必修2章末检测试卷三公开课.docx

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1、章末检测试卷（三）（时间:90分钟总分值:100分）一、单项选择题（此题共13小题，每题3分，共39分）.（2021 浙江绍兴市诸暨中学高一期中）在物理学的开展过程中，很多科学家做出了巨大的贡 献，那么以下说法中符合史实的是（）A.伽利略通过观测、分析计算发现了行星的运动规律B.开普勒利用他精湛的数学知识经过长期计算分析，最后终于发现了万有引力定律C.卡文迪什第一次在实验室里测出了引力常量G而被称为测出地球质量第一人D.牛顿用扭秤实验，测出了引力常量，这使用了微小作用放大法答案c解析 开普勒通过观测、分析计算发现了行星的运动规律，选项A错误；牛顿利用他精湛的 数学知识经过长期计算分析，最后终于

2、发现了万有引力定律，选项B错误；卡文迪什第一次 在实验室里测出了引力常量G而被称为测出地球质量第一人，选项C正确；卡文迪什用扭秤 实验，测出了引力常量，这使用了微小作用放大法，选项D错误.1 . （2021.金华市江南中学高一月考）根据天体演变的规律，太阳的体积在不断增大，几十亿年 后将变成红巨星.在此过程中太阳对地球的引力（太阳和地球的质量可认为不变）将（） A.变大B.变小C.不变D.不能确定答案C 解析 根据万有引力定律公式尸=次等可知，太阳和地球的质量不变，太阳的体积增大，但 是太阳中心到地球中心的距离不变，知万有引力大小不变，故C正确，A、B、D错误.2 . （2019全国卷H）20

3、19年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球反面软着陆.在探测器“奔 向”月球的过程中，用力表示探测器与地球外表的距离，尸表示它所受的地球引力，能够描述歹随力变化关系的图像是（述歹随力变化关系的图像是（AB答案D解析 在嫦娥四号探测器“奔向”月球的过程中，根据万有引力定律，可知随着力的增大， 探测器所受的地球引力逐渐减小但并不是均勺减小的，故能够描述/随力变化关系的图像是 D.3 .（2020浙江绍兴市高一期末）如图1所示，。、b、c分别是三个人造地球卫星的轨道，以下有答案 2冗7 G（M+m）（2）1612解析（1）两星球围绕同一点。做匀速圆周运动，其角速度相同，周期也相同，其所需向心力 由两者

4、间的万有引力提供，设A、3的轨道半径分别为门、r2,由牛顿第二定律知：对8有：虏M节=2（2分）对 A 有：Gr=m-n（2 分） 又八+厂2=L（1分）联立解得丁=2同焉福（1分）（2）假设认为地球和月球都围绕中心连线某点。做匀速圆周运动，根据题意可知根地=5.98X1（）24 kg,机月=7.35X 1（）22 kg,地月距离设为，由（1）可知地球和月球绕其轨道中心的运行周期 为口二?7就高2分）假设认为月球围绕地心做匀速圆周运动，由万有引力定律和牛顿第二定律得解得丁2=2信32分）（1分）?22 用地+加月、故辞=丁丁%.12（1分）20. （14分）一颗在赤道上空运行的人造卫星，其轨道

5、半径为 =2R（R为地球半径），卫星的转动方向与地球自转方向相同.地球自转的角速度为胡），地球外表的重力加速度为g. （1）求该卫星所在处的重力加速度； （2）求该卫星绕地球转动的角速度;（3）假设某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方，求它下次通过该建筑物正上方需要的时间.答案（Of （2）解析（1）忽略地球自转的影响，在地球外表处的物体受到的重力近似等于万有引力,Gm 池 mo、m（）g=5（2 分）在轨道半径为r=2R处，卫星所受万有引力等于其重力，mg在轨道半径为r=2R处，卫星所受万有引力等于其重力，mgGm也m（2R）2（2分）联立解得:屋=宗2分）（2）卫星所受万有引力提供其做圆周

6、运动的向心力，有:Gm 地 mr x（2氏）2 =mco 2RQ 分）结合（1）中式子可得刃=1分）卫星绕地球做匀速圆周运动，建筑物随地球自转做匀速圆周运动，且卫星的转动方向与地 球自转方向相同，当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2兀时，卫星再次出现在 建筑物上空, 即 MV一0加=2兀（3分）27r解得：At=-（2分）竟一瓯关说法正确的选项是（）图1A.卫星在。轨道运行可能相对地球静止B.卫星在8轨道运行的向心力始终相同C.卫星在。轨道运行的机械能始终保持不变D.卫星在三个轨道运行时的向心加速度均相同答案C解析 卫星在。轨道运行时，轨道平面与赤道垂直，那么不可能是地球同步卫星，即不

7、可能相 对地球静止，选项A错误；卫星在轨道运行的向心力大小始终不变，但是方向不断变化， 选项B错误；卫星在c轨道运行时，只有地球的引力对卫星做功，那么机械能始终保持不变， 选项C正确；卫星在三个轨道运行时，根据谭可得=誓，可知，因轨道半径不 同，那么向心加速度不相同，选项D错误.5 .（2020.华南师范大学附属中学高一测试）我国已经成功发射北斗COMPASSG1地球同步 卫星.据了解，这是北斗卫星导航系统发射的第三颗地球同步卫星.那么对于这三颗已发射的 同步卫星，以下说法正确的选项是（ ）A.它们的运动速度大小相等，且都小于7.9km/sB.它们的运行周期可能不同C,它们离地心的距离可能不同

8、D.它们的向心加速度与静止在赤道上的物体的向心加速度大小相等答案AGMm47r2 研解析 同步卫星运动的周期都是24h,由一一=如令可知所有的同步卫星离地心的 距离一定，运行的速度大小相等且都比第一宇宙速度小，故A正确，B、C错误；由。=/2入 静止在赤道上的物体与同步卫星的角速度相同，知同步卫星的向心加速度大，故D错误.6 . （2021 浙江绍兴市柯桥中学高一月考）我国成功发射的“神舟”号载人飞船和人造地球同步 通信卫星都绕地球做匀速圆周运动，飞船的轨道半径小于同步卫星的轨道半径.那么可判 定（）图2A.飞船的运行周期小于同步卫星的运行周期B.飞船的线速度小于同步卫星的线速度C.飞船的角速

9、度小于同步卫星的角速度D.飞船的向心加速度小于同步卫星的向心加速度答案A解析 根据万有引力提供向心力得出一厂=也=加疗r=疗了解得了=2，;必、V =、/?、/=4、。=驾，飞船的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，那么飞船的运行 周期小于同步卫星的运行周期，飞船的线速度、角速度、向心加速度都比同步卫星的大.故 A正确，B、C、D错误.7 .甲、乙两星球的平均密度相等，半径之比是R甲：R乙=4 ： 1,那么同一物体在这两个星球 外表受到的重力大小之比是（）B. 4 ： 1B. 4 ： 1A. 1 ： 1C. 1 ： 16D. 1 ： 64答案B 4 1解析 由星球外表的物体所受万有引力近似等于重力

10、，得胃坦=2g,那么g=爷= R2 所以皿=欧=整=*选b.mg乙 g乙 R乙 I.（2021 宁波市北仑中学高一期中）据报道，我国将在2022年前后完成空间站建造并开始运 营，建成后空间站轨道距地面的高度约/z=4.0X102km,地球的半径R=6.4Xl（）3km,第 一宇宙速度为7.9 km/s.那么该空间站的运行速度约为（）A. 7.7 km/sB. 8.0 km/sC. 7.0 km/sD. 3.1 km/s答案A2解析 卫星绕地球做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力，得那么v = 卓当r=R时，第一宇宙速度为。1=4爷=7.9 km/s,空间站的轨道半径/ =R+h = 6.4

11、X IO3 km+4.0X IO2 km=6.8X IO3 km,空间站的运行速度为0空竽联立解得0空7.7 km/s,应选 A.9. 2016年10月19日凌晨，“神舟十一号”载人飞船与距离地面393 km的圆轨道上的“天 宫二号”成功交会对接.地球半径为R=6 400 km,引力常量G=6.67X1 （）-UNm2/kg2, 天宫二号绕地球飞行的周期为90分钟，地球外表的重力加速度为9.8m/s2,那么（）A.由题中数据可以求得地球的平均密度B. “天宫二号”的发射速度应小于7.9km/s“天宫二号”的向心加速度小于同步卫星的向心加速度C. “神舟十一号”与“天宫二号”对接前始终处于同一轨

12、道上答案AGMm4兀24兀2/匚M解析 根据万有引力提供向心力可得一一,那么 析=g尸,又= GPr3 A正确；0=7.9 km/s为第一宇宙速度，即为最小的发射速度，B错误；“天宫二号”绕地球飞行 的周期小于同步卫星的周期，由T=2tv 岛,可知“天宫二号”的轨道半径小于同步卫星 1 5vz的轨道半径，根据C罟=加价，可得的=器，“天宫二号”的轨道半径小于同步卫星的轨道 半径，故“天宫二号”的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，c错误；在同一轨道上运 行速度大小相等，二者无法实现对接，D错误.10. （2021浙江湖州市高一期中）2020年3月9日19时55分在西昌卫星发射中心，我国利用 长

13、征三号乙运载火箭，成功发射北斗三号GE0-2地球同步轨道卫星，图3为北斗三号卫 星.2020年6月11日2时31分在太原卫星发射中心，我国利用长征二号丙运载火箭，成功发 射海洋一号D星，海洋一号D星离地高度约800 km.月球是地球唯一的天然卫星，环绕周期 为27.3天.三颗卫星绕地球的运动均看作匀速圆周运动.关于这三颗卫星，以下说法正确的 是（）A.北斗三号GE0-2卫星的环绕周期大于海洋一号D星的环绕周期B.月球环绕地球的向心加速度最大C.北斗三号GE0-2卫星环绕地球的线速度大于海洋一号D星的线速度D.月球环绕地球的角速度大于北斗三号GE0-2环绕地球的角速度答案A5工厂Jlm v2 0

14、4兀2s e -/ r3 GM GM解析 根据（j=my=mco2r= iYTr= ma,解仔 7=2兀/不而、a=p-. v= co =空，北斗三号GEO 2卫星的环绕半径大于海洋一号D星的环绕半径，那么北斗三号GEO一2卫星的环绕周期大于海洋一号D星的环绕周期；月球环绕地球的轨道半径最大，那么向心 加速度最小；北斗三号GEO2卫星环绕地球的线速度小于海洋一号D星的线速度；月球环 绕地球的角速度小于北斗三号GE0-2环绕地球的角速度.应选A.11 .研究说明，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

15、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.角速度变大答案A解析 同步卫星的周期等于地球的自转周期，根据丝=2（午齐可知，户8寸,轨道半径越 大，卫星的周期越大，所以地球自转变慢后，同步卫星需要在更高的轨道上运行，A正确；2又由2=出口可知:厂变大，那么0变小、变小、处变小，故B、C、D均错口7天.12 . （2020黄冈中学高一测试）假设地球可视为质量均匀分布的球体.地球外表重力加速 度在两极的大小为go,在赤道的大小为g;地球自转的周期为7,引力常量为G那么地球的密 度为（）B.GTgog)c.券3 兀(gog) , GT2goD谭答案B mg=耳R，地球的质量联

16、立三式可得2 = 67：；：）g），B正确.解析由万有引力定律可知，物体在两极上有C=mgo,物体在地球的赤道上有. （2021浙江湖州市期中）2020年12月17日，嫦娥五号成功返回地球，创造了我国到月球取土的伟大历史.如图4所示，嫦娥五号取土后，在P点处由圆形轨道I变轨到椭圆轨道H, 以便返回地球.嫦娥五号在圆形轨道I的运行周期为71，轨道半径为R；椭圆轨道II的 半长轴为经过尸点的速率为。，运行周期为乙月球的质量为引力常量为G,那么二、多项选择题（此题共3小题，每题5分，共15分）.地球同步卫星距地面的高度为人地球外表的重力加速度为g,地球的半径为R,地球自 转的角速度为那么同步卫星绕地

17、球转动的线速度为（）A.(R+/z)C. RC. RgR+hD.yjlgco答案ACD解析同步卫星的角速度为口，故0 = 口尸=（R+/z）,选项A正确；又v=GMR+而.= gR2,所以 0 =鬲选项B错误，C正确；叉v=co（R+h） = RgR+h所以故 u=co（R+R2gco,选项 D 正确.13 .轨道平面与赤道平面夹角为90。的人造地球卫星被称为极地轨道卫星，它运行时能到达南 北极的上空，需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道.如 图5所示，假设某颗极地轨道卫星从北纬45。的正上方按图示方向首次运行到南纬45。的正上方 用时45分钟，那么（）A.该卫星

18、运行速度一定小于7.9 km/sB.该卫星绕地球运行的周期与同步卫星的周期之比为1 ：4C.该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比为1 : 4D.该卫星加速度与同步卫星加速度大小之比为2 ： 1答案AC解析 第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，可知该卫星的运行速度 一定小于7.9 km/s,故A正确；极地轨道卫星从北纬45。的正上方按题图所示方向首次运行 到南纬45。的正上方用时45分钟，可知极地轨道卫星的周期T=4X45 min=180 min = 3 h, 而同步卫星的周期为24h,那么该卫星绕地球运行的周期与同步卫星的周期之比为1 ： 8,故B错误；根据警=如爷=机。得，

19、a=-,因为周期之比为1： 8,那么轨道半 径之比为1： 4,加速度大小之比为16 ： 1,故C正确，D错误.16. 2018年2月6日，马斯克的SpaceX “猎鹰”重型火箭将一辆跑车发射到太空，其轨道 示意图如图6中椭圆n所示，其中A、C分别是近日点和远日点，图中I、HI轨道分别为地 球和火星绕太阳运动的圆轨道，3点为轨道n、in的交点，假设运动中只考虑太阳的万有引力, 那么以下说法正确的选项是（）A.跑车经过A点时的速率大于火星绕日的速率B.跑车经过B点时的加速度等于火星经过B点时的加速度C.跑车在C点的速率一定大于火星绕日的速率D.跑车在C点的速率一定小于火星绕日的速率答案ABD三、计

20、算题（此题共4小题，共46分）17.（10分）“嫦娥一号”探月卫星在空中的运动可简化为如图7所示的过程，卫星由地面发射 后，经过地面发射轨道进入停泊轨道，在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速 后进入工作轨道.卫星在停泊轨道和工作轨道运行的半径分别为R和,地球半径为八 月球半径为地球外表的重力加速度为g,月球外表的重力加速度为点.求：工作轨道地面发射轨道地球停泊轨道地月转移轨道月球图7卫星在停泊轨道上运行的线速度大小；卫星在工作轨道上运行的周期.答案m等骋解析（1）设卫星的质量为2,该卫星在停泊轨道上运行的线速度为以 地球的质量为处 于地球外表的某一物体的质量为机，卫星做圆周运动的向心

21、力由地球对它的万有引力提供, 有Gr=/n（2 分）门 , Mm . 且有Gr=m门 , Mm . 且有Gr=mg（2 分）解得。=八选（1分）设卫星在工作轨道上运行的周期为T,月球的质量为Mi,处于月球外表的某一物体质量为 m ,贝I有解得了=卞y亍（1分）18. （10分）假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星，在该行星“北极”距地面0处由静止释放 一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略），经过时间，落到地面.该行星半径为R,自转周 期为T,引力常量为G,求：该行星的平均密度；（2）该行星的第一宇宙速度小如果该行星有一颗同步卫星，其距行星外表的高度H为多少.败安zi-2- 2依u木2兀G。 t解析（

22、1）设行星外表的重力加速度为g, 对小球，有：/z=,gp（l分）解得：g=（l分） 对行星外表的物体m9有：分）故行星质量：加=萼（1分）故行星的密度：M 3一9八、=法而（2刀）守R3（2）对处于行星外表附近做匀速圆周运动的卫星m，由牛顿第二定律有：m g=mf 五（1 分）故第一宇宙速度为：v=ylgR=分）（3）同步卫星的周期与该行星自转周期相同，均为T,设同步卫星的质量为根，由牛顿第二 定律有：Mm 4兀2%+为2=下分）联立解得同步卫星距行星外表的高度：3 Iht12H=个警-Rd分）19.（12分）如图8所示，质量分别为2和M的两个星球A和3在引力作用下都绕。点做匀 速圆周运动，星球A和5两者中心之间距离为L星球A、B的中心和。三点始终共线， 星球A和3分别在。的两侧，引力常量为G图8（1）求两星球做圆周运动的周期；在地月系统中，假设忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和g月球绕 其轨道中心运行的周期记为7L但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做匀速圆周运动 的，这样算得的运行周期记为公地球和月球的质量分别为5.98 X 1024 kg和7.35 X 1022 kg. 求一与两者平方之比.（计算结果保存四位有效数字）