高中物理必修二 周周测周测8　阶段检测二

这是一份高中物理必修二 周周测周测8　阶段检测二，共10页。
周测8　阶段检测二一、单项选择题：本题共8小题，每小题5分，共40分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1.(2023·武汉市期末)如图所示，是某广场转盘T字路口，框中标识的这辆汽车正在沿水平弯道向左前方减速行驶，其运动可视作圆周运动，行驶过程中车辆未发生打滑。司机(坐在前排左边)和车上四名乘客始终与汽车保持相对静止。下列说法正确的是(　　)A．司机和乘客们一定具有相同的线速度B．副驾驶座上乘客的向心加速度大于司机的向心加速度C．汽车所受的合力一定指向圆弧轨迹的圆心D．汽车对乘客的作用力与汽车运动方向相反2．若测出月球表面的重力加速度g、月球的半径R和月球绕地球的转动周期T，已知引力常量为G，则关于月球质量m月的表达式正确的是(　　)A．m月＝eq \f(gR2,G) B．m月＝eq \f(gR2,T) C．m月＝eq \f(4π2R3,GT) D．m月＝eq \f(T2R3,4π2G)3．(2022·济南高一阶段检测)如图所示，长均为L的两根轻绳，一端共同系住质量为m的小球，另一端分别固定在等高的A、B两点，A、B两点间的距离也为L。重力加速度大小为g。现使小球在竖直平面内以AB为轴做圆周运动，若小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，则小球在最高点速率为2v时，每根绳的拉力大小为(　　)A.eq \r(3)mg B.eq \f(4,3)eq \r(3)mg C．3mg D．2eq \r(3)mg4．一个轨道半径等于地球半径2倍的地球卫星，绕地球转180°的时间为t，引力常量为G，地球半径为R，由此可求得(　　)A．地球的质量为eq \f(8R2π2,Gt2) B．卫星的角速度为eq \f(2π,t)C．卫星的密度为eq \f(8π,Gt2) D．地球的密度为eq \f(6π,Gt2)5.如图，有一倾斜的匀质圆盘(半径足够大)，盘面与水平面的夹角为θ，绕过圆心并垂直于盘面的转轴以角速度ω匀速转动，有一物体(可视为质点)与盘面间的动摩擦因数为μ(设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，重力加速度为g。要使物体能与圆盘始终保持相对静止，则物体与转轴间最大距离为(　　)A.eq \f(μgcos θ,ω2) B.eq \f(gsin θ,ω2) C.eq \f(μcos θ－sin θ,ω2)g D.eq \f(μcos θ＋sin θ,ω2)g6．(2019·全国卷Ⅲ)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火。已知它们的轨道半径R金a火 B．a火>a地>a金C．v地>v火>v金 D．v火>v地>v金7．1844年，德国天文学家贝塞尔根据天狼星的移动路径形成的波浪图形，推断天狼星是双星系统中的一颗星。已知天狼星及其伴星都在各自轨道上互相绕转，绕转的周期约为50年，两星体之间的距离约为日地距离的20倍，引力常量为G。则(　　)A．可估算出双星系统的平均密度 B．可估算出双星系统中任一星体的质量C．可估算出双星系统的总质量 D．双星系统中质量大的星体离绕行中心远8.(2022·潍坊市高一期中)物体做曲线运动时，在某点附近极短时间内的运动可以看作是圆周运动，圆周运动的半径为该点的曲率半径。已知椭圆长轴端点处的曲率半径公式为ρ＝eq \f(2r1r2,r1＋r2)，其中r1和r2分别是长轴的两个端点到焦点F的距离(如图甲)。如图乙，卫星在椭圆轨道Ⅰ上运行，运行到远地点A时，速率为v1，之后变轨进入轨道Ⅱ做速率为v2的匀速圆周运动。若椭圆轨道近地点位于地球表面附近，远地点到地心的距离是R′，地球半径为R，则eq \f(v2,v1)等于(　　)A.eq \r(\f(R＋R′,2R)) B.eq \r(\f(R＋R′,R)) C.eq \r(\f(R＋R′,2R′)) D.eq \r(\f(2R＋R′,2R′))二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但选不全的得3分，有选错的得0分。9．当卫星绕地球运动的轨道半径为R时，线速度为v，周期为T，下列说法正确的是(　　)A．若卫星轨道半径从R变为2R，则卫星运行周期从T变为2eq \r(2)TB．若卫星轨道半径从R变为2R，则卫星运行线速度从v变为eq \f(v,2)C．若卫星运行周期从T变为8T，则卫星轨道半径从R变为4RD．若卫星运行线速度从v变为eq \f(v,2)，则卫星运行周期从T变为2T10.有a、b、c、d四颗地球卫星：a还未发射，在地球赤道表面上随地球一起转动，b在地球的近地圆轨道上运行，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星。各卫星排列位置如图，则下列说法正确的是(　　)A．向心加速度大小关系是：ab>ac>ad>aa，线速度大小关系是：va>vb>vc>vdB．在相同时间内b转过的弧长最长，a、c转过的弧长对应的角度相等C．c在4小时内转过的圆心角是eq \f(π,2)，a在2小时内转过的圆心角是eq \f(π,6)D．b的周期一定小于d的周期，d的周期一定大于24小时11.(2023·苏州市期中)内壁光滑的圆筒竖直固定，圆筒半径为R，圆筒圆心的正上方悬挂一轻绳，轻绳下悬挂一质量为m的小球(可视为质点)，轻绳长度为L＝2R，重力加速度为g，现使小球在水平面内做圆周运动，则下列说法正确的是(　　)A．小球恰好沿桶壁做圆周运动时的角速度为ω＝eq \r(\f(g,\r(3)R))B．轻绳受到的最大拉力为2mgC．当小球的角速度等于eq \r(\f(g,3R))，此时轻绳的拉力大小为eq \f(2\r(3)mg,3)D．当小球的角速度等于eq \r(\f(2g,3R))，此时桶壁对小球的弹力小于eq \f(2,3)mg三、非选择题：本题共4小题，共42分。12．(9分)(2022·新余市高一期末)如图是探究做匀速圆周运动的物体的向心力大小影响因素的实验装置。匀速转动手柄，使长槽和短槽分别随变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。已知小球在长槽横臂竖直挡板A、B处和短槽横臂竖直挡板C处做圆周运动半径之比为1∶2∶1；长、短槽下方各有三层塔轮，且长糟上、中、下三层塔轮的半径分别为R、2R、3R，短槽上、中、下三层塔轮的半径分别为R、eq \f(2,3)R、eq \f(R,3)。(1)在操作正确的情况下，让长槽、短槽下方的塔轮在皮带连接下共同做匀速圆周运动，两塔轮边缘的________大小一定相等。A．角速度 B．线速度 C．周期 D．向心加速度(2)关于该实验的下列说法错误的是________。A．由于小球挤压竖直挡板后，小球运动半径会略微增大，导致系统误差，转速越快，此项系统误差越大B．长、短臂的竖直挡板对球的压力提供了小球做匀速圆周运动的向心力C．利用以上装置，共可组合出9种不同的塔轮半径比进行实验D．露出套筒外的红、白相间的格子数量之比可代表两球所受向心力的比值(3)若将两个质量相同的小球分别放在挡板B与挡板C处，将皮带分别卡在长槽上层和短槽下层的塔轮上，做匀速圆周运动时，理论上B、C处两小球的向心力之比为________。13.(10分)(2022·浙江高一阶段练习)如图所示，一个竖直放置的圆锥筒可绕其中心轴OO′转动，筒内壁粗糙，筒壁与中心轴OO′的夹角θ＝60°，筒内壁上A点有一质量为m的小物块，A离中心轴OO′的距离为R。(重力加速度为g)(1)当筒不转动，物块静止在筒壁上A点时，求物块受到的支持力大小和摩擦力大小；(2)当物块在A点随筒做匀速转动，且其受到的摩擦力为零时，求筒转动的角速度大小。14．(11分)(2022·湖南高一阶段练习)载人飞船的舱中有一体重计，体重计上放一物体，火箭点火前，宇航员观察到体重计的示数为F0。在载人飞船随火箭竖直向上匀加速升空的过程中，当飞船离地面高度为H时，宇航员观察到体重计示数为F。忽略地球自转的影响。设地球半径为R，第一宇宙速度为v，求：(1)该物体的质量；(2)火箭上升的加速度大小。15.(12分)(2023·四川遂宁月考)兴趣小组成员合作完成了下面的两个实验：①当飞船停留在距X星球一定距离的P点时，正对着X星球发射一个激光脉冲，经时间t1后收到反射回来的信号，此时观察X星球的视角为θ，如图所示。②当飞船在X星球表面着陆后，把一个弹射器固定在星球表面上，竖直向上弹射一个小球，经测定小球从弹射到落回的时间为t2。已知用上述弹射器在地球上做同样实验时，小球在空中运动的时间为t，又已知地球表面重力加速度为g，引力常量为G，光速为c，地球和X星球的自转以及它们对物体的大气阻力均可不计，试根据以上信息，求：(1)X星球的半径R；(2)X星球的质量M；(3)X星球的第一宇宙速度v的大小；(4)在X星球发射的卫星的最小周期T。答案精析1．B　[司机和乘客转动角速度相等，副驾驶座上乘客和司机离圆心的距离不相等，由v＝rω可知，线速度不相等，由an＝ω2r可知，副驾驶座上乘客的向心加速度大于司机的向心加速度，故A错误，B正确；汽车做变速圆周运动，汽车所受的合力一定不指向圆弧轨迹的圆心，故C错误；根据题意可知，在竖直方向上，乘客受汽车的支持力，由于乘客随汽车做减速圆周运动，则水平方向上，汽车对乘客的作用力可分解为一个指向圆心的分力提供向心力，一个与运动方向的分力使乘客做减速运动，则汽车对乘客的作用力不可能与汽车运动方向相反，故D错误。]2．A3．A　[设小球在竖直面内做圆周运动的半径为r，小球运动到最高点时轻绳与圆周运动轨道平面的夹角为θ＝30°，则r＝Lcos θ＝eq \f(\r(3),2)L根据题述小球在最高点速率为v时，两根绳的拉力恰好均为零，有mg＝meq \f(v2,r)小球在最高点速率为2v时，设每根绳的拉力大小为F，则有2Fcos θ＋mg＝meq \f(2v2,r)解得F＝eq \r(3)mg，故选A。]4．D　[由公式eq \f(GMm,2R2)＝meq \f(4π2,T2)×2R，其中T＝2t，解得M＝eq \f(8R3π2,Gt2)，故A错误；卫星的角速度为ω＝eq \f(2π,T)＝eq \f(π,t)，故B错误；由题意无法求出卫星的质量，则无法求出卫星的密度，故C错误；地球的密度为ρ＝eq \f(M,V)＝eq \f(6π,Gt2)，故D正确。]5．C　[由题意知临界条件是物体在圆盘上转到最低点受到的静摩擦力最大，由牛顿第二定律得μmgcos θ－mgsin θ＝mω2r，解得r＝eq \f(μcos θ－sin θ,ω2)g，故A、B、D错误，C正确。]6．A　[金星、地球和火星绕太阳公转时万有引力提供向心力，则有Geq \f(Mm,R2)＝ma，解得a＝Geq \f(M,R2)，结合题中R金a火，选项A正确，B错误；同理，有Geq \f(Mm,R2)＝meq \f(v2,R)，解得v＝eq \r(\f(GM,R))，再结合题中R金v火，选项C、D错误。]7．C　[根据eq \f(Gm1m2,r2)＝m1r1eq \f(4π2,T2)＝m2r2eq \f(4π2,T2)可得m1r1＝m2r2，m1＋m2＝eq \f(4π2r3,GT2)可知质量大的星体离绕行中心较近，但r1和r2的大小不知道，无法求解双星系统中任一星体的质量，且双星的体积未知，则无法求出双星系统的平均密度，故A、B、D错误，C正确。]8．A　[由题意可知，椭圆轨道A点处的曲率半径为RA＝eq \f(2RR′,R＋R′)卫星在轨道Ⅰ上运动到A点时，根据牛顿第二定律有Geq \f(Mm,R′2)＝eq \f(mv12,RA)卫星在轨道Ⅱ上做匀速圆周运动时，有Geq \f(Mm,R′2)＝eq \f(mv22,R′)联立得eq \f(v2,v1)＝eq \r(\f(R＋R′,2R))，A正确，B、C、D错误。]9．AC　[根据万有引力提供向心力有Geq \f(Mm,R2)＝meq \f(4π2,T2)R，解得T＝2πeq \r(\f(R3,GM))若卫星轨道半径从R变为2R，则卫星运行周期从T变为2eq \r(2)T，A正确；根据万有引力提供向心力有Geq \f(Mm,R2)＝meq \f(v2,R)，解得v＝eq \r(\f(GM,R))若卫星轨道半径从R变为2R，则卫星运行线速度从v变为eq \f(\r(2),2)v，B错误；根据T＝2πeq \r(\f(R3,GM))可知，若卫星运行周期从T变为8T，则卫星轨道半径从R变为4R，C正确；根据v＝eq \r(\f(GM,R))可知，若卫星运行线速度从v变为eq \f(v,2)，则卫星轨道半径从R变为4R，则卫星运行周期从T变为8T，D错误。]10．BD　[b、c、d三颗卫星绕地球运行，根据万有引力提供向心力，得Geq \f(Mm,r2)＝ma，解得a＝eq \f(GM,r2)，可知ab>ac>ad，a和c的角速度相同，根据a＝ω2r，可知ac>aa，b、c、d三颗地球卫星绕地球运行，根据万有引力提供向心力，得Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(v2,r)，解得v＝eq \r(\f(GM,r))，可知vb>vc>vd，a和c同轴转动，根据v＝ωr可知va＜vc，故A错误；b的线速度最大，所以在相同的时间内转过的弧长最长，a和c的角速度相同，根据ω＝eq \f(Δθ,Δt)，可知相同的时间内a、c转过的弧长对应的角度相等，故B正确；同步卫星24 h随地球转一周，c在4小时内转过的圆心角是eq \f(4 h,24 h)×2π＝eq \f(π,3)，a在2小时内转过的圆心角是eq \f(2 h,24 h)×2π＝eq \f(π,6)，故C错误；根据Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(4π2,T2)r，解得T＝eq \r(\f(4π2r3,GM))，b的轨道半径小于d的轨道半径，可知b的周期一定小于d的周期；d的轨道半径大于同步卫星c的轨道半径，d的周期一定大于24小时，故D正确。]11．AD　[设小球的角速度为ω时，恰好沿桶壁做圆周运动，此时，轻绳与竖直方向的夹角为θ，则有sin θ＝eq \f(R,L)＝eq \f(1,2)，则θ＝30°，对小球受力分析，受轻绳拉力和本身重力，竖直方向上，由平衡条件有Fcos 30°＝mg水平方向上，由牛顿第二定律有Fsin 30°＝mω2R，解得F＝eq \f(mg,cos θ)＝eq \f(2\r(3),3)mg，ω＝eq \r(\f(g,\r(3)R))当角速度ω≤eq \r(\f(g,\r(3)R))时，随小球角速度增大θ增大，绳子的拉力增大，当ω>eq \r(\f(g,\r(3)R))时，随小球角速度增大θ不变，绳子的拉力不变，即当ω＝eq \r(\f(g,\r(3)R))时，θ最大，此时绳子的拉力最大为Fm＝eq \f(2\r(3),3)mg，故A正确，B错误；当小球的角速度ω＝eq \r(\f(g,3R))