- 二一组卷

题型：综合题题类：常考题难易度：普通

北京市八一学校2019-2020学年高三上学期物理10月月考试卷

（1）、科学家发现，除了类似太阳系的恒星-行星系统，还存在许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙有了较深刻的认识。双星系统是由两个星体构成，其中每个星体的线度（直径）都远小于两星体间的距离，一般双星系统距离其他星体很远，可以当做孤立系统处理。已知某双星系统中每个星体的质量都是M₀ ，两者相距L，它们正围绕两者连线的中点做匀速圆周运动，引力常量为G。求：

①该双星系统中星体的加速度大小a；

②该双星系统的运动周期T。

（2）、微观世界与宏观世界往往存在奇妙的相似性。对于氢原子模型，因为原子核的质量远大于电子质量，可以忽略原子核的运动，形成类似天文学中的恒星-行星系统，记为模型Ⅰ。另一种模型认为氢原子的核外电子并非绕核旋转，而是类似天文学中的双星系统，核外电子和原子核依靠库仑力作用使它们同时绕彼此连线上某一点做匀速圆周运动，记为模型Ⅱ。已知核外电子的质量为m，氢原子核的质量为M，二者相距为r，静电力常量为k，电子和氢原子核的电荷量大小均为e。

①模型Ⅰ、Ⅱ中系统的总动能分别用E_k_Ⅰ、 E_k_Ⅱ表示，请推理分析，比较E_k_Ⅰ、 E_k_Ⅱ的大小关系；

②模型Ⅰ、Ⅱ中核外电子做匀速圆周运动的周期分别用T_Ⅰ、T_Ⅱ表示，通常情况下氢原子的研究采用模型Ⅰ的方案，请从周期的角度分析这样简化处理的合理性。

举一反三

如图所示，a、b、c、d四个质量均为m的带电小球恰好构成“三星拱月”之形，其中a、b、c三个完全相同的带电小球在光滑绝缘水平面内的同一圆周上绕O点做半径为R的匀速圆周运动，三小球所在位置恰好将圆周等分。小球d位于O点正上方h处，且在外力F作用下恰处于静止状态，已知a、b、c三小球的电荷量均为q，d球的电荷量为6q， $\text{[math]}$ 重力加速度为g，静电力常量为k，则（　　）

我国发射的“神舟”五号飞船于2003年10月15日上午9：00在酒泉载人航天发射场发射升空，按预定计划在完成预定空间科学和技术试验任务后于北京时间10月16日6时07分在内蒙古中部地区准确着陆。试回答下列问题：

（1）当返回舱降到距地球10km时，回收着陆系统启动工作，弹出伞舱盖，连续完成拉出引导伞、减速伞和主伞动作，主伞展开面积足有1200m² ，由于空气阻力作用有一段减速至匀速的下落过程，若空气阻力与速度的平方成正比（f=kv² ， k为常数，未知），并已知返回舱的质量为8t，这一过程的收尾速度为14m/s，试求常数k，和当返回舱速度为42m/s时的加速度为多大？（g取10m/s，除不尽的结果写为分数）

（2）当返回舱在距地面约1m时，点燃反推火箭发动机，最后以不大于3.5m/s的速度实现软着陆，这一过程中反推火箭产生的动力约等于多少？（这一过程空气阻力与自身重力可看作平衡）

如图所示，一半径为R、粗糙程度处处相同的半圆形轨道竖直固定放置，直径POQ水平。一质量为m的质点自P点上方高度R处由静止开始下落，恰好从P点进入轨道。质点滑到轨道最低点N时，对轨道的压力为4mg，g为重力加速度的大小。用W表示质点从P点运动到N点的过程中克服摩擦力所做的功，则（　　）