学年人教版高一物理必修二第57章期末中度练习含答案.docx
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学年人教版高一物理必修二第57章期末中度练习含答案
2019—2020人教物理必修二第5---7章（期末）中度练习含答案
人教版必修二第5—7章
必修二第5章 曲线运动
必修二第6章 万有引力与航天
必修二第7章机械能守恒定律
一、选择题
1、（双选）图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命。
图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心，轨道半径之比为1∶4。
若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则下列说法正确的是（ ）
A．在图示轨道上，“轨道康复者”的速度小于7.9km/s
B．在图示轨道上，“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍
C．在图示轨道上，“轨道康复者”的周期为3h，且从图示位置开始经1.5h与同步卫星的距离最近
D．若要对该同步卫星实施拯救，“轨道康复者”应从图示轨道上加速，然后与同步卫星对接
2、如图所示，在斜面顶端a处以速度va水平抛出一小球，经过时间ta恰好落在斜面底端P处；今在P点正上方与a等高的b处以速度vb水平抛出另一小球，经过时间tb恰好落在斜面的中点处．若不计空气阻力，下列关系式正确的是（ ）
图
A．va＝vbB．va＝
vb
C．ta＝tbD．ta＝2tb
3、已知神舟飞船在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球的半径为R，引力常量为G.则下列说法正确的是（ ）
A．飞船运行的线速度大小为
B．飞船运行的线速度小于第一宇宙速度
C．飞船的向心加速度大小为
D．地球表面的重力加速度大小为
4、（双选）物块先沿轨道1从A点由静止下滑至底端B点，后沿轨道2从A点由静止下滑经C点至底端B点，AC＝CB，如图所示．物块与两轨道间的动摩擦因数相同，不考虑物块在C点处撞击的因素，则物块沿两个轨道下滑的整个过程中（ ）
图甲
A．沿两个轨道下滑的位移大小相同
B．沿轨道2下滑的位移大
C．物块滑至B点时速度大小相同
D．沿轨道2下滑克服摩擦力做功多
5、如图所示，在水平转台上放一个质量M＝2kg的木块，它与转台间最大静摩擦力fmax＝6.0N，绳的一端系住木块，穿过转台的中心孔（孔光滑，忽略小滑轮的影响），另一端悬挂一个质量m＝1.0kg的小物块，当转台以ω＝5rad/s匀速转动时，木块相对地面静止，则木块到中心孔的距离可以是（木块和小物块均视为质点，g取10m/s2）（ ）
图
A．0.04mB．0.08mC．0.16mD．0.32m
6、如图所示，科学家设想在拉格朗日点L建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，拉格朗日点L位于地球和月球连线上，处在该点的空间站在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动，以v1、ω1、a1分别表示近地卫星的线速度、角速度、向心加速度的大小，以v2、ω2、a2分别表示该空间站的线速度、角速度、向心加速度的大小，以v3、ω3、a3分别表示月球的线速度、角速度、向心加速度的大小，则正确的是（ ）
A．v1>v3>v2B．ω1>ω2＝ω3
C．a1>a2>a3D．a1>a3>a2
7、如图所示，半径为r＝0.5m的光滑圆轨道被固定在竖直平面内，圆轨道最低处有一小球（小球半径比r小得多）．现给小球一个水平向右的初速度v0，要使小球不脱离轨道运动，v0应满足（不计一切阻力，g取10m/s2）（ ）
图：
A．v0>0B．v0≥2
m/s
C．v0≥5m/sD．v0≤
m/s
8、（2019·浙江省温州九校高一上学期期末）
一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（ ）
A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B．汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N
C．汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑
D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2
9、下列说法符合物理史实的是（ ）
A．天文学家第谷通过艰苦的观测，总结出行星运动三大定律
B．开普勒进行“月—地检验”，并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律
C．布鲁诺在他的毕生著作《天体运行论》中第一次提出了“日心说”的观点
D．卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量G，也直接检验了万有引力定律的正确性
10、如图所示的四幅图是小明提包回家的情景，小明提包的力不做功的是（ ）
二、非选择题
1、（2019·广西省南宁三中高一下学期期中）
南宁三中物理兴趣小组的阳阳同学为了测玩具电动机的转速，设计如图（甲）所示的装置。
钢质L字型直角架竖直杆穿过带孔轻质薄硬板，然后与电动机转子相固连，水平横梁末端与轻细绳上端栓接，绳下端栓连一小钢球，测量仪器只有直尺。
实验前细绳竖直，小球静止，薄板在小球下方，用直尺测出水平横梁的长度d＝4.00cm。
现接通电源，电动机带动小球在水平面上做匀速圆周运动，待小球稳定转动时，缓慢上移簿板，恰触碰到小球时，停止移动薄板，用铅笔在竖直杆上记下薄板的位置，在薄板上记录下触碰点，最后测量出薄板到横梁之间的距离h＝20.00cm，触碰点到竖直杆的距离r＝20.00cm，如图（乙）所示。
（1）为了实验更精确，上移薄板时要求薄板始终保持__。
（2）重力加速度用g表示，利用测得的物理量，写出转速n的表达式n＝__（用d，h，r，g表示），用测得的数据计算得n＝__r/s（计算时取π2＝g，最后结果取三位有效数字）
2、（2019·江苏省启东中学高一下学期期中）
（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角α，已知该星球的半径为R，引力常量为G，已知球的体积公式是V＝
πR3。
求：
（1）该星球表面的重力加速度g；
（2）该星球的密度；
（3）该星球的第一宇宙速度。
3、取地球的第一宇宙速度为7.9km/s，地球表面的重力加速度g取10m/s2，某行星的质量是地球质量的8倍，半径是地球半径的2倍，求：
（1）此行星的第一宇宙速度；
（2）一个质量为60kg的人在该行星表面上的重力．
2019—2020人教物理必修二第5---7章（期末）中度练习含答案
人教版必修二第5—7章
必修二第5章 曲线运动
必修二第6章 万有引力与航天
必修二第7章机械能守恒定律
一、选择题
1、（双选）图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命。
图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心，轨道半径之比为1∶4。
若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则下列说法正确的是（ ）
A．在图示轨道上，“轨道康复者”的速度小于7.9km/s
B．在图示轨道上，“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍
C．在图示轨道上，“轨道康复者”的周期为3h，且从图示位置开始经1.5h与同步卫星的距离最近
D．若要对该同步卫星实施拯救，“轨道康复者”应从图示轨道上加速，然后与同步卫星对接
【答案】AD
解析：
卫星的环绕速度小于7.9km/s，A对；根据a＝
可知B错；因同步卫星也同向转动，则离同步卫星最近的时间应大于1.5h，C错；要追上同步卫星需加速，D对。
2、如图所示，在斜面顶端a处以速度va水平抛出一小球，经过时间ta恰好落在斜面底端P处；今在P点正上方与a等高的b处以速度vb水平抛出另一小球，经过时间tb恰好落在斜面的中点处．若不计空气阻力，下列关系式正确的是（ ）
图
A．va＝vbB．va＝
vb
C．ta＝tbD．ta＝2tb
【解析】做平抛运动的物体运动时间由竖直方向的高度决定，即t＝
，从a处抛出的小球下落的高度是从b处抛出的小球的2倍，有ta＝
tb，选项C、D错误；水平方向的距离由高度和初速度决定，即x＝v0
，由题意得从a处抛出的小球的水平位移是从b处抛出的小球的2倍，可知va＝
vb，选项B正确．
【答案】B
3、已知神舟飞船在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球的半径为R，引力常量为G.则下列说法正确的是（ ）
A．飞船运行的线速度大小为
B．飞船运行的线速度小于第一宇宙速度
C．飞船的向心加速度大小为
D．地球表面的重力加速度大小为
【解析】飞船运行的线速度为
v＝
＝
，故A项错误．
第一宇宙速度v＝
，
故飞船运行的线速度小于第一宇宙速度，B项正确．飞船的向心加速度a＝ω2（R＋h）＝
（R＋h），C项正确．
根据万有引力提供向心力
a＝ω2（R＋h）＝
（R＋h），GM＝gR2，
解得g＝
，故D项正确．
【答案】D
4、（双选）物块先沿轨道1从A点由静止下滑至底端B点，后沿轨道2从A点由静止下滑经C点至底端B点，AC＝CB，如图所示．物块与两轨道间的动摩擦因数相同，不考虑物块在C点处撞击的因素，则物块沿两个轨道下滑的整个过程中（ ）
图甲
A．沿两个轨道下滑的位移大小相同
B．沿轨道2下滑的位移大
C．物块滑至B点时速度大小相同
D．沿轨道2下滑克服摩擦力做功多
【解析】由于初、末位置相同，故物块沿两条轨道下滑的位移相同，故选项A正确，B错误．如图乙所示，沿轨道2运动，摩擦力做的功为Wf2＝μmgcosα·xAC＋μmgcosβ·xCB＝μmg·xEF＋μmg·xEB＝μmg·xFB；沿轨道1运动，摩擦力做的功为Wf1＝μmgcosθ·xAB＝μmg·xFB＝Wf2；由动能定理知mgh－Wf＝
mvB2，由于摩擦力做功相同，则到达B端时动能相同，速度大小相等，但是速度方向不同，故选项C正确，D错误．
图乙
【答案】AC
5、如图所示，在水平转台上放一个质量M＝2kg的木块，它与转台间最大静摩擦力fmax＝6.0N，绳的一端系住木块，穿过转台的中心孔（孔光滑，忽略小滑轮的影响），另一端悬挂一个质量m＝1.0kg的小物块，当转台以ω＝5rad/s匀速转动时，木块相对地面静止，则木块到中心孔的距离可以是（木块和小物块均视为质点，g取10m/s2）（ ）
图
A．0.04mB．0.08mC．0.16mD．0.32m
【解析】木块所受的摩擦力和绳子的拉力的合力提供向心力，绳子拉力大小等于小物块重力，根据向心力公式得：
mg＋f＝Mω2r，解得：
r＝
；当f＝fmax＝6.0N时，r最大，rmax＝
m＝0.32m；当f＝－6N时，r最小，则rmin＝
m＝0.08m，故B、C、D正确，A错误．故选B、C、D.
【答案】BCD
6、如图所示，科学家设想在拉格朗日点L建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，拉格朗日点L位于地球和月球连线上，处在该点的空间站在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动，以v1、ω1、a1分别表示近地卫星的线速度、角速度、向心加速度的大小，以v2、ω2、a2分别表示该空间站的线速度、角速度、向心加速度的大小，以v3、ω3、a3分别表示月球的线速度、角速度、向心加速度的大小，则正确的是（ ）
A．v1>v3>v2B．ω1>ω2＝ω3
C．a1>a2>a3D．a1>a3>a2
【解析】设近地卫星、空间站和月球的轨道半径分别为r1、r2、r，3，显然r1由题意知ω2＝ω3，由v＝rω知v2由a＝rω2知a2对近地卫星和月球，
有
＝ma＝m
＝mrω2，
有a＝
，v＝
，ω＝
，
可得a1>a3，v1>v3，ω1>ω3，
综上有v1>v3>v2，ω1>ω2＝ω3，a1>a3>a2，
选项A、B、D正确．
【答案】ABD
7、如图所示，半径为r＝0.5m的光滑圆轨道被固定在竖直平面内，圆轨道最低处有一小球（小球半径比r小得多）．现给小球一个水平向右的初速度v0，要使小球不脱离轨道运动，v0应满足（不计一切阻力，g取10m/s2）（ ）
图：
A．v0>0B．v0≥2
m/s
C．v0≥5m/sD．v0≤
m/s
【解析】小球不脱离轨道，有两种可能：
（1）小球能过最高点．过最高点的临界速度vB＝
＝
m/s，由机械能守恒知
mvA2＝2mgr＋
mvB2，可得vA＝5m/s；
（2）小球运动的最高点与圆轨道的圆心等高．由机械能守恒得
mvA2＝mgr，vA＝
＝
m/s.
【答案】CD
8、（2019·浙江省温州九校高一上学期期末）
一质量为2.0×103kg的汽车在水平公路上行驶，路面对轮胎的径向最大静摩擦力为1.4×104N，当汽车经过半径为80m的弯道时，下列判断正确的是（ ）
A．汽车转弯时所受的力有重力、弹力、摩擦力和向心力
B．汽车转弯的速度为20m/s时所需的向心力为1.4×104N
C．汽车转弯的速度为20m/s时汽车会发生侧滑
D．汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2
【答案】D
解析：
汽车转弯时受到重力，地面的支持力以及地面给的摩擦力，其中摩擦力充当向心力，A错误；当最大静摩擦力充当向心力时，速度为临界速度，大于这个速度则发生侧滑，根据牛顿第二定律可知f＝m
。
解得v＝
＝20
m/s，所以汽车转弯的速度为20m/s时，所需的向心力小于1.4×104N。
汽车不会发生侧滑，BC错误；汽车能安全转弯的向心加速度a＝
＝
＝7m/s2，即汽车能安全转弯的向心加速度不超过7.0m/s2，D正确。
9、下列说法符合物理史实的是（ ）
A．天文学家第谷通过艰苦的观测，总结出行星运动三大定律
B．开普勒进行“月—地检验”，并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律
C．布鲁诺在他的毕生著作《天体运行论》中第一次提出了“日心说”的观点
D．卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量G，也直接检验了万有引力定律的正确性
【答案】D
解析：
开普勒总结出了行星运动三大规律，A错误；牛顿总结了万有引力定律，B错误；哥白尼提出了日心说，C错误；卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量G，也直接检验了万有引力定律的正确性，D正确。
10、如图所示的四幅图是小明提包回家的情景，小明提包的力不做功的是（ ）
【答案】B
解析：
据功的概念及功的两个因素可知，只有同时满足力及在力的方向上有位移两个条件时，力对物体才做功，A、C、D做功，B没有做功，选B。
二、非选择题
1、（2019·广西省南宁三中高一下学期期中）
南宁三中物理兴趣小组的阳阳同学为了测玩具电动机的转速，设计如图（甲）所示的装置。
钢质L字型直角架竖直杆穿过带孔轻质薄硬板，然后与电动机转子相固连，水平横梁末端与轻细绳上端栓接，绳下端栓连一小钢球，测量仪器只有直尺。
实验前细绳竖直，小球静止，薄板在小球下方，用直尺测出水平横梁的长度d＝4.00cm。
现接通电源，电动机带动小球在水平面上做匀速圆周运动，待小球稳定转动时，缓慢上移簿板，恰触碰到小球时，停止移动薄板，用铅笔在竖直杆上记下薄板的位置，在薄板上记录下触碰点，最后测量出薄板到横梁之间的距离h＝20.00cm，触碰点到竖直杆的距离r＝20.00cm，如图（乙）所示。
（1）为了实验更精确，上移薄板时要求薄板始终保持__。
（2）重力加速度用g表示，利用测得的物理量，写出转速n的表达式n＝__（用d，h，r，g表示），用测得的数据计算得n＝__r/s（计算时取π2＝g，最后结果取三位有效数字）
【答案】
（1）水平
（2）
、1.00
解析：
（1）小球在水平面内做匀速圆周运动，所以上移薄板时要求薄板始终保持水平。
（2）对小球受力分析，小球受重力和拉力，根据牛顿第二
定律得mgtanθ＝m4π2n2r，
解得：
n＝
，
根据几何关系得tanθ＝
，
得：
n＝
，代入数据得n＝1.00r/s
2、（2019·江苏省启东中学高一下学期期中）
（解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角α，已知该星球的半径为R，引力常量为G，已知球的体积公式是V＝
πR3。
求：
（1）该星球表面的重力加速度g；
（2）该星球的密度；
（3）该星球的第一宇宙速度。
答案：
（1）
（2）
（3）
解析：
（1）小球在斜坡上做平抛运动时：
水平方向上：
x＝v0t①
竖直方向上：
y＝
gt2②
由几何知识tanα＝
③
由①②③式得g＝
（2）对于星球表面的物体m0，有
G
＝m0g
又V＝
πR3
故ρ＝
＝
（3）该星球的第一宇宙速度等于它的近地卫星的运行速度，故G
＝m
，
又GM＝gR2
解得v＝
3、取地球的第一宇宙速度为7.9km/s，地球表面的重力加速度g取10m/s2，某行星的质量是地球质量的8倍，半径是地球半径的2倍，求：
（1）此行星的第一宇宙速度；
（2）一个质量为60kg的人在该行星表面上的重力．
【解析】
（1）设卫星质量为m，中心天体质量为M，半径为R，天体的第一宇宙速度即为卫星绕天体表面做圆周运动的运行速度，设为v.由
＝m
解得v＝
.①
由题意可得M行＝8M地，R行＝2R地②
由①②得v行＝2v地＝15.8km/s.
（2）设人的质量为m′，当人在一个中心天体表面上时有m′g＝F引
所以m′g＝
解得g＝
③
由②③得g行＝2g地＝20m/s2
所以在该行星表面上，一个质量60kg的人的重力大小为m′g行＝1200N.
【答案】
（1）15.8km/s
（2）1200N
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