2019_2020学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行章末过关检测三含解析新人教版必修第二册.doc

章末过关检测(三)
(时间：60分钟　分值：100分)
一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)
1．(2019·河北唐山期中)第一个通过观测和计算的方法总结出行星运动规律的物理学家是(　　)
A．牛顿 B．开普勒
C．伽利略 D．卡文迪什
解析：选B.开普勒在第谷观测的天文数据的基础上，研究总结得出了行星运动的三个定律，在牛顿发现万有引力定律一百多年以后，英国物理学家卡文迪什巧妙地利用扭秤装置，第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量，被称为“测出地球质量的人”，故B正确，A、C、D错误．
2．(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．卡文迪什测出了引力常量G，被称为“称量地球重量的人”
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：选A.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；卡文迪什测出了引力常量G，被称为“称量地球重量的人”，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，被称为“笔尖下发现的行星”，故选项D符合史实．
3．(2019·四川内江期末)如图所示，我国成功发射了“神舟七号”载人飞船．在飞船环绕地球运行期间，宇航员进行了出舱活动．关于宇航员在舱外活动时，下列说法中正确的是(　　)

A．处于完全失重状态
B．不受地球引力作用
C．宇航员出舱后将做自由落体运动逐渐靠近地球
D．宇航员出舱后将沿着原轨迹的切线方向做匀速直线运动
解析：选A.宇航员绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，处于完全失重状态，A正确，B错误；宇航员出舱后，在地球引力作用下仍然绕地球做匀速圆周运动，不会做自由落体运动逐渐靠近地球也不会沿切线方向做匀速直线运动，C、D错误．
4．(2019·湖南娄底期末)我国计划于2021年开展火星上软着陆，以庆祝中国共产党成立100周年．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：选C.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，故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的周期小，故B错误；把椭圆轨道近似看成是圆轨道，根据ω＝，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，故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，故D错误．
5．(2019·重庆主城四区期末)两个球形行星A和B各有一卫星a和b，卫星的圆轨道接近各自行星的表面．如果两行星质量之比＝p，两行星半径之比＝q，则两卫星周期之比为(　　)
A．q B.
C．p D．q
解析：选D.卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，故G＝mω2R＝mR，解得周期为T＝，两卫星周期之比为＝·＝q，故D正确．
6．(2019·福建厦门期末)2019年4月10日，全球多地同步公布了人类历史上第一张黑洞照片．黑洞是一种密度极大，引力极大的天体，以至于光都无法逃逸．史瓦西半径公式R＝是一种估算黑洞大小的方法，公式中引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，光速c＝3.0×108 m/s，天体的质量为M.已知地球的质量约为6.0×1024kg，假如它变成一个黑洞，则该黑洞的半径约为(　　)
A．9×10－6m B．9×10－3m
C．9 m D．9×103m
解析：选B.根据题意知，引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，光速c＝3.0×108m/s，天体的质量为M＝6.0×1024kg，则由史瓦西半径公式R＝求出地球变成一个黑洞后的半径R＝m＝9×10－3m，选项B正确．
二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)
7．(2019·河北定州中学期中)已知地球的质量为M，半径为R，表面的重力加速度为g，那么地球的第一宇宙速度可表示为(　　)
A. B.
C. D.
解析：选AB.第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，根据万有引力提供向心力得：G＝m ，解得：v＝，故A正确，根据地面附近引力等于重力得：G＝mg，联立可得：v＝，故A、B正确，C、D错误．
8．(2019·北京八中期末)如图所示，一卫星绕地球运动，图中虚线为卫星的运行轨迹，A、B、C、D是轨迹上的四个位置，其中A距离地球最近，C距离地球最远．下列说法中正确的是(　　)

A．卫星在A点的速度最大
B．卫星在C点的速度最大
C．卫星在A点的加速度最大
D．卫星在C点的加速度最大
解析：选AC.A点为近地点，C点为远地点，所以A点速度最大，A正确，B错误；A点为近地点，C点为远地点，根据万有引力定律G＝ma可知，卫星在A点的加速度最大，C正确，D错误．
9．(2019·湖南永州期末)2018年12月8日凌晨2点24分，中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心起飞，把“嫦娥四号”探测器送入地月转移轨道，“嫦娥四号”经过地月转移轨道的P点时实施一次近月调控后进入环月圆形轨道Ⅰ，再经过系列调控使之进入准备“落月”的椭圆轨道Ⅱ，于2019年1月3日上午10点26分，最终实现人类首次月球背面软着陆．若绕月运行时只考虑月球引力作用，下列关于“嫦娥四号”的说法正确的是(　　)

A．沿轨道Ⅰ运行至P点的加速度小于沿轨道Ⅱ运行至P点的加速度
B．沿轨道Ⅰ运行至P点的加速度等于沿轨道Ⅱ运行至P点的加速度
C．经过地月转移轨道的P点时必须进行加速后才能进入环月圆形轨道Ⅰ
D．经过地月转移轨道的P点时必须进行减速后才能进入环月圆形轨道Ⅰ
解析：选BD.探测器的加速度满足＝ma，沿轨道Ⅰ运行至P点的加速度等于沿轨道Ⅱ运行至P点的加速度，A错误，B正确；地月转移轨道曲率半径比环月圆形轨道Ⅰ半径大，所以应减速近心，C错误，D正确．
10．(2019·哈尔滨六中期末)有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示．则下列说法不正确的是(　　)

A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．c在4 h内转过的圆心角是
C．b在相同时间内转过的弧长最长
D．d的运动周期有可能是23 h
解析：选ABD.地球同步卫星c的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a＝ω2r知，c的向心加速度大．由G＝mg，得g＝，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；c是地球同步卫星，周期是24 h，则c在4 h内转过的圆心角是×2π＝，故B错误；由G＝m，解得v＝，可知，卫星的轨道半径越大，速度越小，vb>vc>vd，又a和c的角速度相同，v＝ωR可知vc>va，所以b的速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故C正确；由开普勒第三定律＝k知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24 h，故D错误．
三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
11．(10分)(2019·北师大附中期中)1970年4 月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，这是我国航天事业发展的里程碑，为纪念这一重要事件， 国务院同意从2016年开始将每年4月24日设立为“中国航天日”．经过几代航天人的努力，我国的航天事业取得了辉煌的成就.2016年1月16日，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射白俄罗斯通信卫星一号，这标志着中国航天迈出了开拓欧洲市场、服务世界航天的重要一步．如图所示，白俄罗斯通信卫星一号是一颗地球同步轨道卫星．已知该通信卫星做匀速圆周运动的周期为T，地球质量为M，地球半径为R，引力常量为G.求：

(1)该通信卫星的角速度ω；
(2)该通信卫星距离地面的高度h.
解析：(1)角速度：ω＝.
(2)由万有引力提供向心力G＝m(R＋h)解得：h＝－R.
答案：(1)　(2)－R
12．(14分)(2019·河南实验中学期中)宇航员在某星球表面让一个小球从高度为h处做自由落体运动，经过时间t小球落到星球表面．已知该星球的半径为R，引力常量为G.不考虑星球自转的影响．求：
(1)该星球的质量；
(2)该星球的“第一宇宙速度”．
解析：(1)设此星球表面的重力加速度为g，星球的质量为M，星球表面一物体的质量m.
小球做自由落体运动：h＝gt2
解得：g＝
不考虑星球自转影响：mg＝
解得M＝；
(2)卫星在星球表面附近绕星球飞行时，万有引力提供向心力，则：G＝m
得星球的“第一宇宙速度”为：v＝.
答案：(1)　(2)
13．(16分)(2019·辽宁鞍山期中)如图，宇航员站在某星球表面上的斜面顶端A处，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球．经时间t小球落在斜面上的某一点B处．设空气阻力不计，该星球半径为R，引力常量为G.求：(斜面倾角为θ)

(1)该星球表面的重力加速度g；
(2)该星球的质量M.
解析：(1)小球从A到B的过程中由平抛运动规律得：
水平位移： x＝v0t
竖直位移： y＝gt2
由位移关系得： tan θ＝＝
解得： g＝.
(2)星球表面物体所受重力等于万有引力，得：
G＝mg
解得：M＝.
答案：(1)　(2)

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