2021年高中物理(新教材)鲁科版必修第二册同步练习:第4章 万有引力定律及航天 测评.docx
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1、第第 4 章测评章测评 (时间:60 分钟 满分:100 分) 一、单项选择题(本题共 8 小题,每小题 3分,共 24 分。每个小题中只有一个选项是正确 的) 1.(2019 陕西汉中期末)下列说法不符合史实的是( ) A.第谷通过长期观察,建立了日心说 B.开普勒总结了行星运动的三大定律 C.卡文迪许测出了引力常量 G D.利用万有引力定律发现的海王星,被称为“笔尖下发现的行星” 解析哥白尼通过长期观察,提出“日心说”,故选项 A 不符合史实;开普勒总结了行星运动的三大定律, 故选项 B 符合史实;卡文迪许测出了引力常量 G,故选项 C 符合史实;海王星是人们依据万有引力定 律计算而发现的
2、,被称为“笔尖下发现的行星”,故选项 D 符合史实。 答案 A 2.火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半,则火箭离地面的高度与地球半径之 比为( ) A.( +1)1 B.( -1)1 C. 1 D.1 解析设地球半径为 R,火箭的轨道半径为(h+R),则: 地面上:F1=G 地 ,某高空处:F2=G 地 , 又 F2= F1,解得:h=( -1)R。 答案 B 3.(2019 湖南娄底期末)地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长轴小,下列说法正确的是 ( ) A.在相等的时间内,地球与太阳的连线扫过的面积等于火星与太阳的连线扫过的面积 B.地球绕太阳运行的周期比火星绕太
3、阳运行的周期大 C.地球绕太阳运行的角速度比火星绕太阳运行的角速度大 D.地球绕太阳运行的线速度比火星绕太阳运行的线速度小 解析地球和火星绕太阳的轨道不同,在相等的时间内,地球与太阳的连线扫过的面积并不等于火星与 太阳的连线扫过的面积,选项 A 错误;根据开普勒第三定律,所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转 周期的二次方的比值都相等。地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长轴小,所以地球绕 太阳运行的周期比火星绕太阳运行的周期小,选项 B错误;把椭圆轨道近似看成是圆轨道,根据 = ,地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长轴小,地球绕太阳运行的角速度比火星绕 太阳运行的角速度大,选项
4、C正确;把椭圆轨道近似看成是圆轨道,根据 v= ,地球绕太阳运行的半 长轴比火星绕太阳运行的半长轴小,可以推出地球绕太阳运行的线速度比火星绕太阳运行的线速度 大,选项 D 错误。 答案 C 4.研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为 22 小时。假设这种趋势会持续下去, 地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( ) A.距地面的高度变大 B.向心加速度变大 C.线速度变大 D.角速度变大 解析根据卫星运行的特点“高轨、低速、长周期”可知周期延长时,轨道高度变大,线速度、角速度、 向心加速度变小,A 正确,B、C、D 错误。 答案 A 5.我国成功发射的天
5、舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了交会对接,对接形成的组合体仍 沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( ) A.周期变大 B.速率变大 C.动能变大 D.向心加速度变大 解析根据题意,组合体的轨道半径与天宫二号相同,由 地 =ma,得 T=2 地,v= 地 ,a= 地 ,组合体的周期、速率、向心加速度大小均与天宫二号相同,A、B、D 错;组合体的质量大于天宫二号的质量,而速率相同,故动能变大,C正确。 答案 C 6.2018 年 2月,我国 500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318+0253”,其自转周期 T=5.1 9 ms
6、,假设星体为质量均匀分布的球体,已知万有引力常量为 6.6710-11 N m2/kg2。以周期 T稳定自转 的星体的密度最小值约为( ) A.5109 kg/m3 B.51012 kg/m3 C.51015 kg/m3 D.51018 kg/m3 解析设星体“赤道”表面上有一质量为 m 的物体,当其刚好不脱离星体时,星体的体积最大,密度最小, 其所受万有引力提供物体随星体做匀速圆周运动的向心力,有 G 星 =m( ) r,星体密度 = 星 星 ,解得 = =510 15 kg/m3,选项 C 正确。 答案 C 7.(2019 山东德州高一检测)如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道 1 绕地球
7、 E运行,在 P 点变轨后 进入轨道 2 做匀速圆周运动。下列说法正确的是( ) A.不论在轨道 1还是在轨道 2运行,卫星在 P 点的速度都相同 B.不论在轨道 1还是在轨道 2运行,卫星在 P 点的加速度都相同 C.卫星在轨道 1的任何位置都具有相同加速度 D.卫星在轨道 2的任何位置都具有相同加速度 解析从轨道 1变轨到轨道 2,需要在 P 点加速,故 A错误;根据公式 G =ma 可得 a= ,故只要半径 相同,加速度大小都相同,由于卫星在轨道 1 做椭圆运动,运动半径在变化,所以运动的加速度在变,故 B正确,C错误;卫星在轨道 2 做匀速圆周运动,加速度方向时刻在变,故 D 错误。
8、答案 B 8.质量为 m的人造地球卫星与地心的距离为 r时,引力势能可表示为 Ep=- ,其中 G 为引力常量,M 为地球质量。该卫星原来在半径为 R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动,由于受到极稀薄空气的摩擦 作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为 R2,此过程中因摩擦而产生的热量为( ) A.GMm B.GMm C. D. 解析卫星做匀速圆周运动,有 =m ,变形得 mv 2= ,即卫星的动能 Ek= ,结合题意,卫星的机 械能 E=Ek+Ep=- 。题述过程中因摩擦产生的热量等于卫星损失的机械能,即 Q=E1-E2=- - - = ,选项 C正确。 答案 C 二、多项选择题(本题共 4 小
9、题,每小题 4分,共 16 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 4分,选对但不全的得 2分,有选错的得 0 分) 9.科学家发现一颗迄今为止与地球最类似的太阳系外的行星,与地球的相似度为 0.98,并且可能拥有 大气层和流动的水,这颗名叫 Kepler 452b的行星距离地球约 1 400光年,公转周期约 37年,它的半径 大约是地球的 1.6倍,重力加速度与地球相近。已知地球表面第一宇宙速度为 7.9 km/s,则下列说法正 确的是( ) A.飞船在 Kepler 452b表面附近运行时的速度大于 7.9 km/s B.该行星的质量约为地球质量的 1.6 倍 C
10、.该行星的平均密度约是地球平均密度的 D.在地球上发射航天器到达该星球,航天器的发射速度至少要达到第三宇宙速度 解析设 Kepler 452b行星的半径为 R,飞船的质量为 m,第一宇宙速度为 v,由万有引力定律得,mg=m , 解得 v= ,则 地 地 1,故 vK7.9 km/s,选项 A正确;设 Kepler 452b 行星的质量为 M,由 万有引力近似等于重力得,G =mg,解得 M= ,则 地 地 =2.56,选项 B 错误;行星的密度 = ,则 地 地 ,选项 C 错误;第三宇宙速度是卫星脱离太阳引力束缚的发射速度,由于 该行星是太阳系以外的行星,因此发射航天器到达该星球,航天器的
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