2019年高中物理 第三章 万有引力定律及其应用综合检测 粤教版必修2.doc

2019年高中物理 第三章 万有引力定律及其应用综合检测 粤教版必修2一、选择题(本大题共7个小题，每小题6分，共42分，13小题为单选，47小题为双选，全部选对得6分，选对但不全得3分，有错选的得0分)1(xx广东高考)如图1，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动下列说法正确的是()图1A甲的向心加速度比乙的小B甲的运行周期比乙的小C甲的角速度比乙的大D甲的线速度比乙的大【解析】卫星绕行星做匀速圆周运动的向心力由行星对卫星的引力提供，根据万有引力定律和牛顿第二定律解决问题根据Gma得a故甲卫星的向心加速度小，选项A正确；根据Gm()2r，得T2，故甲的运行周期大，选项B错误；根据Gm2r，得，故甲运行的角速度小，选项C错误；根据G，得v，故甲运行的线速度小，选项D错误【答案】A2美国于2011年8月5日利用“宇宙神5”运载火箭将重为4 t的木星探测器“朱诺”发射升空，进入“奔木”轨道后，靠三块巨大的太阳能电池板工作，将于xx年7月抵达木星，对木星内部构造、大气、极光、磁场以及是否存在水进行更为详尽的探测，关于“朱诺”的发射速度下列说法正确的是()A等于7.9 km/sB大于7.9 km/s而小于11.2 km/sC大于11.2 km/s而小于16.7 km/sD大于16.7 km/s【解析】由于探测器摆脱了地球束缚，但未飞离太阳系，因此发射速度应介于第二宇宙速度与第三宇宙速度之间，故C正确【答案】C3“嫦娥二号”卫星在对月球进行探测过程中的工作轨道为圆轨道，轨道高度为100 km，运行周期为118 min.若还知道引力常数和月球平均半径，仅利用以上条件不能求出的是()A月球表面的重力加速度B月球对卫星的吸引力C卫星绕月运行的速度D卫星绕月运行的加速度【解析】在月球表面万有引力等于重力，即Gmg，故g对“嫦娥一号”卫星，万有引力提供向心力Gm()2(Rh)，得M根据题意G、R、h、T已知，由式可求出月球表面的重力加速度，A可以；由于不知卫星的质量，月球对卫星的吸引力不能求出；由Gmam可得aG，v，故C、D可求出，答案选B.【答案】B4关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是()A第一宇宙速度又叫环绕速度B第一宇宙速度又叫脱离速度C第一宇宙速度跟地球的质量有关D第一宇宙速度跟地球的半径无关【解析】第一宇宙速度又叫环绕速度，故A正确，B错误；根据Gm得v 可知第一宇宙速度与地球质量、半径有关，故C正确，D错误【答案】AC图25(xx惠州高一检测)如图2，质量相同的物体A和B，分别位于地球表面赤道上的a处和某一纬度上的b处，跟随地球匀速自转，下列说法正确是()AA物体的线速度大于B物体的线速度BA物体的角速度大于B物体的角速度CA物体所受的万有引力小于B物体所受的万有引力DA物体的向心加速度大于B物体的向心加速度【解析】A、B两物体同轴转动，角速度相同由vr和rbra知vbva，A对B错由F万和mAmB，rArB知FA万FB万，C错由ar2，rbaB，D对【答案】AD图36(xx广州高一检测)如图3，地球赤道上的山丘、近地资源卫星和同步通信卫星均在赤道平面内绕地心做匀速圆周运动设山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q的圆周运动速率依次为v1、v2、v3，向心加速度依次为a1、a2、a2，则()Av1v2v3 Bv1v3a2a3 Da2a3a1【解析】e与q的角速度相同由ar2得a3a1由vr得v3r1p与q均绕地心做匀速圆周运动，由v得v3v2由a得a3a3a1，C错D对由得，v2v3v1，A错B对【答案】BD7(xx中山高一检测)宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由两颗星体组成双星系统它们的简化模型如图4所示，假设两个天体(可视为质点)绕它们连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离为L，其中天体A的质量为m1，天体B的质量为m2.A到O的距离是r，转动的角速度为.则下列说法正确的是()图4AA受到B的引力大小是GBB受到A的引力大小是GCA在匀速转动时的向心力大小是m12LDB在匀速转动时的向心力大小是m22(Lr)【解析】由万有引力定律得A、B间的万有引力FA对B错对天体A所受向心力FAm1r2，C错天体B所受向心力FBm2(Lr)2，D对【答案】AD二、非选择题(本题包括5个小题，共58分，解答要写出必要的文字说明、主要的解题步骤，有数值计算的要注明单位)图58(6分)如图5为我国“嫦娥二号”探月卫星的“奔月”飞行路线图(1)在卫星飞离地球的过程中，地球对它的引力_(填“增大”、“减小”或“不变”)(2)已知月球与地球的质量之比为M月M地181.当探测器飞至月地连线上某点P时，月球与地球对它的引力恰好相等，此时P点到月球球心与地球球心的距离之比为_【解析】(1)根据万有引力定律FG可知，当距离增大时，引力减小(2)根据万有引力定律及题意得GG又M月M地181，所以r月r地19.【答案】(1)减小(2)199(12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？【解析】平抛运动水平位移xv0t竖直位移hgt2解以上两式得xv0由重力等于万有引力mgG得g所以()2936，x星x地10 m【答案】10 m10(12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g10 m/s2，保留两位有效数字)【解析】由题意知该行星表面的重力加速度g0.01g0.1 m/s2该行星自转周期T243 600 s86 400 s赤道上物体完全失去重力，表面重力全部提供向心力，故mgmRmgm将g、T代入式得行星的半径R1.9107m由式得v1.4 km/s【答案】1.9107m1.4 km/s11(14分)某宇航员在飞船发射前测得自身连同宇航服等随身装备共重840 N，在火箭发射阶段，发现当飞船随火箭以a的加速度匀加速竖直上升到某位置时(其中g为地球表面处的重力加速度)，体重测试仪的示数为1 220 N已知，地球半径R6 400 km，地球表面重力加速度g取10 m/s2.则：(1)该位置处的重力加速度g是地面处重力加速度g的多少倍？(2)该位置距地球表面的高度h为多大？【解析】(1)由题意知，宇航员连同随身装备的质量m kg84 kg.在h高度处对宇航员受力分析有Fmgma，得.(2)由万有引力定律公式，在地面处有Gmg，在h高度处有Gmg，解以上两式得h0.025R160 km.【答案】(1)(2)160 km12(14分)(xx梅州高一检测)(1)开普勒行星运动定律指出，行星绕太阳运动的公转周期T的二次方与轨道的半长轴a的三次方成正比，即k，k是一个对所有行星都相同的常量将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量k的表达式已知引力常量为G，太阳的质量为M太；(2)开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立经测定月地距离为3.84108 m，月球绕地球运动的周期为2.36106 s，试计算地球的质量M地(G6.671011 Nm2/kg2，结果保留1位有效数字)【解析】(1)因行星绕太阳做圆周运动，于是轨道的半长轴a即为轨道半径r.根据万有引力定律和牛顿第二定律有Gm行()2r于是有即k.(2)在地月系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为R，周期为T，由式可得解得M地61024 kg(51024 kg也算对)【答案】(1)(2)61024 kg