高二物理期末复习模拟卷(带答案详解)

2019-2020学年度沂水三中高二期末复习模拟卷D.该时刻后的一昼夜时间内，卫星经过A点正上方2次

考试时间：90分钟：命题人：邓永孝审核人：沈全振5.某行星外围有一圈厚度为d的光带，简化为如图甲所示模型，R为该行星除光带以外的半径。现不

第I卷（选择题）知光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，当光带上的点绕行星中心的运动速度v,与它到

一、单选题

行星中心的距离r,满足下列哪个选项表示的图像关系时，才能确定该光带是卫星群

1.英国《NcwScicniisi》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ165O-5OO双星系统中发现

的最小黑洞位列其中，若黑洞半径约为45km,质量M和半径R的关系满足M/R=//（2G）（其中

c为光速，c=3xl08m/s»G为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为（）

A.10,4m/s2B.10,2m/s2C.10,0m/s2D.IO8m/s2

2.假如地球的自转角速度增大，则下列说法错误的是（）

A.放在赤道上的物体的万有引力不变

B.放在两极上的物体的重力不变

C.放在赤道上的物体的重力减小

D.放在两极上的物体的重力增加

3.“天舟一号”货运飞船在完成空间实验室阶段任务及后续拓展试验后受控离轨，并进入地球大气层烧

6.为了验证地面上的物体受到的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同•性质的力，遵守同样

毁，残骸坠入南太平洋•处号称“航天器坟场''的远离大陆的深海区。在受控坠落前，“天舟•号”在离地

的规律，牛顿做过著名的“月一地检验“，基本想法是：如果重力和星体间的引力是同一性质的力，都与

面380km的圆轨道上飞行，下列说法中正确的是

距离的二次方成反比关系，由于月心到地心的距离是地球半径的60倍，那么月球绕地球做近似圆周运

A.在轨运行时，“天舟•号”受到平衡力的作用

动的向心加速度应该是地面重力加速度的（）

B.在轨运行时，“天舟一号''的角速度小于同步卫星的角速度

A.—B.3600倍C.-D.60倍

C.“天舟•号''离轨后在进入大气层前，其动能将不断减小360060

7.质量为，〃的木块和质量为的铁块用细线连接刚好能在水中某个位置悬浮不动，此时木块

D.若测得“天舟一号”环绕地球近地轨道的运行周期，则可求出地球的密度

至水面距离为九铁块至水底的距离为”（两物体均可视为质点）,突然细线断裂，忽略两物体运动中受

4.•颗人造卫星在如图所示的轨道上绕地球做匀速圆周运动，其运行周期为4.8小时.某时刻卫星正好

到的水的阻力，只考虑重力及浮力，若铁块和木块同时分别到达水面水底，以铁块和木块为系统，以下

经过赤道上A点正上方，则下列说法正确的是（）

说法正确的是

A.该卫星和同步卫星的轨道半径之比为1:5

A.该过程中系统动量不守恒水面

B.该卫星和同步卫星的运行速度之比为］:为r—^7

B.该过程中铁块和木块均做匀速直线运动木蝶

C.由题中条件和引力常量可求出该卫星的轨道半径

C.同时到达水面、水底时，两物体速度大小相等铁软

D.系统满足C.它们离地面的高度都相同

8.如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球D.它们必须同时正常工作才能实现全球通讯

半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。下列说法中正确的是（）12.按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第

A.卫星B的速度大小等于地球的第•宇宙速度二步是“落月”工程，已在2013年以前完成。假设月球半径为七月球表面的重力加速度为go,飞船沿距

B.A、B的线速度大小关系为VA>VB月球表面高度为3R的圆形轨道I运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道II,到达轨道的近月

C.B、C的线速度大小关系为VBVVC点8时再次点火进入月球近月轨道IH绕月球做圆周运动。下列判断正确的是

D.A、B、C周期大小关系为TA=TC>TBA.飞船在轨道I上的运行速率甘=血区

2

二、多选题

B.飞船在A点处点火变轨时，动能增大

9.物体在恒定合外力F的作用下运动，则以下说法哪些正确（）

C.飞船在轨道III绕月球运动一周所需的时间丁=2;z•居

A.物体所受冲量的大小与时间成正比B.物体动量的变化率不恒定

C.物体动量的变化恒定D.物体动量的变化与时间成正比

D.飞船从4到B运行的过程中机械能不变

10.如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，4为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周

运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点•已知A、B、。绕地心运动的周期相同，相对于地心•下列说

第H卷（非选择题）

法中正确的是（）三、实验题

13.用图甲的“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，

A.物体A和卫星。具有相同大小的加速度

即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关

B.卫星C的运行速度大于物体A的速度

系。O时小球抛出时球心在地面上的垂宜投影点，

C.可能出现在每天的某一时刻卫星8在A的正上方

D.卫星5在P点的加速度与卫星。在尸点的加速度相同实验时，先让入射小球町多次从斜轨上S位置由静

11.中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球止释放，找到七落地点的平均位置P，测量平抛水平

定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯H星导航系统、欧洲伽利略R.星导航系统之后第四个成熟的卫星导航射程OP。然后把被碰小球〃与静置于水平轨道的末端，再将入射小球叫从斜轨上S位置由静止释放,

系统。2018年12月27日北斗三号基本系统完成建设，即F1起提供全球服务。在北斗卫星导航系统中,

与小球〃弓相撞，多次重复实验，找到两个小球落地的平均位置M、No

有5颗地球静止轨道卫星，它们就好像静止在地球上空的某•点。对于这5颗静止轨

（I）下列曜材选取或实验操作符合实验要求的时。

道卫星，下列说法正确的是

A.它们均位于赤道正上方A.可选用半径不同的两小球B.选用两球的质量应满足町>吗

B.它们的周期小于近地卫星的周期C.需用秒表测量小球在空中飞行的时间D.斜槽轨道必须光滑

（2）图乙是小球"4的多次落点痕迹，由此可确定其落点的平均位置对应的读数为cm15.如图所示，洛伦兹力演示仪由励磁线圈、玻璃泡、电子枪等组成。励磁线圈是一对彼此平行的共轴

圆形线圈，通电时，在两线圈之间产生匀强磁场。玻璃泡内充有稀薄气体，电子枪在加速电压下发射电

（3）在某次实验中，测量出两小球的质量分别为町、，%，三个落点的平均位置与0点的距离分别为

子，电子束通过泡内气体时能够显示出电子运动的径迹。当电子枪垂直于磁场方向发射电子时，调节加

OM、OP、ONo在实验误差允许范围内，若满足关系式________________,即验证了碰撞前后两小球组

速电压或励磁线圈中的电流，可看到电子束的径迹呈圆形。

成的系统动量守恒（用所给符号表示）。

设电子的电荷量为e,质量为M电子枪的加速电压为U,电子在磁场中运动的轨道半径为「。忽略电子

（4）验证动量守恒的实验也可以在如图所示的水平气垫导轨上完成，实验时让两滑块分别从导轨的左

所受重力及电子间的相互作用。

右两侧向中间运动，滑块运动过程所受的阻力可忽略，它们穿过光电门后发生碰撞并粘连在一起。实验

（1）求电子从电子枪射出时的速度大小V；,史蹩r

测得滑块A的总质量为，为、滑块B的总质量为〃7?,两滑块遮光片的宽度相同，光电门记录的遮光片挡（2）求两线圈之间的磁感应强度大小8：坡璃泡f（厂、

电子束/透IU.

光时间如下表所示。（3）研究电子在磁场中运动时，忽略了电子所受的重力，请利用下列数据分电广怆⑹

析说明可以忽略重力的原因。已知：v=8.0xl06m/s,8=8.0xl0“T,■■■

m=9.1xl0-3,kg,^=1.6X!0-19CO取重力加速度「lOm/s?。

左侧光电门右侧光电门

16.A、8两球沿同•直线发生正碰，如图所示的X4图象记录了两球碰撞前、后的运动情况.图中。、b

碰前

T,T2

分别为A、8碰前的位移-时间图象，c为碰撞后它们的位移-时间图象。若A球的质量为，明=2年，则：

碰后4、4无

（1）从图象上读出A、8碰前的速度及碰后的共同速度。

（2）3球的质量〃切为多少千克？

在实验误差允许范围内，若满足关系式o即验证了碰撞前后两滑块组成的系统动量守

（3）A球对8球的冲量大小是多少？

恒。（用测量的物理量表示）

（4）A球对B球做的功为多少？

四、解答题

14.总质量为M的装有沙的小车，正以速度府在光滑水平地面上前进，突然车底漏了，不断有沙子漏

出来落到地面，问在漏沙的过程中，小车的速度是否变化？

参考答案

点转到与初始位置关于地球球心中心对称位置，处于卫星正下方，卫星经过24小时，运动5圈运动到

1.B【详解】

初始位置，卫星一昼夜经过4点正上方两次，故D正确。所以D正确，ABC错误。

在表面根据万有引力方程有：笔=〃?解得：

Gg,g=G*2

且：M//?=C/(2G),联立解得:5.D【详解】

(3xl08)2Mmm—,即F=0"，即图像应该是过原点的直线，故选

P=—=--------------m/s2=\Oi2m/s2,ACD错误B正确若光带是卫星群,则应该满足G

62R2x45xl03rrr

2.D【详解】D.

根据尸=6竿•可知，放在赤道上的物体的万有引力不变，选项A正确；放在两极上的物体的重力等6.A【详解】

设地球半径为月球的向心加速度为由题意知月球所受向心力与月球在地面上的重力之比：

于万有引力，则不变，选项B正确，D错误；放在赤道上的物体G绊-=可知，放在赤道R,0,

R-FmaIt?」

G噂(60R)23600°

上的物体的重力减小，选项C正确；此题选择错误的选项，故选D.

A.士，与结论相符，选项A正确；

3.D【详解】

A.“天舟一号”在离地面380km的圆轨道上做圆周运动，运动方向不断发生变化，故受到的力不是平衡B.3600倍，与结论不相符，选项B错误；

力，选项A错误：C.2，与结论不相符，选项c错误；

Mm2

氏=r,因“天舟一号”的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则其角速度大于同步卫星的角速度,D.60倍，与结论不相符，选项D错误；

选项B错误；7.D【详解】

C.“天舟•号”离轨后，在进入大气层前，因只有引力做功，机械能守恒，那么减小的重力势能转化为增A.以铁块和木块为系统，细线断裂前后系统受力情况不变，所受合力均为零，因此在分别到达水面、水

加的动能，其运行速度不断增大，动能增大，选项C错误：底前，系统动量守恒，选项A错误；

回=但

)243_3nB.该过程中铁块和木块均做匀加速宜线运动，选项B错误；

D.R2-mkT；,而M=P产R,可得PGT)即若测得“天舟一号”环绕地球近地坑道的运行周期，即

C.在任一时刻均有Mv产〃八'由于二者质量不相等，因此同一时刻两物体速度大小不同，选项C错误.

可求出地球的密度，选项D正确。

4.D【分析】D.由MV)=rtiV2可得MV\t=mvit»即〃访.故选项D止确.

根据开普勒行星第•:定律求出半径比，再根据万有引力提向心力即可求出速度比。8.D【分析】

【详解】第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大环绕速度，B、C绕地球做圆周运动，靠万有引力提供向心力，

同步卫星的运行周期为24小时，该卫星与同步卫星的周期之比为1：5,由开普勒行星第三定律得：结合万有引力提供向心力，比较线速度、周期。对A、C,角速度相等，周期相等，根据v=r(o比较线速

2二条，可得：'=心，故A错误；由竺，可得：工=也5,故B错误：由6粤=〃?"，•度。

7；弓Tv21尸T~【详解】

可知，要求得卫星的轨道半径，还需要已知地球质量，故C错误：该卫星经过12小时，运动2.5圈，AA.第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大的环绕速度，由于卫星B的轨道半径大于地球的半径，则卫

星B的速度小于地球的第一宇宙速度，故A错误:11.AC【分析】

根据题中“地球静止轨道卫星”可知，本题考察卫星的问题，运用开普勒第三定律、万有引力定律、牛顿

BC.对B、C,根据6件=〃，匕知，v=C的轨道半径大于B的轨道半径，则VB>VC，对

rrVr第二定律、几何关系等知识分析推断U

于A、C,A、C的角速度相等，根据v=r(o知，vc>vA,所以VB>VA，故BC错误;【详解】

A：所有地球静止轨道卫星的位置均位于赤道正上方，故A项正确。

D.A、C的角速度相等，则A、C的周期相等，根据丁=2万]」一知，C的周期大于B的周期，故D

NGMB：地球静止轨道卫星的轨道半径大于近地支星的轨道半径，据开普勒第三定律知，地球静止轨道卫星

正确；的周期大于近地卫星的周期。故B项错误。

故选D。C：据G等=〃?(学)2r知，地球静止轨道卫星的轨道半径相同,离地面的高度相同0故C项正确。

【点睛】

D：同步卫星离地高度较高，有三颗地球静止轨道卫星工作就可能实现全球通讯。故D项错误。

解决本题的关键知道B、C靠万有引力提供向心力，知道线速度、角速度、周期与轨道半径的关系，注

【点睛】

意A不是靠万有引力提供向心力。

同步卫星的绕行方向和地球的绕行方向•致，且同步卫星的轨道圆心在地心，则同步卫星只能在赤道平

9.AD【解析】根据l=Ft可知，合力恒定时，冲量大小与时间成正比，故A正确：根据Ft=Amv可知,

面内。

F=[R故动量的变化率为恒定的，故B错误；动量的变化量等于Ft,故与时间成正比，故C错误，

12.ACD【分析】

D正确。故选ADo在月球表面，万有引力等于重力，在任意轨道，万有引力提供向心力，联立方程即可求解，卫星变轨也

点睛：本题考查动量定理的应用，要注意明确动量、动量的变化以及动量的变化率..量之间的关系，同就是近心运动或离心运动，根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定。飞船在近月轨道山绕月球运

时在应用动量定理时要注意明确各物理量的矢量性.行，重力提供向心力，根据向心力周期公式即可求解.

10.BCD【详解】【详解】

物体A静止于地球赤道上绕地心转动，卫星C为绕地球做圆周运动，它们绕地心运动的周期相同，根据

在月球表面有G»-=mgo,在轨道I上运动有G曜前7=加五工泰，解得妙=乂笠，A正确：

向心加速度的公式〃=生=得知，卫星C的加速度较大，故A错误：根据线速度公式口二冬知，T

T2T飞船在A点变轨，做近心运动，需减速，所以动能减小，B错误；在月球表面有：6唱=〃吆0,在

相同，，•越大，v越大，则卫星C的线速度较大，故B正确；由题，8做椭圆运动，周期与地球自转周

轨道H1上运动有：G攀=m(^)2R,联列方程可得：卫星在轨道in上运动一周所需时间

期周期相同，做变速运动，A为静止于地球赤道上的物体，所以可能出现在每天的某一时刻卫星8在A

7=24居，C正确；飞船从A到B的过程中，只有万有引力做功，机械能守恒不变，D正确.

的正上方。故C正确。卫星B绕地球做椭圆轨道运行，与地球的距离不断变化，引力产生加速度，根据

FGM

牛顿第二定律，有4=一=一「，M是地球的质量，「卫星到地心的距离，则知经过P点时，卫星8与

tn1

13.B55.50inflP=n\OM+nuON2-也*

卫星C的加速度相等，故。正确；故选8C以工岂4

【详解】故答案为：⑴B[2]B[3]班OP=肛OM+吗ON⑷如一生二一""+""

（1）[1JA.为保证碰撞在同•条水平线上，所以两个小球的半径要相等。故A错误；（笃丁3

B.为保证入射小球不反弹，入射小球的质量应比被碰小球质量大。故B正确；【点睛】

C.小球在空中做平抛运动的时间是相等的，所以不需要测量时间。故C错误；实验的•个重要的技巧是入射球和靶球从同•高度作平抛运动并且落到同•水平面上，故下落的时间相

D.要保证小球在空中做平抛运动，所以斜槽轨道末端必须水平，但是在斜槽轨道的运动发生在平抛以前，同，所以在实验的过程当中把本来需要测量的速度改为测量平抛过程当中水平方向发生的位移，可见掌

所以不需要光滑，但入射球必须从同•高度释放。故D错误。握了实验原理才能顺利解决此类题目。

故选：B：14.不变【详解】

（2）[2J确定B球落点平均位置的方法：用尽可能小的圆把所有的小球落点圈在里面，圆心P就是小球质量为机的沙子从车上漏出来，由于惯性，则漏出的沙子的速度仍为加设漏沙后小车的速度为v,水

落点的平均位置；碰撞后im球的水平路程应取为55.50cm：平方向上由动量守恒定律得

（）

（3）[3]要验证动量守恒定律定律，即验证：小球离开轨道后做平抛运动，它们抛M\\t=fnvo+M—tnv,

解得v=n）,

出点的高度相等，在空中的运动时间/相等，上式两边同时乘以，得：

即沙子漏出后小车的速