【物理】河北省邯郸市大名中学2019-2020学年高一（清北班）下学期6月第三周周测试题（解析版） 17页

河北省邯郸市大名中学2019-2020学年高一（清北班）下学期 ‎6月第三周周测物理试题 一、单选题 ‎1．如图所示，有两条位于同一竖直平面内的水平轨道，轨道上有两个物体A和B，它们通过一根绕过定滑轮O的不可伸长的轻绳相连接，物体A以速率vA＝10m/s匀速运动，在绳与轨道成30°角时，物体B的速度大小vB为（ ）‎ A． B．20 m/s C． D．5 m/s ‎2．如图所示，小船在静水中的速度是v0，现小船要渡过一条河流，渡河时小船向对岸垂直划行，已知河中心附近流速增大，由于河水流速的变化，渡河时间将 A．增大 B．减小 C．不变 D．不能确定 ‎3．如图所示，ACB是一个半径为R的半圆柱面的横截面，直径AB水平，C为截面上的最低点，AC间有一斜面，从A点以大小不同的初速度v1、v2沿AB方向水平抛出两个小球，a和b，分别落在斜面AC和圆弧面CB上，不计空气阻力，下列判断正确的是（ ）‎ A．初速度v1可能大于v2‎ B．a球的飞行时间可能比b球长 C．若v2大小合适，可使b球垂直撞击到圆弧面CB上 D．a球接触斜面前的瞬间，速度与水平方向的夹角为45°‎ ‎4．如图，当汽车通过拱桥顶点的速度为10m/s时，车对桥顶的压力为车重的，如果要使汽车在桥面行驶至桥顶时，恰好不受桥面支持力作用，则汽车通过桥顶的速度应为（ ）‎ A．15m/s B．20 m/s C．25m/s D．30 m/s ‎5．如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2．则（ ）‎ A． B． C． D．‎ ‎6．宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至因为万有引力的作用而吸引到一起.如图所示，某双星系统中A、B两颗天体绕0点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比rA：rB=l：2，则两颗天体的( )‎ A．质量之比mA：mB=2：1 B．角速度之比的ωA：ωB=1：2‎ C．线速度大小之比vA：vB=2：1 D．向心力大小之比FA：FB=2：1‎ ‎7．发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（　　）‎ A．开普勒、卡文迪许 B．牛顿、伽利略 C．牛顿、卡文迪许 D．开普勒、伽利略 ‎8．关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是(　　)‎ A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处 C．离太阳越近的行星的运动周期越长 D．所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等 ‎9．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为，已知引力常量为G,则这颗行星的质量为 A． B． C． D．‎ ‎10．已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为v1、向心加速度大小为a1，近地卫星线速度大小为v2、向心加速度大小为a2，地球同步卫星线速度大小为v3、向心加速度大小为a3．设近地卫星距地面高度不计，同步卫星距地面高度约为地球半径的6倍．则以下结论正确的是(　　)‎ A．＝ B．＝ C． D．‎ 二、多选题 ‎11．一个内壁光滑的圆锥形筒的轴线垂直水平面，圆锥筒固定，有质量相等的小球A和B沿着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动，如图所示，则（　　）‎ A．球A的角速度等于球B的角速度 B．球A的线速度大于球B的线速度 C．球A的运动周期小于球B的运动周期 D．球A与球B对筒壁的压力相等 ‎12．如图所示，质量为m的物块，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定放置，开口向上，滑到最低点时速度大小为v.若物体与球壳之间的动摩擦因数为μ，则物体在最低点时，下列说法正确的是(　　)‎ A．受到的向心力为mg＋m B．受到的摩擦力为μm C．受到的摩擦力为μ(mg＋m) D．受到的合力方向斜向左上方 ‎13．如图所示，A是地球的同步卫星，B是位于赤道平面内的近地卫星，C为地面赤道上的物体，已知地球半径为R，同步卫星离地面的高度为h，则（　　）‎ A．A、B加速度的大小之比为（）2‎ B．A、C加速度的大小之比为1+‎ C．A、B、C速度的大小关系为vA＞vB＞vC D．要将B卫星转移到A卫星的轨道上运行至少需要对B卫星进行两次加速 ‎14．通过观测冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量．假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量．这两个物理量可以是 A．卫星的速度和角速度 B．卫星的质量和轨道半径 C．卫星的质量和角速度 D．卫星的运行周期和轨道半径 ‎15．发射地球同步卫星要经过三个阶段:先将卫星发射至近地圆轨道1,然后使其沿椭圆轨道2运行，最后将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示．当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是( )‎ A．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度 B．卫星在轨道1上经过Q点时的速度等于它在轨道2上经过Q点时的速度大小 C．卫星在轨道3上受到的引力小于它在轨道1上受到的引力 D．卫星由2轨道变轨到3轨道在P点要加速 ‎16．2014年11月1日早上6时42分，被誉为“嫦娥5号”的“探路尖兵”再人返回飞行试验返回器在内蒙古四于王旗预定区域顺利着陆，标志着我国已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速再人返回关键技术，为“嫦娥5号”‎ 任务顺利实施和探月工程持续推进奠定了坚实基础．已知人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于航天器的绕行周期），航天器运动的弧长为s，航天器与月球的中心连线扫过角度为θ引力常量为G，则（ ）‎ A．航天器的环绕周期为 B．航天器的轨道半径为 C．月球的质量为 D．月球的密度为 三、解答 ‎17．开普勒第三定律指出：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等．该定律对一切具有中心天体的引力系统都成立．如图，嫦娥三号探月卫星在半径为r的圆形轨道Ⅰ上绕月球运行，周期为T．月球的半径为R，引力常量为G．某时刻嫦娥三号卫星在A点变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在月球表面的B点着陆．A、O、B三点在一条直线上．求：‎ ‎（1）月球的密度；‎ ‎（2）在轨道Ⅱ上运行的时间．‎ ‎18．天文观测中发现宇宙中存在着“双星”，所谓双星，是两颗质量相近，分别为m1和m2的恒星，它们的距离为r，而r远远小于它们跟其它天体之间的距离，这样的双星将绕着它们的连线上的某点O作匀速圆周运动．求：‎ ‎（1）这两颗星到O点的距离r1、r2各是多大 ‎（2）双星的周期．‎ ‎19．如图所示，小球A质量为m，固定在长为L的轻细直杆一端，并随杆一起绕杆的另一端O点在竖直平面内做圆周运动，已知重度速度为g．‎ 若小球经过最低点时速度为，求此时杆对球的作用力大小；‎ 若小球经过最高点时，杆对球的作用力大小等于，求小球经过最高点时的速度大小．‎ ‎20．如图所示，竖直平面内的圆弧形光滑轨道半径为R，A端与圆心O等高，AD为与水平方向成45°角的斜面，B端在O的正上方，一个质量为m的小球在A点正上方某处由静止开始释放，自由下落至A点后进入圆形轨道并能沿圆形轨到达B点，且到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为mg。求：‎ ‎(1)小球到B点时的速度大小？‎ ‎(2)小球从B点运动到C点所用的时间？‎ ‎(3)小球落到斜面上C点时的速度大小？‎ ‎【参考答案】‎ ‎1．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 将B点的速度分解如图所示：‎ 则有：，，解得：；故A，B，D错误；C正确；故选C.‎ ‎2．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 合运动与分运动具有等时性，水流不影响垂直河岸方向上的分运动，在垂直河岸方向上，速度不变，位移不变，则渡河时间不变．故C正确，ABD错误．‎ 故选C．‎ ‎3．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、两个小球都做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，由x=v0t得知t相同时，水平位移越大，对应的初速度越大，则知初速度v1一定小于v2．故A错误.‎ B、竖直方向上做自由落体运动，由，得，若a球下落的高度大于b球的高度，则a球的飞行时间比b球长;故B正确.‎ C、根据平抛运动的推论：平抛运动瞬时速度的反向延长线交水平位移的中点，作出b球垂直撞击到圆弧面CB上速度的反向延长线，与AB的交点一定在O点的左侧，速度的反向延长线不可能通过O点，所以b球不可能与CB面垂直，即b球不可能垂直撞击到圆弧面CB上，故C错误.‎ D、由几何知识得知AC面的倾角为45°，运用与C项同样的分析方法：作出a球接触斜面前的瞬间速度反向延长线，可知此瞬时速度与水平方向的夹角大于45°．故D错误.‎ 故选B.‎ ‎4．B ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 根据牛顿第二定律得 即 解得 当支持力为零，有 解得 故B正确，ACD错误。‎ 故选B。‎ ‎5．A ‎【解析】‎ 根据万有引力提供向心力，解得，a、b到地心O的距离分别为，所以，A正确．‎ ‎6．A ‎【解析】‎ 双星都绕O点做匀速圆周运动，由两者之间的万有引力提供向心力，角速度相等，设为．根据牛顿第二定律，对A星有：，对B星有： ，联立解得：，根据双星的条件有：角速度之比，由得：线速度大小之比，向心力大小之比，故A正确，BCD错误．故选A．‎ ‎【点睛】双星都做匀速圆周运动，由双星之间的万有引力提供向心力，它们共同的角速度．据牛顿第二定律列式求解两星体绕共同圆心做匀速圆周运动的质量之比，由求解线速度之比．‎ ‎7．C ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 发现万有引力定律的科学家是牛顿，他提出了万有引力定律；首次比较精确地测出引力常量的科学家是卡文迪许，牛顿得到万有引力定律之后并没有测得引力常量，引力常量是由卡文迪许用扭秤实验测得的；故C正确，ABD错误。‎ 故选C。‎ ‎8．D ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．所有行星都沿着不同的椭圆轨道绕太阳运动，选项A错误；‎ B．行星绕太阳运动时太阳位于行星椭圆轨道的焦点处，选项B错误；‎ C．根据开普勒第三定律可知，离太阳越近的行星的运动周期越短，选项C错误；‎ D．根据开普勒第三定律可知，所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，选项D正确．‎ ‎9．B ‎【解析】‎ 根据G=mg，所以 ，根据万有引力提供向心力得： 解得： ，故选B.‎ 点睛：本题是卫星类型的问题，常常建立这样的模型：环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，由中心天体的万有引力提供向心力．重力加速度g是联系星球表面宏观物体运动和天体运动的桥梁．‎ ‎10．C ‎【解析】‎ AB、近地卫星与地球同步卫星都是卫星，都绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力：，得，则速度比v2∶v3＝ ∶1，故A、B错误；‎ CD、地球赤道上的物体与地球同步卫星是相对静止的，有相同的角速度和周期，同步卫星距地心距离约为地球半径的7倍，由公式a＝ω2r知，则C正确，D错误；‎ 故选：C．‎ ‎11．BD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ 物体受力如图：将FN沿水平和竖直方向分解得：‎ FNcosθ=ma…①，FNsinθ=mg…②‎ 两球质量相等，则两球对筒壁的压力相等，向心力相等 小球A和B紧贴着内壁分别在水平面内做匀速圆周运动． 由于A和B的质量相同，根据力的合成可知，小球A和B在两处的合力相同，即它们做圆周运动时的向心力是相同的．‎ 由公式，由于球A运动的半径大于B球的半径，F和m相同时，半径大的角速度小，球A的角速度小于球B的角速度，故A错误．‎ 由向心力的计算公式，由于球A运动的半径大于B球的半径，F和m相同时，半径大的线速度大，球A的线速度大于球B的线速度，故B正确；‎ 由周期公式，所以球A的运动周期大于球B的运动周期，故C错误．‎ 球A对筒壁的压力等于球B对筒壁的压力，所以D正确．‎ ‎【点睛】‎ 对物体受力分析是解题的关键，通过对AB的受力分析可以找到AB的内在的关系，它们的质量相同，向心力的大小也相同，本题能很好的考查学生分析问题的能力，是道好题．‎ ‎12．CD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A、向心力的大小，故A错误．B、C、根据牛顿第二定律得，则．所以滑动摩擦力，故B错误，C正确．D、由于重力支持力的合力方向竖直向上，滑动摩擦力方向水平向左，则物体合力的方向斜向左上方．故D正确．故选CD．‎ ‎13．BD ‎【解析】‎ A、a、b两卫星绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力，则 得，则得a、b加速度的大小之比为，故A错误； B、a、c的角速度都与地球自转的角速度相等，由，得：a、c加速度的大小之比 ‎，故B正确； C、对于a、b，，得，可知a、b速度大小关系为， 对于a、c，由，相等，可知，故C错误； D、要将b卫星转移到a卫星的轨道上，先在近地轨道加速做离心运动，进入椭圆轨道，使椭圆轨道的远地点在同步轨道上，当卫星运动到远地点时，再加速做离心运动进入同步轨道，故将b卫星转移到a卫星的轨道上运行至少需要对b卫星至少需要对b卫星进行两次加速，故D正确。‎ ‎14．AD ‎【解析】‎ 试题分析：卫星围绕冥王星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，已知卫星的速度和角速度，则轨道半径，根据即可求解冥王星质量M，故A正确；根据可知，卫星的质量可以约去，只知道半径不能求出冥王星质量，故B错误；根据可知，卫星的质量可以约去，只知道角速度不能求出冥王星质量，故C错误；根据可知，知道卫星的运行周期和轨道半径可求解冥王星质量M，故D正确；故选AD．‎ ‎15．ACD ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A.根据万有引力提供向心力 ‎,‎ 得 ‎,‎ 所以卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度.故 A正确的;‎ B.卫星从轨道1上经过Q点时加速做离心运动才能进入轨道2,故卫星在轨道1上经过Q点时的速度小于它在轨道2上经过Q点时的速度,故B错误; C、根据引力定律 ‎,‎ 可以知道,距离越大的,同一卫星受到的引力越小,因此在轨道3上受到的引力小于它在轨道1上受到的引力,故C正确 D、由2轨道变轨到3轨道,必须加速,才能做匀速圆周运动,否则仍做近心运动,，故D正确；‎ ‎16．AC ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ A．经过时间t，航天器与月球的中心连线扫过角度为θ则 得 故A正确；‎ B．根据几何关系得 故B错误；‎ C．由万有引力充当向心力而做圆周运动，所以 所以 故C正确；‎ D．人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动，月球的半径等于r，则月球的体积 月球的密度 联立可得 故D错误。‎ 故选AC。‎ ‎17．(1) (2)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)设月球的质量为M，卫星的质量为m，对卫星受力分析可得 月球的密度 联立解得：‎ ‎(2)椭圆轨道的半长轴 设椭圆轨道上运行周期为T1，由开普勒第三定律得 卫星在轨道Ⅱ上运行的时间 联立解得： ．‎ ‎18．（1） （4）‎ ‎【解析】‎ ‎（1）如图，‎ 设双星中质量为m1的天体轨道半径为r1，质量为m2的天体轨道半径为r2，据万有引力定律和牛顿第二定律，得----①‎ ‎----② r1+r2=r----③ 由①②③联立解得：，‎ ‎（2）再由得运行的周期 ‎19．（1）；（2） ，‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎（1）在最低点时有：‎ 可得：‎ ‎（2）在最高点，若杆的作用力向下，有：‎ 可得：‎ 若杆的作用力向上，有：‎ 可得：‎ ‎20．(1)；(2)；(3)‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】‎ ‎(1)到达B处时小球对圆弧轨道顶端的压力大小为 在B点由重力和轨道的支持力提供向心力，则有 解得 ‎(2)小球离开B点后做平抛运动，小球落到C点时，根据平抛运动规律得 解得 ‎(3)小球落在斜面上C点时竖直分速度为 小球落到C点得速度大小