最新人教版高中物理必修二单元测试题全套附答案

最新人教版高中物理必修二单元测试题全套附答案（含模块综合测试题，共4套）第五章曲线运动章末检测试卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(1～8为单项选择题，9～12为多项选择题.每小题4分，共48分)1.关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是()A.平抛运动是匀变速曲线运动B.匀速圆周运动是速度不变的运动C.圆周运动是匀变速曲线运动D.做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的答案A解析平抛运动的加速度恒定，所以平抛运动是匀变速曲线运动，A正确；平抛运动水平方向做匀速直线运动，所以落地时速度一定有水平分量，不可能竖直向下，D错误；匀速圆周运动的速度方向时刻变化，B错误；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，也就是方向时刻变化，所以不是匀变速运动，C错误.【考点】平抛运动和圆周运动的理解【题点】平抛运动和圆周运动的性质2.如图1所示为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间.假定此时她正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则她()图1A.所受的合力为零，做匀速运动B.所受的合力恒定，做匀加速运动C.所受的合力恒定，做变加速运动D.所受的合力变化，做变加速运动答案D解析运动员做匀速圆周运动，由于合力时刻指向圆心，其方向变化，所以是变加速运动，D正确.【考点】对匀速圆周运动的理解【题点】对匀速圆周运动的理解3.各种大型的货运站中少不了旋臂式起重机，如图2所示，该起重机的旋臂保持不动，可沿旋臂“行走”的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，二是吊着货物沿旋臂水平方向运动.现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶，同时又使货物沿竖直方向向上做匀减速运动.此时，我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是下图中的()图2答案D解析由于货物在水平方向做匀速运动，在竖直方向做匀减速运动，故货物所受的合外力竖直向下，由曲线运动的特点(所受的合外力要指向轨迹凹侧)可知，对应的运动轨迹可能为D.【考点】运动的合成和分解【题点】速度的合成和分解4.一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图3所示.关于物体的运动，下列说法正确的是()图3A.物体做速度逐渐增大的曲线运动B.物体运动的加速度先减小后增大C.物体运动的初速度大小是50 m/sD.物体运动的初速度大小是10 m/s答案C解析由题图知，x方向的初速度沿x轴正方向，y方向的初速度沿y轴负方向，则合运动的初速度方向不在y轴方向上；x轴方向的分运动是匀速直线运动，加速度为零，y轴方向的分运动是匀变速直线运动，加速度沿y轴方向，所以合运动的加速度沿y轴方向，与合初速度方向不在同一直线上，因此物体做曲线运动.根据速度的合成可知，物体的速度先减小后增大，故A错误.物体运动的加速度等于y方向的加速度，保持不变，故B错误；根据题图可知物体的初速度大小为：v0＝v x02＋v y02＝302＋402m/s ＝50 m/s，故C正确，D错误.【考点】运动的合成和分解【题点】速度的合成和分解5.一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙物体质量分别为M和m(M>m)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为L(L<R)的轻绳连在一起.如图4所示，若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直，要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则圆盘旋转的角速度最大不得超过(两物体均看做质点)()图4A.μ(M－m)gmL B.μgLC.μ(M＋m)gML D.μ(M＋m)gmL答案D解析以最大角速度转动时，以M为研究对象，F＝μMg，以m为研究对象F＋μmg＝mLω2，可得ω＝μ(M＋m)gmL，选项D正确.【考点】向心力公式的简单应用【题点】水平面内圆周运动的动力学问题6.如图5所示，斜面上a、b、c三点等距，小球从a点正上方O点抛出，做初速度为v0的平抛运动，恰落在b点.若小球初速度变为v，其落点位于c，则()图5A.v0<v<2v0B.v＝2v0C.2v0<v<3v0D.v>3v0答案A解析如图所示，M点和b点在同一水平线上，M点在c点的正上方.根据平抛运动的规律，若v＝2v0，则小球经过M点.可知以初速度v0<v<2v0平抛小球才能落在c点，故只有选项A正确.【考点】平抛运动规律的应用 【题点】平抛运动规律的应用7.如图6所示，两个相同材料制成的靠摩擦传动的轮A 和轮B 水平放置(两轮不打滑)，两轮半径r A ＝2r B ，当主动轮A 匀速转动时，在A 轮边缘上放置的小木块恰能相对静止，若将小木块放在B 轮上，欲使木块相对B 轮能静止，则木块距B 轮转轴的最大距离为( )图6A.r B 4B.r B3 C.r B 2 D.r B答案 C解析 当主动轮匀速转动时，A 、B 两轮边缘上的线速度大小相等，由ω＝v R 得ωA ωB ＝vr A v r B ＝r B r A ＝12.因A 、B材料相同，故木块与A 、B 间的动摩擦因数相同，由于小木块恰能在A 边缘上相对静止，则由静摩擦力提供的向心力达到最大值F fm ，得F fm ＝mωA 2r A ①设木块放在B 轮上恰能相对静止时距B 轮转轴的最大距离为r ，则向心力由最大静摩擦力提供，故F fm ＝mωB 2r ②由①②式得r ＝(ωA ωB )2r A ＝(12)2r A ＝r A 4＝r B2，C 正确.【考点】水平面内的匀速圆周运动分析 【题点】水平面内的匀速圆周运动分析8.质量分别为M 和m 的两个小球，分别用长2l 和l 的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴质量为M 和m 的小球悬线与竖直方向夹角分别为α和β，如图7所示，则( )图7A.cos α＝cos β2B.cos α＝2cos βC.tan α＝tan β2D.tan α＝tan β答案 A解析 对于球M ，受重力和绳子拉力作用，这两个力的合力提供向心力，如图所示.设它们转动的角速度是ω，由Mg tan α＝M ·2l sin α·ω2，可得：cos α＝g 2lω2.同理可得cos β＝g lω2，则cos α＝cos β2，所以选项A 正确.【考点】圆锥摆类模型【题点】类圆锥摆的动力学问题分析9.西班牙某小镇举行了西红柿狂欢节，其间若一名儿童站在自家的平房顶上，向距离他L 处的对面的竖直高墙上投掷西红柿，第一次水平抛出的速度是v 0，第二次水平抛出的速度是2v 0，则比较前后两次被抛出的西红柿在碰到墙时，有(不计空气阻力)( ) A.运动时间之比是2∶1 B.下落的高度之比是2∶1 C.下落的高度之比是4∶1 D.运动的加速度之比是1∶1 答案 ACD解析 由平抛运动的规律得t 1∶t 2＝L v 0∶L 2v 0＝2∶1，故选项A 正确.h 1∶h 2＝(12gt 12)∶(12gt 22)＝4∶1，选项B 错误，C 正确.由平抛运动的性质知，选项D 正确. 【考点】平抛运动规律的应用 【题点】平抛运动规律的应用10.m 为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，A 为终端动力轮，如图8所示，已知动力轮半径为r ，传送带与轮间不会打滑，当m 可被水平抛出时( )图8A.传送带的最小速度为grB.传送带的最小速度为grC.A 轮每秒的转数最少是12πg rD.A 轮每秒的转数最少是12πgr答案 AC解析 物体恰好被水平抛出时，在动力轮最高点满足mg ＝m v 2r ，即速度最小为gr ，选项A 正确，B 错误；又因为v ＝2πrn ，可得n ＝12πgr，选项C 正确，D 错误. 【考点】向心力公式的简单应用 【题点】竖直面内圆周运动的动力学问题11.有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动.如图9所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h ，下列说法中正确的是( )图9A.h 越高，摩托车对侧壁的压力将越大B.h 越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大C.h 越高，摩托车做圆周运动的周期将越大D.h 越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大 答案 BC解析 摩托车受力分析如图所示.由于F N ＝mgcos θ所以摩托车受到侧壁的支持力与高度无关，保持不变，摩托车对侧壁的压力也不变，A 错误；由F n ＝mg tan θ＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r 知h 变化时，向心力F n 不变，但高度升高，r 变大，所以线速度变大，角速度变小，周期变大，选项B 、C 正确，D 错误. 【考点】圆锥摆类模型【题点】类圆锥摆的动力学问题分析12.如图10所示，两个质量均为m 的小木块a 和b (均可视为质点)放在水平圆盘上，a 与转轴OO ′的距离为l ，b 与转轴的距离为2l ，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍，重力加速度大小为g .若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )图10A.b 一定比a 先开始滑动B.a 、b 所受的摩擦力始终相等C.ω＝kg2l是b 开始滑动的临界角速度 D.当ω＝2kg3l时，a 所受摩擦力的大小为kmg 答案 AC解析 小木块a 、b 做圆周运动时，由静摩擦力提供向心力，即F f ＝mω2R .当角速度增加时，静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，发生相对滑动，对木块a ：F f a ＝mωa 2l ，当F f a ＝kmg 时，kmg ＝mωa 2l ，ωa ＝kgl；对木块b ：F f b ＝mωb 2·2l ，当F f b ＝kmg 时，kmg ＝mωb 2·2l ，ωb ＝kg2l，所以b 先达到最大静摩擦力，选项A 正确；两木块滑动前转动的角速度相同，则F f a ＝mω2l ，F f b ＝mω2·2l ，F f a <F f b ，选项B 错误；当ω＝kg2l时b 刚开始滑动，选项C 正确；当ω＝2kg 3l 时，a 没有滑动，则F f a ＝mω2l ＝23kmg ，选项D 错误.【考点】水平面内的匀速圆周运动的动力学分析 【题点】水平面内的匀速圆周运动的动力学分析 二、实验题(本题共2小题，共12分)13.(4分)航天器绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已经无法用天平称量物体的质量.假设某同学在这种环境中设计了如图11所示的装置(图中O 为光滑小孔)来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在水平桌面上做匀速圆周运动.设航天器中具有基本测量工具.图11(1)实验时需要测量的物理量是__________________. (2)待测物体质量的表达式为m ＝________________.答案 (1)弹簧测力计示数F 、圆周运动的半径R 、圆周运动的周期T (2)FT 24π2R解析 需测量物体做圆周运动的周期T 、圆周运动的半径R 以及弹簧测力计的示数F ，则有F ＝m 4π2T2R ，所以待测物体质量的表达式为m ＝FT 24π2R .【考点】对向心力的理解 【题点】向心力实验探究14.(8分)未来在一个未知星球上用如图12甲所示装置研究平抛运动的规律.悬点O 正下方P 点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动.现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄.在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示.a 、b 、c 、d 为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s ，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则：图12(1)由以上信息，可知a 点________(选填“是”或“不是”)小球的抛出点. (2)由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s 2. (3)由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是________m/s. (4)由以上及图信息可以算出小球在b 点时的速度是________m/s. 答案 (1)是 (2)8 (3)0.8 (4)425解析 (1)由初速度为零的匀加速直线运动连续相等时间内通过的位移之比为1∶3∶5可知，a 点为抛出点.(2)由ab 、bc 、cd 水平距离相同可知，a 到b 、b 到c 运动时间相同，设为T ，在竖直方向有Δh ＝gT 2，T ＝0.10 s ，可求出g ＝8 m/s 2.(3)由两位置间的时间间隔为0.10 s ，水平距离为8 cm ，x ＝v x t ，得水平速度v x ＝0.8 m/s.(4)b 点竖直分速度为a 、c 间的竖直平均速度，则v yb ＝4×4×10－22×0.10 m/s ＝0.8 m/s ，所以v b ＝v x 2＋v yb 2＝425m/s. 【考点】研究平抛运动的创新性实验 【题点】研究平抛运动的创新性实验三、计算题(本题共4小题，共40分.要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 15.(8分)如图13所示，马戏团正在上演飞车节目.在竖直平面内有半径为R 的圆轨道，表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动.已知人和摩托车的总质量为m ，人以v 1＝2gR 的速度过轨道最高点B ，并以v 2＝3v 1的速度过最低点A .求在A 、B 两点摩托车对轨道的压力大小相差多少？图13答案 6mg解析 在B 点，F B ＋mg ＝m v 12R ，解得F B ＝mg ，根据牛顿第三定律，摩托车对轨道的压力大小F B ′＝F B ＝mg在A 点，F A －mg ＝m v 22R解得F A ＝7mg ，根据牛顿第三定律，摩托车对轨道的压力大小F A ′＝F A ＝7mg 所以在A 、B 两点车对轨道的压力大小相差F A ′－F B ′＝6mg . 【考点】向心力公式的简单应用 【题点】竖直面内圆周运动的动力学问题16.(10分)如图14所示，小球在外力作用下，由静止开始从A 点出发做匀加速直线运动，到B 点时撤去外力.然后，小球冲上竖直平面内半径为R 的光滑半圆环，恰能维持在圆环上做圆周运动通过最高点C ，到达最高点C 后抛出，最后落回到原来的出发点A 处.不计空气阻力，试求：(重力加速度为g )图14(1)小球运动到C 点时的速度大小； (2)A 、B 之间的距离. 答案 (1)gR (2)2R解析 (1)小球恰能通过最高点C ，说明此时半圆环对球无作用力，设此时小球的速度为v ，则mg ＝m v 2R所以v ＝gR(2)小球离开C 点后做平抛运动，设从C 点落到A 点用时为t ，则2R ＝12gt 2又因A 、B 之间的距离s ＝v t 所以s ＝gR ·4Rg＝2R . 【考点】竖直面内的圆周运动分析 【题点】竖直面内的“绳”模型17.(10分)如图15所示，在水平地面上固定一倾角θ＝37°、表面光滑的斜面体，物体A 以v 1＝6 m/s 的初速度沿斜面上滑，同时在物体A 的正上方，有一物体B 以某一初速度水平抛出.物体A 恰好可以上滑到最高点，此时物体A 恰好被物体B 击中.A 、B 均可看成质点(不计空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2).求：图15(1)物体A 上滑到最高点所用的时间t ； (2)物体B 抛出时的初速度v 2的大小； (3)物体A 、B 间初始位置的高度差h . 答案 (1)1 s (2)2.4 m/s (3)6.8 m解析 (1)物体A 上滑过程中，由牛顿第二定律得 mg sin θ＝ma 代入数据得a ＝6 m/s 2设物体A 滑到最高点所用时间为t ，由运动学公式知0＝v 1－at 解得t ＝1 s(2)物体B 平抛的水平位移x ＝12v 1t cos 37°＝2.4 m物体B 平抛的初速度v 2＝xt ＝2.4 m/s(3)物体A 、B 间初始位置的高度差 h ＝12v 1t sin 37°＋12gt 2＝6.8 m. 【考点】平抛运动中的两物体相遇问题【题点】平抛运动和竖直(或水平)运动的相遇问题18.(12分)如图16所示，水平放置的正方形光滑玻璃板abcd ，边长为L ，距地面的高度为H ，玻璃板正中间有一个光滑的小孔O ，一根细线穿过小孔，两端分别系着小球A 和小物块B ，当小球A 以速度v 在玻璃板上绕O 点做匀速圆周运动时，AO 间的距离为l .已知A 的质量为m A ，重力加速度为g ，不计空气阻力.图16(1)求小物块B 的质量m B ；(2)当小球速度方向平行于玻璃板ad 边时，剪断细线，则小球落地前瞬间的速度多大？ (3)在(2)的情况下，若小球和小物块落地后均不再运动，则两者落地点间的距离为多少？ 答案 (1)m A v 2gl(2)v 2＋2gH (3)L 24＋l 2＋2H v 2g＋v L 2Hg解析 (1)以B 为研究对象，根据平衡条件有 F T ＝m B g以A 为研究对象，根据牛顿第二定律有 F T ＝m A v 2l联立解得m B ＝m A v 2gl(2)剪断细线，A 沿轨迹切线方向飞出，脱离玻璃板后做平抛运动，竖直方向，有v y 2＝2gH ，解得v y ＝2gH ， 由平抛运动规律得落地前瞬间的速度v ′＝v 2＋v y 2＝v 2＋2gH (3)A 脱离玻璃板后做平抛运动， 竖直方向：H ＝12gt 2水平方向：x ＝L2＋v t两者落地的距离s ＝x 2＋l 2＝ L 24＋l 2＋2H v 2g＋v L 2Hg. 【考点】平抛运动规律的应用 【题点】平抛运动规律的应用第六章 万有引力与航天 章末检测试卷(二)(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(1～8为单项选择题，9～12为多项选择题.每小题5分，共60分)1.在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献.关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是( )A.卡文迪许通过实验比较准确地测出了引力常量的数值B.第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律C.开普勒发现了万有引力定律D.牛顿提出了“日心说” 答案 A【考点】物理学史的理解 【题点】物理学史的理解2.如图1所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆.根据开普勒行星运动定律可知( )图1A.火星绕太阳运行过程中，速率不变B.地球靠近太阳的过程中，运行速率减小C.火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大D.火星绕太阳运行一周的时间比地球的长 答案 D解析 根据开普勒第二定律：对任意一个行星而言，它与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，可知行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，地球靠近太阳过程中运行速率将增大，选项A 、B 、C 错误.根据开普勒第三定律，可知所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等.由于火星轨道的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，选项D 正确. 【考点】开普勒定律的理解 【题点】开普勒定律的理解3.2015年12月29日，“高分四号”对地观测卫星升空.这是中国“高分”专项首颗高轨道高分辨率、设计使用寿命最长的光学遥感卫星，也是当时世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星.下列关于“高分四号”地球同步卫星的说法中正确的是( ) A.该卫星定点在北京上空 B.该卫星定点在赤道上空C.它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍D.它的周期和地球自转周期相同，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小 答案 B解析 地球同步卫星若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到的地球的引力就不在一个平面上，且稳定做圆周运动，这是不可能的，因此地球同步卫星相对地面静止不动，必须定点在赤道的正上方，选项A 错误，B 正确；因为同步卫星要和地球自转同步，即它们的T 和ω都相同，根据G Mmr 2＝m v 2r ＝mω2r ，因为ω一定，所以r 必须固定，且v 也固定，选项C 、D 错误.【考点】同步卫星规律的理解和应用 【题点】同步卫星规律的理解和应用4.2017年11月15日，我国又一颗第二代极轨气象卫星“风云三号D ”成功发射，顺利进入预定轨道.极轨气象卫星围绕地球南北两极运行，其轨道在地球上空650～1 500 km 之间，低于地球静止轨道卫星(高度约为36 000 km)，可以实现全球观测.有关“风云三号D”，下列说法中正确的是()A.“风云三号D”轨道平面为赤道平面B.“风云三号D”的发射速度可能小于7.9 km/sC.“风云三号D”的周期小于地球静止轨道卫星的周期D.“风云三号D”的加速度小于地球静止轨道卫星的加速度答案C【考点】卫星运动参量与轨道半径的关系【题点】卫星运动参量与轨道半径的关系5.如图2所示为北斗导航系统的部分卫星，每颗卫星的运动可视为匀速圆周运动.下列说法错误的是()图2A.在轨道运行的两颗卫星a、b的周期相等B.在轨道运行的两颗卫星a、c的线速度大小v a<v cC.在轨道运行的两颗卫星b、c的角速度大小ωb<ωcD.在轨道运行的两颗卫星a、b的向心加速度大小a a<a b答案D解析根据万有引力提供向心力，得T＝2πr3GM，因为a、b的轨道半径相等，故a、b的周期相等，选项A正确；因v＝GMr，c的轨道半径小于a的轨道半径，故线速度大小v a<v c，选项B正确；因ω＝GMr3，c的轨道半径小于b的轨道半径，故角速度大小ωb<ωc，选项C正确.因a n＝GMr2，a的轨道半径等于b的轨道半径，故向心加速度大小a a＝a b，选项D错误.【考点】卫星运动参量与轨道半径的关系【题点】卫星运动参量与轨道半径的关系6.国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”.1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，如图3所示，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2 060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上.设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为()图3A.a 2>a 1>a 3B.a 3>a 2>a 1C.a 3>a 1>a 2D.a 1>a 2>a 3答案 D解析 卫星围绕地球运行时，万有引力提供向心力，对于东方红一号，在远地点时有G Mm 1(R ＋h 1)2＝m 1a 1，即a 1＝GM (R ＋h 1)2，对于东方红二号，有G Mm 2(R ＋h 2)2＝m 2a 2，即a 2＝GM(R ＋h 2)2，由于h 2>h 1，故a 1>a 2，东方红二号卫星与地球自转的角速度相等，由于东方红二号做圆周运动的轨道半径大于地球赤道上物体做圆周运动的半径，根据a n ＝ω2r ，故a 2>a 3，所以a 1>a 2>a 3，选项D 正确，选项A 、B 、C 错误. 【考点】赤道物体、同步卫星以及近地卫星运动规律对比 【题点】赤道物体、同步卫星以及近地卫星运动规律对比7.地球上站着两位相距非常远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星相对自己静止不动，则这两位观察者的位置及两颗卫星到地球中心的距离是( ) A.一人在南极，一人在北极，两颗卫星到地球中心的距离一定相等 B.一人在南极，一人在北极，两颗卫星到地球中心的距离可以不等 C.两人都在赤道上，两颗卫星到地球中心的距离可以不等 D.两人都在赤道上，两颗卫星到地球中心的距离一定相等 答案 D解析 两位相距非常远的观察者，都发现自己正上方有一颗人造地球卫星相对自己静止不动，说明此卫星为地球同步卫星，运行轨道为位于地球赤道平面内的圆形轨道，距离地球的高度约为36 000 km ，所以两个人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等，故D 正确.8.2015年9月14日，美国的LIGO 探测设施接收到一个来自GW150914的引力波信号，此信号是由两个黑洞的合并过程产生的.如果将某个双黑洞系统简化为如图4所示的圆周运动模型，两黑洞绕O 点做匀速圆周运动.在相互强大的引力作用下，两黑洞间的距离逐渐减小，在此过程中，两黑洞做圆周运动的( )图4A.周期均逐渐增大B.线速度均逐渐减小C.角速度均逐渐增大D.向心加速度均逐渐减小答案 C解析 根据G M 1M 2L 2＝M 14π2R 1T 2，解得M 2＝4π2R 1GT 2L 2，同理可得M 1＝4π2L 2GT 2R 2，所以M 1＋M 2＝4π2L 2GT 2(R 1＋R 2)＝4π2L 3GT 2，当(M 1＋M 2)不变时，L 减小，则T 减小，即双星系统运行周期会随间距减小而减小，故A错误；根据G M 1M 2L 2＝M 1v 12R 1，解得v 1＝GM 2R 1L 2，由于L 平方的减小比R 1和R 2的减小量大，则线速度增大，故B 错误；角速度ω＝2πT ，结合A 可知，角速度增大，故C 正确；根据G M 1M 2L 2＝M 1a 1＝M 2a 2知，L 变小，则两星的向心加速度增大，故D 错误.9.一些星球由于某种原因而发生收缩，假设该星球的直径缩小到原来的四分之一，若收缩时质量不变，则与收缩前相比( )A.同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的4倍B.同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的16倍C.星球的第一宇宙速度增大到原来的4倍D.星球的第一宇宙速度增大到原来的2倍 答案 BD解析 在星球表面由重力等于万有引力mg ＝G MmR 2可知，同一物体在星球表面受到的重力增大为原来的16倍，选项A 错误，B 正确.由第一宇宙速度计算式v ＝GMR可知，星球的第一宇宙速度增大为原来的2倍，选项C 错误，D 正确. 【考点】三个宇宙速度的理解 【题点】第一宇宙速度的理解10.设地面附近重力加速度为g 0，地球半径为R 0，人造地球卫星的圆形轨道半径为R ，那么以下说法中正确的是( )A.卫星运行的向心加速度大小为g 0R 02R 2B.卫星运行的速度大小为R 02g 0R C.卫星运行的角速度大小为R 3R 02g 0D.卫星运行的周期为2πR 3R 02g 0答案 ABD解析 由G Mm R 2＝ma 向，得a 向＝G M R 2，又g 0＝GM R 02，故a 向＝g 0R 02R 2，A 对.又a 向＝v 2R ，v ＝a 向R ＝g 0R 02R，B 对.ω＝a 向R＝g 0R 02R 3，C 错.T ＝2πω＝2πR 3g 0R 02，D 对. 【考点】天体运动规律分析【题点】应用万有引力提供向心力分析天体运动规律11.一宇宙飞船绕地心做半径为r 的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m 的人站在可称体重的台秤上.用R 表示地球的半径，g 表示地球表面处的重力加速度，g ′表示宇宙飞船所在处的重力加速度，F N 表示人对台秤的压力，则下列关系正确的是( ) A.g ′＝0 B.g ′＝gR 2r 2C.F N ＝0D.F N ＝m Rrg答案 BC解析 处在地球表面处的物体所受重力近似等于万有引力，所以有mg ＝G MmR 2，即GM ＝gR 2，对处在轨道半径为r 的宇宙飞船中的物体，有mg ′＝G Mm r 2，即GM ＝g ′r 2，所以有g ′r 2＝gR 2，即g ′＝gR 2r 2，B 正确，A 错误；当宇宙飞船绕地心做半径为r 的匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，飞船及飞船内物体处于完全失重状态，所以对台秤的压力为零，C 正确，D 错误. 【考点】卫星运动参量与轨道半径的关系 【题点】卫星运动参量与轨道半径的关系12.为了探测X 星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心、半径为r 1的圆轨道上运动，周期为T 1，总质量为m 1.随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r 2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m 2，则( ) A.X 星球的质量为M ＝4π2r 13GT 12B.X 星球表面的重力加速度为g ＝4π2r 1T 12C.登陆舱在r 1与r 2轨道上运动时的速度大小之比为v 1v 2＝m 1r 2m 2r 1 D.登陆舱在半径为r 2轨道上做圆周运动的周期为T 2＝T 1r 23r 13答案 AD解析 探测飞船做圆周运动时有G Mm 1r 12＝m 1(2πT 1)2r 1，解得M ＝4π2r 13GT 12，选项A 正确；因为星球半径未知，所以选项B 错误；根据G Mmr 2＝m v 2r ，得v ＝GMr ，所以v 1v 2＝r 2r 1，选项C 错误；根据开普勒第三定律r 13T 12＝r 23T 22，得T 2＝T 1r 23r 13，选项D 正确. 【考点】卫星运动参量与轨道半径的关系 【题点】卫星运动参量与轨道半径的关系二、计算题(本题共4小题，共40分.要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 13.(8分)宇航员在某星球表面以初速度v 0竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为h .已知该星球的半径为R ，且物体只受该星球的引力作用.求： (1)该星球表面的重力加速度；(2)从这个星球上发射卫星的第一宇宙速度.。