新疆高一(下)第六次周测物理试卷(有答案)

新疆高一（下）第六次周测物理试卷
一、单选题（每题5分，总分40分）
1. 在物理学发展过程中，许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是（）
A.伽利略利用“理想斜面”得出“力是维持物体运动的原因”的观点
B.牛顿提出了行星运动的三大定律
C.英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了万有引力常量
D.开普勒从理论和实验两个角度，证明了轻、重物体下落一样快，从而推翻了古希腊学者亚里士多德的“小球质量越大下落越快”的错误观点
2. 根据开普勒行星运动规律推论出下列结论中，哪个是错误的（）
A.人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上
B.同一卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等
C.不同卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等
D.同一卫星绕不同行星运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等
3. 行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为v a，则过近日点时行星的速率为（）
A.v b=b
a v a B.v b=a
b
v a C.v b=√a
b
v a D.v b=√b
a
v a
4. 人造卫星离地面距离等于地球半径R，卫星以速度v沿圆轨道运动．设地面的重力加速度为g，则有（）
A.v=√4gR
B.v=√2gR
C.v=√gR
D.v=√gR
2
5. 关于万有引力公式m，以下说法正确的是（）
A.公式既适用于星球之间的引力计算，也适用于质量较小的物体
B.当两物体间的距离趋近于0时，万有引力趋近于无穷大
C.两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律
D.公式中引力常量G的值是牛顿规定的
6. 一颗人造卫星在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，卫星的质量为m，卫星离地面的高度为ℎ，引力常量为G，则卫星绕地球做匀速圆周运动的角速度为（）
A.√GM
(R+ℎ)3B.√GM
R2
C.√R3
GM
D.√R2
GM
7. 火星探测器绕火星近地做圆周轨道飞行，其线速度和相应的轨道半径为v0和R0，火星的一颗卫星在圆轨道上的线速度和相应的轨道半径为v和R，则下列关系正确的是（）
A.lg(v
v0)=1
2
lg(R
R0
) B.lg(v
v0
)=2lg(R
R0
)
C.lg(v
v0)=1
2
lg(R0
R
) D.lg(v
v0
)=2lg(R0
R
)
8. 假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体．一矿井深度为d．已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为（）
A.1−d
R B.1+d
R
C.(R−d
R
)
2
D.(R
R−d
)
2
二、多选题（每题5分，15分）
如图所示，可视为质点的，质量为m的小球，在半径为R的竖直放置的光滑圆形管内
做圆周运动，下列有关说法中正确的是（）
A.小球能够通过最高点的最小速度为0
B.小球能通过最高点的最小速度为√gR
C.如果小球在最高点时的速度大小为2√gR，则此时小球对管道有向上的作用力
D.如果小球在最低点时的速度大小为√gR，则小球通过该点时与管道间无相互作用力
（多）气象卫星可以测量气象数据，分为两类．我国先后自行成功研制和发射了“风
云I号”和“风云II号”两颗气象卫星，“风云I号”卫星轨道与赤道平面垂直并且通过两极，称为“极地圆轨道”，每12ℎ巡视地球一周．“风云II号”气象卫星轨道平面在赤道平面内，称为“地球同步轨道”，每24ℎ巡视地球一周，则“风云I号”卫星比“风云II号”卫星（）
A.线速度大
B.发射速度小
C.万有引力小
D.向心加速度大
如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为O，最低点为C，有两个可视为
质点且质量相同的小球A和B，在球面内壁两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动，
A球的轨迹平面高于B球的轨迹平面，A、B两球与O点的连线与竖直线OC间的夹角分别
为a=53∘和β=37∘，则(sin37∘=0.6)()
A.A、B两球所受支持力的大小之比为3:4
B.A、B两球运动的周期之比为2:√3
C.A、B两球的角速度之比为2:√3
D.A、B两球的线速度之比为8:3√3
三、实验题（每空3分，共15分）
如图所示，水平地面AB右侧是倾角为θ的斜面BC，在斜面顶端B处放一小物体，在水
平面上方高ℎ处水平抛出一石块，要使石块以平行于斜面的速度击中物体，则抛出点至
B点的水平距离s=________，石块的初速度大小为________．
某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时得到了如图实所示的物体运动轨迹，a、b、
c三点的位置在运动轨迹上已经标出（a点不是抛出点），则：
某同学在做“研究平抛物体的运动”的实验时得到了如图实所示的物体运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已经标出（a点不是抛出点），则：
(1)小球平抛运动的初速度v0=________(g=10m/s2)．
(2)开始做平抛运动的位置坐标x=________，y=________．
四、计算题（每题10分，共30分）
“嫦娥三号”探测器于2013年12月2日凌晨在西昌发射中心发射成功．“嫦娥三号”经过
几次成功变轨以后，探测器状态极其良好，成功进入绕月轨道．12月14日21时11分，“嫦娥三号”探测器在月球表面预选着陆区域成功着陆，标志我国已成为世界上第三个
实现地外天体软着陆的国家．设“嫦娥三号”探测器环绕月球的运动为匀速圆周运动，
它距月球表面的高度为ℎ，已知月球表面的重力加速度为g、月球半径为R，引力常量
为G，则
（1）探测器绕月球运动的向心加速度为多大；
（2）探测器绕月球运动的周期为多大．
竖值向上匀加速运动，
火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面启动后，以加速度g
2
．已知地球半径R，求火箭
升到某一高度时，测试仪对平台的压力为启动前压力的17
18
此时离地面的高度．（g为地面附近的重力加速度）
如图所示，双星系统中的星球A、B都可视为质点，A、B绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，A、B之间距离不变，引力常量为G，观测到A的速率为v、运行周期为T，A、
B的质量分别为m A、m B。

（1）求B的周期和速率。

（2）A受B的引力F A可等效为位于O点处质量为m′的星体对它的引力，试求m′．（用m A、m B表示）
参考答案与试题解析
新疆高一（下）第六次周测物理试卷
一、单选题（每题5分，总分40分）
1.
【答案】
C
【考点】
物理学史
【解析】
伽利略根据“理想斜面“实验指出力不是维持物体运动的原因．开普勒发现了行星运动的三大规律．卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了万有引力常量．伽利略从理论和实验两个角度，证明了轻、重物体下落一样快．根据相关物理学史解答．
【解答】
解：A、伽利略利用“理想斜面”否定了“力是维持物体运动的原因”的观点，得出了“力是改变物体运动状态的原因”的观点，故A错误．
B、开普勒提出了行星运动的三大定律，牛顿在此基础上发现了万有引力定律，故B错误．
C、牛顿发现万有引力定律后，英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了万有引力常量G，故C正确．
D、伽利略从理论和实验两个角度，证明了轻、重物体下落一样快，从而推翻了古希腊学者亚里士多德的“小球质量越大下落越快”的错误观点．故D错误．
故选：C
2.
【答案】
D
【考点】
开普勒定律
【解析】
开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等．
【解答】
解：A、根据开普勒第一定律，人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上，故A正确．
B、根据开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方跟公转周期的平方的比值都相等．
即R 3
T2
=k，其中k与中心体的质量有关，所以不同卫星在绕同一中心体在不同轨道上运动，k是一样的，故BC正确，D错误．
本题选错误的，故选：D．
3.
【答案】
B
【考点】
开普勒定律
根据开普勒第二定律：行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，取极短时间Δt，根据“面积”相等列方程得出远日点时与近日点时的速度比值求解．
【解答】
解：取极短时间Δt，根据开普勒第二定律得到1
2a⋅v a⋅Δt=1
2
b⋅v b⋅Δt，v b=a
b
v a．
故选：B．
4.
【答案】
D
【考点】
随地、绕地问题
万有引力定律及其应用【解析】
根据万有引力提供向心力G Mm
r2=m v2
r
和GM=gR2，求出卫星的速度．
【解答】
解：人造卫星离地面距离等于地球半径R，卫星以速度v沿圆轨道运动．根据万有引力提供向心力得
G Mm
r2=m v2
r
r=2R
而GM=gR2，所以v=√gR
2
故选D．
5.
【答案】
A,C
【考点】
万有引力定律及其应用
万有引力定律的发现
【解析】
万有引力定律适用的条件是两个质点间引力的计算．物体间的引力关系也遵守牛顿第三定律．公式中G是引力常量，是自然界的恒量．
【解答】
解：A．万有引力定律适用于星球之间的引力计算，也适用于质量较小的物体之间的引力计算，故A正确；
B．公式F=G m1m2
r2
中从数学角度讲：当R趋近于零时其值是趋于无穷大，然而万有引力定律公式只适合于两个可以看做质点的物体，即，物体（原子）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，相临的两个物体（原子）的半径远大于这个距离，它们不再适用万有引力公式，故B错误；
C．两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律，总是大小相等、方向相反，是一对相互作用力，故C正确；
D．公式中引力常量G的值是卡文迪许通过实验测出来的，故D错误；
故选：AC．
6.
A
【考点】
向心力
万有引力定律及其应用
【解析】
根据万有引力定律公式求出地球对卫星的万有引力大小．结合万有引力提供向心力求出卫星的角速度．
【解答】
卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则有GMm
r2
=mω2r
地球的半径为R，卫星离地面的高度为ℎ，所以r＝R+ℎ，
所以卫星绕地球做匀速圆周运动的角速度为ω=√GM
r3=√GM
(R+ℎ)3
，
7.
【答案】
C
【考点】
万有引力定律及其应用
向心力
【解析】
此题暂无解析
【解答】
解：人造卫星的向心力由万有引力提供，故有：
G Mm
R2=m v2
R
①
G Mm
R02=m v02
R0
②
由①②两式得：v 2
v02=R0
R
，
由对数运动算可得：lg(v 2
v02)=lg(R0
R
)
所以lg(v
v0)=1
2
lg(R0
R
)，故ABD错误，C正确；
故选C．
8.
【答案】
A
【考点】
万有引力定律及其应用
【解析】
根据题意知，地球表面的重力加速度等于半径为R的球体在表面产生的加速度，矿井深度为d的井底的加速度相当于半径为R−d的球体在其表面产生的加速度，根据地球质量分布均匀得到加速度的表达式，再根据半径关系求解即可．
【解答】
解：令地球的密度为ρ，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：g=
G M
R2，由于地球的质量为：M=ρ4
3
πR3，所以重力加速度的表达式可写成：
g=GM
R2=Gρ
4
3
πR3
R2
=4
3
GρπR，
根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，故在深度为d的井底，受到地球的万有引力即为半径等于(R−d)的球体在其表面产生的万有引力，故井底的重力
加速度g′=4
3
Gρπ(R−d)，
所以有g ′
g =
4
3
Gρπ(R−d)
4
3
GρπR
=R−d
R
=1−d
R
，故A正确，BCD错误．
故选A．
二、多选题（每题5分，15分）
【答案】
A,C
【考点】
向心力
【解析】
圆形管道内能支撑小球，小球能够通过最高点时的最小速度为0．小球在最高点时的速度大小为2√gR，由牛顿第二定律求出小球受到的管道的作用力大小和方向，再由牛顿第三定律分析小球对管道的作用力．小球从最低点运动到最高点的过程中，只有重力做功，其机械能守恒．在最低点时的速度大小为√gR，根据机械能守恒定律求出小球到达最高点时的速度，再由牛顿第二定律求出小球受到的管道的作用力大小和方向．【解答】
解：AB、圆形管道内能支撑小球，小球能够通过最高点时的最小速度为0．故A正确，B错误．
C、设管道对小球的弹力大小为F，方向竖直向下．由牛顿第二定律得：mg+F=
m v2
R
，v=2√gR，解得F=3mg，方向竖直向下．根据牛顿第三定律得知：小球对管道有向上的弹力．故C正确．
D、如果小球在最低点时的速度大小为√gR，有向上的加速度，由牛顿运动定律可知小球通过该点时与管道间一定有作用力，故D错误．
故选：AC．
【答案】
A,B,D
【考点】
随地、绕地问题
【解析】
风云II号卫星为地球同步轨道卫星，周期为24ℎ，卫星运行时万有引力提供向心力，可得线速度、万有引力和向心加速度与轨道半径的关系式，再进行分析．
【解答】
解：A、由卫星所受万有引力提供向心力，得：
F=GMm
r2
=m
v2
r
=ma
v=√GM
r
，可知轨道半径越大，线速度越小，所以“风云I号”卫星线速度大，故A正确；
B、由题意，“风云I号”卫星比“风云II号”卫星运行周期小，借助于开普勒定律可知，“风云I号”卫星的轨道半径小，要向更高轨道发射卫星需要克服重力做更多的功，故高
轨道卫星比低轨道的卫星需要更大的发射速度，所以可知“风云I号”卫星发射速度小，故B正确．
C、万有引力F=GMm
r2
，因为两卫星质量关系不清楚，不能判断万有引力的大小，故C 错误．
D、加速度a=GM
r2
，可知“风云I号”卫星向心加速度大，故D正确．
故选：ABD
【答案】
C,D
【考点】
向心力
线速度、角速度和周期、转速
【解析】
小球受重力和支持力，靠两个力的合力提供向心力，根据平行四边形定则求出支持力之比，根据牛顿第二定律求出周期、线速度、角速度之比．
【解答】
解：A、由于小球在运动的过程中受到的合力沿水平方向，且恰好提供向心力，所以根
据平行四边形定则得，N=mg
cosθ，则N A
N B
=cos37∘
cos53∘
=4
3
．故A错误．
B、小球受到的合外力：mg tanθ=m v2
r =mr4π2
T2
，r=R sinθ，解得T=√4π2cosθ
g
，则
T A T B =√cos53∘
cos37∘
=√3
2
．故B错误．
C、根据公式：mg tanθ=mω2r，所以：ω=√g tanθ
r ，所以：ωA
ωB
=√r B
r A
=
√3
．故C正确．
根D、据mg tanθ=mv 2
r 得：v=√gr cosθ所以：v A
v B
=
3√3
．故D正确；
故选：CD
三、实验题（每空3分，共15分）
【答案】
2ℎcotθ,√2gℎcotθ
【考点】
平抛运动的概念
【解析】
石块做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，由高度ℎ，根据运动学公式求出石块到达B点时竖直方向的分速度，由题，石块经过B点时的速度平
行于斜面向下，将速度分解，根据水平分速度与竖直分速度的关系，即可求出初速度．【解答】
解：石块做平抛运动，水平方向做匀速直线运动，竖直方向做自由落体运动，设石块
落到B点时，竖直方向的分速度大小为v y，则：
v y2=2gℎ
解得：v y=√2gℎ
由题，石块落到B点时速度方向平行于斜面，则有v0
v y
=tanθ
得：v0=v y cotθ=√2gℎcotθ
又：ℎ=1
2gt2，得：t=√2ℎ
g
则：s=v0t=√2gℎcotθ⋅√2ℎ
g
=2ℎcotθ．
故答案为：2ℎcotθ，√2gℎcotθ
【答案】
2m/s,−0.1m,−0.0125m
【考点】
研究平抛物体的运动
【解析】
打点计时器周期是.02s，A、B、C、D分别为每隔个取的计点则T=0.1s，根匀变直运动时间中点的速度等该过中平速度求出打纸带上B点时小车的瞬时速度大小．
【解答】
解：打计器打点期是0.2s，A、B、C、分为每5点取的计数点，则T=0.1s，
根据匀速直线动中中点速度等该过程中的平均速度，为：
答为：0.2，.1；0.635m/s
四、计算题（每题10分，共30分）
【答案】
（1）探测器绕月球运动的向心加速度为R 2g
(R+ℎ)2
；
（2）探测器绕月球运动的周期为2π√(R+ℎ)3
gR2
．
【考点】
万有引力定律及其应用
牛顿第二定律的概念
向心力
【解析】
根据物体在月球表面所受的万有引力等于重力G Mm
R2
=mg，以及牛顿第二定律有
G Mm′
(R+ℎ)2
=m′a，两式化简可得探测器绕月球运动的向心加速度．
万有引力提供探测器做匀速圆周运动的向心力有G Mm′
(R+ℎ)2=m′(2π
T
)2(R+ℎ)，化简可得
探测器绕月球运动的周期．
【解答】
解：（1）对于月球表面附近的物体有G Mm
R2
=mg−−−−−−①
根据牛顿第二定律有G Mm′
(R+ℎ)2
=m′a−−−−−−②
②①两式相比，化简解得a=R2g
(R+ℎ)2
（2）万有引力提供探测器做匀速圆周运动的向心力有
G Mm′
(R+ℎ)2=m′(2π
T
)2(R+ℎ)−−−−−−③
由①③两式，解得T=2π√(R+ℎ)3
gR2
答：（1）探测器绕月球运动的向心加速度为R 2g
(R+ℎ)2
；
（2）探测器绕月球运动的周期为2π√(R+ℎ)3
gR2
．
【答案】
火箭此时离地面的高度为R
2
．
【考点】
万有引力定律及其应用
牛顿第二定律的概念
【解析】
由牛顿第二定律可求得受到的地球的吸引力；再由万有引力公式可求得火箭离地面的高度．
【解答】
解：由牛顿第二定律可知：17
18mg−mg′=m g
2
解得：mg′=17
18mg−1
2
mg=4
9
mg；
根据万有引力提供向心力：G Mm
(R+ℎ)2
=mg′；
在地球表面的物体受到的重力等于万有引力：G Mm
R2
=mg；
联立解得：ℎ=R
2
【答案】
B的周期为T，速率为m A
m B
v。

A受B的引力F A可等效为位于O点处质量为m′的星体对它的引力，m′为m B3
(m A+m B)2。

【考点】
万有引力定律及其应用
【解析】
双星系统构成的条件是双星的角速度相同，依靠它们之间的万有引力提供各自的向心力。

由于两星球的加速度不同，必须采用隔离法运用牛顿定律分别对两星球研究，并通过数学变形求解。

【解答】
双星是稳定的结构，故公转周期相同，故B的周期也为T。

设A、B的圆轨道半径分别为r A、r B，由题意知，A、B做匀速圆周运动的角速度相同，其为ω。

由牛顿运动定律：
对A:F A＝m Aω2r A
对B:F B＝m Bω2r B
F A＝F B
设A、B之间的距离为r，又r＝r A+r B，由上述各式得：
r A =m B
m A +m B r
r B =
m A
m A +m B
r
故v
A v B
=r
A r B
（其中v A ＝v ）
解得：v B =m A m B
v 由于r A =
m B m A +m B
r ，故r =
m A +m B m B
r A ① 恒星AB 间万有引力为：F ＝G m 1m 2r 2
； 将①式代入得到：F =Gm A m B 3
(m
A +m B)2rA 2
②
A 受
B 的引力F A 可等效为位于O 点处质量为m′的星体对它的引力，则有：F =Gm A m ′
r A
2③
由②③联立解得：m′=
m B
3(m A +m B )2。