物理课时训练（4）
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物理课时训练（4）
一、选择题（本题共14小题；每小题4分，共计56分。在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确，全部选对得4分；选对但不全得2分；有错选或不答的得0分.）
1.据报道，我国数据中继卫星“天链一号Ol星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经770赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是( )
A.运行速度大于7.9 km／s
B.离地面高度一定，相对地面静止
C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等
2.据媒体报道,嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度200 km,运用周期127分钟。若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出的是( )
A.月球表面的重力加速度 B.月球对卫星的吸引力
C.卫星绕月球运行的速度 D.卫星绕月运行的加速度
3.一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球篮中减少的质量为( )
A.2(M) B. M
C.2M D.0
4.火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g,则火星表面的重力加速度约为( )
A.0.2 g B.0.4 g C.2.5 g D.5 g
5．天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。这颗行星的体积是地球的4.7倍，质量是地球的25倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,,由此估算该行星的平均密度为 ( )
A.1.8×103kg/m3 B. 5.6×103kg/m3
C. 1.1×104kg/m3 D.2.9×104kg/m3
6．在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说”：宇宙是由一个大爆炸的火球开始形成的，大爆炸后各星球以不同的速度向外运动，这种学说认为万有引力常量G在缓慢地减小。根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比
A．公转半径R较大 B．公转周期T较小
C．公转速率v较小 D．公转角速度ω较小
7．如图所示，在宇航员的训练中有一个圆柱形飞船，它的横截面
半径为，使这飞船绕中心轴自转，从而给飞船内的物
体提供了“人工重力”。若飞船绕中心轴自转的角度为
，那么“人工重力”中的“重力加速度”的值与离开轴
的距离L的关系是（其中k为比例系数） （ ）
A． B．
C． D．
8.“嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器运行的轨道半径为r，运行速率为v，当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时
A.r、v都将略为减小 B.r、v都将保持不变
C.r将略为减小，v将略为增大 D. r将略为增大，v将略为减小
9．2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是（ ）
A．飞船变轨前后的向心加速度相等
B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态
C．飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度
D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度
10．在水平面上，小猴拉着小滑块做匀速圆周运动，O点为圆心。能正确地表示小滑块受到的牵引力F及摩擦力Fk的图是：( )
11．一个人站在阳台上，以相同的速率分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三个球落地时的速率 （ ）
A．上抛球最大 B．下抛球最大
C．平抛球最大 D．三个球一样大
12．一物体在水平面上，受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直线运动，已知在第1秒内合力对物体做的功为45 J，在第1秒末撤去拉力，其v－t图象如下图所示，则( )
A．物体的质量为10 kg
B．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2
C．第1秒内摩擦力对物体做的功为60 J
D．第1秒内拉力对物体做的功为60 J
13.如图所示，粗糙的斜面与光滑的水平面相连接，滑块沿水平面以速度v0运动，设滑块运动到A点的时刻为t=0，距A点的水平距离x，水平速度为vx.由于v0不同，从A点到B点的几种可能的运动图象如下列选项所示，其中表示摩擦力做功最大的是( )
14．一个25kg的小孩从高度为3．0m，长度为8．0m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2．0m／s。取g＝10m／s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（ ）
A．合外力做功750J B．阻力做功-700J
C．重力做功2000J D．支持力做功50J
二、计算题（10+10+12+12=44）
15.（10分）天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量。（引力常量为G）
16．（10分）2010年10月1日，我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星．“嫦娥二号”在距月球表面100 km高度的轨道上做圆周运动，这比“嫦娥一号”距月球表面200 km的圆形轨道更有利于对月球表面做出精细测绘．已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，地球半径为6400km，地球表面附近的重力加速度为9.8m/s2．求：
（1）月球表面附近的重力加速度；
（2）“嫦娥一号”与“嫦娥二号”在各自圆轨道上运行速度的大小之比．
17．（12）汽车发动机的功率为60 kW，汽车的质量为4 t，当它行驶在坡度为0.02(sin α＝0.02)的长直公路上时，如图所示，所受摩擦阻力为车重的0.1倍(g＝10 m/s2)，求：
(1)汽车所能达到的最大速度vm；
(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？
(3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少？
18．（12分）神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成，两星视为质点，不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者的连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示，引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T。
（1）可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量
为m＇的星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量
分别为m1、m2。试求m＇（用m1、m2表示）
（2）求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和
质量m1之间的关系式。
选做题(12分)火星和地球绕太阳的运动可以近似看做是同一平面内同方向的匀速圆周运动．已知火星公转轨道半径大约是地球公转轨道半径的．从火星、地球于某一次处于距离最近的位置开始计时，试估算它们再次处于距离最近的位置至少需多少地球年．[计算结果保留两位有效数字，＝1.85]
2013届高一下学期物理课时训练（4）答题卷
班级： 姓名：
二、解答题
15、解：
16、解：
17、解：
18、解：
（19题请写于背面）
2013届高一下学期物理课时训练（4）参考答案
一、选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
BC
B
A
B
D
B
B
C
ABC
C
D
AD
D
B
15解析：设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，角速度分别为w1,w2。根据题意有
w1=w2 ① r1+r2=r ②根据万有引力定律和牛顿定律，有G ③ G ④联立以上各式解得 ⑤ 根据解速度与周期的关系知 ⑥联立③⑤⑥式解得
16解：（1）质量为m的物体， 在地球表面附近
在月球表面附近 得 1.9 m/s2
（2）设探月卫星圆轨道半径为r，则 则
对于“嫦娥一号”r1 = R月+200 km = 1800 km，对于“嫦娥二号” r2 = R月+100 km = 1700 km
≈ 0.97
171)汽车在坡路上行驶，所受阻力由两部分构成，即
Ff＝kmg＋mgsin α＝4 000 N＋800 N＝4 800 N.
又因为当F＝Ff时，P＝Ff·vm，所以vm＝＝ m/s＝12.5 m/s.
(2)汽车从静止开始，以a＝0.6 m/s2匀加速行驶，由F＝ma，有F′－Ff－mgsin α＝ma.
所以F′＝ma＋kmg＋mgsin α＝4×103×0.6 N＋4 800 N ＝7.2×103 N.
保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度v′m，有
v′m＝＝ m/s＝8.33 m/s.
由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移
t＝＝ s＝13.9 s. s＝＝ m＝57.82 m.
(3)由W＝F′·s可求出汽车在匀加速运动阶段行驶时牵引力做功为
W＝F′·s＝7.2×103×57.82 J＝4.16×105 J.
18.（1）设A、B的圆轨道半径分别为r1、r2,由题意知，A、B做匀速圆周运动的角速度相同，其为。由牛顿运动定律，有
设A、B之间的距离为r又r=r1+r2，由上述各式得
① 由万有引力定律，有 将①代入得
令 比较可得 ②
（2）由牛顿第二定律，有 ③ 又可见星A的轨道半径 ④21世纪教育网由②③④式可得
19.设行星质量为m,太阳质量为M，行星与太阳的距离为r，根据万有引力定律，行星受太阳的万有引力 行星绕太阳做近似匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有 以上式子联立得 故火星的周期 设经时间t两星又一次距离最近，根据 则两星转过的角度之差 答“2.2年”同样给分
一、选择题（本题共14小题；每小题4分，共计56分。在每小题给出的四个选项中，有一个或多个选项正确，全部选对得4分；选对但不全得2分；有错选或不答的得0分.）
1.据报道，我国数据中继卫星“天链一号Ol星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经770赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是( )
A.运行速度大于7.9 km／s
B.离地面高度一定，相对地面静止
C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等
2.据媒体报道,嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度200 km,运用周期127分钟。若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出的是( )
A.月球表面的重力加速度 B.月球对卫星的吸引力
C.卫星绕月球运行的速度 D.卫星绕月运行的加速度
3.一质量为M的探空气球在匀速下降，若气球所受浮力F始终保持不变，气球在运动过程中所受阻力仅与速率有关，重力加速度为g.现欲使该气球以同样速率匀速上升，则需从气球篮中减少的质量为( )
A.2(M) B. M
C.2M D.0
4.火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g,则火星表面的重力加速度约为( )
A.0.2 g B.0.4 g C.2.5 g D.5 g
5．天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。这颗行星的体积是地球的4.7倍，质量是地球的25倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,,由此估算该行星的平均密度为 ( )
A.1.8×103kg/m3 B. 5.6×103kg/m3
C. 1.1×104kg/m3 D.2.9×104kg/m3
6．在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说”：宇宙是由一个大爆炸的火球开始形成的，大爆炸后各星球以不同的速度向外运动，这种学说认为万有引力常量G在缓慢地减小。根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比
A．公转半径R较大 B．公转周期T较小
C．公转速率v较小 D．公转角速度ω较小
7．如图所示，在宇航员的训练中有一个圆柱形飞船，它的横截面
半径为，使这飞船绕中心轴自转，从而给飞船内的物
体提供了“人工重力”。若飞船绕中心轴自转的角度为
，那么“人工重力”中的“重力加速度”的值与离开轴
的距离L的关系是（其中k为比例系数） （ ）
A． B．
C． D．
8.“嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器运行的轨道半径为r，运行速率为v，当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时
A.r、v都将略为减小 B.r、v都将保持不变
C.r将略为减小，v将略为增大 D. r将略为增大，v将略为减小
9．2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是（ ）
A．飞船变轨前后的向心加速度相等
B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态
C．飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度
D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度
10．在水平面上，小猴拉着小滑块做匀速圆周运动，O点为圆心。能正确地表示小滑块受到的牵引力F及摩擦力Fk的图是：( )
11．一个人站在阳台上，以相同的速率分别把三个球竖直向上抛出、竖直向下抛出、水平抛出，不计空气阻力，则三个球落地时的速率 （ ）
A．上抛球最大 B．下抛球最大
C．平抛球最大 D．三个球一样大
12．一物体在水平面上，受恒定的水平拉力和摩擦力作用沿直线运动，已知在第1秒内合力对物体做的功为45 J，在第1秒末撤去拉力，其v－t图象如下图所示，则( )
A．物体的质量为10 kg
B．物体与水平面间的动摩擦因数为0.2
C．第1秒内摩擦力对物体做的功为60 J
D．第1秒内拉力对物体做的功为60 J
13.如图所示，粗糙的斜面与光滑的水平面相连接，滑块沿水平面以速度v0运动，设滑块运动到A点的时刻为t=0，距A点的水平距离x，水平速度为vx.由于v0不同，从A点到B点的几种可能的运动图象如下列选项所示，其中表示摩擦力做功最大的是( )
14．一个25kg的小孩从高度为3．0m，长度为8．0m的滑梯顶端由静止开始滑下，滑到底端时的速度为2．0m／s。取g＝10m／s2，关于力对小孩做的功，以下结果正确的是（ ）
A．合外力做功750J B．阻力做功-700J
C．重力做功2000J D．支持力做功50J
二、计算题（10+10+12+12=44）
15.（10分）天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量。（引力常量为G）
16．（10分）2010年10月1日，我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星．“嫦娥二号”在距月球表面100 km高度的轨道上做圆周运动，这比“嫦娥一号”距月球表面200 km的圆形轨道更有利于对月球表面做出精细测绘．已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，地球半径为6400km，地球表面附近的重力加速度为9.8m/s2．求：
（1）月球表面附近的重力加速度；
（2）“嫦娥一号”与“嫦娥二号”在各自圆轨道上运行速度的大小之比．
17．（12）汽车发动机的功率为60 kW，汽车的质量为4 t，当它行驶在坡度为0.02(sin α＝0.02)的长直公路上时，如图所示，所受摩擦阻力为车重的0.1倍(g＝10 m/s2)，求：
(1)汽车所能达到的最大速度vm；
(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？
(3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少？
18．（12分）神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成，两星视为质点，不考虑其它天体的影响，A、B围绕两者的连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示，引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T。
（1）可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量
为m＇的星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量
分别为m1、m2。试求m＇（用m1、m2表示）
（2）求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和
质量m1之间的关系式。
选做题(12分)火星和地球绕太阳的运动可以近似看做是同一平面内同方向的匀速圆周运动．已知火星公转轨道半径大约是地球公转轨道半径的．从火星、地球于某一次处于距离最近的位置开始计时，试估算它们再次处于距离最近的位置至少需多少地球年．[计算结果保留两位有效数字，＝1.85]
2013届高一下学期物理课时训练（4）答题卷
班级： 姓名：
二、解答题
15、解：
16、解：
17、解：
18、解：
（19题请写于背面）
2013届高一下学期物理课时训练（4）参考答案
一、选择题
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
BC
B
A
B
D
B
B
C
ABC
C
D
AD
D
B
15解析：设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，角速度分别为w1,w2。根据题意有
w1=w2 ① r1+r2=r ②根据万有引力定律和牛顿定律，有G ③ G ④联立以上各式解得 ⑤ 根据解速度与周期的关系知 ⑥联立③⑤⑥式解得
16解：（1）质量为m的物体， 在地球表面附近
在月球表面附近 得 1.9 m/s2
（2）设探月卫星圆轨道半径为r，则 则
对于“嫦娥一号”r1 = R月+200 km = 1800 km，对于“嫦娥二号” r2 = R月+100 km = 1700 km
≈ 0.97
171)汽车在坡路上行驶，所受阻力由两部分构成，即
Ff＝kmg＋mgsin α＝4 000 N＋800 N＝4 800 N.
又因为当F＝Ff时，P＝Ff·vm，所以vm＝＝ m/s＝12.5 m/s.
(2)汽车从静止开始，以a＝0.6 m/s2匀加速行驶，由F＝ma，有F′－Ff－mgsin α＝ma.
所以F′＝ma＋kmg＋mgsin α＝4×103×0.6 N＋4 800 N ＝7.2×103 N.
保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度v′m，有
v′m＝＝ m/s＝8.33 m/s.
由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移
t＝＝ s＝13.9 s. s＝＝ m＝57.82 m.
(3)由W＝F′·s可求出汽车在匀加速运动阶段行驶时牵引力做功为
W＝F′·s＝7.2×103×57.82 J＝4.16×105 J.
18.（1）设A、B的圆轨道半径分别为r1、r2,由题意知，A、B做匀速圆周运动的角速度相同，其为。由牛顿运动定律，有
设A、B之间的距离为r又r=r1+r2，由上述各式得
① 由万有引力定律，有 将①代入得
令 比较可得 ②
（2）由牛顿第二定律，有 ③ 又可见星A的轨道半径 ④21世纪教育网由②③④式可得
19.设行星质量为m,太阳质量为M，行星与太阳的距离为r，根据万有引力定律，行星受太阳的万有引力 行星绕太阳做近似匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有 以上式子联立得 故火星的周期 设经时间t两星又一次距离最近，根据 则两星转过的角度之差 答“2.2年”同样给分