所以周期比，故A错误；根据， ，联立解得，由它们的间距在缓慢减小，则有甲乙两中子星的运行周期在减小，故C正确；由可知，由它们的间距在缓慢减小，甲、乙两中子星的向心加速度大小增大，故D错误；可知，则半径，根据v=r得，故B正确；故选BC。【点睛】解决问题时要把握好问题的切入点如双星问题中两卫星的向心力相同，角速度相等。11BD【解析】试题分析：第一宇宙速度又称为环绕速度，是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度，第二宇宙速度，这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，第三宇宙速度，这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度第一宇宙速度，这是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度7.9km/s，若7.9 km/sv11.2 km/s，物体绕地球运行最大环绕速度；第二宇宙速度，这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度11.2km/s，若11.2km/sv16.7 km/s，物体绕太阳运行（脱离速度）；第三宇宙速度，这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度16.7km/s，若v16.7 km/s，物体将脱离太阳系在宇宙空间运行（逃逸速度）根据公式，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度小于或等于v1，故A错误；第二宇宙速度是使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的小行星的最小发射速度，故B正确；美国发射的“凤凰”号火星探测卫星，其发射速度大于第二宇宙速度，故C错误；第一宇宙速度7.9km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，也是最小发射速度，故D正确12BD【解析】A、根据题意三者质量相等，轨道半径，物体1与人造卫星2比较，赤道上物体受到万有引力，万有引力的分力提供向心力和重力，而近地卫星只受万有引力，万有引力完全提供向心力，故，故A错误；B、物体1和卫星3周期相等，则角速度相等，即，而加速度，则，卫星2和卫星3都靠万有引力提供向心力，则，即，故B正确；C、物体1和卫星3周期相等，则角速度相等，即，根据，则，卫星2和卫星3都靠万有引力提供向心力，根据，解得，知轨道半径越大，线速度越小，则，故C错误；D、物体1和卫星3周期相等，则角速度相等，即，卫星2和卫星3都靠万有引力提供向心力，所以，故D正确；点睛：题中涉及三个物体：地球赤道上有一随地球的自转而做圆周运动物体1、绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星2、地球同步卫星3；物体1与人造卫星2转动半径相同，物体1与同步卫星3转动周期相同，人造卫星2与同步卫星3同是卫星，都是万有引力提供向心力；分三种类型进行比较分析即可。13 1;1; ;【解析】由题可知，甲乙都在同一球体上，故 ，所以角速度之比为依据几何关系 依据公式故故本题答案是：(1). 1;1; (2). ;14 10 1.5 2.5【解析】在竖直方向上有： ，其中， ，解得： ；水平方向： ，其中，t=T=0.1s，故小球经过B点时竖直方向速度为，则B点的速度.【点睛】正确应用平抛运动规律：水平方向匀速直线运动，竖直方向自由落体运动，解答本题的突破口是利用在竖直方向上连续相等时间内的位移差等于常数解出背景格的边长，然后进一步根据匀变速直线运动的规律、推论求解15 D； A【解析】（1）对于在轨道上的飞船，万有引力等于向心力解得R=M= 把R的值代入得 因而需要用计时表测量周期T，用弹簧秤测量物体的重力F已知质量为m的物体一个,不需要天平；故选D.（2）其中，故选A.16（）（）【解析】试题分析：（1）根据题给条件由万有引力公式可得:则： （2） 由公式可得:考点：万有引力提供向心力点评：本题考查了万有引力提供向心力的常见公式的推导和理解。视频17（1）,（2）.【解析】试题分析：（1）物体向上运动的过程中，受到重力、拉力、斜面的支持力和摩擦力，将重力分解，根据牛顿第二定律求解加速度；（2）根据公式求出位移，再求解拉力F对物体所做的功.（1）根据牛顿第二定律得：沿斜面方向：垂直斜面方向：又则有：解得：（2）在物体的速度由0增加到的过程中，物体通过的位移为此过程拉力F对物体所做的功18【解析】设两个星球A和B做匀速圆周运动的轨道半径分别为r和R，相互作用的引力大小为F，运行周期为T。根据万有引力定律有由匀速圆周运动的规律得 由题意得LRr联立式得