高中物理 第5章 萬有引力與航天章末綜合測評 滬科版必修2.doc

1、a章末綜合測評(五)(時(shí)間：60分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第17題只有一項(xiàng)符合題目要求，第810題有多項(xiàng)符合題目要求全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分)1在物理學(xué)建立、發(fā)展的過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動了人類歷史的進(jìn)步關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法中錯(cuò)誤的是()A德國天文學(xué)家開普勒對他的導(dǎo)師第谷觀測的行星數(shù)據(jù)進(jìn)行了多年研究，得出了開普勒三大行星運(yùn)動定律B英國物理學(xué)家卡文迪許利用“卡文迪許扭秤”首先較準(zhǔn)確的測定了萬有引力常量C伽利略用“月地檢驗(yàn)”證實(shí)了萬有引力定律的正確性D牛頓認(rèn)為在足夠高的高山上以足夠大的水平速

2、度拋出一物體，物體就不會再落在地球上【解析】根據(jù)物理學(xué)史可知C錯(cuò)，A、B、D正確【答案】C2(2015江蘇高考)過去幾千年來，人類對行星的認(rèn)識與研究僅限于太陽系內(nèi)，行星“51 peg b”的發(fā)現(xiàn)拉開了研究太陽系外行星的序幕“51 peg b”繞其中心恒星做勻速圓周運(yùn)動，周期約為4天，軌道半徑約為地球繞太陽運(yùn)動半徑的.該中心恒星與太陽的質(zhì)量比約為()A.B1C5D10【解析】行星繞中心恒星做勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得Gmr，則32321，選項(xiàng)B正確【答案】B3(2015北京高考)假設(shè)地球和火星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動，已知地球到太陽的距離小于火星到太陽的距離，那么()A地球

3、公轉(zhuǎn)周期大于火星的周期公轉(zhuǎn)B地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度C地球公轉(zhuǎn)的加速度小于火星公轉(zhuǎn)的加速度D地球公轉(zhuǎn)的角速度大于火星公轉(zhuǎn)的角速度【解析】根據(jù)Gm2rmmanm2r得，公轉(zhuǎn)周期T2，故地球公轉(zhuǎn)的周期較小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；公轉(zhuǎn)線速度aav，故地球公轉(zhuǎn)的線速度較大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；公轉(zhuǎn)加速度an，故地球公轉(zhuǎn)的加速度較大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；公轉(zhuǎn)角速度，故地球公轉(zhuǎn)的角速度較大，選項(xiàng)D正確【答案】D4如圖1所示，A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球沿橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運(yùn)動的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點(diǎn)已知A、B、C繞地心運(yùn)動的周期相同，相對于地心，下列說法中正確的是()圖1A物體A和

4、衛(wèi)星C具有相同大小的線速度B物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的加速度C衛(wèi)星B在P點(diǎn)的加速度與衛(wèi)星C在該點(diǎn)的加速度一定不相同D可能出現(xiàn)在每天的某一時(shí)刻衛(wèi)星B在A的正上方【解析】物體A和衛(wèi)星B、C周期相同，故物體A和衛(wèi)星C角速度相同，但半徑不同，根據(jù)vR可知二者線速度不同，A項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)aR2可知，物體A和衛(wèi)星C向心加速度不同，B項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)牛頓第二定律，衛(wèi)星B和衛(wèi)星C在P點(diǎn)的加速度a，故兩衛(wèi)星在P點(diǎn)的加速度相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；對于D選項(xiàng)，物體A是勻速圓周運(yùn)動，線速度大小不變，角速度不變，而衛(wèi)星B的線速度是變化的，近地點(diǎn)最大，遠(yuǎn)地點(diǎn)最小，即角速度發(fā)生變化，而周期相等，所以如圖所示開始轉(zhuǎn)動一周的過程中，會出現(xiàn)A先

5、追上B，后又被B落下，一個(gè)周期后A和B都回到自己的起點(diǎn)所以可能出現(xiàn)：在每天的某一時(shí)刻衛(wèi)星B在A的正上方，則D正確【答案】D5同步衛(wèi)星位于赤道上方，相對地面靜止不動如果地球半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為，地球表面的重力加速度為g.那么，同步衛(wèi)星繞地球的運(yùn)行速度為() 【導(dǎo)學(xué)號：02690068】A.B.C. D.aa【解析】同步衛(wèi)星的向心力等于地球?qū)λ娜f有引力Gm2r，故衛(wèi)星的軌道半徑r.物體在地球表面的重力約等于所受地球的萬有引力Gmg，即GMgR2.所以同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度vr，D正確【答案】D6宇宙中兩個(gè)星球可以組成雙星，它們只在相互間的萬有引力作用下，繞兩星球球心連線的某點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)

6、動根據(jù)宇宙大爆炸理論，雙星間的距離在不斷緩慢增加，設(shè)雙星仍做勻速圓周運(yùn)動，則下列說法正確的是 ()A雙星相互間的萬有引力增大B雙星做圓周運(yùn)動的角速度不變C雙星做圓周運(yùn)動的周期增大D雙星做圓周運(yùn)動的速度增大【解析】雙星間的距離在不斷緩慢增加，根據(jù)萬有引力定律，F(xiàn)G，知萬有引力減小，故A錯(cuò)誤根據(jù)Gm1r12，Gm2r22，知m1r1m2r2，v1r1，v2r2，軌道半徑之比等于質(zhì)量的反比，雙星間的距離變大，則雙星的軌道半徑都變大，根據(jù)萬有引力提供向心力，知角速度變小，周期變大，線速度變小，故B、D錯(cuò)誤，C正確【答案】C7恒星演化發(fā)展到一定階段，可能成為恒星世界的“侏儒”中子星中子星的半徑較小，一般

7、在 720 km，但它的密度大得驚人若某中子星的半徑為10 km，密度為1.21017 kg/m3，那么該中子星上的第一宇宙速度約為() 【導(dǎo)學(xué)號：02690069】A7.9 km/sB16.7 km/sC2.9104 km/s D5.8104 km/s【解析】中子星上的第一宇宙速度即為它表面處的衛(wèi)星的環(huán)繞速度，此時(shí)衛(wèi)星的軌道半徑近似地認(rèn)為是該中子星的球半徑，且中子星對衛(wèi)星的萬有引力充當(dāng)向心力，由Gm，得v，又MV，得vr1104 m/s5.8107 m/s5.8104 km/s.故選D.【答案】D8北京時(shí)間2005年7月4日下午1時(shí)52分(美國東部時(shí)間7月4日凌晨1時(shí)52分)探測器成功撞擊“

8、坦普爾一號”彗星，投入彗星的懷抱，實(shí)現(xiàn)了人類歷史上第一次對彗星的“大對撞”，如圖2所示假設(shè)“坦普爾一號”彗星繞太陽運(yùn)行的軌道是一個(gè)橢圓，其運(yùn)動周期為5.74年，則關(guān)于“坦普爾一號”彗星的下列說法中正確的是()aa圖2A繞太陽運(yùn)動的角速度不變B近日點(diǎn)處線速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處線速度C近日點(diǎn)處加速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處加速度D其橢圓軌道半長軸的立方與周期的平方之比是一個(gè)與太陽質(zhì)量有關(guān)的常數(shù)【解析】由開普勒第二定律知近日點(diǎn)處線速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處線速度，B正確；由開普勒第三定律可知D正確；由萬有引力提供向心力得C正確【答案】BCD92013年6月11日17時(shí)38分，我國利用“神舟十號”飛船將聶海勝、張曉光、王亞平三名

9、宇航員送入太空設(shè)宇航員測出自己繞地球做勻速圓周運(yùn)動的周期為T，離地高度為H，地球半徑為R，則根據(jù)T、H、R和引力常量G，能計(jì)算出的物理量是()圖3A地球的質(zhì)量B地球的平均密度C飛船所需的向心力 D飛船線速度的大小【解析】由Gm(RH)，可得：M，選項(xiàng)A可求出；又根據(jù)，選項(xiàng)B可求出；根據(jù)v，選項(xiàng)D可求出；由于飛船的質(zhì)量未知，所以無法確定飛船的向心力【答案】ABD10迄今發(fā)現(xiàn)的二百余顆太陽系外行星大多不適宜人類居住，繞恒星“Gliese581”運(yùn)行的行星“G1581c”卻很值得我們期待該行星的溫度在0 到40 之間，質(zhì)量是地球的6倍、直徑是地球的1.5倍，公轉(zhuǎn)周期為13個(gè)地球日“Gliese581

10、”的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的0.31倍設(shè)該行星與地球均視為質(zhì)量分布均勻的球體，繞其中心天體做勻速圓周運(yùn)動，則()aaA在該行星和地球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度相同B如果人到了該行星，其體重是地球上的2倍C該行星與“Gliese581”的距離是日地距離的倍D由于該行星公轉(zhuǎn)速度比地球大，地球上的物體如果被帶上該行星，其質(zhì)量會稍有變化【解析】解題關(guān)鍵是明確中心天體對行星的萬有引力提供了行星的向心力，對行星的衛(wèi)星有Gm，得v，將質(zhì)量關(guān)系和半徑關(guān)系代入得第一宇宙速度關(guān)系為2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由Gmg得，人在該行星上的體重是地球上的2倍，選項(xiàng)B正確；對行星應(yīng)用萬有引力定律Gmr，得r，選項(xiàng)C錯(cuò)誤根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論

11、可判D選項(xiàng)正確【答案】BD二、非選擇題(共3小題，共40分)11(12分) 已知太陽的質(zhì)量為M，地球的質(zhì)量為m1，月球的質(zhì)量為m2，當(dāng)發(fā)生日全食時(shí)，太陽、月球、地球幾乎在同一直線上，且月球位于太陽與地球之間，如圖4所示設(shè)月球到太陽的距離為a，地球到月球的距離為b，則太陽對地球的引力F1和對月球的吸引力F2的大小之比為多少？圖4【解析】由太陽對行星的引力滿足F知太陽對地球的引力F1G太陽對月球的引力aaF2G故F1/F2.【答案】12(12分)2007年10月24日18時(shí)，“嫦娥一號”衛(wèi)星星箭成功分離，衛(wèi)星進(jìn)入繞地軌道在繞地運(yùn)行時(shí)，要經(jīng)過三次近地變軌：12小時(shí)橢圓軌道24小時(shí)橢圓軌道48小時(shí)橢圓

12、軌道地月轉(zhuǎn)移軌道.11月5日11時(shí)，當(dāng)衛(wèi)星經(jīng)過距月球表面高度為h的A點(diǎn)時(shí)，再一次實(shí)施變軌，進(jìn)入12小時(shí)橢圓軌道，后又經(jīng)過兩次變軌，最后進(jìn)入周期為T的月球極月圓軌道.如圖5所示已知月球半徑為R.圖5(1)請回答：“嫦娥一號”在完成三次近地變軌時(shí)需要加速還是減速？(2)寫出月球表面重力加速度的表達(dá)式【解析】(1)加速(2)設(shè)月球表面的重力加速度為g月，在月球表面有Gmg月衛(wèi)星在極月圓軌道有Gm()2(Rh)解得g月.【答案】(1)加速(2)13(16分)我國志愿者王躍曾與俄羅斯志愿者一起進(jìn)行“火星500”的實(shí)驗(yàn)活動假設(shè)王躍登陸火星后，測得火星的半徑是地球半徑的，質(zhì)量是地球質(zhì)量的.已知地球表面的重力加速度是g，地球的半徑為R，忽略火星以及地球自轉(zhuǎn)的影響，求： 【導(dǎo)學(xué)號：02690070】(1)火星表面的重力加速度g的大??；(2)王躍登陸火星后，經(jīng)測量發(fā)現(xiàn)火星上一晝