2020-2021学年河北省承德市一中高一下学期第二次双周考试题 物理

2020-2021学年河北省承德市一中

高一下学期第二次双周考试题 物理

一、单选题（本大题共8小题，共48分）

1. 两个大小相同的实心均质小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F，若两个半径为小铁球2倍的实心均质大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力变为

A. 2F B. 4F C. 8F D. 16F

2. 地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，则地球的平均密度为

A.  B.  C.  D.

3. 一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅需要

A. 测定飞船的运行周期 B. 测定飞船的环绕半径
C. 测定行星的体积 D. 测定飞船的运动速度

4. 2015年7月23日美国宇航局通过开普勒太空望远镜发现了迄今“最接近另一个地球”的系外行星开普勒，开普勒围绕一颗类似太阳的恒星做匀速圆周运动，公转周期约为385天约，轨道半径约为，   已知引力常量，利用以上数据可以估算类似太阳的恒星的质量约为

A.  B.  C.  D.

5. 以下是力学中的四个实验装置，哪个实验所体现的物理思想方法与其他几个不同

A. 显示桌面受力形变
B. 显示玻璃瓶受力形变
C. 测定引力常数
 

D. 探究合力分力的关系

6. 第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折，牛顿在他们研究的基础上，得出了科学史上最伟大的定律之一万有引力定律。下列说法中正确的是

A. 开普勒通过研究、观测和记录发现行星绕太阳做匀速圆周运动
B. 太阳与行星之间引力的规律并不适用于行星与它的卫星
C. 库仑利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值
D. 牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识

7. 如图所示，一皮带传动装置，皮带与轮不打滑，右边为主动轮，：：1，在传动中A、B两点的线速度之比：、角速度之比：、加速度之比：分别为

A. 1：1  1：1   1：1 B. 1：2   1：2   1：2
C. 1：1   1：2    1：2 D. 1：1    2：1    2：1

8. 如图所示的光滑斜面长为l，宽为b，倾角为，一物块可看成质点沿斜面左上方顶点P以初速度水平射入，恰好从底端Q点离开斜面，则

A. 物块做匀变速曲线运动，加速度为g
B. Q点速度
C. 初速度
D. 物块由P点运动到Q点所用的时间
 

二、多选题（本大题共4小题，共24.0分）

9. 一行星绕恒星做圆周运动．由天文观测可得，其运行周期为T，速度为引力常量为G，则

A. 恒星的质量为 B. 行星的质量为
C. 行星运动的轨道半径为 D. 行星运动的加速度为

10. 行星绕太阳公转轨道是椭圆，冥王星公转周期为，其近日点距太阳的距离为a，远日点距太阳的距离为b，半短轴的长度为c，如图所示．若太阳的质量为M，万有引力常数为G，忽略其它行星对它的影响，则

A. 冥王星从的过程中，速率逐渐变小
B. 冥王星从的过程中，速率逐渐变小
C. 冥王星从所用的时间等于
D. 冥王星在B点的加速度为

11. 如图所示，质量为m的物块，沿着半径为R的半球形金属壳内壁滑下，半球形金属壳竖直固定于地面，开口向上，物块滑到最低点时速度大小为v，若物块与球壳之间的动摩擦因数为，则当物块滑至最低点时，下列说法正确的是 

A. 物块受到的支持力大小为为
B. 物块受到的支持力大小为
C. 物块受到的摩擦力为
D. 物块受到的摩擦力为

12. “玉兔号”登月车在月球表面成功登陆，实现了中国人“奔月”的伟大梦想，“玉兔号”登月车在月球表面做了一个自由下落实验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G，则

A. 月球表面重力加速度为
B. 月球的第一宇宙速度为
C. 月球质量为
D. 月球同步卫星离月球表面的高度为

二   填空 （12分）

(1) 求第一宇宙速度公式     v1=                       =                        

(2)已知地球半径R 引力常量G和地球自转周期T  求出同步卫星高度H=                  

（3）已知近地卫星的的周期T 求中心天体的密度                              

三、计算题（本大题共1小题，共16.0分）

13. 假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4200Km的赤道上空绕地球匀速圆周运动，地球半径约为6400Km，地球同步卫星距地面高为36000Km，宇宙飞船和一地球同步卫星绕地球同向运动，每当二者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站，某时刻二者相距最远，从此刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数。
    
    
    
    
    
    
    
    

答案和解析

1.【答案】D
 

【解析】解：设两个大小相同的实心小铁球的质量都为m，半径为r，
根据万有引力公式得：
根据可知，半径变为原来的两倍，质量变为原来的8倍。
所以若将两半径为小铁球半径2倍的实心大铁球紧靠在一起时，万有引力
是原来的16倍。
故选：D。
根据可知半径变为原来的两倍，质量变为原来的8倍，再根据万有引力公式即可求解．
本题考查了万有引力公式及质量与球体半径的关系，难度不大，正确写出万有引力定律的表达式与体积的表达式即可，属于基础题．
2.【答案】A
 

【解析】

【分析】

根据地在地球表面万有引力等于重力公式先计算出地球质量，再根据密度等于质量除以体积求解。

该题关键抓住在地球表面万有引力等于重力和密度公式，难度不大。

【解答】

根据地在地球表面万有引力等于重力有： 

解得： 
所以，故A正确，BCD错误。
故选A。 
 

3.【答案】A
 

【解析】

【分析】

研究飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，根据根据万有引力提供向心力，列出等式表示出行星的质量．
根据密度公式表示出密度

【解答】

根据密度公式得：

A、根据根据万有引力提供向心力，列出等式：
得：
代入密度公式得：，故A正确；
B.已知飞船的轨道半径，无法求出行星的密度，故B错误；
C.测定行星的体积，不知道行星的质量，故C错误．
D、已知飞船的运行速度，根据根据万有引力提供向心力，列出等式得：
代入密度公式无法求出行星的密度，故D错误。
故选A。

4.【答案】A
 

【解析】解：根据万有引力充当向心力，有：
则中心天体的质量：，故A正确。
故选：A
根据万有引力充当向心力：，即可求出中心天体的质量．
该题考查万有引力定律的应用，解决本题只需要将相关数据代入万有引力提供向心力的公式即可，解答的关键是要注意数量级．
5.【答案】D
 

【解析】解：而观察桌面形变时，形变微小故运用放大来体现；及显示玻璃瓶受力形变时，通过细管来放大液面是否上升；测万有引力常数时，使转动的位移放大；故这三个实验均用放大思想方法，而探究合力分力的关系时，采用的等效替代法，所以只有D选项中的实验与其它实验采用的方法不同，故ABC错误，D正确．
故选：D．
观察桌面微小形变时，桌面受力发生形变由于微小，故需要放大；显示玻璃瓶受力形变时，通过细管来放大液面是否上升；测万有引力常数，由于引力较小，转动角度较小，故需要放大转动角度；探究合力分力的关系时，采用的等效替代法．
本题除体现放大思想外，还有研究物理问题的思想有转换法、控制变量法等，平时注意物理研究方法以及物理思想的应用．
6.【答案】D
 

【解析】

【分析】

根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳的运动都是椭圆；太阳与行星间的引力就是万有引力，自然界一切物体之间都有这种引力，包括行星与它的卫星；万有引力常量G是由卡文迪许在实验室中首次准确测量出来的；地球对地面上物体的引力本质上就是万有引力，太阳与地球之间的引力也是万有引力。

开普勒关于行星运动的定律是万有引力定律得发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动定律和万有引力定律是解答本题的关键。

【解答】

A.根据开普勒第一定律可知，所有行星绕太阳的运动都是椭圆，故A错误；

B.太阳与行星间的引力就是万有引力，万有引力适用于一切天体之间，故B错误；

C.由物理学史可知，是卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值，故C错误；

D.在发现万有引力定律的过程中，牛顿应用了牛顿第三定律的规律，故D正确；

故选D。
 

7.【答案】C
 

【解析】解：A、B两点是轮子边缘上的点，靠传送带传动，两点的线速度相等，即：：1；
根据角速度公式，可知，A、B两点的角速度之比为：：2；
A、B两点线速度相等，根据，知A、B两点的向心加速度之比为1：2，故C正确，ABD错误
故选：C
两轮子靠传送带传动，轮子边缘上的点具有相同的线速度，共轴转动的点，具有相同的角速度．根据，求出向心加速度的比值．
解决本题的关键知道靠传送带传动轮子边缘上的点具有相同的线速度，共轴转动的点，具有相同的角速度．以及掌握向心加速度的公式
8.【答案】C
 

【解析】解：A、依据曲线条件，初速度与合力方向垂直，且合力大小恒定，则物体做匀变速曲线运动，再根据牛顿第二定律得，物体的加速度为：，故A错误；
BCD、根据，有：
在Q点的平行斜面方向的分速度为：
根据，有：
故物块离开Q点时速度的大小：
，故BD错误；C正确；
故选：C．
小球在光滑斜面有水平初速度，做类平抛运动，根据牛顿第二定律求出物体下滑的加速度；根据沿斜面向下方向的位移，结合位移时间公式求出运动的时间；根据水平位移和时间求出入射的初速度；根据平行四边形定则，由分速度合成合速度．
解决本题的关键知道小球在水平方向和沿斜面向下方向上的运动规律，结合牛顿第二定律和运动学公式灵活求解．
9.【答案】ACD
 

【解析】

【分析】

当涉及到速度与周期关系时应用公式求解；涉及恒星质量时应用；涉及重力加速度时；注意重力加速度g与r的关系，表面时r应是恒星的半径R。

遇到卫星绕天体圆周运动的问题时主要有两条思路：万有引力提供向心力；万有引力等于重力，注意天体表面与卫星轨道所在处的重力加速度不同。

【解答】

C.根据得，故C正确；

B.由可知，与行星质量无关，故B错误；

A.由，及，可得，故A正确；

D.由得，又可解得，可见应是行星所在轨道处的重力加速度，而不是恒星表面的重力加速度，故D正确。

故选ACD。

10.【答案】BD
 

【解析】

【分析】
熟记理解开普勒的行星运动三定律： 第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上。第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等． 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。
冥王星沿椭圆轨道运动过程中太阳对冥王星的引力提供向心力。
正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键，同时要注意万有引力对应的距离的求解。
【解答】
A.根据第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以从冥王星从的过程中，冥王星与太阳的距离先增大后减小，所以速率先变小后增大，故A错误；
B.冥王星从的过程中，冥王星与太阳的距离变大，速率变小，故B正确；
C.公转周期为，冥王星从的过程中所用的时间是，由于冥王星从的过程中，速率逐渐变小，从与从的路程相等，所以冥王星从所用的时间小于，故C错误； 
D.设B点到太阳的距离l，则，根据万有引力充当向心力知，知冥王星在B点的加速度为，故D正确。
故选BD。
11.【答案】BD
 

【解析】

【分析】

根据牛顿第二定律求出小球所受的支持力，根据滑动摩擦力公式求出摩擦力的大小。

该题考查向心力的计算，解决本题的关键是确定物体做圆周运动向心力的来源，运用牛顿第二定律进行求解。

【解答】

在最低点，根据牛顿第二定律得：，则，故A错误，B正确；

摩擦力，故C错误，D正确。

故选BD。

12.【答案】CD
 

【解析】

【分析】
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵活运用；本题重点是利用好月球表面的自由落体运动，这种以在星球表面自由落体，或平抛物体，或竖直上抛物体给星球表面重力加速度的方式是比较常见的。
【解答】
A.由自由落体运动规律有：，所以有：，故A错误；
C.在月球表面的物体受到的重力等于万有引力，所以，故C正确；
B.月球的第一宇宙速度为近月卫星的运行速度，根据万有引力提供向心力，所以，故B错误；
D.月球同步卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，解得，故D正确。
故选CD。

14.【答案】解：据开普勒第三定律

可知载人宇宙飞船的运行周期与地球同步卫星的运行周期之比为，又已知地球同步卫星的运行周期为一天即24h，因而载人宇宙飞船的运行周期
由匀速圆周运动的角速度，所以宇宙飞船的角速度为，同步卫星的角速度为
当两者与太阳的连线是一条直线且位于地球异侧时，相距最远，
此时追击距离为即一个半圆，追击时间为
此后，追击距离变为即一个圆周，同理，追击时间为
可以得到24h内共用时完成追击7次，即七次距离最近，因而发射了七次信号。

【解析】地球同步卫星与宇宙飞船均绕地球做圆周运动，则它们的半径的三次方之比与公转周期的二次方之比相等．当它们从相距最近到相距最远，转动的角度相差、1、2、。

从相距最近再次相距最近，它们转动的角度相差360度；当从相距最近到再次相距最远时，它们转动的角度相差180度。