《高中物理必修二：第六章+万有引力与航天+单元质量评估（含详解）（整理）》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理必修二：第六章+万有引力与航天+单元质量评估（含详解）（整理）（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、学海无涯 单元质量评估单元质量评估 二二 第第六六章章 9090 分钟分钟 1 10 00 0 分分 一 选择题一 选择题 本大题共本大题共 1212 小题 每小题小题 每小题 5 5 分 共分 共 6060 分分 1 下列说法中正确的是 A 经典力学能够说明微观粒子的规律性 B 经典力学适用于宏观物体的低速运动问题 不适用于高速运动的问题 C 相对论与量子力学的出现 表示经典力学已失去意义 D 对于宏观物体的高速运动问题 经典力学仍能适用 2 要使两物体间万有引力减小到原来的 1 8 可采取的方法是 A 使两物体的质量各减少一半 距离保持不变 B 使两物体间距离变为原来的 2 倍 其中一个物
2、体质量减为原来的 1 2 C 使其中一个物体质量减为原来的 1 4 距离不变 D 使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的 1 4 3 星球上的物体脱离该星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度 星球的 第二宇宙速度 v2与第一宇宙速度 v1的关系是 v2 2v1 已知某星球的半径为 r 它表面的重力加速度为地球表面重力加速度 g 的 1 6 不计其他星球的影响 则 该星球的第二宇宙速度为 grgrgr A B C D gr 363 4 2012 扬州高一检测 有一宇宙飞船到了某行星上 该行星没有自转运动 以速度 v 接近行星表面匀速飞行 测出运动的周期为 T 已知引力常量为 G 则 可得 学
3、海无涯 A 该行星的半径为 vT 2 B 该行星的平均密度为 2 3 GT C 无法求出该行星的质量 D 该行星表面的重力加速度为 22 2 4v T 5 2012 成都高一检测 2012 年 6 月 神舟九号 与 天宫一号 完美 牵手 成功实现交会对接 如 图 交会对接飞行过程分为远距离导引段 自主控制 段 对接段 组合体飞行段和分离撤离段 则下列说法正确的是 A 在远距离导引段 神舟九号 应在距 天宫一号 目标飞行器前下方某处 B 在远距离导引段 神舟九号 应在距 天宫一号 目标飞行器后下方某处 C 在组合体飞行段 神舟九号 与 天宫一号 绕地球做匀速圆周运动的速度 小于 7 9 km s
4、 D 分离后 天宫一号 变轨升高至飞行轨道运行时 其速度比在交会对接轨道 时大 6 2012 广州高一检测 关于 亚洲一号 地球同步通讯卫星 下述说法正确的 是 A 已知它的质量是 1 24 t 若将它的质量增加为 2 84 t 其同步轨道半径变为原 来的 2 倍 B 它的运行速度小于 7 9 km s 它处于完全失重状态 C 它可以绕过北京的正上方 所以我国能利用其进行电视转播 D 它的周期是 24 h 其轨道平面与赤道平面重合且距地面高度一定 7 某人造卫星绕地球做匀速圆周运动 其轨道半径为月球轨道半径的 1 3 则此 学海无涯 卫星运行的周期大约是 A 1 天 4 天 B 4 天 8 天
5、 C 8 天 16 天 D 16 天 20 天 8 人造地球卫星与地面的距离为地球半径的 1 5 倍 卫星正以角速度 做匀速 圆周运动 地面的重力加速度为 g R g 这三个物理量之间的关系是 22g2g33g25g A B C D 55R5R22R52R 9 有两个大小一样 由同种材料组成的均匀球体紧靠在一起 它们之间的万有 引力为 F 若用上述材料制成两个半径更小的靠在一起的均匀球体 它们间的万 有引力将 A 等于 F B 小于 F C 大于 F D 无法比较 10 2012 山东高考 2011 年 11 月 3 日 神舟八号 飞船与 天宫一号 目标 飞行器成功实施了首次交会对接 任务完成
6、后 天宫一号 经变轨升到更高的 轨道 等待与 神舟九号 交会对接 变轨前和变轨完成后 天宫一号 的运 行轨道均可视为圆轨道 对应的轨道半径分别为 R1 R2 线速度大小分别为 v1 v2 则 1 2 v v 等于 32 1222 32 2111 RRRR A B C D RRRR 11 宇宙中两颗相距很近的恒星常常组成一个双星系统 它们以相互间的万有引 力彼此提供向心力 从而使它们绕着某一共同的圆心做匀速圆周运动 若已知 它们的运动周期为 T 两星到某一共同圆心的距离分别为 R1和 R2 那么 双星系 统中两颗恒星的质量关系是 学海无涯 A 这两颗恒星的质量必定相等 B 这两颗恒星的质量之和为
7、 23 12 2 4 RR GT C 这两颗恒星的质量之比为 1221 mmRR D 必有一颗恒星的质量为 22 112 2 4R RR GT 12 两颗行星绕某恒星做匀速圆周运动 从天文望远镜中观察到它们的运行周期 之比是 8 1 两行星的公转速度之比为 A 1 2 B 2 1 C 1 4 D 4 1 二 计算题二 计算题 本大题共本大题共 4 4 小题 共小题 共 4040 分 要有必要的文字说明和解题步骤 有分 要有必要的文字说明和解题步骤 有 数值计算的要注明单位数值计算的要注明单位 13 8 分 东方一号 人造卫星 A 和 华卫二号 人造卫星 B 它们的质量之比 为 mA mB 1
8、2 它们的轨道半径之比为 2 1 则卫星 A 与卫星 B 的线速度大小 之比为多少 14 10 分 某星球的质量约为地球质量的 9 倍 半径为地球半径的一半 若从地 球表面高为 h 处平抛一物体 水平射程为 60 m 则在该星球上从同样高度以同 样的初速度平抛同一物体 水平射程为多少 15 10 分 一航天员在某行星的极地着陆时 发现自己在当地的重力是在地球上 重力的 0 01 倍 进一步研究还发现 该行星一昼夜的时间与地球相同 而且物 体在赤道上完全失重 试计算这一行星的半径及第一宇宙速度 地球表面重力加 速度 g 10 m s 2 保留两位有效数字 16 12 分 发射地球同步卫星时 先将
9、卫星发射到距地面 高度为 h1的近地圆轨道上 在卫星经过 A 点时点火实施变 学海无涯 轨进入椭圆轨道 最后在椭圆轨道的远地点 B 点再次点火将卫星送入同步轨道 如图所示 已知同步卫星的运动周期为 T 地球的半径为 R 地球表面重力加速 度为 g 忽略地球自转的影响 求 1 卫星在近地点 A 的加速度大小 2 远地点 B 距地面的高度 来源来源 Zxxk Com Zxxk Com 来源来源 学学 科科 网网 答案解析答案解析 1 解析 选 B 经典力学适用于低速 宏观问题 不能说明微观粒子的规律性 不能用于宏观物体的高速运动问题 A D 错误 B 正确 相对论与量子力学的 出现 并不否定经典力
10、学 只是说经典力学有其适用范围 C 错误 学海无涯 2 解析 选 B 由 F 2 Mm G r 可知两物体的质量各减少一半 距离保持不变 两 物体间万有引力减小到原来的 1 4 A 错误 两物体间距离变为原来的 2 倍 其 中一个物体质量减为原来的 1 2 两物体间万有引力减小到原来的 1 8 B 正确 使其中一个物体质量减为原来的 1 4 距离不变 两物体间万有引力减小到原来 的 1 4 C 错误 两物体质量及它们之间的距离都减为原来的 1 4 两物体间万有 引力保持不变 D错误 3 解析 选 A 该星球的第一宇宙速度 2 1 2 vMm Gm rr 在该星球表面处万有引力等于重力 2 Mm
11、 G r m g 6 由以上两式得 v1 gr 6 则第二宇宙速度 v2 2v1 grgr 2 63 故 A 正确 4 解析 选 A B 由 T 2 RvT R v2 可得 A 正确 由 23 2 GMmvv T mM RR2 G 可得 C 错误 由 3 2 43 MR 3GT 得 B 正确 由 2 Mm2 v Gmgg RT 得 D 错误 总结提升 求天体质量和密度的方法 天体的质量或密度的求解问题是近几年考试的热点 这类问题的求解方法归纳 如下 1 利用某星球表面的重力约等于万有引力来求 若某星球的质量为 M 半径为 R 其表面的重力加速度为 g 则 2 Mm mgG R 故星球的质量 M
12、 2 gR G 2 利用天体 或卫星 做圆周运动的向心力等于万有引力来求 即 2 Mm G r 2 22 v2 mmrm r rT 可求得天体的质量 22 32 3 2 v rr4r M GGGT 此法所求的质量为 中心天体的质量 实际中轨道半径 r 和周期 T 较容易测得 故常用上式中的 2 3 2 4r M GT 来求天体的质量 学海无涯 3 天体的密度 2 3 3 2 23 3 4r M3 r GT 4 VGT R R 3 式中 r R 分别为轨道半径和被求天体的半 径 两者不可混淆 当卫星做近地绕行时 r R 被求天体的密度 2 3 GT 此时 只要知道周期 T 就可求得天体的密度 5
13、 解析 选 B C 在远距离导引段 神舟九号 位于 天宫一号 的后下方 的低轨道上飞行 通过适当加速 神舟九号 向高处跃升 并追上 天宫一号 与 之完成对接 A 错 B 对 神舟九号 与 天宫一号 组合体在地球上空数百公里 的轨道上运动 线速度小于第一宇宙速度 7 9 km s C 对 分离后 天宫一号 上升至较高轨道上运动 线速度变小 D 错 6 解析 选 B D 所有同步卫星的质量可能不同 但轨道半径一定相同 A 错 同步卫星在较高轨道上运行 速度小于7 9 km s 重力 万有引力 全部提供向心力 处于完全失重状态 B 对 同步卫星轨道处于赤道的正上方 不可能在北京正上 方 C 错 同步
14、卫星的周期与地球自转周期相同 由 2 22 Mm4 Gm Rh Rh T 知 高度 2 3 2 GMT hR 4 即同步卫星的高度一定 D 对 7 解析 选 B 根据 3 23 223 TrMm4r1 GmrT2 rTGMTr27 卫卫 月月 得 即 又 T月 30 天 解得 T卫 5 8 天 B 正确 变式备选 如图所示 A B C 是在地球大气层外圆形轨道 上运行的三颗人造地球卫星 下列说法中正确的是 A B C 的线速度大小相等 且大于 A 的线速度 B B C 的周期相等 且大于 A 的周期 C B C 的向心加速度大小相等 且大于 A 的向心加速度 学海无涯 D C 加速 速率增大
15、可追上同一轨道上的 B 解析 选 B A B C 都做圆周运动 由 GM v r 可知 B C 的轨道半径大 B C 的线速度小 A 错 由 T 2 3 4r GM 知 B C 的周期相等 且比 A 的周期大 B 对 由 a 2 GM r 知 B C 的向心加速度相等 但比 A 的向心加速度小 C 错 当 C 的速率增大时 C 所需的向心力增大 而 C 在原轨道上的万有引力大小不 变 因此 不能为 C 提供足够的向心力 故 C 将向外侧脱离原来轨道 不能追 上 B D 错 8 解析 选 A 由 2 23 MmGM Gmr rr 得 其中 r 2 5R 再根据黄金代换 2 GM g R 可得 2
16、2g 55R 故 A 正确 9 解析 选 B 均匀球体看成位于球心的质点 则两质点相距 d 2r 其中 r 为球体半径 其万有引力 3 2 2 22 4 22 4 r m4 3 FGGGr 2r 4r9 g 由此知当 r 减小时 它们间的万有引力 F 减小 B 正确 10 解题指南 解答本题时可按以下思路分析 解析 选 B 天宫一号 绕地球做匀速圆周运动 向心力由万有引力提供 设地球质量为 M 天宫一号 质量为 m 则变轨前 2 1 2 11 vMm Gm RR 变轨后 2 2 2 22 vMm Gm RR 联立以上两式解得 12 21 vR vR 故选项 B 正确 学海无涯 11 解析 选 B C D 对于两星有共同的周期 T 由牛顿第二定律得 22 12 1122 222 12 m m44 GmRmR RR TT 所以两星的质量之比 m1 m2 R2 R1 C 正确 由上式可得 2222 212112 12 22 4R RR 4R RR mm GTGT D 正确 A 错误 m1 m2 23 12 2 4 RR GT B 正确 故正确答案为 B C D 12 解析 选 A 由开普勒第
