高中物理第六章万有引力与航天六宇宙航行练习新人教必修

练习六 宇宙航行
1．关于第一宇宙速度，下面说法正确的是 ( )
A ．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B ．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度
C ．它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D ．它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度
2．关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是( )
A ．轨道半径越大，速度越小，周期越长
B ．轨道半径越大，速度越大，周期越短
C ．轨道半径越大，速度越大，周期越长
D ．轨道半径越小，速度越小，周期越长
3．启动卫星的发动机使其速度加大，待它运动到距离地面的高度比原来大的位置，再定位使它绕地球做匀速圆周运动成为另一轨道的卫星，该卫星后一轨道与前一轨道相比 （ ）
A. 速率增大 B ．周期增大 C ．向心力增大 D. 加速度增大
4.人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动，其速率是下列的 ( )
A ．一定等于7.9 km/s B. 等于或小于7.9 km/s
C. 一定大于7.9 km/s
D. 介于7.9 km/s~11.2 km/s
5．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星 ( )
A ．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同值
B ．它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的
C ．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值
D ．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的
6．两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动，周期之比为8:1:=B A T T ，则轨道半径之比和运动速率之比分别为 （ ）
A ．1:4:=
B A R R ，2:1:=B A v v B ．1:4:=B A R R ，1:2:=B A v v
C ．4:1:=B A R R ，2:1:=B A v v
D ．4:1:=B A R R ，1:2:=B A v v
7．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球的半径为R ，地面处的重力加速度为g ，则人造卫星：
( )
A ．绕行的最大线速度为Rg
B ．绕行的最小周期为g
R π2 C ．在距地面高为R 处的绕行速度为2
Rg D ．在距地面高为R 处的周期为g R 2π2
8.某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变，某次测量卫星的轨道半径为r 1，后来变为r 2(r 2<r 1)，用1v 、2v 表示卫星在这两个轨道上的速率，T 1、T 2表示卫星在这两个轨道上的运行周期，则( )
A ．2v <1v ，T 2<T 1
B ．2v <1v ，T 2>T 1
C ．2v >1v ，T 2<T 1
D ．2v >1v ，T 2>T 1
9．在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球做匀速圆周运动，每到太阳活动期，由于受太阳的影响，地球大气层的厚度开始增加，而使得部分垃圾进入大气层，开始做靠近地球的向心运动，产生这一结果的原因是 （ ）
A ．由于太空垃圾受到地球引力减小而导致的向心运动
B ．由于太空垃圾受到地球引力增大而导致的向心运动
C ．由于太空垃圾受到空气阻力而导致的向心运动
D ．地球的引力提供了太空垃圾做匀速圆周运动所需的向心力，故产生向心运动的结果，与空气阻力无关
10.甲、乙 两颗人造地球卫星在同一轨道平面上的不同高度处同向运行，甲距地面高度为地球半径的0.5
倍，乙距地面高度为地球半径的5倍，两卫星在某一时刻正好位于地球表面某处的正上空，试求：（1）两卫星运行的速度之比；（2）乙卫星至少经过多少周期时，两卫星间的距离达到最大？
11．一宇航员在某一行星的极地着陆时，发现自己在当地的重力是在地球上重力的0.01倍，进一步研究
还发现，该行星一昼夜的时间与地球相同，而且物体在赤道上完全失去了重力，试计算这一行星的半径R 。

12.侦察卫星通过地球两极上空的圆轨迹运动，他的运行轨道距地面高度为h ，要使卫星在一天的时间内
将地面上赤道各处在日照条件下的情况全部拍摄下来，卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少？（设地球的半径为R，地面处重力加速度为g，地球自转周期为T）
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．我国将于2020年完成35颗卫星组网的北斗全球卫星导航定位系统。

北斗是由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星构成的全球定位系统，30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星的轨道高度约为21500km，静止轨道卫星的高度约为36000km知地球半径为6400km，关于北斗导航卫星，下列说法中正确的是
A．中轨道卫星的线速度比静止轨道卫星的线速度小
B．中轨道卫星的周期大于24小时
C．中轨道卫星的向心加速度比静止轨道卫星的向心加速度小
D．静止轨道卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
2．如图所示，竖直面内分布有水平方向的匀强电场，一带电粒子沿直线从位置a向上运动到位置b，在这个过程中，带电粒子
A．只受到电场力和重力作用B．带正电
C．做匀速直线运动D．机械能增加
3．竖直正方形框内有三条光滑轨道OB、OC和OD，三轨道交于O点，且与水平方向的夹角分别为30o、45o 和60o。

现将甲、乙、丙三个可视为质点的小球同时从O点静止释放，分别沿OB、OC和OD运动到达斜面底端。

则三小球到达斜面底端的先后次序是
A．甲、乙、丙B．丙、乙、甲
C．甲、丙同时到达，乙后到达 D．不能确定三者到达的顺序
4．如图，在竖直平面内，滑到ABC关于B点对称，且A、B、C三点在同一水平线上。

若小滑块第一次由A滑到C，所用的时间为t1，第二次由C滑到A，所用时间为t2，小滑块两次的初速度大小相同且运动过程始终沿着滑道滑行，小滑块与滑道的动摩擦因数恒定，则( )
A．t1＜t2B．t1=t2 C．t1＞t2D．无法比较t1、t2的大小
5．用控制变量法，可以研究影响平行板电容器电容的因素（如图）。

设两极板正对面积为S，极板间的距离为d，静电计指针偏角为θ。

实验中，极板所带电荷量不变，若
A．保持S不变，增大d，则θ变大
B．保持S不变，增大d，则θ变小
C．保持d不变，减小S，则θ变小
D．保持d不变，减小S，则θ不变
6．如图所示为杂技“顶竿”表演，一人站在地上，肩上扛一质量为M的竖直竹竿，当竿上一质量为m的人以加速度a加速下滑时，竿对“底人”的压力大小为( )
A．(M＋m)g
B．(M＋m)g－ma
C．(M＋m)g＋ma
D．(M－m)g
二、多项选择题
7．如下图所示，匀强电场中的△PAB平面平行于电场方向C点为AB的中点，D点为PB的中点．将一个带电粒子从P点移动到A点，电场力做功W PA＝1.6×10－8J；将该粒子从P点移动到B点，电场力做功W PB＝3.2×10－8J。

则下列说法正确的是
A．直线PC为等势线
B．直线AD为等势线
C．若将该粒子从B点移动到A点，电场力做功W BA＝1.6×10－8J
D．若将该粒子从P点移动到C点，电场力做功为W PC＝2.4×10－8J
8．下列说法中正确的是_________
A．针尖加热后接触涂有蜂蜡薄层的云母片背面，熔化的蜂蜡呈椭圆形，说明蜂蜡为晶体
B．温度一定时，当人们逐渐感到潮湿，则此时空气的绝度湿度一定增大
C．两个相互接触的物体达到热平衡时，此时二者一定具有相同的内能
D．一切与热现象的对应的自发过程都是不可逆的
E. 若气体分子总数不变而气体温度升高，则气体压强可能不变
9．下列说法中正确的是____
A．物体做受迫振动时，驱动力的频率越高，受迫振动的物体振幅越大
B．光纤通信、医用纤维式内窥镜都利用了光的全反射原理
C．因为声波的波长可以与通常的障碍物尺寸相近，所以声波很容易产生衍射现象
D．质点做简谐运动时，若位移为负值，则速度一定为正值，加速度也一定为正值
E. 地球上的人看来，接近光速运动的飞船中的时钟变慢了
10．回旋加速器的核心部分如图所示，两个D形盒分别与交变电源的两极相连。

下列说法正确的是（）
A．D形盒之间电场力使粒子加速
B．D形盒内的洛伦兹力使粒子加速
C．增大交变电压的峰值，最终获得的速率v增大
D．增大磁感应强度，最终获得的速率v增大
三、实验题
11．在如图所示的平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限区域内有沿y轴正方向（竖直向上）的匀强电场，电场强度大小E0＝50 N/C；第Ⅳ象限区域内有一宽度d＝0.2 m、方向沿x轴正方向（水平向右）的匀强电场。

质量m＝0.1 kg、带电荷量q＝+1×10-2C的小球从y轴上P点以一定的初速度垂直y轴方向进入电场，通过第Ⅰ象限后，从x轴上的A点进入第Ⅳ象限，并恰好沿直线通过该区域后从B点离开，已知P、A的坐标分别为(0，0，4)，(0，4，0)，取重力加速度g＝10 m/s2。

求：
（1）初速度v0的大小；
（2）A、B两点间的电势差U AB；
（3）小球经过B点时的速度大小。

12．通过实验，要描绘一个“2.5V，0.2W”小灯泡的伏安特性曲线。

实验时，要求小灯泡两端电压从零逐渐增大到额定电压。

可供选择的仪器有
A．量程为0～0.6A，内阻为0.2W的电流表
B．量程为0～100mA，内阻为5W的电流表
C．量程为0～3V，内阻为10kW的电压表
D．量程为0～15V，内阻为50kW的电压表
E．最大值为20 W，额定电流为0.1A的滑动变阻器
F．最大值为1 kW，额定电流为0.1A的滑动变阻器
G．学生电源、导线、电键等
（1）电流表应选_________，电压表应选__________，滑动变阻器应选________．（填代号），
（2）请你在右边方框内画出实验的电路图_______。

四、解答题
13．质量为m＝1.0kg的小滑块（可视为质点）放在质量为M＝3.0kg的长木板的右端，木板上表面光滑，木板与地面之间的动摩擦因数为μ＝0.2，木板长L＝1.0m。

开始时两者都处于静止状态，现对木板施加水平向右的恒力F＝12N，如图所示，经一段时间后撤去F．为使小滑块不掉下木板，试求：用水平恒力F 作用的最长时间.（g取10m/s2）
14．直流电动机的工作原理可以简化为如图所示的情景，匀强磁场方向竖直向下，磁感应强度大小为B；平行金属轨道MN、PQ，相距为L，固定在水平面内；电阻为R的金属导体棒ab与平行轨道垂放置，且与轨道接触良好；MP间接有直流电源。

闭合开关S，金属导体棒向右运动，通过轻绳竖直提升质量为m的物体，重力加速度为g。

忽略一切阻力、导轨的电阻和直流电源的内阻。

(1)求物体匀速上升时，通过导体棒ab的电流大小；
(2)导体棒ab水平向右运动的过程中，同时会产生感应电动势，这个感应电动势总要削弱电源电动势的作用，我们称之为反电动势。

设导体棒ab向上匀速提升重物的功率为P出，电流克服反电动势做功的功率为P反，请证明：P出=P反；(解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明) (3)若通过电源连续调节MP间的电压U，物体匀速上升的速度v也将连续变化，直流电动机所具有这种良好的“电压无极变速”调速性能在许多行业中广泛应用。

请写出物体匀速上升的速度v与电压U的函数关系式。

【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．BD
8．BDE
9．BCE
10．AD
三、实验题
11．（1）1 m/s （2）5 V （3）
12．B C E
四、解答题
13．1s
14．（1）；（2）见解析；（3）
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．将一小球竖直向上抛出，取向上为正方向．设小球在抛出点的重力势能为零，小球所受空气阻力大小恒定．则上升过程中，小球的加速度a、速度v、机械能E、动能E k与小球离抛出点高度h的关系错误的是( )
A．B．
C．D．
2．如图所示，在光滑的水平桌面上有一物体A，通过绳子与物体B相连，假设绳子的质量以及绳子与定
滑轮之间的摩擦力都可以忽略不计，绳子不可伸长．如果两物体的质量都为m，则绳子对物体A的拉力大小为
A．mg B．2mg C．3mg/4 D．mg/2
3．下列说法正确的是
A．核反应中的X为中子
B．放射性元素放出的β射线（电子流）是由原子核外电子电离产生的
C．原子核的比结合能越小，原子核越稳定
D．一群处于n=4能级的氢原子发生跃迁时，能发射4条不同频率的光线
4．在如图所示的空间内存在着水平向右的匀强电场，电场强度
(g为重力加速度)。

绝缘挡板AB与水平面成30°角放置在电场中，一质量为m、带电量为+q的液滴从挡板下端A点以初速度v0竖直向上射入电场中，恰好打在挡板AB的中点P处。

则下列判断正确的是
A．液滴从A点射入电场到打在挡板上P点的过程经历的时间为
B．若液滴从A点以初速度2v0竖直向上射入电场，则液滴会打在挡板上B点
C．若仅改变液滴从A点射出的初速度大小，有可能使液滴打在挡板上的速度方向与挡板垂直
D．若仅改变液滴从A点射出的初速度大小，所有打在挡板上的液滴到达挡板的速度方向均水平
5．质量相等的A、B两物体放在同一水平面上，分别受到水平拉力F1、F2的作用而从静止开始做匀加速直线运动．经过时间t0和4t0速度分别达到2v0和v0 时，分别撤去F1和F2，以后物体继续做匀减速直线运动直至停止．两物体速度随时间变化的图线如图所示． F1和F2对A、B做的功分别为W1和W2，则下列结论正确的是（）
A．W1∶W2＝4∶5 B．W1∶W2＝6∶5 C．W1∶W2＝5∶6 D．W1∶W2＝12∶5
6．图中虚线a、b、c、d、f代表匀强电场内间距相等的一组等势面，己知平面b上的电势为0。

一个α粒子（氦核）垂直于等势面进入电场经过f面时的动能为12eV，从f到b的过程中克服电场力所做的功为6eV。

下列说法正确的是（）
A．平面c上的电势为1V
B．该α粒子经过平面b时，其电势能为6eV
C．该α粒子一定能到达平面a
D．该α粒子经过平面a时的速率是经过b时的2倍
二、多项选择题
7．空间有一个两边界水平的匀强磁场区域，其上方有一位于竖直平面内的矩形导体框abcd，导体框dc 边与磁场边界平行，如图所示。

已知磁场的高度H大于导体框的高度h，现让导体框自由下落，从dc边进入磁场到ab边进入磁场为导体框进入磁场的过程，从dc边出磁场到ab边出磁场为导体框穿出磁场的
过程。

已知导体框有电阻，进入磁场过程是先加速后匀速，则关于导体框进入和穿出磁场这两个过程中，下列说法正确的是
A．导体框的速度变化相等
B．安培力对导体框的冲量相等
C．穿过导体框某横截面电量的绝对值相等
D．导体框中产生的热量相等
8．如图所示，电阻R、电容器C与固定在同一水平面上的光滑平行导轨相连，导轨间有竖直向下的匀强磁场。

一导体棒垂直放在导轨上且与导轨接触良好，导体棒与导轨电阻不计。

现让导体棒获得一初速度v0从位置A向右滑动并经过B、C两位置，在导体棒向右滑动的过程中，下列说法正确的是
A．R中的电流从a到b
B．导体棒向右做匀速滑动
C．电容器的带电量逐渐变小
D．在BC段滑动时导体棒动能的减少量等于电阻R上产生的热量
9．一子弹以初速度v0击中静止在在光滑的水平面上的木块，最终子弹未能射穿木块，射入的深度为d，木块加速运动的位移为s。

则以下说法正确的是
A．子弹动能的亏损等于系统动能的亏损
B．子弹动量变化量的大小等于木块动量变化量的大小
C．摩擦力对木块做的功等于摩擦力对子弹做的功
D．子弹对木块做的功等于木块动能的增量
10．如图所示，竖直平面内的光滑水平轨道的左边与墙壁对接，右边与一个足够高的
光滑圆弧轨道平滑相连，木块A、B静置于光滑水平轨道上，A、B的质量分别为和。

现让A以
的速度水平向左运动，之后与墙壁碰撞，碰撞的时间为，碰后的速度大小变为，当A与B碰撞后立即粘在一起运动，
g取，则（）
A．A与墙壁碰撞的过程中，墙壁对A的平均作用力的大小B．A与墙壁碰撞的过程中没有能量损失
C．A、B碰撞后的速度
D．A、B滑上圆弧轨道的最大高度
三、实验题
11．“道威棱镜”广泛地应用在光学仪器中，如图所示，将一等腰直角棱镜截去棱角，使其平行于底面，可制成“道威棱镜”，这样就减小了棱镜的重量和杂散的内部反射．从M点发出的一束平行于底边CD的
单色光从AC边射入，已知棱镜玻璃的折射率n＝，光在真空中的速度为c.
（1）请通过计算判断该光线能否从CD边射出；
（2）若，光在“道威棱镜“内部传播的时间为多少．12．某同学做“探究求合力的方法”的实验如图甲所示，其中A为固定橡皮条的图钉，O为橡皮条与细绳的结点，OB和OC为细绳．图乙是在白纸上根据实验结果画出的图．
（1）如果没有操作失误，图乙中的F和F′两力中，方向一定沿AO方向的是_____．
（2）本实验采用的科学方法是：（__________）
A．理想实验法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．建立物理模型法
（3）实验中可减小误差的措施有：（__________）
A．两个分力F1、F2的大小要适当大些
B．两个分力F1、F2间夹角应为90°
C．拉橡皮筋时，弹簧测力计、橡皮筋、细绳应贴近木板且与木板平面平行
D．拉橡皮筋的细绳要长些，标记同一细绳方向的两点要近一些
（4）如图所示，探究牛顿第二定律试验中得到的一条纸带，A、B、C、D、E、F、G为7个相邻的计数点，相邻的两个计数点之间还有四个点未画出．量出相邻的计数点之间的距离分别为x1=4.22cm、x2=4.65cm、x3=5.08cm、x4=5.49cm、x5=5.91cm、x6=6.34cm．已知打点计时器的工作效率为50Hz，则小车的加速度
a=_____m/s2（结果保留2位有效数字）．
四、解答题
13．如图所示，半径R= 0.5m的光滑圆环固定在竖直面上，圆环底端固定一轻弹簧，弹簧上端与物体A连接。

圆环上端固定一光滑小滑轮，一轻绳绕过滑轮，一端与A连接，另一端与套在大圆环上的小球B连接，已知A的质量m A=1kg，B的质量m B= 2kg,图示位置细绳与竖直方向成30°。

现将A、B自图示位置由静止释放，当B运动到与圆心等高的C点时A运动到圆心位置，此时B的速度大小为2m/s。

求在此过程中（g=
10m/s2，= 1.732，
= 1.414):
（1）绳的拉力对B做的功；（2）弹簧弹性势能的变化量。

14．如图所示，在竖直面内有一矩形区ABCD，水平边AB=L，竖直边BC=L，O为矩形对角线的交点。

将一质量为m的小球以一定的初动能自O点水平向右抛出，小球经过BC边时的速度方向与BC夹角为600。

使此小球带电，电荷量为q(q>0)，同时加一平行与矩形ABCD的匀强电场，。

现从O点以同样的初动能沿各个方向抛出此带电小球，小球从矩形边界的不同位置射出，其
中经过C点的小球的动能为初动能的，经过E点（DC中点）
的小球的动能为初动能的，重力加速度为g，求：
(1)小球的初动能；
(2）取电场中O点的电势为零，求C、E两点的电势；
(3）带电小球经过矩形边界的哪个位置动能最大？最大动能是多少？
【参考答案】
一、单项选择题
二、多项选择题
7．BC
8．AC
9．BD
10．AC
三、实验题
11．（1）光线无法从CD边射出；（2）12．F′ B AC 0.42 四、解答题
13．（1）9J（2）-8.410J
14．(1)；
(2), ；
(3)。