人教版高中物理必修二试题
人教版高中物理必修二复习试题及答案全套
人教版高中物理必修二复习试题及答案全套重点强化卷(一) 圆周运动的分析一、选择题1.如图1所示为一种早期的自行车，这种无链条传动的自行车前轮的直径很大，这样的设计在当时主要是为了()图1A．提高速度B．提高稳定性C．骑行方便D．减小阻力【解析】在骑车人脚蹬车轮转速一定的情况下，据公式v＝ωr知，轮子半径越大，车轮边缘的线速度越大，车行驶得也就越快，故A选项正确．【答案】A2.两个小球固定在一根长为L的杆的两端，绕杆的O点做圆周运动，如图2所示，当小球1的速度为v1时，小球2的速度为v2，则转轴O到小球2的距离是()图2A.L v 1v 1＋v 2B.L v 2v 1＋v 2 C.L (v 1＋v 2)v 1D.L (v 1＋v 2)v 2【解析】 两小球角速度相等，即ω1＝ω2.设两球到O 点的距离分别为r 1、r 2，即v 1r 1 ＝v 2r 2；又由于r 1＋r 2＝L ，所以r 2＝L v 2v 1＋v 2 ，故选B.【答案】 B3．如图3所示为质点P 、Q 做匀速圆周运动时向心加速度随半径变化的图线．表示质点P 的图线是双曲线的一支，表示质点Q 的图线是过原点的一条直线．由图线可知( )图3A ．质点P 的线速度大小不变B ．质点P 的角速度大小不变C ．质点Q 的角速度随半径变化D ．质点Q 的线速度大小不变【解析】 由a n ＝v 2r 知：v 一定时，a n ∝1r ，即a n 与r 成反比；由a n ＝rω2知：ω一定时，a n ∝r .从图象可知，质点P 的图线是双曲线的一支，即a n 与r 成反比，可得质点P 的线速度大小是不变的．同理可知：质点Q 的角速度是不变的．【答案】 A4．如图4所示，一偏心轮绕垂直纸面的轴O 匀速转动，a 和b 是轮上质量相等的两个质点，则偏心轮转动过程中a 、b 两质点( )图4A ．角速度大小相同B ．向心力大小相同C ．线速度大小相同D ．向心加速度大小相同【解析】 O 点为圆心，a 和b 两质点与O 点的距离不相等，即圆周运动的半径不相等，但两质点与圆心连线在相等时间内转过的圆心角相等，因此，两质点的角速度大小相同，线速度大小不相同，选项A 正确，选项C 错误；向心力为F ＝mRω2，两质点的质量与角速度都相等，半径不相等，则向心力与向心加速度不相同，选项B 、D 均错误．【答案】 A5.一质量为m 的物体，沿半径为R 的向下凹的圆形轨道滑行，如图5所示，经过最低点的速度为v ，物体与轨道之间的动摩擦因数为μ，则它在最低点时受到的摩擦力为( )图5A ．μmgB ．μm v 2R C ．μm (g －v 2R )D ．μm (g ＋v 2R )【解析】 小球在最低点时，轨道支持力和重力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律得F N －mg ＝m v 2R ，物体受到的摩擦力为f ＝μF N ＝μm (g ＋v 2R )，选项D 正确．【答案】 D6．某兴趣小组设计了一个滚筒式炒栗子机器，滚筒内表面粗糙，内直径为D .工作时滚筒绕固定的水平中心轴转动．为使栗子受热均匀，要求栗子到达滚筒最高处前与筒壁脱离，则( )图6A ．滚筒的角速度应满足ω＜2g DB ．滚筒的角速度应满足ω＞2g DC ．栗子脱离滚筒的位置与其质量有关D ．若栗子到达最高点时脱离滚筒，栗子将自由下落【解析】 栗子在最高点恰好不脱离时有：mg ＝m D2ω2，解得ω＝2g D ，要求栗子到达滚筒最高处前与筒壁脱离，则ω＜2gD ，故A 正确，B 错误；栗子脱离滚筒的位置与其质量无关，故C 错误；若栗子到达最高点时脱离滚筒，由于栗子的速度不为零，栗子的运动不是自由落体运动，故D 错误．【答案】 A7．汽车在水平地面上转弯时，地面的摩擦力已达到最大，当汽车速率增为原来的2倍时，则汽车转弯的轨道半径必须 ( )A ．减为原来的12 B ．减为原来的14 C ．增为原来的2倍D ．增为原来的4倍【解析】 汽车在水平地面上转弯，向心力由静摩擦力提供．设汽车质量为m ，汽车与地面的动摩擦因数为μ，汽车的转弯半径为r ，则μmg ＝m v 2r ，故r ∝v 2.速率增大到原来的2倍时，转弯半径增大到原来的4倍，D正确．【答案】D8．(多选)如图7所示，用细绳拴着质量为m的小球，在竖直平面内做圆周运动，圆周半径为R，则下列说法正确的是()图7A．小球过最高点时，绳子张力可能为零B．小球过最高点时的最小速度为零C．小球刚好过最高点时的速度为gRD．小球过最高点时，绳子对小球的作用力可以与球所受的重力方向相反【解析】绳子只能提供拉力作用，其方向不可能与重力相反，D错误；在最高点有mg＋F T＝m v2R，拉力F T可以等于零，此时速度最小为v min＝gR，故B错误，A、C正确．【答案】AC9．在高速公路的拐弯处，路面建造得外高内低，即当车向右拐弯时，司机左侧的路面比右侧的要高一些，路面与水平面间的夹角为θ，设拐弯路段是半径为R的圆弧，要使车速为v时车轮与路面之间的横向(即垂直于前进方向)摩擦力等于零，θ应满足()A．sin θ＝v2Rg B．tan θ＝v2RgC ．sin 2θ＝2v 2Rg D ．cot θ＝v 2Rg【解析】 当车轮与路面的横向摩擦力等于零时，汽车受力如图所示则有：F N sin θ＝m v 2R F N cos θ＝mg 解得：tan θ＝v 2Rg ， 故B 正确． 【答案】 B10．(多选)中央电视台《今日说法》栏目曾报道过一起发生在湖南长沙某区湘府路上的离奇交通事故．家住公路拐弯处的张先生和李先生家在三个月内连续遭遇了七次大卡车侧翻在自家门口的场面，第八次有辆卡车冲撞进李先生家，造成三死一伤和房屋严重损毁的血腥惨案．经公安部门和交通部门协力调查，画出的现场示意图如图8所示．交警根据图示作出以下判断，你认为正确的是( )现场示意图图8A．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做离心运动B．由图可知汽车在拐弯时发生侧翻是因为车做向心运动C．公路在设计上可能内(东北)高外(西南)低D．公路在设计上可能外(西南)高内(东北)低【解析】由题图可知发生事故时，卡车在做圆周运动，从图可以看出卡车冲入民宅时做离心运动，故选项A正确，选项B错误；如果外侧高，卡车所受重力和支持力的合力提供向心力，则卡车不会做离心运动，也不会发生事故，故选项C正确，D错误．【答案】AC二、计算题11．在用高级沥青铺设的高速公路上，汽车的设计时速是108 km/h.汽车在这种路面上行驶时，它的轮胎与地面的最大静摩擦力等于车重的0.6倍．(1)如果汽车在这种高速路的水平弯道上拐弯，假设弯道的路面是水平的，其弯道的最小半径是多少？(2)如果高速路上设计了圆弧拱桥做立交桥，要使汽车能够以设计时速安全通过圆弧拱桥，这个圆弧拱桥的半径至少是多少？【解析】(1)汽车在水平路面上拐弯，可视为汽车做匀速圆周运动，其向心力由车与路面间的静摩擦力提供，当静摩擦力达到最大值时，由向心力公式可知这时的半径最小，有F m ＝0.6mg ＝m v 2r ，由速度v ＝30 m/s ，得弯道半径r ＝150 m.(2)汽车过拱桥，看做在竖直平面内做匀速圆周运动，到达最高点时，根据向心力公式有：mg －F N ＝m v 2R ，为了保证安全，车对路面间的弹力F N 必须大于等于零，有mg ≥ m v 2R ，则R ≥90 m.【答案】 (1)150 m (2)90 m12.如图9所示，一光滑的半径为0.1 m 的半圆形轨道放在水平面上，一个质量为m 的小球以某一速度冲上轨道，当小球将要从轨道口飞出时，轨道对小球的压力恰好为零，g 取10 m/s 2，求：图9(1)小球在B 点速度是多少？ (2)小球落地点离轨道最低点A 多远？ (3)落地时小球速度为多少？【解析】 (1)小球在B 点时只受重力作用，竖直向下的重力提供小球做圆周运动的向心力，根据牛顿第二定律可得：mg ＝m v 2Br代入数值解得：v B ＝gr ＝1 m/s.(2)小球离开B 点后，做平抛运动．根据平抛运动规律可得：2r ＝12gt 2s ＝v B t代入数值联立解得：s ＝0.2 m.(3)根据运动的合成与分解规律可知，小球落地时的速度为v ＝v 2B ＋(gt )2＝5 m/s.【答案】 (1)1 m/s (2)0.2 m (3) 5 m/s重点强化卷(二) 万有引力定律的应用一、选择题1．两个密度均匀的球体，相距r ，它们之间的万有引力为10－8N ，若它们的质量、距离都增加为原来的2倍，则它们间的万有引力为( )A ．10－8NB ．0.25×10－8 NC ．4×10－8ND ．10－4N【解析】 原来的万有引力为：F ＝G Mm r 2 后来变为：F ′＝G 2M ·2m (2r )2＝GMmr 2 即：F ′＝F ＝10－8N ，故选项A 正确． 【答案】 A2．牛顿在建立万有引力定律的过程中，对苹果落地现象曾产生过无尽的遐想；已知地球的半径为6.4×106 m ，地球自转的角速度为7.27×105 rad/s ，地球表面的重力加速度为9.8 m/s 2，在地球表面发射卫星的第一宇宙速度为7.9×103 m/s ，第三宇宙速度为16.7×103 m/s ，月地中心间距离为3.84×108 m ．假设地球上有一棵苹果树长到了月球那么高，则当苹果脱离苹果树后，将( )A ．落回地面B ．成为地球的同步“苹果卫星”C ．在月球所在的轨道上绕地球运动D ．飞向茫茫宇宙【解析】 将月球位置的苹果在随地球转运的过程中与地球的同步卫星进行比较，很显然，那个位置下的苹果的线速度会大于同步卫星的线速度，所以，当苹果脱离时万有引力不足以提供向心力，苹果会做离心运动，故会飞向宇宙．【答案】 D3．关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下述说法正确的是( ) A ．已知它的质量是1.24 t ，若将它的质量增为2.84 t ，其同步轨道半径将变为原来的2倍B ．它的运行速度大于7.9 km/sC ．它可以绕过北京的正上方，所以我国能利用它进行电视转播D ．它距地面的高度约为地球半径的5倍，故它的向心加速度约为其下方地面上物体的重力加速度的136【解析】 同步卫星的轨道半径是固定的，与质量大小无关，A 错误；7.9 km/s 是人造卫星的最小发射速度，同时也是卫星的最大环绕速度，卫星的轨道半径越大，其线速度越小．同步卫星距地面很高，故其运行速度小于7.9 km/s ，B 错误；同步卫星只能在赤道的正上方，C 错误；由G Mmr 2＝ma n 可得，同步卫星的加速度a n ＝G M r 2＝G M (6R )2＝136G M R 2＝136g ，故选项D 正确．【答案】 D4．如图1所示，在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A 、B 、C 绕地球做匀速圆周运动，某一时刻它们恰好在同一直线上，下列说法中正确的是( )图1A ．根据v ＝gr 可知，运行速度满足v A >vB >vC B ．运转角速度满足ωA >ωB >ωC C ．向心加速度满足a A <a B <a CD ．运动一周后，A 最先回到图示位置 【解析】 由G Mmr 2＝m v 2r 得，v ＝GMr ，r 大，则v 小，故v A <v B <v C ，A错误；由G Mmr 2＝mω2r 得，ω＝GMr 3，r 大，则ω小，故ωA <ωB <ωC ，B 错误；由G Mm r 2＝ma 得，a ＝GM r 2，r 大，则a 小，故a A <a B <a C ，C 正确；由G Mm r 2＝m 4π2T 2r 得，T ＝2πr 3GM ，r 大，则T 大，故T A >T B >T C ，因此运动一周后，C 最先回到图示位置，D 错误．【答案】 C5．(多选)据英国《卫报》网站2015年1月6日报道，在太阳系之外，科学家发现了一颗最适宜人类居住的类地行星，绕恒星橙矮星运行，命名为“开普勒438b ”．假设该行星与地球绕恒星均做匀速圆周运动，其运行的周期为地球运行周期的p 倍，橙矮星的质量为太阳的q 倍．则该行星与地球的( )A ．轨道半径之比为3p 2q B ．轨道半径之比为3p 2 C ．线速度之比为3qp D ．线速度之比为1p【解析】 行星公转的向心力由万有引力提供，根据牛顿第二定律，有G MmR 2＝m 4π2T 2R ，解得：R ＝3GMT 24π2，该行星与地球绕恒星均做匀速圆周运动，其运行的周期为地球运行周期的p 倍，橙矮星的质量为太阳的q 倍，故：R 橙R 太＝3(M 橙M 太)(T 行T 地)2＝3qp 2，故A 正确，B 错误；根据v ＝2πR T ，有：v 行v 地＝R 行R 地·T 地T 行＝3qp 2·1p ＝3qp ，故C 正确，D 错误．【答案】 AC6．银河系的恒星中大约四分之一是双星．某双星由质量不等的星体S 1和S 2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C 做匀速圆周运动．由天文观测得其周期为T ，S 1到C 点的距离为r 1，S 1和S 2的距离为r ，已知万有引力常量为G .由此可求出S 2的质量为( )A.4π2r 2r －r 1GT 2B.4π2r 31GT 2C.4π2r 3GT 2D.4π2r 2r 1GT 2【解析】 设S 1、S 2两星体的质量分别为m 1、m 2，根据万有引力定律和牛顿定律得，对S 1有G m 1m 2r 2＝m 1(2πT )2r 1，解之可得m 2＝4π2r 2r 1GT 2，则D 正确，A 、B 、C 错误．【答案】 D7．假设神舟十一号载人飞船绕地球飞行的周期约为T ，离地面的高度为h .地球表面重力加速度为g .设神舟十一号绕地球做匀速圆周运动，则由以上数据无法估测( )A ．地球的质量B ．神舟十一号的质量C ．地球的半径D ．神舟十一号的线速度大小【解析】 设地球质量为M ，半径为R ，神舟十一号质量为m ，由万有引力定律和牛顿第二定律得，GMm (R ＋h )2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2(R ＋h )，黄金代换公式GM ＝gR 2，由已知量T 、h 、g ，两式可以求出地球的质量M 和地球的半径R ，再由v ＝GMr和GM ＝gR 2可求得神舟十一号的线速度大小，由第一式可看出神舟十一号的质量不能求出，故选B.【答案】B8．嫦娥三号探测器绕月球表面附近飞行时的速率大约为1.75 km/s(可近似当成匀速圆周运动)，若已知地球质量约为月球质量的81倍，地球第一宇宙速度约为7.9 km/s，则地球半径约为月球半径的多少倍？()A．3倍B．4倍C．5倍D．6倍【解析】根据万有引力提供向心力知，当环绕天体在中心天体表面运动时，运行速度即为中心天体的第一宇宙速度，由G MmR2＝mv2R解得：v＝GMR，故地球的半径与月球的半径之比为R1R2＝M1M2·v22v21，约等于4，故B正确，A、C、D错误．【答案】B9．如图2所示，a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上匀速运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上．某时刻b卫星恰好处于c卫星的正上方．下列说法中正确的是()图2A．b、d存在相撞危险B．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度C．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度D．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度【解析】 b 、d 在同一轨道，线速度大小相等，不可能相撞，A 错；由a 向＝GMr 2知a 、c 的加速度大小相等且大于b 的加速度，B 对；由ω＝ GMr 3知，a 、c 的角速度大小相等，且大于b 的角速度，C 错；由v ＝ GMr 知a 、c 的线速度大小相等，且大于d 的线速度，D 错．【答案】 B10．若地球半径为R ，把地球看做质量分布均匀的球体，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体引力为零．“蛟龙”下潜深度为d .天宫一号轨道距离地面高度为h ，“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的加速度之比为( )A.R －dR ＋hB.(R －d )2(R ＋h )2C.(R －d )(R ＋h )R 2D.(R －d )(R ＋h )2R 3【解析】 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 ＝GM R 2，由于地球的质量为：M ＝ρ·43πR 3，所以重力加速度的表达式可写成：g ＝GM R 2＝Gρ43πR 3R 2＝43πGρR .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 的地球内部，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，故海底的重力加速度g ′＝43πGρ(R －d )．所以有g ′g ＝R －d R .根据万有引力提供向心力G Mm(R ＋h )2＝ma ，“天宫一号”的加速度a ＝GM(R ＋h )2，所以a g ＝R 2(R ＋h )2，所以g ′a ＝(R －d )(R ＋h )2R 3，故D 正确，A 、B 、C 错误．故选D.【答案】 D 二、计算题11．经天文学家观察，太阳在绕着银河系中心(银心)的圆形轨道上运行，这个轨道半径约为3×104光年(约等于2.8×1020m)，转动一周的周期约为2亿年(约等于6.3×1015s)．太阳做圆周运动的向心力是来自位于它轨道内侧的大量星体的引力，可以把这些星体的全部质量看做集中在银河系中心来处理问题．(G ＝6.67×10－11N·m 2/kg 2)用给出的数据来计算太阳轨道内侧这些星体的总质量．【解析】 假设太阳轨道内侧这些星体的总质量为M ，太阳的质量为m ，轨道半径为r ，周期为T ，太阳做圆周运动的向心力来自于这些星体的引力，则G Mm r 2＝m 4π2T 2r故这些星体的总质量为M ＝4π2r 3GT 2＝4×(3.14)2×(2.8×1020)36.67×10－11×(6.3×1015)2kg≈3.3×1041kg. 【答案】 3.3×1041kg12．质量分别为m 和M 的两个星球A 和B 在引力作用下都绕O 点做匀速圆周运动，星球A 和B 两者中心之间距离为L .已知A 、B 的中心和O 三点始终共线，A 和B 分别在O 的两侧．引力常量为G .(1)求两星球做圆周运动的周期；(2)在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A 和B ，月球绕其轨道中心运行的周期记为T 1.但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T 2.已知地球和月球的质量分别为5.98×1024 kg 和7.35×1022kg.求T 2与T 1两者平方之比．(结果保留三位小数)图3【解析】 (1)两星球围绕同一点O 做匀速圆周运动，其角速度相同，周期也相同，其所需向心力由两者间的万有引力提供，设OB 为r 1，OA 为r 2，则对于星球B ：G Mm L 2＝M 4π2T 2r 1 对于星球A ：G Mm L 2＝m 4π2T 2r 2 其中r 1＋r 2＝L 由以上三式可得T ＝2πL 3G (M ＋m ).(2)对于地月系统，若认为地球和月球都围绕中心连线某点O 做匀速圆周运动，由(1)可知地球和月球的运行周期T 1＝2πL 3G (M ＋m )若认为月球围绕地心做匀速圆周运动，由万有引力与天体运动的关系：G MmL 2＝m 4π2T 22L解得T 2＝4π2L 3GM则T 22T 21＝M ＋mM ＝1.012.【答案】 (1)2πL 3G (M ＋m )(2)1.012重点强化卷(三) 动能定理和机械能守恒定律一、选择题1．在同一位置以相同的速率把三个小球分别沿水平、斜向上、斜向下方向抛出，不计空气阻力，则落在同一水平地面时的速度大小()A．一样大B．水平抛的最大C．斜向上抛的最大D．斜向下抛的最大【解析】不计空气阻力的抛体运动，机械能守恒．故以相同的速率向不同的方向抛出落至同一水平地面时，物体速度的大小相等．故只有选项A正确．【答案】A2．(多选)质量为m的物体，从静止开始以a＝12g的加速度竖直向下运动h米，下列说法中正确的是()A．物体的动能增加了12mghB．物体的动能减少了12mghC．物体的势能减少了12mghD．物体的势能减少了mgh【解析】物体的合力为ma＝12mg，向下运动h米时合力做功12mgh，根据动能定理可知物体的动能增加了12mgh，A对，B错；向下运动h米过程中重力做功mgh，物体的势能减少了mgh，D对．【答案】AD3．如图1所示，AB为14圆弧轨道，BC为水平直轨道，圆弧的半径为R，BC的长度也是R.一质量为m的物体，与两个轨道的动摩擦因数都为μ，当它由轨道顶端A从静止下滑时，恰好运动到C处停止，那么物体在AB段克服摩擦力做功为()图1A.12μmgR B.12mgRC．mgR D．(1－μ)mgR【解析】设物体在AB段克服摩擦力所做的功为W AB，物体从A到C的全过程，根据动能定理有mgR－W AB－μmgR＝0，所以有W AB＝mgR－μmgR＝(1－μ)mgR.【答案】D4．如图2所示，木板长为l，木板的A端放一质量为m的小物体，物体与板间的动摩擦因数为μ.开始时木板水平，在绕O点缓慢转过一个小角度θ的过程中，若物体始终保持与板相对静止．对于这个过程中各力做功的情况，下列说法中正确的是()图2A．摩擦力对物体所做的功为mgl sin θ(1－cos θ)B．弹力对物体所做的功为mgl sin θcos θC．木板对物体所做的功为mgl sin θD．合力对物体所做的功为mgl cos θ【解析】重力是恒力，可直接用功的计算公式，则W G＝－mgh；摩擦力虽是变力，但因摩擦力方向上物体没有发生位移，所以W f＝0；因木块缓慢运动，所以合力F合＝0，则W合＝0；因支持力F N为变力，不能直接用公式求它做的功，由动能定理W合＝ΔE k知，W G＋W N＝0，所以W N＝－W G＝mgh＝mgl sin θ.【答案】C5．如图3所示，小球从静止开始沿光滑曲面轨道AB滑下，从B端水平飞出，撞击到一个与地面呈θ＝30°的斜面上，撞击点为C点．已知斜面上端与曲面末端B相连．若AB的高度差为h，BC间的高度差为H，则h与H的比值hH等于(不计空气阻力)()图3A.34 B.43C.49 D.112【解析】根据动能定理得，mgh＝12m v2B，解得小球到达B点的速度v B＝2gh，小球离开B点后做平抛运动，根据tan θ＝12gt2v B t，解得：t＝2v B tan θg＝22gh tan θg，平抛运动下落的高度H＝12gt2＝4h tan2θ＝43h，则h与H的比值hH＝34，故A正确，B、C、D错误．【答案】A6．把一质量为m的小球放在竖立的弹簧上，并把球往下按至A的位置，如图4甲所示．迅速松手后，弹簧把球弹起，球升至最高位置C(图丙)，途中经过位置B时弹簧正好处于自由状态(图乙)．己知A、B的高度差为h，C、B高度差为2h，弹簧的质量和空气的阻力均可忽略，选A位置为重力势能零势能点，则()图4A．刚松手瞬间，弹簧弹力等于小球重力B．状态甲中弹簧的弹性势能为2mghC．状态乙中小球的动能为mghD．状态丙中系统的机械能为3mgh【解析】松手后小球向上加速运动，故刚松手瞬间，弹簧弹力大于小球重力，选项A错误；由能量关系可知状态甲中弹簧的弹性势能转化为状态丙中物体的重力势能，故为3mgh，选项B错误，D正确；状态乙中E k＋mgh＝3mgh，故状态乙中小球的动能为2mgh，选项C错误．【答案】D7．如图5所示，一根全长为l、粗细均匀的铁链，对称地挂在光滑的小滑轮上，当受到轻微的扰动，求铁链脱离滑轮瞬间速度的大小()图5A.glB.2gl 2C.2glD.gl 2【解析】设铁链的质量为2m，根据机械能守恒定律得mg·l2＝12·2m v2，所以v＝2gl2，只有选项B正确．【答案】B8．如图6所示，在竖直平面内有一“V”形槽，其底部BC是一段圆弧，两侧都与光滑斜槽相切，相切处B、C位于同一水平面上．一小物体从右侧斜槽上距BC平面高度为2h的A处由静止开始下滑，经圆弧槽再滑上左侧斜槽，最高能到达距BC所在水平面高度为h的D处，接着小物体再向下滑回，若不考虑空气阻力，则()图6A．小物体恰好滑回到B处时速度为零B．小物体尚未滑回到B处时速度已变为零C．小物体能滑回到B处之上，但最高点要比D处低D．小物体最终一定会停止在圆弧槽的最低点【解析】小球从A滑动到D的过程中，根据动能定理，有：mgh－W f＝0，即克服阻力做的功W f为mgh；从D返回的过程，由于弹力和重力的径向分力的合力提供向心力，有：N－mg cos θ＝m v2R，由于返回时的速度小于开始时经过同一点的速度，故返回时弹力减小，故滑动摩擦力减小，克服摩擦力做的功小于mgh，故物体会超出B点，但超出高度小于h，故A、B错误，C正确；滑块不一定能够到达最低点，故D错误．【答案】C二、计算题9.如图7所示，斜面倾角为θ，滑块质量为m，滑块与斜面间的动摩擦因数为μ，从距挡板为s0的位置以v0的速度沿斜面向上滑行．设重力沿斜面的分力大于滑动摩擦力，且每次与P碰撞前后的速度大小保持不变，挡板与斜面垂直，斜面足够长．求滑块从开始运动到最后停止滑行的总路程s.图7【解析】 滑块在斜面上运动时受到的摩擦力大小F f ＝μF N ＝μmg cos θ① 整个过程滑块下落的总高度h ＝s 0sin θ② 根据动能定理mgh －F f ·s ＝0－12m v 20③联立①②③得s ＝s 0tan θμ＋v 202μg cos θ. 【答案】 s 0tan θμ＋v 202μg cos θ10．右端连有光滑弧形槽的水平桌面AB 长L ＝1.5 m ，如图8所示．将一个质量为m ＝0.5 kg 的木块在F ＝1.5 N 的水平拉力作用下，从桌面上的A 端由静止开始向右运动，木块到达B 端时撤去拉力F ，木块与水平桌面间的动摩擦因数μ＝0.2，g 取10 m/s 2.求：图8(1)木块沿弧形槽上升的最大高度；(2)木块沿弧形槽滑回B端后，在水平桌面上滑动的最大距离．【解析】(1)设木块沿弧形槽上升的最大高度为h，由动能定理知，(F－μmg)L－mgh＝0得h＝(F－μmg)Lmg＝(1.5－0.2×0.5×10)×1.50.5×10m＝0.15 m.(2)设木块滑回B端后，在水平桌面上滑动的最大距离为s，由动能定理知，mgh－μmgs＝0得s＝hμ＝0.75 m.【答案】(1)0.15 m(2)0.75 m11．如图9所示，质量m＝50 kg的跳水运动员从距水面高h＝10 m的跳台上以v0＝5 m/s的速度斜向上起跳，最终落入水中．若忽略运动员的身高和受到的阻力，g取10 m/s2，求：图9(1)运动员在跳台上时具有的重力势能(以水面为参考平面)；(2)运动员起跳时的动能；(3)运动员入水时的速度大小．【解析】 (1)以水平面为零重力势能参考平面，则运动员在跳台上时具有的重力势能为E p ＝mgh ＝5 000 J.(2)运动员起跳时的速度为v 0＝5 m/s ，则运动员起跳时的动能为E k ＝12m v 20＝625 J.(3)解法一：应用机械能守恒定律运动员从起跳到入水过程中，只有重力做功，运动员的机械能守恒，则mgh ＋12m v 20＝12m v 2，解得v ＝15 m/s.解法二：应用动能定理运动员从起跳到入水过程中，其他力不做功，只有重力做功，故合外力做的功为W 合＝mgh ，根据动能定理可得，mgh ＝12m v 2－12m v 20，解得v ＝15 m/s.【答案】 (1)5 000 J (2)625 J (3)15 m/s12．如图10所示，位于竖直水平面内的光滑轨道由四分之一圆弧ab 和抛物线bc 组成，圆弧半径Oa 水平，b 点为抛物线顶点．已知h ＝2 m ，s ＝ 2 m ．重力加速度大小g 取10 m/s 2.图10(1)一小环套在轨道上从a点由静止滑下，当其在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，求圆弧轨道的半径；(2)若环从b点由静止因微小扰动而开始滑下，求环到达c点时速度的水平分量的大小．【解析】(1)一小环套在bc段轨道运动时，与轨道之间无相互作用力，则说明下落到b点时的速度，使得小环套做平抛运动的轨迹与轨道bc重合，故有s＝v b t①，h＝12gt2②，从ab滑落过程中，根据动能定理可得mgR＝12m v2b③，联立①②③可得R＝s24h＝0.25 m.(2)下滑过程中，初速度为零，只有重力做功，根据动能定理可得mgh＝12m v2c④因为物体滑到c点时与竖直方向的夹角等于(1)问中做平抛运动过程中经过c点时速度与竖直方向的夹角，设为θ，则根据平抛运动规律可知sin θ＝v bv2b＋2gh⑤，根据运动的合成与分解可得sin θ＝v水平v c⑥联立①②③④⑤⑥可得。
新版人教版高中物理必修第二册全册测试题(附答案)
A．小球运动的线速度越来越大 B．小球运动的角速度不变 C．小球运动的加速度越来越大 D．小球所受的合外力不变 5．船在河中行驶，设船受到的阻力与速度大小成正比。当船以速度 v 匀速时，发动机功率为
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P，当船以 3v 匀速时，发动机的功率为（ ） A．P B．6P C．9P D．3P
6．质量为 的物体，以初速度 由固定的光滑斜面的底端沿斜面向上滑动，在滑动过程中，
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A．卫星在三个轨道运动的周期关系是：T1< T3< T2 B．卫星在三个轨道运动的周期关系是：T1< T2< T3 C．卫星在轨道 1 上经过 Q 点时的速度小于它在轨道 2 上经过 P 点时的速度 D．卫星在三个轨道运动的机械能关系是：E1< E2 < E 3 13．关于平抛运动，下列说法正确的是（ ） A．平抛运动是匀变速运动 B．平抛运动是变加速运动 C．任意两个时刻的加速度相同 D．任意两段相等时间内的位移变化量相同 14．两质量均为 1kg 的小球 1、2（均视为质点）用长为 1m 的水平轻质杆相连，置于光滑水平 面上，且小球 1 恰好与光滑竖直墙壁接触，如图所示。现用向上的力 F 拉动小球 1，使小球 1 贴着竖直墙壁上升，小球 2 沿水平面向左运动，直到杆与水平面的夹角θ=53°，此时小球 2 的 速度大小为 m/s。取 sin53°=0.8，cos53°=0.6，重加速度大小 g=10m/s2。下列分析正确的是（ ）
A．n B．n2 C． －1 D． －1
10．如图所示，有一固定的且内壁光滑的半球面，球心为 ，最低点为 ，有两个可视为质点
且质量相同的小球 和 ，在球面内壁两个高度不同的水平面内做匀速圆周运动， 球的轨迹
平面高于 球的轨迹平面， 、 两球与 点的连线与竖直线 间的夹角分别为
2023年人教版新教材高中物理必修第二册6.3向心加速度 课时分层练习题含答案解析
6.3 向心加速度1.基础达标练一、单选题（本大题共10小题）1. 做匀速圆周运动的物体，一定不发生变化的物理量是( )A. 速率B. 速度C. 合力D. 加速度【答案】A【解析】解：做匀速圆周运动的物体，一定不发生变化的物理量是速率，速度、合力、加速度的方向都时刻改变，故A正确，BCD错误；故选：A。
本题根据匀速圆周运动的物理量特征，结合选项，即可解答。
本题解题关键是掌握匀速圆周运动的物体，速度、合力、加速度的方向都时刻改变。
2. 关于向心加速度下列说法正确的是( )A. 向心加速度是描述物体速度大小改变快慢的物理量B. 向心加速度是描述物体速度方向改变快慢的物理量C. 向心加速度是描述物体速度改变快慢的物理量D. 向心加速度的方向始终指向圆心，所以其方向不随时间发生改变【答案】B【解析】向心加速度只改变速度的方向，不改变速度大小，向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢，因此明确向心加速度的物理意义即可正确解答本题．解决本题的关键掌握向心加速度只改变速度的方向，不改变速度大小，向心加速度描述的是线速度方向变化的快慢．属于基础题．解答：A、、向心加速度时刻与速度方向垂直，不改变速度大小，只改变速度方向，所以向心加速度是描述速度方向变化快慢的物理量，故A错误，B正确；C、向心加速度时刻指向圆心，方向随时间发生改变，C错误；D、由于B正确，故D错误；3. 关于做匀速圆周运动的物体的向心加速度，下列说法正确的是( )A. 向心加速度大小与轨道半径成正比B. 向心加速度大小与轨道半径成反比C. 向心加速度方向与向心力方向不一致D. 向心加速度指向圆心【答案】D【解析】解：、公式可知，当线速度一定时，加速度的大小与轨道半径成反比；由公式可知，当角速度一定时，加速度的大小与轨道半径成正比。
故AB没有控制变量；故AB均错误；C、由牛顿第二定律可知，向心加速度与向心力的方向一致；故C错误；D、向心力始终指向圆心；故D正确；公式及公式均可求解加速度，根据控制变量法分析加速度与半径的关系；匀速圆周运动物体其合外力指向圆心，大小不变，方向时刻变化；而向心加速度方向与合力方向相同。
人教版高中物理必修二静电场中的能量典型例题
(每日一练)人教版高中物理必修二静电场中的能量典型例题单选题1、如图所示，竖直平面内有一平行板电容器AB，两极板电势差为U，靠近A板有一个粒子源，可产生初速度为零，电荷量为q的带电粒子，B板开有一小孔，粒子可无摩擦地穿过小孔，B板右侧有一宽度为d，大小为E0的匀强电场，方向竖直向下，现通过调节U的大小，使粒子离开E0电场区域的动能最小，不计粒子的重力，下列说法正确的是（）A．粒子离开E0电场区域时的最小动能为qE0dB．U的大小应调为E0d4C．粒子离开E0电场区域时速度与水平方向夹角为37°D．粒子离开E0电场区域时竖直方向偏转的距离为d答案：A解析：粒子在左侧电场中qU=12mv02在右侧电场d=v0t，y=12E0qmt2根据动能定理粒子离开E0电场区域时E k=qU+qE0y=qU+d2qE02 4U根据数学关系可知qU=d2qE02 4U动能最小，此时U=dE02，E k=qE0d粒子离开E0电场区域时竖直方向偏转的距离y=E0d28U=d4粒子离开E0电场区域时速度与水平方向夹角tanθ=2×yd=12故A正确BCD错误。
故选A。
2、下列说法正确的是（）A．电荷从电场中的A点运动到了B点，路径不同，静电力做功的大小就可能不同B．正电荷沿着电场线运动，静电力对正电荷做正功，负电荷逆着电场线运动，静电力对负电荷做负功C．电荷从电场中的某点开始出发，运动一段时间后，又回到了该点，则静电力做功为零D．电荷在电场中运动，因为静电力可能对电荷做功，所以能量守恒定律在电场中并不成立答案：C解析：A．静电力做功和电荷运动路径无关，只与初末位置的电势差有关，故A错误；B．正电荷沿电场线的方向运动，则正电荷受到的静电力方向和电荷的运动方向相同，故静电力对正电荷做正功，同理，负电荷逆着电场线的方向运动，静电力对负电荷做正功，故B错误；C．静电力做功只和电荷的初、末位置有关，所以电荷从某点出发又回到了该点，静电力做功为零，故C正确；D．电荷在电场中运动，静电力可能对电荷做功，但能量守恒依然成立，故D错误。
人教版高中物理必修二第六章《圆周运动》测试题(答案解析)
一、选择题1．如图所示，一个小球在F作用下以速率v做匀速圆周运动，若从某时刻起，小球的运动情况发生了变化，对于引起小球沿a、b、c三种轨迹运动的原因，下列说法正确的是（）A．沿a轨迹运动，可能是F减小了一些B．沿b轨迹运动，一定是v增大了C．沿b轨迹运动，可能是F减小了D．沿c轨迹运动，一定是v减小了2．如图所示，固定的锥形漏斗内壁是光滑的，内壁上有两个质量不相等的小球A和B，在各自不同的水平面做匀速圆周运动，关于球A和球B以下物理量的大小相等的是（）A．线速度B．角速度C．向心加速度D．对内壁的压力3．甲（质量为80kg）、乙（质量为40kg）两名溜冰运动员，面对面拉着轻弹簧做圆周运动的溜冰表演，如图所示，此时两人相距0.9m且弹簧秤的示数为6N，下列说法正确的是（）A．甲的线速度为0.4m/sB．乙的角速度为2rad/s 3C．两人的运动半径均为0.45mD．甲的运动半径为0.3m4．热衷于悬浮装置设计的国外创意设计公司Flyte，又设计了一款悬浮钟。
这款悬浮时钟外观也十分现代简约，仅有一块圆形木板和悬浮的金属小球，指示时间时仅由小球显示时钟位置。
将悬浮钟挂在竖直墙面上，并启动秒针模式后，小球将以60秒为周期在悬浮钟表面做匀速圆周运动。
不计空气阻力的情况下，下列说法正确的是（）A．小球运动到最高点时，处于失重状态B．小球运动到最低点时，处于平衡状态C．悬浮钟对小球的作用力大于小球对悬浮钟的作用力D．小球受到的重力和悬浮钟对小球的作用力是一对平衡力5．火车转弯时，如果铁路弯道的内、外轨一样高，则外轨对轮缘（如左图所示）挤压的弹力F提供了火车转弯的向心力（如图中所示），但是靠这种办法得到向心力，铁轨和车轮极易受损。
在修筑铁路时，弯道处的外轨会略高于内轨（如右图所示），当火车以规定的行驶速度转弯时，内、外轨均不会受到轮缘的侧向挤压，设此时的速度大小为v，重力加速度为g，以下说法中正确的是（）A．该弯道的半径R＝2 v gB．当火车质量改变时，规定的行驶速度也将改变C．当火车速率大于v时，外轨将受到轮缘的挤压D．按规定速度行驶时，支持力小于重力6．教师在黑板上画圆，圆规脚之间的距离是25cm，他保持这个距离不变，用粉笔在黑板上匀速地画了一个圆，粉笔的线速度是2.5m/s，关于粉笔的运动，有下列说法：①角速度是0.1rad/s；②角速度是10rad/s；③周期是10s；④周期是0.628s；⑤频率是10Hz；⑥频率是1.59Hz；⑦转速小于2r/s；⑧转速大于2r/s，下列选项中的结果全部正确的是（）A．①③⑤⑦B．②④⑥⑧C．②④⑥⑦D．②④⑤⑧7．物体做匀速圆周运动时，下列物理量中不发生变化的是（）A．线速度B．动能C．向心力D．加速度8．两个质量相同的小球，在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点相同，如图所示，A运动的半径比B的大，则（）A．A所需的向心力比B的大B．B所需的向心力比A的大C．A的角速度比B的大D．B的角速度比A的大9．如图所示，长为0.3m的轻杆一端固定质量为m的小球（可视为质点），另一端与水平转轴O连接。
7.3《功率》人教版高中物理必修二练习(含解析)
7.3《功率》同步练习（含答案）一、多选题1．一汽车在水平公路上行驶，设汽车在行驶过程中所受阻力不变．汽车的发动机始终以额定功率输出，关于牵引力和汽车速度的下列说法中正确的是（）A．汽车加速行驶时，牵引力不变，速度增大B．汽车加速行驶时，牵引力减小，速度增大C．汽车加速行驶时，牵引力增大，速度增大D．当牵引力等于阻力时，速度达到最大值2．汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0，t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动(设整个过程中汽车所受的阻力不变)。
在下列选项中能正确反映汽车牵引力F、汽车速度v在这个过程中随时间t的变化规律的是（）A．B．C．D．3．如图甲所示，物体受到水平推力F的作用在粗糙水平面上做直线运动。
监测到推力F、物体速度v随时间t变化的规律如图所示。
取g=10m/s2，则（）A．物体质量为1.5KgB．第2s内物体克服摩擦力做的功为W=2.0JC ．第1.5s 时摩擦力f 的功率大小为2WD ．第2s 内推力F 做功的平均功率P ＝1.5W4．某汽车质量为5t ，发动机的额定功率为60kW ，汽车在运动中所受阻力的大小恒为车重的0.l 倍。
若汽车以0.5m/s 2的加速度由静止开始匀加速启动，经过24s ，汽车达到最大速度。
取重力加速度g =10m/s 2，在这个过程中，下列说法正确的是（ ）A ．汽车的最大速度为12m/sB ．汽车匀加速的时间为24sC ．汽车启动过程中的位移为120mD ．4s 末汽车发动机的输出功率为60kW5．一起重机的钢绳由静止开始匀加速提起质量为m 的重物，当重物的速度为1υ时，起重机达到额定功率P 。
以后起重机保持该功率不变，继续提升重物，直到达到最大速度2υ为止，则整个过程中，下列说法正确的是(重力加速度为g )（ ）A ．钢绳的最大拉力为mgB ．钢绳的最大拉力为1P υ C ．重物的平均速度大小为122υυ+ D ．重物匀加速运动的加速度为1P g m υ-二、单选题6．某型号汽车发动机的额定功率为P ，在水平路面上匀速直线行驶受到的阻力恒为f 不变，则（ ） A ．在额定功率下汽车匀速直线行驶的速度将大于P fB ．在额定功率下汽车匀速直线行驶的速度将小于P fC．以小于Pf速度匀速直线行驶，汽车的实际输出功率小于PD．以小于Pf速度匀速直线行驶，汽车的实际输出功率仍等于P7．从空中以40m/s的初速度水平抛出一重为10N的物体．物体在空中运动3s落地，不计空气阻力，取g=10m/s2，则物体落地前瞬间，重力的瞬时功率为（）A．300W B．400W C．500W D．700W8．一物体在粗糙的水平面上受到水平拉力作用，在一段时间内的速度随时间变化情况如题5图所示．关于拉力的功率随时间变化的图象是下图中的可能正确的是A．B．C．D．9．如图所示，一物体静止在水平面上，在水平恒力F作用下由静止开始运动，经过时间t，前进距离为x，速度达到v，此时刻力F的功率为（）A ．FxB ．Fx tC ．FvD ．F t10．质量为m 的汽车，其发动机额定功率为P ．当它开上一个倾角为θ的斜坡时，受到的阻力为车重力的k 倍，则车的最大速度为（ ）A ．sin P mg θB ．cos (sin )P mg k θθ+ C ．cos P mg θ D ．sin )P mg k θ+（ 11．如图甲所示，一个质量m ＝2kg 的物块静止放置在粗糙水平地面O 处，物块与水平面间的动摩擦因数μ＝0.5，在水平拉力F 作用下物块由静止开始向右运动，经过一段时间后，物块回到出发点O 处，取水平向右为速度的正方向，物块运动过程中其速度v 随时间t 变化规律如图乙所示，g 取10m/s 2。
人教版高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试题(含答案解析)
一、选择题1．“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是（ ）A ．彗星绕太阳运动的角速度不变B ．彗星在近日点处的线速度大于远日点处的线速度C ．彗星在近日点处的加速度小于远日点处的加速度D ．彗星在近日点处的机械能小于远日点处的机械能2．下列关于万有引力定律的说法中，正确的是（ ）①万有引力定开普勒在实验室发现的②对于相距很远、可以看成质点的两个物体，万有引力定律2Mm F Gr = 中的r 是两质点间的距离③对于质量分布均匀的球体，公式中的r 是两球心间的距离④质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力． A ．①③ B ．②④ C ．②③ D ．①④ 3．2020年12月17日，嫦娥五号成功返回地球，创造了我国到月球取土的伟大历史。
如图所示，嫦娥五号取土后，在P 点处由圆形轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ，以便返回地球。
已知嫦娥五号在圆形轨道Ⅰ的运行周期为T 1，轨道半径为R ；椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a ，经过P 点的速率为v ，运行周期为T 2。
已知月球的质量为M ，万有引力常量为G ，则（ ）A ．3132T T a R =B ．GM v a =C ．GM v R =D ．23214πR M GT = 4．如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬60︒的正上方按图示方向第一次运行到南纬60︒的正上方时所用时间为1h ，则下列说法正确的是（ ）A．该卫星的运行速度—定大于7.9km/sB．该卫星与同步卫星的运行半径之比为1:4C．该卫星与同步卫星的运行速度之比为1:2D．该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能5．下面说法正确的是（）A．曲线运动一定是变速率运动B．匀变速曲线运动在任意时间内速度的变化量都相同C．匀速圆周运动在相等时间的位移相同D．若地球自转角速度增大，则静止在赤道上的物体所受的支持力将减小6．已知一质量为m的物体分别静止在北极与赤道时对地面的压力差为ΔN，假设地球是质量分布均匀的球体，半径为R。
人教版高中物理必修二《行星的运动》试题(1)(原卷版和解析版)
7.1 行星的运动（原卷版）一、单选题（本大题共15小题）1.[容易]物理学发展历程中，在前人研究基础上经过多年的尝试性计算，首先发表行星运动的三个定律的科学家是()A. 哥白尼B. 第谷C. 开普勒D. 伽利略2.[容易]关于行星的运动，下列说法正确的是()A. 轨道的半长轴越长，自转周期越大B. 轨道的半长轴越短，自转周期越大C. 轨道的半长轴越长，公转周期越大D. 轨道的半长轴越短，公转周期越大3.[容易]开普勒有关行星的三个定律被称为“中世纪科学与近代科学的分水岭”.如图所示，下面说法正确的是()A. 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. 在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等D. 火星绕太阳运行一周的时间比地球的长4.[容易]关于天体运动，下列说法正确的是()A. 在太阳系中，各行星都围绕太阳运动B. 在太阳系中，各行星都围绕地球运动C. 地心说的参考系是太阳D. 日心说的参考系是地球5.[容易]某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B 点的大，则太阳是位于()A. F2B. AC. F1D. B6.[较易]两行星运行周期之比为1:8，其运行轨道的半长轴之比为()A. 1/2B. √24C. 14D. 1:16√27.[较易]对于开普勒第三定律a3T2=k，下列说法正确的是()A. k与a3成正比B. k与T2成反比C. k只与中心天体的体积有关D. 该定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动8.[较易]开普勒行星运动定律是我们学习、研究天体运动的基础，下面关于开普勒三定律理解错误的是()A. 由开普勒第一定律知，行星绕太阳运动的轨道不是标准的圆形B. 由开普勒第一定律知，太阳处在绕它运动的行星轨道的焦点上C. 由开普勒第二定律知，一个行星从远日点向近日点运动的速度是逐渐减小的D. 由开普勒第三定律知，地球与火星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值相等9.[较易]开普勒行星运动定律为万有引力定律的发现奠定了基础，根据开普勒定律，以下说法中正确的是()A. 开普勒定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕地球的运动B. 若某一人造地球卫星的轨道是椭圆，则地球处在该椭圆的一个焦点上C. 开普勒第三定律a3T2=k中的k值，不仅与中心天体有关，还与绕中心天体运动的行星有关D. 在探究太阳对行星的引力规律时，得到了开普勒第三定律a3T2=k，它是可以在实验室中得到证明10.[较易]木星自转周期约10个小时，质量约为地球质量的318倍，赤道半径约为地球半径的11.2倍.下列说法正确的是A. 木星上的“一天”比地球长B. 木星上的“一年”比地球长C. 木星表面的重力加速度小于地球表面加速度D. 地球、木星分别与太阳中心连线在相等时间内扫过的面积相等11.[较易]为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。
高中物理(人教版)必修第2册单元测试卷—万有引力与宇宙航行(提高卷)
高中物理（人教版）必修第2册单元测试卷—万有引力与宇宙航行（提高卷）一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题意．请将解答填涂在答题卡的相应位置上。
）1.下列关于开普勒行星运动定律说法正确的是（）A.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆B.行星离太阳较近的时候，它的运行速度较小C.所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D.对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等【答案】D【解析】【详解】A．根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，故A 错误；BD．根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，因此行星离太阳较近的时候，它的运行速度较大，故B 错误，D正确；C．根据开普勒第三定律，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，故C错误。
故选D 。
2.“神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接及“蛟龙”号下潜突破7000米入选2012年中国十大科技进展新闻。
若地球半径为R ，把地球看作质量分布均匀的球体（质量分布均匀的球壳对球内任一质点的万有引力为零）。
“蛟龙”号下潜深度为d ，“天宫一号”轨道距离地面高度为h ，“天宫一号”所在处与“蛟龙”号所在处的重力加速度之比为（）A.R d R h-+ B.32()()R R d R h -+C.23()()R d R h R -+ D.2()()R d R h R -+【答案】B 【解析】【详解】“天宫一号”绕地球运行，所以32243()()R mMm G G mg R h R h ρπ⋅==++“蛟龙”号在地表以下，所以3224()3()()R d m M m G G m g R d R d ρπ-⋅'''==''--“天宫一号”所在处与“蛟龙”号所在处的重力加速度之比为2323(()()1)g R R R g R h R h d d R =⋅'-+=+-故ACD 错误，B 正确。
人教版高中物理必修二《第2章 万有引力定律》单元测试卷(河北省
（精心整理，诚意制作）新人教版必修2《第2章万有引力定律》单元测试卷（河北省保定一中）一、选择题（每小题4分，共40分）．1．如图所示，有一个质量为M，半径为R，密度均匀的大球体．从中挖去一个半径为的小球体，并在空腔中心放置一质量为m的质点，则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为（已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零）（）A．G B．G C．4G D．02．火星表面特征非常接近地球，适合人类居住，近期，我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动，已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期与地球的基本相同，地球表面重力加速度为g，王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自转影响的条件下，下列分析不正确的是（）A．火星表面的重力加速度是B．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的C．王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍D．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是3．地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a，角速度为ω，某卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r1，向心力加速度为a1，角速度为ω1．已知万有引力常量为G，地球半径为R．下列说法中正确的是（）A．向心力加速度之比=B．角速度之比=C．地球的第一宇宙速度等于D．地球的平均密度ρ=4．20xx年7月23日美国航天局宣布，天文学家发现“另一个地球”﹣﹣太阳系外行星开普勒452b．假设行星开普勒452b绕恒星公转周期为385天，它的体积是地球的5倍，其表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的2倍，它与恒星的距离和地球与太阳的距离很接近，则行星开普勒452b与地球的平均密度的比值及其中心恒星与太阳的质量的比值分别为（）A．和B．和C．和D．和5．如图为哈勃望远镜拍摄的银河系中被科学家称为“罗盘座T星”系统的照片，该系统是由一颗白矮星和它的类日伴星组成的双星系统，图片下面的亮点为白矮星，上面的部分为类日伴星（中央的最亮的为类似太阳的天体）．由于白矮星不停地吸收由类日伴星抛出的物质致使其质量不断增加，科学家预计这颗白矮星在不到1000万年的时间内会完全“爆炸”，从而变成一颗超新星．现假设类日伴星所释放的物质被白矮星全部吸收，并且两星间的距离在一段时间内不变，两星球的总质量不变，不考虑其它星球对该“罗盘座T星”系统的作用，则下列说法正确的是（）A．两星间的万有引力不变 B．两星的运动周期不变C．类日伴星的轨道半径减小D．白矮星的线速度增大6．对于环绕地球做圆周运动的卫星说，它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化，某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T 关系作出如图所示图象，则可求得地球质量为（已知引力常量为G）（）A．B．C．D．7．一飞船在探测某星球时，在星球表面附近飞行一周所用的时间为T，环绕速度为ν，则（）A．该星球的质量为B．该星球的密度为C．该星球的半径为D．该星球表面的重力加速度为8．我国未来将建立月球基地，并在绕月球轨道上建造空间站，如图所示，关闭发动机的航天飞机在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接，已知空间站绕月球圆轨道的半径为r，周期为T，引力常量为G，月球的半径为R，下列说法中正确的是（）A．月球的质量为M=B．月球的第一宇宙速度为v=C．航天飞机从图示A位置飞向B的过程中，加速度逐渐变大D．要使航天飞机和空间站对接成功，飞机在接近B点时必须减速9．20xx年12月2日，牵动亿万中国心的“嫦娥3号”探测器顺利发射，“嫦娥3号”要求一次性进入近地点210公里、远地点约36.8万公里的地月转移轨道，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，经过系列调控使之进入准备“落月”的椭圆轨道II，嫦娥3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3号的说法正确的是（）A．发射“嫦娥3号”的速度必须达到第二宇宙速度B．沿轨道I运行至P点的速度大于沿轨道II运行至P的速度C．沿轨道I运行至P点的加速度等于沿轨道II运行至P的加速度D．沿轨道I运行的周期小于沿轨道II运行的周期10．4月24日为首个“中国航天日”，中国航天事业取得了举世瞩目的成绩．我国于16年1月启动了火星探测计划，假设将来人类登上了火星，航天员考察完毕后，乘坐宇宙飞船离开火星时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法，正确的是（）A．飞船在轨道Ⅰ上运动到P点的速度小于在轨道Ⅱ上运动到P点的速度B．飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以与轨道Ⅰ同样的轨道半径运动的周期相同C．飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度D．飞船在轨道Ⅱ上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度二、填空题（每小题5分，共20分）11．v=7.9km/s是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度，叫做速度．v=11.2km/s是物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的速度，叫做速度．v=16.7km/s是使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去的速度，叫做速度．12．有两颗人造地球卫星A和B，分别在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，两卫星的轨道半径分别为r A和r B，且r A＞r B，则两卫星的线速度关系为v Av B；两卫星的角速度关系为ωAωB、两卫星的周期关系为T AT B．（填“＞”、“＜”或“=”）13．万有引力定律告诉我们自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2乘积成，与它们之间距离r的二次方成，引力常量G = N•m2/kg2．14．两颗球形行星A和B各有一颗卫星a和b，卫星的圆形轨道接近各自行星的表面，如果两颗行星的质量之比=p，半径之比=q，则两颗卫星的周期之比等于．三、计算题（每小题10分，共40分）15．试将一天的时间记为T，地球半径记为R，地球表面重力加速度为g．（结果可保留根式）（1）试求地球同步卫星P的轨道半径R P；（2）若已知一卫星Q位于赤道上空且卫星Q运动方向与地球自转方向相反，赤道上一城市A的人平均每三天观测到卫星Q四次掠过他的上空，试求Q的轨道半径R Q．16．已知万有引力常量为G，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，用以上各量表示在地球表面附近运行的人造地球卫星的第一宇宙速度v1及地球的密度ρ．17．总质量为m的一颗返回式人造地球卫星沿半径为R的圆轨道绕地球运动到P 点时，接到地面指挥中心返回地面的指令，于是立即打开制动火箭向原来运动方向喷出燃气以降低卫星速度并转到跟地球相切的椭圆轨道，如图所示，要使卫星对地速度将为原来的，卫星在P处应将质量为△m的燃气以多大的对地速度向前喷出？（将连续喷气等效为一次性喷气，地球半径为R0，地面重力加速度为g）18．1957年第一颗人造卫星上天，开辟了人类宇航的新时代．四十多年来，人类不仅发射了人造地球卫星，还向宇宙空间发射了多个空间探测器．空间探测器要飞向火星等其它行星，甚至飞出太阳系，首先要克服地球对它的引力的作用．理论研究表明，物体在地球附近都受到地球对它的万有引力的作用，具有引力势能，设物体在距地球无限远处的引力势能为零，则引力势能可以表示为E=﹣G=，其中G是万有引力常量，M是地球的质量，m是物体的质量，r是物体距地心的距离．现有一个空间探测器随空间站一起绕地球做圆周运动，运行周期为T，已知探测器的质量为m，地球半径为R，地面附近的重力加速度为g．要使这个空间探测器从空间站出发，脱离地球的引力作用，至少要对它作多少功？新人教版必修2《第2章万有引力定律》单元测试卷（河北省保定一中）参考答案与试题解析一、选择题（每小题4分，共40分）．1．如图所示，有一个质量为M，半径为R，密度均匀的大球体．从中挖去一个半径为的小球体，并在空腔中心放置一质量为m的质点，则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为（已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零）（）A．G B．G C．4G D．0【考点】万有引力定律及其应用．【分析】采用割补法，先将空腔填满，根据万有引力定律列式求解万有引力，该引力是填入的球的引力与剩余部分引力的合力；注意均匀球壳对内部的质点的万有引力的合力为零．【解答】解：采用割补法，先将空腔填满；填入的球的球心与物体重合，填入球上各个部分对物体m的引力的矢量和为零；均匀球壳对内部的质点的万有引力的合力为零，根据万有引力定律，有：，解得：故选：B．2．火星表面特征非常接近地球，适合人类居住，近期，我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动，已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期与地球的基本相同，地球表面重力加速度为g，王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自转影响的条件下，下列分析不正确的是（）A．火星表面的重力加速度是B．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的C．王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍D．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是【考点】万有引力定律及其应用．【分析】根据万有引力定律公式求出王跃在火星上受的万有引力是在地球上受万有引力的倍数．根据万有引力等于重力，得出重力加速度的关系，从而得出上升高度的关系．根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度的关系．【解答】解：A、根据万有引力定律得，F=G知王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍．则火星表面重力加速度为g．故A正确．B、根据万有引力提供向心力G=m，得v=，知火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍．故B正确；C、根据万有引力等于重力得，G=mg，g=，知火星表面重力加速度时地球表面重力加速度的倍，故C错误．D、因为火星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的倍，根据h=，知火星上跳起的高度是地球上跳起高度的倍，为h．故D正确．本题选择错误的，故选：C3．地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a，角速度为ω，某卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r1，向心力加速度为a1，角速度为ω1．已知万有引力常量为G，地球半径为R．下列说法中正确的是（）A．向心力加速度之比=B．角速度之比=C．地球的第一宇宙速度等于D．地球的平均密度ρ=【考点】第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．【分析】根据月球绕地球的轨道半径和向心加速度，结合万有引力提供向心力求出地球的质量，从而结合地球的体积求出地球的密度．根据万有引力提供向心力求出地球的第一宇宙速度．【解答】解：A、赤道上物体靠万有引力和支持力的合力提供向心力，根据题目条件无法求出向心加速度之比，故A错误．B、由A选项分析可知，因向心加速度之比无法，则角速度也无法确定，故B错误．C、根据G=m得，地球的第一宇宙速度v==，故C错误．D、根据G=ma1得，地球的质量M=，那么其平均密度ρ=．故D正确．故选：D．4．20xx年7月23日美国航天局宣布，天文学家发现“另一个地球”﹣﹣太阳系外行星开普勒452b．假设行星开普勒452b绕恒星公转周期为385天，它的体积是地球的5倍，其表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的2倍，它与恒星的距离和地球与太阳的距离很接近，则行星开普勒452b与地球的平均密度的比值及其中心恒星与太阳的质量的比值分别为（）A．和B．和C．和D．和【考点】万有引力定律及其应用．【分析】在行星表面，万有引力等于重力，据此列式，再根据密度、体积公式联立方程求解，根据万有引力提供向心力，结合公转周期列式求出恒星质量的表达式，进而求出质量之比即可．【解答】解：在行星表面，万有引力等于重力，则有：，而，解得：ρ=，而行星开普勒452b的体积是地球的5倍，则半径为地球半径的倍，则有：，行星绕恒星做匀速圆周运动过程中，根据万有引力提供向心力得：解得：M′=，轨道半径相等，行星开普勒452b绕恒星公转周期为385天，地球的公转周期为36 5天，则，故A正确．故选：A5．如图为哈勃望远镜拍摄的银河系中被科学家称为“罗盘座T星”系统的照片，该系统是由一颗白矮星和它的类日伴星组成的双星系统，图片下面的亮点为白矮星，上面的部分为类日伴星（中央的最亮的为类似太阳的天体）．由于白矮星不停地吸收由类日伴星抛出的物质致使其质量不断增加，科学家预计这颗白矮星在不到1000万年的时间内会完全“爆炸”，从而变成一颗超新星．现假设类日伴星所释放的物质被白矮星全部吸收，并且两星间的距离在一段时间内不变，两星球的总质量不变，不考虑其它星球对该“罗盘座T星”系统的作用，则下列说法正确的是（）A．两星间的万有引力不变 B．两星的运动周期不变C．类日伴星的轨道半径减小D．白矮星的线速度增大【考点】万有引力定律及其应用．【分析】组成的双星系统的周期T相同，根据万有引力定律提供向心力：G=M1R1=M2R2；推导周期以及轨道半径与什么因素有关；根据万有引力定律公式，分析两星间万有引力的变化．【解答】解：A、两星间距离在一段时间内不变，由万有引力定律可知，两星的质量总和不变而两星质量的乘积必定变化，则万有引力必定变化．故A错误；B、组成的双星系统的周期T相同，设白矮星与类日伴星的质量分别为M1和M2，圆周运动的半径分别为R1和R2，由万有引力定律提供向心力：G=M1R1=M2R2可得：GM1=GM2=两式相加：G（M1+M2）T2=4π2L3，白矮星与类日伴星的总质量不变，则周期T不变．故B正确；C、由G=M1R1=M2R2得：M1R1=M2R2．知双星运行半径与质量成反比，类日伴星的质量逐渐减小，故其轨道半径增大，白矮星的质量增大，轨道变小；故C错误；D、白矮星的周期不变，轨道半径减小，故v=，线速度减小，故D错误；故选：B．6．对于环绕地球做圆周运动的卫星说，它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化，某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T 关系作出如图所示图象，则可求得地球质量为（已知引力常量为G）（）A．B．C．D．【考点】万有引力定律及其应用．【分析】根据万有引力提供向心力，得到轨道半径与周期的函数关系，再结合图象计算斜率，从而可以计算出地球的质量．【解答】解：由万有引力提供向心力有：，得：，由图可知：，所以地球的质量为：，故B正确、ACD错误．故选：B．7．一飞船在探测某星球时，在星球表面附近飞行一周所用的时间为T，环绕速度为ν，则（）A．该星球的质量为B．该星球的密度为C．该星球的半径为D．该星球表面的重力加速度为【考点】万有引力定律及其应用．【分析】由周期与速度可求得半径，由轨道半径与周期据万有引力等于向心力可求得质量，因轨道半径为星球的半径则可求出密度．【解答】解：ABC、由v=可得r=则C正确，由万有引力提供向心力：可求得M==，则A错误其密度为=，则B正确D、星球表面的重力加速度g==，则D错误故选：BC8．我国未来将建立月球基地，并在绕月球轨道上建造空间站，如图所示，关闭发动机的航天飞机在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接，已知空间站绕月球圆轨道的半径为r，周期为T，引力常量为G，月球的半径为R，下列说法中正确的是（）A．月球的质量为M=B．月球的第一宇宙速度为v=C．航天飞机从图示A位置飞向B的过程中，加速度逐渐变大D．要使航天飞机和空间站对接成功，飞机在接近B点时必须减速【考点】万有引力定律及其应用．【分析】A、根据可判断A选项；B、根据可得月球的第一宇宙速度，可判断B选项；C、航天飞机从图示A位置飞向B的过程中半径逐渐变小，由知，加速度逐渐增大，可判断C选项；D、要使航天飞机和空间站对接成功，飞机在接近B点时必须减速，否则航天飞机将做椭圆运动，可判断D选项．【解答】解：A、根据可得，月球的质量为，故A选项正确；B、根据得，月球的第一宇宙速度为，故B选项错误；C、航天飞机从图示A位置飞向B的过程中半径逐渐变小，由知，加速度逐渐增大，故C选项正确；D、要使航天飞机和空间站对接成功，飞机在接近B点时必须减速，否则航天飞机将做椭圆运动，故D选项正确；故选：ACD．9．20xx年12月2日，牵动亿万中国心的“嫦娥3号”探测器顺利发射，“嫦娥3号”要求一次性进入近地点210公里、远地点约36.8万公里的地月转移轨道，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，经过系列调控使之进入准备“落月”的椭圆轨道II，嫦娥3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3号的说法正确的是（）A．发射“嫦娥3号”的速度必须达到第二宇宙速度B．沿轨道I运行至P点的速度大于沿轨道II运行至P的速度C．沿轨道I运行至P点的加速度等于沿轨道II运行至P的加速度D．沿轨道I运行的周期小于沿轨道II运行的周期【考点】人造卫星的环绕速度．【分析】通过宇宙速度的意义判断嫦娥三号发射速度的大小，根据卫星变轨原理分析轨道变化时卫星是加速还是减速，并由此判定机械能大小的变化，在不同轨道上经过同一点时卫星的加速度大小相同．【解答】解：A、嫦娥三号仍在地月系里，也就是说嫦娥三号没有脱离地球的束缚，故其发射速度需小于第二宇宙速度而大于第一宇宙速度，故A错误；B、在椭圆轨道II上经过P点时将开始做近心运动，月于卫星的万有引力将大于卫星圆周运动所需向心力，在圆轨道上运动至P点时万有引力等于圆周运动所需向心力根据F向=r知，在椭圆轨道II上经过P点的速度小于圆轨道I上经过P点的速度，故B正确；C、卫星经过P点时的加速度由万有引力产生，不管在哪一轨道只要经过同一个P点时，万有引力在P点产生的加速度相同，故C正确；D、根据开普勒行星运动定律知，由于圆轨道上运行时的半径大于在椭圆轨道上的半长轴故在圆轨道上的周期大于在椭圆轨道上的周期，故D错误．故选：BC10．4月24日为首个“中国航天日”，中国航天事业取得了举世瞩目的成绩．我国于16年1月启动了火星探测计划，假设将来人类登上了火星，航天员考察完毕后，乘坐宇宙飞船离开火星时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法，正确的是（）A．飞船在轨道Ⅰ上运动到P点的速度小于在轨道Ⅱ上运动到P点的速度B．飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以与轨道Ⅰ同样的轨道半径运动的周期相同C．飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度D．飞船在轨道Ⅱ上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度【考点】万有引力定律及其应用．【分析】根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点速度大于在Q点的速度．飞船从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅱ上运动，必须在P点时，点火加速，使其速度增大做离心运动，即机械能增大．飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时与飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时有r相等，则加速度必定相等．根据万有引力提供向心力与周期的关系确【解答】解：A、飞船在轨道Ⅰ上经过P点时，要点火加速，使其速度增大做离心运动，从而转移到轨道Ⅱ上运动．所以飞船在轨道Ⅰ上运动时经过P点的速度小于在轨道Ⅱ上运动时经过P点的速度．故A正确．B、根据周期公式T=2π，虽然r相等，但是由于地球和火星的质量不等，所以周期T不相等．故B错误．C、飞船在轨道上Ⅲ运动到P点时与飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等．故C错误．D、根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道Ⅱ上运动时，在近地点P点速度大于在Q点的速度．故D正确．故选：AD二、填空题（每小题5分，共20分）11．v=7.9km/s是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度，叫做第一宇宙速度速度．v=11.2km/s是物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的速度，叫做第二宇宙速度速度．v=16.7km/s是使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去的速度，叫做第三宇宙速度速度．【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【分析】物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，挣脱地球引力束缚的发射速度为第二宇宙速度，挣脱太阳引力的束缚的发射速度为第三宇宙速度．【解答】解：v=7.9km/s是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度，叫做第一宇宙速度速度．v=11.2km/s是物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的速度，叫做第二宇宙速度速度．v=16.7km/s是使物体挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙空间去的速度，叫做第三宇宙速度速度．故答案为：第一宇宙速度，第二宇宙速度，第三宇宙速度．12．有两颗人造地球卫星A和B，分别在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，两卫星的轨道半径分别为r A和r B，且r A＞r B，则两卫星的线速度关系为v A＜v B；两卫星的角速度关系为ωA＜ωB、两卫星的周期关系为T A＞T B．（填“＞”、“＜”或“=”）【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【分析】根据万有引力提供向心力得出线速度、角速度、周期与轨道半径的关系式，从而进行比较．【解答】解：根据得，v=，，T=，因为r A＞r B，则v A＜v B，ωA＜ωB，T A＞T B．故答案为：＜，＜，＞．13．万有引力定律告诉我们自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比，引力常量G= 6.67×10﹣11N•m2/kg2．【考点】万有引力定律及其应用．【分析】根据万有引力定律可知自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比，引力常量为G=6.67×10﹣11N•m2/kg2【解答】解：根据万有引力定律可知：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的大小与物体的质量m1和m2乘积成正比，与它们之间距离r的二次方成反比，引力常量为G=6.67×10﹣11N•m2/kg2故答案为：正比、反比 6.67×10﹣11。
高中物理(新人教版)必修第二册同步习题：双星、多星模型(同步习题)【含答案及解析】
第七章万有引力与宇宙航行专题强化练7双星、多星模型一、选择题1.(2020山东临沂罗庄高二上期中,)银河系的恒星中有很多是双星。
某双星由质量为M的星球A和质量为m的星球B构成,两星在相互的万有引力作用下绕两者连线上的某一定点O做匀速圆周运动。
已知M>m,两星球之间的距离为L,下列说法正确的是( )A.星球A运动的轨道半径大B.星球B运动的线速度大C.星球B的运动周期大D.星球B的向心力大2.(2020广东深圳第二高级中学高一下月考,)(多选)宇宙中,两颗靠得比较近的恒星,受到彼此之间的万有引力作用而互相绕转,称之为双星系统。
在浩瀚的银河系中,有许多恒星是双星。
设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动,如图所示,若AO>OB,则( )A.星球A的质量一定大于B的质量B.星球A的向心加速度一定大于B的向心加速度C.A与B运动的角速度相等D.双星的总质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越小3.(2020山东烟台高二上期中,)(多选)天文学家观测到一个双星系统由主星α和伴星β构成,其主星α不断向外喷射物质,使其质量不断减小。
假设该双星系统演化的初期,它们之间的距离不变,它们运动的轨道近似为圆轨道,伴星β的质量不变。
则在演化初期,该双星系统(深度解析)A.做圆周运动的周期将不断增大B.做圆周运动的周期将不断减小C.主星α的轨道半径不断变大D.伴星β的线速度不断变大4.(2020河北石家庄实验中学高一下月考,)(多选)2017年10月16日,南京紫金山天文台对外发布一项重大发现,我国南极巡天望远镜追踪探测到首例引力波事件光学信号。
关于引力波,早在1916年爱因斯坦基于广义相对论预言了其存在。
1974年拉塞尔·赫尔斯和约瑟夫·泰勒发现赫尔斯-泰勒脉冲双星,这个双星系统在互相绕转时,由于不断发射引力波而失去能量,因此逐渐相互靠近,这种现象为引力波的存在提供了首个间接证据。
新人教版高中物理必修二第八章《机械能守恒定律》测试题(含答案解析)
一、选择题1．如图所示，在倾角θ=30°的光滑固定斜面上，放有两个质量分别为1kg和2kg的可视为质点的小球A和B，两球之间用一根长L=0.2m的轻杆相连，小球B距水平面的高度h=0.1m。
两球由静止开始下滑到光滑地面上，不计球与地面碰撞时的机械能损失，g取10m/s2则下列说法中正确的是（）A．整个下滑过程中A球机械能守恒B．整个下滑过程中B球机械能守恒C．整个下滑过程中A球机械能的增加量为2 3 JD．整个下滑过程中B球机械能的增加量为2 3 J2．如图所示，轻质弹簧的左端固定，并处于自然状态。
小物块的质量为m，从A点向左沿水平地面运动，压缩弹簧后被弹回，运动到A点恰好静止。
物块向左运动的最大距离为s，与地面间的动摩擦因数为μ，重力加速度为g，弹簧未超出弹性限度。
在上述过程中（）A．弹簧的最大弹力为mgμB．物块克服摩擦力做的功为2mgsμC．弹簧的最大弹性势能为2mgsμD．物块在A点的初速度为2gsμ3．小孩站在岸边向湖面依次抛出三个石子，三次的轨迹如图所示，最高点在同一水平线上。
假设三个石子质量相同，忽略空气阻力的影响，下列说法中正确的是（）A．沿轨迹3运动的石子落水时速度最小B．三个石子在最高点时速度相等C ．小孩抛出时对三个石子做的功相等D ．沿轨迹3运动的石子在落水时重力的功率最大 4．在2020年蹦床世界杯巴库站暨东京奥运会积分赛中，中国选手朱雪莹夺得女子个人网上冠军。
蹦床运动可以简化为图示的模型，A 点为下端固定的竖直轻弹簧的自由端，B 点为小球在弹簧上静止时的位置，现将小球从弹簧正上方某高度处由静止释放，小球接触弹簧后运动到最低点C 的过程中，下列说法正确的是（ ）A ．小球从A 运动到C 的过程中小球的机械能不守恒B ．小球到达A 时速度最大C ．小球从A 运动到B 的过程中处于超重状态D ．小球从B 运动到C 的过程中处于失重状态5．在高处的某同一点将甲、乙两个质量相同的小球以相同的速率0v 分别竖直上抛、平抛。
(常考题)人教版高中物理必修二第五章《抛体运动》测试题(答案解析)
一、选择题1．如图所示，从倾角为30°的斜面顶端分别以v0和2v0的速度水平抛出a、b两个小球，若两个小球都落在斜面上且不发生反弹，不计空气阻力则a、b两球（）A．水平位移之比为1：2B．下落的高度之比为1：2C．在空中飞行的时间之比为1：2D．落到斜面时速度方向与斜面夹角之比为1：22．在一斜面顶端，将甲、乙两个小球分别以v和2v的速度沿同一方向水平抛出，两球都落在该斜面上。
甲球落至斜面时的速度与乙球落至斜面时的速度大小之比为（）A．1:2B．1:4C．1:6D．1:83．如图所示，小球自足够长的斜面上的O点水平抛出，落至斜面时速度与斜面方向的夹角用α表示，不计空气阻力，对小球在空中的运动过程以下说法正确的是（）A．初速度越大，α角越大B．初速度越大，α角越小C．运动时间与初速度成正比D．下落的高度与初速度成正比4．冬奥会跳台滑雪比赛，场地是利用山势特点建造的一个特殊跳台，如图甲是模型图。
简化模型如图乙所示，一运动员穿着专用滑雪板，在助滑道上获得高速后从A点以速度v0水平飞出，在空中飞行一段距离后在山坡上B点着陆。
若不考虑空气阻力，下列关于运动员的说法正确的是（）A．空中飞行时间与v0无关B．落点B跟A点的水平距离与v0成正比C．落点B到A点的距离与v0的二次方成正比D．初速度v0大小改变时落到斜面上的速度方向将改变5．如图所示，斜面体固定在水平面上，竖直边长是底边长的一半.现有两个小球从左边斜v，b的初速度面的顶点以不同的初速度向右平抛，最后落在斜面上，其中a的初速度为3v，下列判断正确的是（）为0A．a、b两球的飞行时间之比为1:1B．a、b两球的飞行时间之比为1:2C．a、b两球的飞行时间之比为1:3D．a、b两球落到斜面上的瞬时速度方向一定不同6．某一质点在xOy平面上运动，在0~2s内质点沿x方向的位移—时间图像和沿y方向的速度—时间图像分别如图甲、乙所示，则（）A．质点可能做直线运动B．质点的初速度为1m/sC．0~2s内质点运动位移为5mD．质点的初速度方向与其合力的方向垂直7．某一物体在相互垂直的x方向和y方向运动的v t 图象分别如图甲、乙所示，则物体在0~2s的运动情况，以下判断正确的是（）A．0~1s内一定做匀变速直线运动，1~2s内一定做匀变速直线运动B．0~1s内一定做匀变速直线运动，1~2s内可能做匀变速曲线运动C．0~1s内一定做匀变速曲线运动，1~2s内可能做匀变速直线运动D．0~1s内一定做匀变速曲线运动，1~2s内一定做匀变速曲线运动8．河宽为420m，水流速度大小为4m/s，船在静水中的速度为3m/s，则船过河最短的时间为（）A．140s B．105s C．84s D．60s9．如图所示，某河段两岸平行，越靠近中央水流速度越大．一条小船(可视为质点)沿垂直于河岸的方向航行，它在静水中的速度为v，沿水流方向及垂直于河岸方向建立直角坐标系xOy，则该小船渡河的大致轨迹是A．A B．B C．C D．D10．如图所示，船从A处开出后沿直线AB到达对岸，若AB与河岸成37°角，水流速度为4m/s，则船从A点开出的最小速度为（）A．2m/s B．2.4m/sC．3m/s D．3.5m/s11．同一水平线上相距L的两位置沿相同方向水平抛出相同的两小球甲和乙，两球在空中相遇，运动轨迹如图所示。
新人教版高中物理必修二第六章《圆周运动》测试卷(含答案解析)
一、选择题1．某活动中有个游戏节目，在水平地面上画一个大圆，甲、乙两位同学（图中用两个点表示）分别站在圆周上两个位置，两位置的连线为圆的一条直径，如图所示，随着哨声响起，他们同时开始按图示方向沿圆周追赶对方。
若甲、乙做匀速圆周运动的速度大小分别为1v和2v，经时间t乙第一次追上甲，则该圆的直径为（）A．()212t v vπ-B．()122t v vπ+C．()21t v vπ-D．()12t v vπ+2．如图所示，竖直转轴OO'垂直于光滑水平桌面，A是距水平桌面高h的轴上的一点，A 点固定有两铰链。
两轻质细杆的一端接到铰链上，并可绕铰链上的光滑轴在竖直面内转动，细杆的另一端分别固定质量均为m的小球B和C，杆长AC>AB>h，重力加速度为g。
当OO'轴转动时，B、C两小球以O为圆心在桌面上做圆周运动。
在OO'轴的角速度ω由零缓慢增大的过程中，下列说法正确的是（）A．两小球的线速度大小总相等B．两小球的向心加速度大小总相等C．当ω＝gh时，两小球对桌面均无压力D．小球C先离开桌面3．我国将在2022年举办冬季奥运会，届时将成为第一个实现奥运“全满贯”国家。
图示为某种滑雪赛道的一部分，运动员（可视为质点）由坡道进入竖直面内的圆弧形滑道。
若运动员从图中a点滑行到最低点b的过程中，由于摩擦力的存在，运动员的速率保持不变，对于这个过程，下列说法正确的是（）A．运动员受到的摩擦力大小不变B ．运动员所受合外力始终等于零C ．运动员先处于失重状态后处于超重状态D ．运动员进入圆弧形滑道后处于超重状态4．和谐号动车以80m/s 的速率转过一段弯道，某乘客发现放在桌面上的指南针在10s 内匀速转过了约10︒。
在此10s 时间内，则火车（ ） A ．角速度约为1rad/s B ．运动路程为800m C ．加速度为零D ．转弯半径约为80m5．一般的曲线运动可以分成很多小段，每小段都可以看成圆周运动的一部分，即把整条曲线用一系列不同半径的小圆弧来代替。
人教版高中物理必修二第六章《圆周运动》测试题(含答案解析)(1)
一、选择题1．光滑水平面上有一质量为2kg的物体，在五个恒定的水平共点力的作用下处于平衡状态，现同时撤去大小分别为8N和16N的两个水平力而其余力保持不变，关于此后物体的运动情况的说法中正确的是（）A．可能做匀加速直线运动，加速度大小可能是23m/sB．一定做匀变速直线运动，加速度大小可能是24m/sC．可能做匀速圆周运动，向心加速度大小可能是28m/sD．一定做匀变速运动，加速度大小可能是26m/s2．甲（质量为80kg）、乙（质量为40kg）两名溜冰运动员，面对面拉着轻弹簧做圆周运动的溜冰表演，如图所示，此时两人相距0.9m且弹簧秤的示数为6N，下列说法正确的是（）A．甲的线速度为0.4m/sB．乙的角速度为2rad/s 3C．两人的运动半径均为0.45mD．甲的运动半径为0.3m3．下面说法正确的是（）A．平抛运动属于匀变速运动B．匀速圆周运动属于匀变速运动C．圆周运动的向心力就是做圆周运动物体受到的合外力D．如果物体同时参与两个直线运动，其运动轨迹一定是直线运动4．关于做匀速圆周运动物体的线速度、角速度、周期的关系，下列说法中正确的是（）A．线速度大的角速度一定大B．线速度大的周期一定小C．角速度大的周期一定小D．角速度大的半径一定小5．如图所示，旋转雨伞时，水珠会从伞的边缘沿切线方向飞出，说明（）A．水珠做圆周运动B．水珠处于超重状态C．水珠做离心运动D．水珠蒸发6．如图所示，光滑的半圆环沿竖直方向固定，M点为半圆环的最高点，N点为半圆环上与半圆环的圆心等高的点，直径MH沿竖直方向，光滑的定滑轮固定在M处，另一质量为m 的小圆环穿过半圆环用质量不计的轻绳拴接并跨过定滑轮。
开始小圆环处在半圆环的最低点H，第一次拉小圆环使其缓慢地运动到N点，第二次以恒定的速率将小圆环拉到N点，滑轮大小可以忽略，则下列说法正确的是（）A．第一次轻绳的拉力逐渐增大B．第一次半圆环受到的压力大小始终等于mgC．小圆环第一次在N点时轻绳的拉力小于第二次在N点时轻绳的拉力D．小圆环第一次在N点与第二次在N点时，半圆环受到的压力相等7．如图所示，质量为m的物块随水平转盘绕竖直固定轴做匀速圆周运动，角速度为ω，物块到轴的距离为l，则物块受到的摩擦力大小为（）A．ml2ω2B．mlωC．ml 2ωD．mlω28．有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（）A ．如图a ，汽车通过拱桥的最高点处于超重状态B ．如图b 所示是一圆锥摆，增大θ，若保持圆锥的高不变，则圆锥摆的角速度不变C ．如图c ，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A 、B 位置先后分别做匀速度圆周运动，则在A 、B 两位置小球的角速度相等D ．如图c ，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A 、B 位置先后分别做匀速度圆周运动，则在A 、B 两位置小球所受筒壁的支持力大小不相等9．两个质量分别为2m 和m 的小木块a 和b （可视为质点）放在水平圆盘上，a 到转轴OO ′的距离为L ，b 到转轴的距离为2L ，a 、b 之间用长为L 的强度足够大的轻绳相连，两木块与圆盘间的最大静摩擦力均为各自所受重力的k 倍，重力加速度大小为g 。
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B.要想命中目标且箭在空中飞行时间最短,运动员放箭处离目标的距离为2
2 2
2 1 v v
v+
d
C.箭射到靶的最短时间为2v
d
D.只要击中侧向的固定目标,箭在空中运动合速度的大小v =
2
2
2
1
v v+
４.一个物体以初速度v
从A点开始在光滑水平面上运动,一个水平力作用在物体上,物体运动轨迹为图中实线所示.图中B为轨迹上的一点,虚线是过A、B两点并与该轨迹相切的直线,虚线和实线将水平面划分为图示的5个区域,则关于施力物体位置的判断,下面说法中正确的是 ( )
A.如果这个力是引力,则施力物体一定在(4)区域
B.如果这个力是引力,则施力物体一定在(2)区域
C.如果这个力是斥力,则施力物体一定在(2)区域
D.如果这个力是斥力,则施力物体一定在(3)区域
5.在平坦的垒球运动场上,击球手挥动球棒将垒球水平击出,垒球飞行一段时间后落地.若不计空气阻力,则 （ ）
A.垒球落地时瞬时速度的大小仅由初速度决定
B.垒球落地时瞬时速度的方向仅由击球点离地面的高度决定
C.垒球在空中运动的水平位移仅由初速度决定
D.垒球在空中运动的时间仅由击球点离地面的高度决定
6.如图所示,在同一竖直面内,小球a、b从高度不同的两点,分别以初速度v
a 和v
b
沿水平方向抛出,经过时间t
a
和t
b
后落到与两抛出点水平距离相等的P点.若不计空气阻力,下列关系
式正确的是 ( )
A.t
a >t
b
,v
a
<v
b
B.t
a >t
b
,v
a
>v
b
C.t
a <t
b
,v
a
<v
b
D.t
a <t
b
,v
a
>v
b
7.长为L的轻杆,一端固定一个小球,另一端固定在光滑的水平轴上,使小球在竖直面内做圆周运动,关于最高点的速度v,下列说法中正确的是（）
A.v的极小值为
gL
B.v由零逐渐增大,向心力也增大
C.当v由
gL逐渐增大时,杆对小球的弹力逐渐增大
D.当v由
gL逐渐减小时,杆对小球的弹力逐渐增大
８．质量为m 的石块从半径为R 的半球形的碗口下滑到碗的最低点的过程中，如果摩擦力的作用使得石块的速度大小不变，如图所示，那么（ ）
A．因为速率不变，所以石块的加速度为零
B．石块下滑过程中受的合外力越来越大 C．石块下滑过程中的摩擦力大小不变
D．石块下滑过程中的加速度大小不变，方向始终指向球心 ９．对于万有引力定律的表述式221r m m G F =，下面说法中正确的是（ ）
A.公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的
B.当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大
C. m 1与m 2受到的引力总是大小相等的，方向相反，是一对作用力与反作用力
D. 某些特定的物体之间是不存在万有引力的
10．“东方一号”人造地球卫星A 和“华卫二号”人造卫星B ，它们的质量之比为m A ：m B =
1：2,它们的轨道半径之比为2：1，则下面的结论中正确的是（ ）
A ．它们受到地球的引力之比为F A ：F
B =1：1
B ．它们的运行速度大小之比为v A ：v B =1：2
C ．它们的运行周期之比为T A ：T B =22：1
D ．它们的运行角速度之比为ωA ：ωB =23：1
11．通信卫星又叫同步卫星，下面关于同步卫星的说法中正确的是
A、所有的地球同步卫星都位于地球的赤道平面内
B、所有的地球同步卫星的质量都相等
C、所有的地球同步卫星绕地球作匀速圆周运动的角速度都相等
D 、所有的地球同步卫星离地心的距离都相等
12．发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送人同步圆轨道3。
轨道1、2相切于Q 点，轨道2、3相切于P 点，如图所示，，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是：（ ）
A ．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B ．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度
C ．卫星在轨道1上经过Q 点时加速度大于它在轨道2上经过Q 点时加速度
D ．卫星在轨道2上经过P 点时加速度等于它在轨道3上经过P 点时加速度
13．火车轨道在转弯处外轨高于内轨，起高度差由转弯半径与火车速度确定。
若在某转弯处规定行驶速度为v ，则下列说法中正确的是
A．当以v 的速度通过此弯路时，火车重力与轨道面支持力的合力提供向心力
B．当以v的速度通过此弯路时，火车重力、轨道面支持力和外轨对轮缘弹力的合力提供向心力
C．当速度大于v时，轮缘挤压外轨
D．当速度小于v时，轮缘挤压外轨
第Ⅱ卷
二．填空题。
（第14题6分，第15题6分，共12分）
14.如图所示,以9.8m/s的水平速度V0抛出的物体,飞行一段时间后垂直地撞在倾角为θ=30°的斜面上,可知物体完成这段飞行的时间是 s.(g=9.8m/s2)
15．如图所示：有A、B两颗行星绕同一恒星O做圆周运动，旋转方向相同，A行星的周期为T1，B行星的周期为T2，在某一时刻两行星第一次相遇(即两颗行星相距最近)，则经过时间t1＝_______时两行星第二次相遇，经过时间t2＝_______时两行星第一次相距最远。
三．计算题。
（每小题12分,共36分）
16.
跳台滑雪是勇敢者的运动,它是利用山势特别建造的跳台,运动员穿着专用滑雪板,不带雪杖在助滑路上获得高速后水平飞出,在空中飞行一段距离后着陆,这项运动极为壮观.设
=20 m/s,山坡倾角为θ=37°,山坡可以看成一个斜面.(g =10 m/s2, 一位运动员由山坡顶部的A点沿水平方向飞出,到山坡上的B点着陆.如图所示,已知运动员水平飞的速度为v
sin 37°=0.6,cos37°=0.8)求:
(1)运动员在空中飞行的时间t ;
(2)AB间的距离 s;
17．如图所示，一个人用一根长L=1 m,只能承受F m46
N拉力的绳子，拴着一个质量为m=1Kg的小球，在竖直平面内做圆周运动.已知圆心O离地面h=6m,转动中小球在最低点时绳子刚好断了(g =10 m/s2).求：
(1）绳子断时小球运动的角速度多大？
(2)绳断后，小球落地点与抛出点间的水平距离
18．宇航员站在一星球表面上的某处，以初速度V0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t，球落到星球表面，小球落地时的速度大小为V.
已知该星球的半径为R，引力常量为G ，求该星球的质量M。