高三物理上学期周测二试题含答案

物理周测二
 

一、单选题

1.关于开普勒行星运动定律,下列说法正确的是(   )

A.所有的行星都绕太阳做圆运动
B.对任意一个行星它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积
C.在中,是与太阳无关的常量
D.开普勒行星运动定律仅适用于行星绕太阳运动

2.“东方一号”人造地球卫星和“华卫二号”人造卫星的质量之比是3:2，轨道半径之比为4:9，则卫星与卫星的线速度大小之比是(   )

A.9:4 B.2:3 C.3:2 D.4:9

3.假设地球可视为质量均匀分布的球体.已知地球表面重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G.地球的密度为(   )

A. B. C. D.

4.如图所示，一圆环位于竖直平面内。圆环圆心处的一小球，OP、OQ为两根细绳，一端与球相连另一端固定在圆环上。OP呈水平，OQ与竖直方向成30°角。现保持小球位置不动，将圆环沿顺时针方向转过85°角，则在此过程中（　　）

A．OP绳所受拉力一直增大 B．OQ绳所受拉力先增大后减小

C．OQ绳所受拉力先减小后增大 D．OP绳所受拉力先增大后减小

5. 已知地球半径约为火星半径的2倍,地球密度约为火星密度的1.5倍,则地球第一宇宙速度与火星第一宇宙速度的比值为(   )

A．         B．         C．         D．

6.2020年6月23日上午，北斗三号全球卫星导航系统的“收官之星”成功发射，标志着北斗三号全球卫星导航系统全球星座组网部署最后一步完成。一中国北斗，将点亮世界卫星导航的天空。“收官之星”最后静止在地面上空（与地面保持相对静止）。该卫星距地面的高度为，已知地球的半径为，地球表面的重力加速度为，万有引力常量为。由此可知（   ）

A.“收官之星”运动的周期为

B.“收官之星”运动的加速度为

C.“收官之星”运动的的轨道一定与赤道不共面

D.地球的平均密度为

二、多选题

9.2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波.根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈.将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星(   )

A.质量之积 B.质量之和 C.速率之和 D.各自的自转角速度

10.2016年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2016年1月启动了火星探测计划，假设将来航天员登上了火星，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，下列有关这艘飞船的说法正确的是(   )

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球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等

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

三、计算题

9．宇航员到达某行星上，一小球从高为h处自由下落，落到星球表面时速度为v0，设行星的半径为R、引力常量为G，求：

⑴该行星表面的重力加速度大小；

⑵该行星的质量.

10．科学家认为在太阳系中除地球外最有可能出现生命的是土卫六---泰坦．为了研究土卫六，假设我们发射一个质量为m的探测器，使探测器进入土卫六引力区时，能够绕土卫六做匀速圆周运动，此时探测器距离土卫六表面的高度为h，以后探测器可以经过一系列的制动到达土卫六表面附近，然后开始以初速度垂直土卫六地面匀减速下落，直到悬停，所用的时间为t，假设轨迹为直线．土卫六的半径为R，土卫六表面的重力加速度为g，引力常量为G，求：

(1)探测器绕土卫六做圆周运动的周期；

(2)土卫六的第一宇宙速度及平均密度；

(3)探测器下落时发动机的平均推力F

答案

1.答案：B

解析：A、所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,故A错误
B、对任意一个行星它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积,故B正确
C、在中,是与太阳质量有关的常量,故C错误
D、开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运动,还适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动,故D错误
故选B

2.答案：C

3.答案：B

解析：在地球两极重力等于万有引力，根据万有引力定律有，在地球的赤道上重力等于万有引力与向心力的差值，即，地球的质量为，联立以上三式解得地球的密度,选项B正确.

4、D

【详解】

设小球的重力为G，圆环沿顺时针方向转动过程中，OP与竖直方向的夹角为α时，OP和OQ的拉力大小分别为T1、T2。由题意可知，小球的位置保持不动，受力保持平衡，由平衡条件可知，两绳拉力的合力不变，运用三角形定则作出力的合成图，如图所示

小球受到的重力G和T1、T2组成一个闭合的三角形。由几何知识可知，T1、T2的夹角保持不变，为60°，由正弦定理得

解得

在α从90°转到5°的过程中，根据数学知识可知，先增大后减小，而sinα减小，所以OP绳所受拉力先增大后减小，OQ绳所受拉力一直减小。故ABC错误，D正确。

故选D。

5.答案：A

解析：根据万有引力提供向心力,得：

则第一宇宙速度为：

又由得

所以地球第一宇宙速度与火星第一宇宙速度的比值为，故A正确，BCD错误。

故选：A。

6.答案：D

7.答案：BC

解析：由题意可知，两中子星的距离L和周期T，根据万有引力提供向心力可得,,其中，联立解得，可以求出它们的质量之和，故B正确：由，可得它们的速率之和，故C正确；由于的具体大小未知，无法求出它们的质量之积，故A错误；题中条件与中子星自转无关，无法求出各自的自转角速度，故D错误.

8.答案：AD

解析：飞船在轨道Ⅰ上运动到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，所以飞船在轨道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，故A正确；根据周期，由于地球和火星的质量不相等,所以周期T不相等，故B错误；飞船在轨道Ⅲ上运动到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；根据开普勒第二定律可知，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，故D正确.

9．（1）（2）

【详解】

⑴由题意知：小球做自由落体运动，

解得：     

⑵对行星表面的任一物体m所受到的重力等于物体与行星间的万有引力，

设行星质量为M，则

由①②解得行星的质量

故本题答案是：（1）（2）

10．(1) ；(2) ；(3)F=m(+g)；

【详解】

(1)土卫六表面的物体，重力等于万有引力，有

对于探测器有

联立解得

(2)探测器运行所需向心力由万有引力提供，有

得土卫六的第一宇宙速度

由上可知

且

联立得土卫六的平均密度

(3)根据匀变速直线运动规律，探测器下落时的加速度为

根据牛顿第二定律有

F-mg=ma

解得

点睛：本题主要考查了万有引力的应用，关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用．