1、百强校河北定州中学：新高二物理周练试题（二）第I卷（选择题）一 选择题（共44分，本大题共11小题，每小题4分，在每小题给出的四个选项中，第1至7题只有一项符合题目要求，第8至11题有多项符合题目要求. 全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）12014年12月31日，搭载“风云二号”08星的运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射。发射过程中“风云二号”08星的某一运行轨道为椭圆轨道，周期为T0，如图所示。则A“风云二号”08星的发射速度小于第一宇宙速度B“风云二号”08星在ABC的过程中，速率逐渐变大C“风云二号”08星在AB过程所用的时间小于D“风云二号”08星在BCD的过程中，
2、万有引力对它先做正功后做负功22016年1月5日上午，国防科工局正式发布国际天文学联合会批准的嫦娥三号探测器着陆点周边区域命名为“广寒宫”，附近三个撞击坑分别命名为“紫微”、“天市”、“太微” 。此次成功命名，是以中国元素命名的月球地理实体达到22个。已知“嫦娥三号”曾经在距离月球表面高度为处绕月球做匀速圆周运动。月球半径为，月球表面的重力加速度为，则“嫦娥三号”在距离月球表面高处环绕月球运行的周期为A BC D3两颗互不影响的行星 P1 、 P2，各有一颗卫星S1、S2绕其做匀速圆周运动。将每颗卫星到行星中心距离r改变后，卫星做匀速圆周运动的加速度 a也随之改变， a 与 关系如图所示，图线
3、1、2分别表示S1绕P1运动、S2绕P2运动的情况，则（ ）1/r2aO12AS1的质量比 S2的大BS1的质量比 S2的小CP1的质量比 P2的大DP1的质量比 P2的小4物理学史上是哪位科学家、由于哪项贡献而人们称为“能称出地球质量的人”A阿基米德，发现了杠杆原理B牛顿，发现了万有引力定律C伽利略，测出了重力加速度的值D卡文迪许，测出了万有引力常量5科学家预测银河系中所有行星的数量大概在2万亿-3万亿之间。日前在银河系发现一颗类地行星，半径是地球半径的两倍，质量是地球质量的三倍。卫星a、b分别绕地球、类地行星做匀速圆周运动，它们距中心天体表面的高度均等于地球的半径。则卫星a、b的A线速度之
4、比为1：B角速度之比为3：C周期之比为：D加速度之比为4：362016年2月18日，中国探月工程领导小组宣布：“嫦娥五号”探测器正式转入正样研制阶段，预计于2017年前后完成研制并择机发射。嫦娥五号”登月后将再次从月球起飞，并以“跳跃式返回技术”成功返回地面,完成探月工程的重大跨越带回月球样品。“跳跃式返回技术”是指航天器在关闭发动机后 进入大气层，依靠大气升力再次冲出大气层，降低速度后再进入大气层。如图所示，虚线为大气层的边界。已知地球半径为R,d点距地心距离为r，地球表面重力加速度为g。 则下列说法正确的是A“嫦娥五号”在b点处于完全失重状态B“嫦娥五号”在d点的加速度大小等于C“嫦娥五号
5、”在c点和e点的速率相等D“嫦娥五号”在返回全程机械能守恒7宇宙中有两颗相距无限远的恒星、，半径均为 。右图分别是两颗恒星周围行星的公转周期与公转半径的图像，则A恒星的质量大于恒星的质量B恒星的密度小于恒星的密度C恒星的第一宇宙速度大于恒星的第一宇宙速度D距两恒星表面高度相同的行星，的行星向心加速度较大8水星或金星运行到地球和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星凌日”。已知地球的公转周期为365天，若将水星、金星和地球的公转轨道视为同一平面内的圆轨道，理论计算得到水星相邻两次凌日的时间间隔为116天，金星相邻两次凌日的时间间隔为584天，则下列判断合理的是A地球的公转周期大
6、约是水星的2倍B地球的公转周期大约是金星的1.6倍C金星的轨道半径大约是水星的3倍D实际上水星、金星和地球的公转轨道平面存在一定的夹角，所以水星或金星相邻两次凌日的实际时间间隔均大于题干所给数据9冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为71，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，由此可知，冥王星绕O点运动的（ ）A轨道半径约为卡戎的 B角速度大小约为卡戎的C线速度大小约为卡戎的倍 D向心力大小约为卡戎的7倍10如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星则以下判断正确的是A卫星B的速度大小等于地球的第一宇
7、宙速度BA、B的线速度大小关系为vAvBC周期大小关系为TA=TCTBD若卫星B要靠近C所在轨道，需要先加速112013年12月2日，牵动亿万中国心的“嫦娥三号”探测器顺利发射，“嫦娥三号”要求一次性进入近地点210千米、远地点约368万千米的地月转移轨道，如图所示，经过一系列的轨道修正后，在P点实施一次近月制动进入环月圆形轨道I,再经过系列调控使之进入准备“落月”的椭圆轨道“嫦娥三号”在地月转移轨道上被月球引力捕获后逐渐向月球靠近，绕月运行时只考虑月球引力作用下列关于“嫦娥三号”的说法正确的是A沿轨道I运行的速度小于月球的第一宇宙速度B沿轨道I运行至P点的速度等于沿轨道运行至P点的速度C沿轨
8、道I运行至P点的加速度等于沿轨道运行至P点的加速度D在地月转移轨道上靠近月球的过程中月球引力做正功第II卷（非选择题）二、计算题：共6题 共66分12双星系统中两个星球A、B的质量都是m，A、B相距L，它们正围绕两者连线上的某一点做匀速圆周运动实际观测该系统的周期要小于按照力学理论计算出的周期理论值，且=k （kl），于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的星球C的影响，并认为C位于双星A、B的连线正中间，相对A、B静止，求：（1）两个星球A、B组成的双星系统周期理论值T0； （2）星球C的质量13宇航员在某星球表面让一个小球以的速度做竖直上抛运动，经过时间t小球落回到抛出点，万有引力常量为G，
9、若忽略星球自传。（1）求该星球表面附近的重力加速度g；（2）已知该星球的半径为R，求该星球的密度。14我国发射了第一颗月球卫星“嫦娥一号”同学们也对月球有了更多的关注（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径；（2）若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回抛出点已知月球半径为r，万有引力常量为G，试求出月球的质量M月15我国探月工程实施“绕”、“落”、“会”发展战略。“绕”即环绕月球进行月表探测，2007年10月24日成功发射“嫦娥一号
10、”探测器完成绕月探测；“落”是着月探测，2013年12月2日成功发射“嫦娥三号”并于2013年12月14日成功实施软着陆，释放月球车，传回图象；“回”是在月球表面着陆，并采样返回，计划于2017年前后实施假设若干年后中国人乘宇宙飞船探索月球并完成如下实验：当质量为的飞船（含登月舱）沿贴近月球表面的圆形轨道环绕时，测得环绕一周经过的时间为T；当质量为的登月舱在月球表面着陆后，科研人员在距月球地面高处以速度水平抛出一个质量为的小球，测得小球落地点与抛出点的水平距离为L，万有引力常量G，试根据以上信息，求：（1）月球表面重力加速度的大小；（2）月球的质量M。16一宇航员在半径为R、密度均匀的某星球表
11、面，做如下实验，用不可伸长的长为l轻绳栓一质量为m的小球，上端固定在O点，如图所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点恰好能在竖直面内做圆周运动,已知最高点速度为v0。引力常量为G，忽略各种阻力，求：（1）该行星的平均密度.（2）该行星的第一宇宙速度v.17如图，A是地球的同步卫星另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转角速度为0，地球质量为M，O为地球中心(1) 开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即 k是一个对所有行星都相同的常量。开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力
12、系统（如地月系统）都成立请你推导出地月系中该常量k的表达式。已知引力常量为G。(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们还能相距最近？参考答案1C【解析】试题分析：绕地球运行的卫星，其发射速度都大于第一宇宙速度，故A错误；根据开普勒第二定律，卫星在ABC的过程中，卫星与地球的距离增大，速率逐渐变小，故B错误；卫星在AC的过程中所用的时间是0.5T0，由于卫星在ABC的过程中，速率逐渐变小，AB与BC的路程相等，所以卫星在AB过程所用的时间小于T0/4，故C正确；卫星在BCD的过程中，万有引力方向先与速度方向成钝角，过
13、了C点后与速度方向成锐角，所以万有引力对它先做负功后做正功，故D错误故选C考点：开普勒第二定律；功【名师点睛】本题关键是记住开普勒定律，理解第一宇宙速度是近地卫星的速度，是在地面附近发射卫星的最小发射速度，会结合动能定理分析功的正负，基础题目。2C【解析】试题分析：“嫦娥三号”做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有：由G=m(R+h)和G=mg0，解得T=，C正确。考点：万有引力定律及其应用【名师点睛】解决天体(卫星)运动问题的基本思路：(1)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即G=m=mr2=mr；(2)在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即G=mg(g表示天体表面的
14、重力加速度)3C【解析】试题分析：卫星绕行星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有：，解得，可知图线的斜率表示GM，M表示行星的质量，由于图线1的斜率大于图线2的斜率，则P1的质量比P2的大由于环绕天体的质量，即卫星的质量被约去，无法比较大小，故C正确，ABD错误故选C。考点：万有引力定律的应用4D【解析】试题分析：物理学史上科学家卡文迪许，由于测出了万有引力常量而人们称为“能称出地球质量的人”，故选D考点：物理学史【名师点睛】本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一，尤其是课本上涉及到的物理学家的名字及其伟大贡献更应该清楚掌握.5B
15、【解析】试题分析：设地球的半径为R，质量为M，则类地行星的半径为2R，质量为3M，卫星a的运动半径为，卫星b的运动半径为，万有引力充当向心力，根据公式可得，故线速度之比为1：，A错误；根据公式可得，故角速度之比为3：，B正确；根据公式可得周期之比为：3，C错误；根据公式可得，故加速度之比为3:4，D错误；考点：考查了万有引力定律的应用【名师点睛】在万有引力这一块，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量一是非常大的，所以需要细心计算6C【解析】试题分析：“嫦娥五号“沿abc轨迹做曲线运
16、动，曲线运动的合力指向曲线弯曲的内侧，所以在b点合力向上，即加速度向上，因此“嫦娥五号“在b点处于超重状态，故A错误在d点，“嫦娥五号”的加速度，又GM=gR2，所以a=，故B错误从c点到e点，没有空气阻力，机械能守恒，则c点速率和e点速率相等，故C正确；“嫦娥五号”在返回全程中要经过大气层，故要克服大气的阻力做功，机械能不守恒，选项D错误；故选C考点：万有引力定律的应用【名师点睛】此题考查了万有引力定律的应用问题；解决本题的关键知道卫星在大气层中受到空气阻力作用，在大气层以外不受空气阻力，结合动能定理、机械能守恒进行求解。7B【解析】试题分析：两颗恒星周围的行星绕恒星做匀速圆周运动，万有引力
17、提供向心力， 变形得。故图像的斜率越大，质量越小。故恒星的质量小于恒星的质量。故A错。因为两颗恒星的半径相等，所以体积相等，故恒星的密度小于恒星的密度，故B对。由 变形后第一宇宙速度 ，即质量越大，第一宇宙速度越大。故恒星的第一宇宙速度小于恒星的第一宇宙速度，故C错。行星向心加速度 ，行星距两恒星表面高度相同，故质量越大，加速度越大。故D错。故选B。考点：万有引力定律、天体质量的求法等。【名师点睛】解决本题的关键是读懂图像。由万有引力定律提供向心力变形后得到 与的关系图像的斜率代表 ，故由图像斜率得出质量的大小关系，从而求出密度和第一宇宙速度和行星做匀速圆周运动的加速度。8 BD【解析】试题分
18、析：水星相邻两次凌日的时间间隔为t=116天，设水星的周期为T1，地球的周期为T2，则有：，代入数据解得T188天，可知地球公转周期大约是水星的4倍，故A错误；金星相邻两次凌日的时间间隔为584天，设金星的周期为T3，则有：，代入数据解得T3227天，可知地球的公转周期大约是金星的1.6倍，故B正确；根据，得，因为金星的公转周期大约是水星的0.4倍，则金星的轨道半径大约是水星的0.5倍，故C错误；由所给资料，若运行轨道平面不存在夹角，那么行星凌日间隔时间会与理论时间一致，而实际与理论不同，故运行轨道平面必然存在夹角，故D正确。考点：万有引力定律及其应用【名师点睛】本题主要考查了万有引力定律及其
19、应用。解决本题的关键知道“行星凌日”时，行星、地球和太阳在同一直线上，相邻两次“行星凌日”时间内，行星比较地球多走一圈解决本题的基本思路是根据万有引力提供向心力得出轨道半径和周期的关系。9AC【解析】试题分析：冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统所以冥王星和卡戎周期是相等的，角速度也是相等的。它们之间的万有引力提供各自的向心力得：，质量比约为7：1，所以冥王星绕O点运动的轨道半径约为卡戎的 ，故A正确；冥王星和卡戎周期是相等的，角速度也是相等的，故B错误；根据线速度得冥王星线速度大小约为卡戎的 ，故C正确；它们之间的万有引力提供各自的向心力，冥王星和卡戎向心力大小相等，故D错误。本题选A
20、C。考点： 万有引力定律的综合应用。【名师点睛】本题考察双星问题，冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统所以冥王星和卡戎周期是相等的，角速度也是相等的。这是解决问题的关键，再根据万有引力提供向心力，结合圆周运动的知识，即可求解本题。10CD【解析】试题分析：位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，地球的第一宇宙速度是近表面卫星运行速度根据万有引力等于向心力，所以卫星B的速度大小小于地球的第一宇宙速度，故A错误；，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上；C是地球同步卫星，所以vBvC，对于放在赤道上的物体A和同步卫星C有相同的周期和角速度，根据v=r，所以vCvA，所以vBvA，故B错误；对于
21、放在赤道上的物体A和同步卫星C有相同的周期和角速度，所以，TA=TC；根据万有引力等于向心力得；B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上；C是地球同步卫星，所以TCTB，所以周期大小关系为TA=TCTB，故C正确；若卫星B要靠近C所在轨道，需要先加速，做离心运动，故D正确；故选CD。考点：万有引力定律的应用；同步卫星【名师点睛】题抓住同步卫星为参考量，同步卫星与地球自转同步，可以比较AC的参量关系，再根据万有引力提供圆周运动向心力比较BC参量关系，掌握相关规律是解决问题的关键。11ACD【解析】试题分析：第一宇宙速度是最大的环绕速度，故沿轨道I运行的速度小于月球的第一宇宙速度，故A正确；从轨道I
22、进入轨道II嫦娥三号需要要点火减速，故沿轨道I运行至P点的速度小于沿轨道II运行至P点的速度，故B错误；在P点嫦娥三号产生的加速度都是由万有引力产生的，因为同在P点万有引力大小相等，故不管在哪个轨道上运动，在P点时万有引力产生的加速度大小相等，故C正确；在地月转移轨道上靠近月球的过程中月球引力做正功，故D正确故选ACD。考点：万有引力定律的应用【名师点睛】此题考查万有引力定律的应用问题；理解宇宙速度的物理意义和卫星变轨原理是解决本题的关键，应用“越远越慢”这一规律可以方便解决此类问题。12（1）（2）【解析】试题分析：（1）两星的角速度相同，根据万有引力充当向心力知：可得：r1=r2两星绕连线
23、的中点转动，则有：解得所以（2）由于C的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则解式得：M=考点：万有引力定律的应用；双星问题【名师点睛】本题是双星问题，要抓住双星系统的条件：角速度与周期相同，再由万有引力充当向心力进行列式计算即可。13（1）（2）【解析】试题分析：（1）小球竖直上抛后做匀变速直线运动，取竖直向上为正方向，根据运动学规律有：-v0-v0=gt；解得：（2）设某星球的质量为M，忽略星体和地球的自转，表面的物体受到的万有引力等于重力，有：解得：该星球的密度为：考点：万有引力定律的应用【名师点睛】解决本题的关键掌握万有引力等于重力这一重要理论，并能灵活运用，该理论运用比较广泛，所以
24、将GM=gR2称为“黄金代换式”14（1）（2）【解析】试题分析：根据万有引力定律和向心力公式：（1）（2）解（1）（2）得：（3）设月球表面处的重力加速度为g月，根据题意：（4）（5）解（4）（5）得：（6）考点：万有引力定律的应用【名师点睛】本题关键是要抓住星球表面处物体的重力等于万有引力，求得重力加速度，以及卫星所受的万有引力提供向心力进行列式求解。【答案】（1）（2）【解析】试题分析：（1）设月球表面重力加速度为，由平抛运动规律，竖直方向自由落体运动水平方向匀速直线运动，解得：。（2）设月球半径为R，飞船在近月面轨道环行时，有：在月球表面时，有：，解得：，所以。考点：万有引力定律及其应
25、用；向心力【名师点睛】本题要掌握万有引力提供向心力和重力等于万有引力这两个重要的关系，要能够根据题意选择恰当的向心力的表达式。16（1）（2）【解析】试题分析：设行星表面的重力加速度为g，对小球最高点，有：解得对行星表面的物体m，有：，故行星质量： （1分）M=4R3/3（1分）故行星的密度：（2）对处于行星表面附近做匀速圆周运动的卫星m，由牛顿第二定律，有：（2分）故第一宇宙速度为：考点：球天体质量、第一宇宙速度。【名师点睛】本题是天体运动问题和竖直平面内圆周运动的综合题目，两部分内容的联系点是行星表面的重力加速度。通过竖直平面内的圆周运动规律求解行星表面的重力加速度，再由黄金代换式求出行星的质量，进而求解行星密度。第一宇宙速度是近地卫星的运动线速度。由万有引力等于向心力列式求解。17（1）（2）【解析】试题分析：（1）因卫星绕地球做匀速圆周运动，于是轨道半长轴a即为轨道半径r，根据万有引力定律和牛顿第二定律有：，解得（2）由万有引力定律和向心力公式得解得 由题意得代入得：考点：天体运动规律、开普勒第三定律。【名师点睛】此题考查学生天体运动时万有引力提供向心力，由此列式求解即可。两颗卫星绕同一中心天体在同一平面内做匀速圆周运动时，半径小的卫星运转快，半径大的卫星运转慢，故当他们再次相距最近时，半径小的卫星比半径大的卫星转过的角度多 。版权所有：高考资源网()
