河南省洛阳市偃师高级中学2026届高考考前物理滚动练习6：天体追及相遇、双星、变轨、斜面上摩擦力做功、机车启动

物理滚动练习6——天体追及相遇、双星、变轨、斜面上摩擦力做功、机车启动 一、单选题 1．如图所示，有A、B两颗行星绕同一恒星O做圆周运动，运转方向相同，A行星的周期为T1，B行星的周期为T2，在某一时刻两行星第一次相遇（即相距最近），则（　　） A．经过时间t＝T1+T2，两行星将第二次相遇 B．经过时间t＝，两行星将第二次相遇 C．经过时间t＝，两行星第一次相距最远 D．经过时间t＝，两行星第一次相距最远 地球 火星 木星 轨道半径（AU） 1.0 1.5 5.2 土星 天王星 海王星 轨道半径（AU） 9.5 19 30 2．国产科幻片《流浪地球》的成功，掀起了天体热．小明同学课外查阅太阳系行星的一些资料．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”．据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日：5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断中正确的是（　　） A．各地外行星每年都会出现冲日现象 B．在2015年内一定会出现木星冲日 C．天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半 D．地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最长 3．人类探索宇宙的步伐一直坚定豪迈。4 月 16 日我国“神舟十三号”载人飞船经过 6 个月太空飞行安全成功返回。在 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100s 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．质量之和 B．质量之积 C．速率之积 D．各自的自转角速度 4．如图所示，地球和月球组成“地月双星系统”，两者绕共同的圆心点（图中未画出）做周期相同的圆周运动。数学家拉格朗日发现，处在拉格朗日点（如图所示）的航天器在地球和月球引力的共同作用下可以绕“地月双星系统”的圆心点做周期相同的圆周运动，从而使地、月、航天器三者在太空的相对位置保持不变。不考虑航天器对地月双星系统的影响，不考虑其它天体对该系统的影响。已知：地球质量为，月球质量为，地球与月球球心距离为。则下列说法正确的是（　　） A．位于拉格朗日点的绕点稳定运行的航天器，其向心加速度小于月球的向心加速度 B．地月双星系统的周期为 C．圆心点在地球和月球的连线上，距离地球和月球球心的距离之比等于地球和月球的质量之比 D．拉格朗日点距月球球心的距离满足关系式 5．如图所示，物体由静止开始分别沿不同斜面由顶端至底端的Ⅰ和Ⅱ，两次物体与斜面间两次下滑的路径分别为图中的动摩擦因数相同，且不计路径Ⅱ中转折处的能量损失，则物体到达点的过程中摩擦力做功（　　） A．第一次小 B．第二次小 C．两次一样大 D．无法确定 6．一质量为的物体，在水平恒定拉力的作用下以某一速度在粗糙的水平面上做匀速直线运动，当运动一段时间后拉力逐渐减小，且当拉力减小到零时，物体刚好停止运动。如图所示为拉力随位移变化的关系图像，取，则据此可以求得（　　） A．物体与水平面间的动摩擦因数为 B．拉力在减速过程中做的功为 C．摩擦力在减速过程中做的功为 D．在整个过程中合外力对物体所做的功为 7．新能源汽车的发展是为了减少对传统燃料的依赖，减少环境污染和减少温室气体的排放。如图所示为我国比亚迪一型号汽车某次测试行驶时的加速度和车速倒数的关系图像。若汽车质量为，它由静止开始沿平直公路行驶，且行驶中阻力恒定，最大车速为，下列说法错误的是（　　） A．汽车匀加速所需时间为 B．汽车牵引力的额定功率为 C．汽车在车速为时，功率为 D．汽车所受阻力为 8．“复兴号”动车组用多节车厢提供动力，从而达到提速的目的。总质量为的动车组在平直的轨道上行驶。该动车组有四节动力车厢，每节动力车厢发动机的额定功率均为，若动车组所受的阻力与其速率成正比（，为常量），动车组能达到的最大速度为。下列说法正确的是 （　　） A．动车组在匀加速启动过程中，牵引力恒定不变 B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则动车组从静止开始做匀加速运动 C．若四节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶的速度为 D．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间达到最大速度，则这一过程中该动车组克服阻力做的功为 二、多选题 9．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1和2相切于Q点，轨道2和3相切于P点，设卫星在1轨道和3轨道正常运行的速度和加速度分别为、和、，在2轨道经过P点时的速度和加速度为和，且当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时周期分别为、、，以下说法正确的是（　　） A． B． C． D． 10．人们用滑道从高处向低处运送货物．如图所示，可看作质点的货物从圆弧滑道顶端点静止释放，沿滑道运动到圆弧末端点时速度大小为。已知货物质量为，滑道高度为，且过点的切线水平，重力加速度取。关于货物从点运动到点的过程，下列说法正确的有（    ） A．重力做的功为 B．克服阻力做的功为 C．经过点时向心加速度大小为 D．经过点时对轨道的压力大小为 练习6参考答案： 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B A D C C C C ACD BCD 1．D 【详解】AB.多转动一圈，第二次相遇时，有 解得 故AB错误； CD.多转动半圈时，第一次相距最远，有 解得： 故C错误，D正确。 故选D. 2．B 【详解】A．根据题述，“行星冲日”实质上是角速度大（周期小）的行星转过的圆弧所对的圆心角比角速度小（周期大）的行星转过的圆弧所对的圆心角多出（多转一圈），所以不可能各地外行星每年都出现冲日现象，故A错误； B．对木星和地球，由开普勒第三定律 解得木星绕太阳运动周期大约为 设相邻两次出现木星冲日现象的时间间隔为t，由 解得 题述2014年1月6日出现木星冲日现象，则在2015年2月一定会再次出现木星冲日现象，故B正确； C．对天王星和地球，由开普勒第三定律 解得天王星绕太阳运动周期大约为 设相邻两次出现天王星冲日现象的时间间隔为t1，由 解得 天王星相邻两次冲日的时间间隔稍小于木星相邻两次冲日的时间间隔，故C错误； D．对海王星和地球，由开普勒第三定律 解得海王星绕太阳运动周期大约为 设相邻两次出现海王星冲日现象的时间间隔为t2，由 解得 比较可知，地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短，故D错误。 故选B。 3．A 【详解】A．设中子星的质量分别为m1、m2，圆周运动半径分别为r1、r2，二者相距为L，周期为T。根据牛顿第二定律得 解得 能估算出质量之和，A符合题意； BCD．无法估算出质量之积、速率之积和各自的自转角速度，BCD不符合题意。 故选A。 4．D 【详解】A．位于拉格朗日点的绕点稳定运行的航天器的周期与地球的周期相同，根据可知，离点越远加速度越大，故A错误； B．地球和月球组成“地月双星系统”，两者绕共同的圆心点（图中未画出）做周期相同的圆周运动。 根据万有引力提供向心力，对月球 对地球 两式相加 因为 所以 故错误； C．由和可得 即圆心点在地球和月球的连线上，距离月球和地球球心的距离之比等于月球和地球的质量的反比，故C错误； D．根据和可得，地球距离圆心点距离为 航天器在月球和地球引力的共同作用下可以绕“月地双星系统”的圆心点做周期相同的圆周运动，设航天器的质量为，则 即 故D正确； 故选D。 5．C 【详解】设斜面倾角为，物体沿斜面下滑时，克服摩擦力所做的功为 L是斜面在水平面上的投影长度，Ⅰ和Ⅱ的路径虽然不同，当它们的水平面上投影长度L相同，因此它们克服摩擦力所做的功相同。 故选C。 6．C 【分析】本题主要考查了恒力做功公式，动能定理的直接应用，知道图像中，图像与坐标轴围成的面积表示做的功是解答此题的关键。 物体做匀速运动时，受力平衡，拉力等于摩擦力，根据求解动摩擦因数，图像与坐标轴围成的面积表示拉力做的功，从而求出合外力做的功，根据动能定理求出初速度。 【详解】A．物体做匀速运动时，受力平衡，则 故A错误； B．图像与坐标轴围成的面积表示拉力做的功，则由图像可知，拉力在减速过程中做的功 选项B错误； C．摩擦力在减速过程中做的功 选项C正确； D．在整个过程中拉力做的功 整个过程，滑动摩擦力做的功 所以合外力做的功为 故D错误。 故选C。 7．C 【详解】A．由图可知，汽车在速度等于前，加速度不变，故汽车是恒加速度启动的，根据匀变速直线运动的基本规律可知 故A正确； BD．由图可知，速度由到汽车是以额定功率行驶。汽车的最大速度为，汽车开始做匀速直线运动，此时，则有 当时，汽车的加速度，根据牛顿第二定律可知 解得 ， 故BD正确； C．汽车在车速为时，汽车处于匀加速阶段，则有 ， 解得 故C错误。 本题选错误的，故选C。 8．C 【详解】A．对动车组，由牛顿第二定律有 若动车组在匀加速启动，即加速度恒定，但 随速度增大而增大，则牵引力也随阻力增大而变大，故A错误； B．若四节动力车厢输出功率均为额定值，则总功率为4P，由牛顿第二定律有 故可知加速启动的过程，牵引力减小，阻力增大，则加速度逐渐减小，故B错误； C．若四节动力车厢输出的总功率为，则动车组匀速行驶时加速度为零，有 而以额定功率匀速时，有 联立解得 故C正确； D．若四节动力车厢输出功率均为额定值，动车组从静止启动，经过时间达到最大速度，由动能定理可知 可得动车组克服阻力做的功为 故D错误。 故选C。 9．ACD 【详解】在1轨道和3轨道正常运行时恰好由引力作为向心力，速度、加速度、周期分别满足 1轨道半径小于3轨道半径，故、、，从2轨道的P点要点火加速做离心运动才能到达3轨道，故，可知 卫星在2轨道经过P点和3轨道经过P点到地心距离相同，故，可知 由开普勒第三定律 2轨道半长轴介于1轨道半径及3轨道半径之间，故 ACD正确，B错误。 故选ACD。 10．BCD 【详解】A．重力做的功为 A错误； B．下滑过程据动能定理可得 代入数据解得，克服阻力做的功为 B正确； C．经过点时向心加速度大小为 C正确； D．经过点时，据牛顿第二定律可得 解得货物受到的支持力大小为 据牛顿第三定律可知，货物对轨道的压力大小为，D正确。 故选BCD。 - 2 - 1 学科网（北京）股份有限公司 $