高中物理第六章万有引力与航天练习必修2

万有引力
1. (单选)(2020·重庆卷)宇航员王亚平在“天宫一号”飞船内进行了我国首次太空授课,演示了一些完全失重状态下的物理现象.若飞船质量为m,距地面高度为h,地球质量为M,半径为R,引力常量为G,则飞船所在处的重力加速度大小为( )
A. 0
B.
C.
D.
2. (单选)(2020·南京、盐城一模)牛顿提出太阳和行星间的引力F=G后,为证明地球表面的重力和地球对月球的引力是同一种力,也遵循这个规律,他进行了“月—地检验”.已知月球的轨道半径约为地球半径的60倍,“月—地检验”是计算月球公转的( )
A. 周期是地球自转周期的
B. 向心加速度是自由落体加速度的
C. 线速度是地球自转地表线速度的602倍
D. 角速度是地球自转地表角速度的602倍
3. (单选)(2020·无锡一模)据《当代天文学》2020年11月17日报道,被命名为“开普勒11145123”的恒星距离地球5 000光年,其赤道直径和两极直径仅相差6千米,是迄今为止被发现的最圆天体.若该恒星的体积与太阳的体积之比约为k1,该恒星的平均密度与太阳的平均密度之比约为k2,则该恒星的表面重力加速度与太阳的表面重力加速度之比约为( )
A. ·k2
B. ·k2
C.
D.
4. (单选)(2020·扬州一模)2020年8月16日,我国首颗量子科学实验卫星“墨子”成功进入离地面高度为500 km的预定圆形轨道,实现了卫星和地面之间的量子通信.此前我国成功发射了第23颗北斗导航卫星G7,G7属地球静止轨道卫星.下列说法中正确的是( )
A. “墨子”的运行速度大于7.9 km/s
B. 北斗G7可定点于扬州正上方
C. “墨子”的周期比北斗G7小
D. “墨子”的向心加速度比北斗G7小
5. (多选)(2020·南通、泰州一模)2020年8月16日,我国科学家自主研制的世界首颗量子科学家实验卫星“墨子号”成功发射并进入预定圆轨道.已知“墨子号”卫星运行轨道离地面的高度约为500 km,地球半径约为6 400 km,则该卫星在圆轨道上运行时( )
A. 速度大于第一宇宙速度
B. 速度大于地球同步卫星的运行速度
C. 加速度大于地球表面的重力加速度
D. 加速度大于地球同步卫星的向心加速度
6. (多选)(2020·苏州一模)2020年10月19日凌晨,“天宫二号”和“神舟十一号”在离地高度为393千米的太空相约,两个比子弹速度还要快8倍的空中飞行器安全无误差地对接在一起,假设“天宫二号”与“神舟十一号”对接后绕地球做匀速圆周运动,已知同步轨道离地高度约为36000千米,则下列说法中正确的是( )
A. 为实现对接,“神舟十一号”应在离地高度低于393千米的轨道上加速,逐渐靠近“天宫二号”
B. “比子弹快8倍的速度”大于7.9×103 m/s
C. 对接后运行的周期小于24h
D. 对接后运行的加速度因质量变大而变小
7. (单选)(2020·南师附中)我国发射了一颗地球资源探测卫星,发射时,先将卫星发射至距离地面50km的近地圆轨道1上,然后变轨到近地点距离地面50km、远地点距离地面1500km的椭圆轨道2上,最后由轨道2进入半径为7900km的圆轨道3.
轨道1、2相切于P点,轨道2、3相切于Q点.忽略空气阻力和卫星质量的变化,则下列说法中正确的是
( )
A. 该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处点火加速
B. 该卫星在轨道2上稳定运行时,P点的速度小于Q点的速度
C. 该卫星在轨道2上Q点的加速度大于在轨道3上Q点的加速度
D. 该卫星在轨道3上的机械能小于在轨道1上的机械能
1. B
2. B
3. A 解析:根据公式G=mg得出g===πGρR,恒星与太阳的半径之比为,所以恒星表面的重力加速度与太阳表面的重力加速度之比为·k2,A项正确.
4. C 解析:第一宇宙速度是最大的绕行速度,A项错误;北斗G7是同步卫星,处于赤道上空,B项错误;轨道半径越大,周期越大,向心加速度越小,同步卫星离地高度大约为36 000 km,大于“墨子”卫星,C项正确,D 项错误.
5. BD 解析:第一宇宙速度是最大的绕行速度,A项错误;轨道半径越大,线速度和向心加速度越小,B、D选项正确;离地高度越大,万有引力越小,加速度越小,C项错误.
6. AC 解析:加速后万有引力不足以提供向心力,飞船做离心运动,轨道半径变大,A项正确;第一宇宙速度是最大的绕行速度,B项错误;对接后轨道半径小于同步轨道半径,轨道半径越小周期越小,C项正确;在轨道上运行的加速度满足G=ma,得出a=G,与m无关,D项错误.
7. A 解析:卫星在轨道上运行时,轨道的半长轴越大,需要的能量越大,由于轨道2半长轴比轨道1半长轴大,因此该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处点火加速,故A正确.该卫星在轨道2上稳定运行时,根据开普勒第二定律可知近地点P点的速度大于远地点Q点的速度,故B错误.根据牛顿第二定律和万有引力定律G=m=ma,得a=,所以卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道3上经过Q点的加速度,故C错误.卫星在轨道上运行时,轨道的半长轴越大,需要的能量越大,由于轨道3半长轴比轨道1半长轴大,所以该卫星在轨道3的机械能大于在轨道1的机械能,故D错误.
高考理综物理模拟试卷
注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．“儿童蹦极”中，栓在腰间左右两侧的是弹性极好的橡皮绳.质量为m的小明如图静止悬挂时两橡皮绳的拉力大小均恰为mg，若此时小明右侧橡皮绳在腰间断裂，则小明此时( )
A．加速度为零
B．加速度a＝g，沿原断裂绳的方向斜向左下方
C．加速度a＝g，沿未断裂绳的方向斜向右上方
D．加速度a＝g，方向竖直向下
2．如图所示，质量为m=1kg的物块置于倾角为30°的粗糙斜面上，物块恰好处于静止状态。

现用竖直向上的外力F作用在物块上，外力F由零缓慢增加，物块所受的最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度g取10m/s2，则在物块发生移动之前，物块所受的斜面的支持力和摩擦力的值不可能为
A．2N，2N B．3N，3N
C．5N，5N D．N，N
3．从同一地点同时开始沿同一直线运动的两个物体Ⅰ、Ⅱ的速度－时间图象如图所示．在0～t2时间内，下列说法中正确的是（）
A．Ⅰ物体所受的合外力不断增大，Ⅱ物体所受的合外力不断减小
B．在第一次相遇之前，t1时刻两物体相距最远
C．t2时刻两物体相遇
D．Ⅰ、Ⅱ两个物体的平均速度大小都是
4．一辆汽车在平直公路上匀速行驶，司机发现前方红灯亮起时开始做匀减速直线运动，恰好在停车线处停止运动。

汽车在减速过程中，第一秒和最后一秒内的位移分别为14m和1m，则汽车匀减速运动过程中的平均速度为（）
A．6m/s B．6.5m/s C．7m/s D．7.5m/s
5．如图，在天花板下用细线悬挂一半径为R的金属圆环，圆环处于静止状态，圆环一部分处在垂直于环面的磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，环与磁场边界交点A、B与圆心O连线的夹角为，此时悬线的张力为F．若圆环通电，使悬线的张力刚好为零，则环中电流大小和方向是
A．电流大小为，电流方向沿顺时针方向
B．电流大小为，电流方向沿逆时针方向
C．电流大小为，电流方向沿顺时针方向
D．电流大小为，电流方向沿逆时针方向
6．如图所示真空中某直线形粒子发射装置水平放置在截面为三角形的匀强电场区域上方，匀强电场水平向里，且足够长，图示是前视图。

已知该粒子发射的都是质子，同时射出的粒子为同一批粒子，出射速度一样，不计重力经过电场偏转打在水平地面的光屏上。

则从上往下看，关于打在光屏上的粒子说法正确的是（）
A．同批射出的粒子，在左右两边的最先到达地面光屏
B．同一批射出的粒子打在地面光屏上呈“”形状
C．不同批次射出的粒子速度越大打在地面光屏上离开轴的平均距离越远
D．同一批射出的粒子打在地面光屏上时电势能的改变量正比于入射电场时离轴的高度的平方
二、多项选择题
7．如图所示，在光滑绝缘水平面上有一单匝线圈ABCD，在水平外力作用下以大小为v的速度向右匀速进入竖直向上的匀强磁场，第二次以大小为的速度向右匀速进入该匀强磁场，则下列说法正确的是
A．第二次进入与第一次进入时线圈中的电流之比为1：3
B．第二次进入与第一次进入时外力做功的功率之比为1：3
C．第二次进入与第一次进入时线圈中产生的热量之比为1：3
D．第二次进入与第一次进入时通过线圈中某一横截面的电荷量之比为1：3
8．如图所示，重100N的物体放在倾角为30°的粗糙斜面上，一根原长为10cm，劲度系数为500N/m 的轻质弹簧，一端固定在斜面底端，另一端与物体连接，此时物体刚好能静止，弹簧长度为6cm，现用力F 沿斜面上拉物体，而物体仍静止，则力F的可能值是（）
A．45N B．55N C．65N D．75N
9．如图所示，水平路面上有一辆质量为Μ的汽车，车厢中有一质量为m的人正用恒力F向前推车厢，在车以加速度a向前加速行驶距离L的过程中，下列说法正确的是( )
A．人对车的推力F做的功为FL
B．人对车做的功为maL
C．车对人的作用力大小为ma
D．车对人的摩擦力做的功为(F+ma)L
10．如图所示,一异形轨道由粗糙的水平部分和光滑的四分之一圆弧部分组成,置于光滑的水平面上,如果轨道固定,将可视为质点和物块从圆弧轨道的最高点由静止释放,物块恰好停在水平轨道的最左端。

如果轨道不固定,仍将物块从圆弧轨道的最高点由静止释放,下列说法正确的是
A．物块与轨道组成的系统机械能不守恒,动量守恒
B．物块与轨道组成的系统机械能不守恒,动量不守恒
C．物块仍能停在水平轨道的最左端
D．物块将从轨道左端冲出水平轨道
三、实验题
11．卡车原来以10m/s的速度匀速在平直的公路上行驶，因为路口出现红灯，司机从较远的地方即开始刹车，使卡车匀减速前进，当车减速到2m/s时，交通灯变为绿灯，司机立即放开刹车，并且只用了减速过程的一半时间卡车就加速到原来的速度，从刹车开始到恢复原来的速度共用了12s，求：减速与加速过程中的加速度。

12．某物理兴趣小组利用电子秤探究小球在竖直面内的圆周运动，他们到物理实验室取来电子秤(示数为被测物体的质量)、铁架台、轻质细线和小球等。

(1)将小球放在电子秤上，其示数为m；将小球用细线系在铁架台，悬挂点到球心的距离为L，然后把铁架台放在电子秤上，小球静止时，电子秤的示数为M；
(2)铁架台放在电子秤上，将小球拉起后由静止释放，释放时细线处于水平伸直状态，忽略空气阻力，当小球运动到最低点时，电子秤的示数为_______，若测得小球在最低点时的速度大小为v0，则当地的重力加速度大小为_________________
四、解答题
13．如图所示，一个质量为m=2kg的物块，在F=10N的拉力作用下，从静止开始沿水平面做匀加速直线运动，拉力方向与水平成θ=370，物块与水平面的动摩擦因数μ=0.5，取重力加速度g=10 m/s2，sin370=0.6，
cos37°= 0.8。

（1）画出物块的受力示意图；
（2）此物块所受到的滑动摩擦力为多大；
（3）求此物块在2s末的速度．
14．如图所示，AB是半径R=0.80m的光滑1/4圆弧轨道，半径OB竖直，光滑水平地面上紧靠B点静置一质量M=3.0kg的小车，其上表面与B点等高。

现将一质量m=1.0kg的小滑块从A点由静止释放，经B点滑上小车，最后与小车达到共同速度。

已知滑块与小车之间的动摩擦因数μ=0.40。

重力加速度g取10m/s2。

求：
（1）滑块刚滑至B点时，圆弧对滑块的支持力大；
（2）滑块与小车最后的共同速度；
（3）为使滑块不从小车上滑下，小车至少多长。

【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 B A B D A D
二、多项选择题
7．AC
8．AB
9．AD
10．BC
三、实验题
11．a1=-1 m/s2，a2=2 m/s2
12．M+2m
四、解答题
13．（1）物块的受力示意图如下（2）7N（2）1m/s
14．（1）（2）（3）
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注意事项：
1. 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。

2．选择题必须使用2B铅笔填涂；非选择题必须使用0.5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。

3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。

4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。

一、单项选择题
1．如图所示，站在车上的人，用锤子连续敲打小车。

初始时，人、车、锤都静止。

假设水平地面光滑，关于这一物理过程，下列说法正确的是
A．连续敲打可使小车持续向右运动
B．人、车和锤组成的系统机械能守恒
C．当锤子速度方向竖直向下时，人和车水平方向的总动量为零
D．人、车和锤组成的系统动量守恒
2．2018年6月14日11时06分，探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成为世界首颗成功进入地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道的卫星，为地月信息联通搭建“天桥”。

如图所示，该L2点位于地球与月球连线的延长线上，“鹊桥”位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动，已知地球、月球和“鹊桥”的质量分别为M e、M m、m，地球和月球之间的平均距离为R，L2点离月球的距离为x，则( )
A．“鹊桥”的线速度小于月球的线速度
B．“鹊桥”的向心加速度小于月球的向心加速度
C．x满足
D．x满足
3．在如图所示电路中，A1与A2是完全相同的灯泡，线圈L的电阻可以忽略。

下列说法中正确的是（）
A．合上电键S接通电路时，A1先亮，A2后亮，最后一样亮
B．合上电键S接通电路时，A1和A2始终一样亮
C．断开电键S切断电路时，A2立刻熄灭，A1过一会儿才熄灭
D．断开电键S切断电路时，A1和A2都要过一会儿才熄灭
4．如图所示，小球A质量为m，木块B质量为2m，两物体通过轻弹簧连接竖直放置在水平面上静止.现对A施加一个竖直向上的恒力F，使小球A在竖直方向上运动，经弹簧原长时小球A速度恰好最大，已知重力加速度为g.则在木块B对地面压力为零时，小球A的加速度大小为（）
A．3g B．2.5g C．2g D．1.5g
5．空间存在水平向右的匀强电场，方向与x轴平行，一个质量为m，带负电的小球，电荷量为－q，从坐标原点以v0=10m/s的初速度斜向上抛出，且初速度v0与x轴正方向夹角θ=37°，如图所示。

经过一段时间后到达最高点，此时速度大小也是10m/s，该小球在最高点的位置坐标是(sin37°=0.6，cos37°=0.8，g取10m/s2)
A．0.6m，1.8m B．－0.6m，1.8m
C．5.4m，1.8m D．0.6m，1.08m
6．如图所示，某种带电粒子由静止开始经电压为U1的电场加速后，射入两水平放置、电势差为U2的两导体板间的匀强电场中，带电粒子沿平行于两板的方向从两板正中间射入，穿过两板后又垂直于磁场方向射入边界线竖直的匀强磁场中，则粒子射入磁场和射出磁场的M、N两点间的距离d随着U1和U2的变化情况为(不计重力，不考虑边缘效应) ( )
A．d随U1变化，d与U2无关
B．d与U1无关，d随U2变化
C．d随U1变化，d随U2变化
D．d与U1无关，d与U2无关
二、多项选择题
7．下列说法正确的是_________。

A．偏振光可以是横波，也可以是纵波
B．光学镜头上的增透膜利用了光的干涉现象
C．光纤通信及医用纤维式内窥镜都是利用了光的全反射原理
D．X射线在磁场中能偏转，穿透能力强，可用来进行人体透视
E.声源与观察者相对靠近时，观察者所接收的频率大于声源振动的频率
8．现在城市的滑板运动非常流行，在水平地面上一名滑板运动员双脚站在滑板上以一定速度向前滑行，在横杆前起跳并越过杆，从而使人与滑板分别从杆的上方、下方通过，如图所示，假设人和滑板运动过程中受到的各种阻力忽略不计，若运动员顺利地完成了该动作，最终仍落在滑板原来的位置上，则
A．运动员起跳时，双脚对滑板作用力的合力竖直向下
B．起跳时双脚对滑板作用力的合力向下偏后
C．运动员在空中最高点时处于失重状态
D．运动员在空中运动时，单位时间内速度的变化相同
9．以下关于分子力的说法，正确的是（）
A．分子间的距离增大则分子间的斥力与引力均减小
B．气体分子之间总没有分子力的作用
C．液体难于压缩表明液体中分子总是引力
D．当分子间表现为引力时，随分子间距离增大分子间势能增大
E. 当分子间的引力与斥力大小相等时分子间势能最小
10．质量为M、内壁间距为L的箱子静止于光滑的水平面上，箱子中间有一质量为m的小物块，小物块与箱子底板间的动摩擦因数为μ。

初始时小物块停在箱子正中间，如图所示。

现给小物块一水平向右的初速度v，小物块与箱壁碰撞N次后恰又回到箱子正中间，井与箱子保持相对静止。

设碰撞都是弹性的，则
整个过程中，系统损失的动能为( )
A．B．
C．D．
三、实验题
11．如图所示的是一个透明圆柱体的横截面，一束单色光平行于直径AB射向圆柱体，光线从C点进入圆柱体后经过折射恰能射到B点。

已知透明圆柱体横截面半径为R，对该单色光的折射率n=，光在直空中的传播速度为c，求:
(1)入射光线到直径AB的距离;
(2)该单色光从C点传播到B点的时间。

12．如图所示装置由水平轨道、倾角θ=37°的倾斜轨道连接而成，轨道所在空间存在磁感应强度大小为B、方向竖直向上的匀强磁场。

质量m、长度L、电阻R的导体棒ab置于倾斜轨道上，刚好不下滑；质量、长度、电阻与棒ab相同的光滑导体棒cd置于水平轨道上，用恒力F拉棒cd，使之在水平轨道上向右运动。

棒ab、cd与导轨垂直，且两端与导轨保持良好接触，最大静摩擦力等于滑动摩擦力，sin37°=0.6，cos37°=0.8。

⑴求棒ab与导轨间的动摩擦因数；
⑵求当棒ab刚要向上滑动时cd速度v的大小；
⑶若从cd刚开始运动到ab刚要上滑过程中，cd在水平轨道上移动的距离x，求此过程中ab上产生热量Q。

四、解答题
13．如图所示，在倾角为θ的斜面上，一物块(可视为质点)通过轻绳牵拉压紧弹簧.现将轻绳烧断，物块被弹出，与弹簧分离后即进人足够长的NN′粗糙斜面(虚线下方的摩擦不计)，沿斜面上滑达到最远点位置离N的距离为s.此后下滑，第一次回到N处，压缩弹簧后又被弹离，第二次上滑最远位置离N的距离为s/2.
(1)求物块与粗糙斜面NN′段间的动摩擦因数.
(2)若已知物块的质量为m，弹簧第二次被压缩最短时的弹性势能为Ep，求第二次物体从弹簧被压缩最短到运动到N点的距离L.
14．如图所示，直角坐标系xOy的第一象限内存在与x轴正方向成45°角的匀强电场，第二象限内存在与第一象限方向相反的匀强电场，两电场的场强大小相等．x轴下方区域Ⅰ和区域Ⅱ内分别存在磁感应强度不同的、方向垂直纸面向外的足够大匀强磁场，两磁场的分界线与x轴平行，区域Ⅰ中磁场的磁感应强度大小为B，在分界线上有一绝缘弹性挡板，挡板关于y轴对称．现在P(0，y0)点由静止释放一质量为m、电荷量为q的带正电的粒子(不计粒子重力)，粒子立即进入第一象限运动，以速度v穿过x轴后，依次进入区域Ⅰ和区域Ⅱ磁场，已知粒子从区域Ⅰ进入区域Ⅱ时，速度方向垂直挡板紧贴挡板的右侧边缘，在与挡板进行碰撞时粒子的电荷量和能量均无变化，且与挡板的中央发生过碰撞．求
(1)电场强度E的大小；
(2)区域Ⅱ中磁场的磁感应强度大小；
(3)粒子再次回到y轴时的位置坐标和此时粒子速度方向．
【参考答案】
一、单项选择题
题号 1 2 3 4 5 6
答案 C C D C B A
二、多项选择题
7．BCE
8．ACD
9．ADE
10．BD
三、实验题
11．(1)(2)
12．（1）0.75（2）（3）
四、解答题
13．（1）（2）
14．（1）（2）（3）合速度方向与y轴的夹角为零。