【優(yōu)化方案】2020-2021學(xué)年高一物理(人教版必修2)第六章章末過關(guān)檢測(cè)-含答案

(時(shí)間：90分鐘，滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確．選對(duì)的得4分，錯(cuò)選或不答的得0分)1．(2022·武漢高一檢測(cè))牛頓力學(xué)的適用范圍是()A．適用于宏觀物體的低速(與光速相比)運(yùn)動(dòng)B．適用于微觀粒子的運(yùn)動(dòng)C．適用于宏觀物體的高速(與光速相比)運(yùn)動(dòng)D．適用于受到很強(qiáng)引力作用的物體解析：選A.牛頓力學(xué)屬于經(jīng)典力學(xué)，它只適用于低速、宏觀物體的運(yùn)動(dòng)以及引力不太強(qiáng)時(shí)的狀況．故A對(duì)，B、C、D錯(cuò)．2．有一質(zhì)量分布均勻的球狀行星，設(shè)想把一物體放在該行星的中心位置，則此物體與該行星間的萬有引力是()A．零 B．無窮大C．無法確定 D．無窮小解析：選A.很多同學(xué)做此題時(shí)，直接將r＝0代入公式F＝GMm/r2，得出F為無窮大的錯(cuò)誤結(jié)論．這是由于當(dāng)物體位于行星中心時(shí)，行星不能再視為質(zhì)點(diǎn)．如圖所示，將行星分成若干關(guān)于球心O對(duì)稱的質(zhì)量小塊，其中每一小塊均可視為質(zhì)點(diǎn)．現(xiàn)取同始終徑上關(guān)于O對(duì)稱的兩個(gè)小塊m、m′，它們對(duì)球心處物體的萬有引力大小相等，方向相反，其合力為零．由此推廣到行星中全部的其他質(zhì)量小塊．因此行星與物體間存在著萬有引力，但這些力的合力為零．故正確選項(xiàng)為A.3．(2022·深圳高一檢測(cè))我國放射的“天鏈一號(hào)01星”是一顆同步衛(wèi)星，其運(yùn)動(dòng)軌道與地球表面上的()A．某一緯度線(非赤道)是共面的同心圓B．某一經(jīng)度線是共面的同心圓C．赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對(duì)地面是運(yùn)動(dòng)的D．赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對(duì)地面是靜止的解析：選D.同步衛(wèi)星相對(duì)地球靜止，自西向東轉(zhuǎn)，全部的衛(wèi)星都必需以地心為圓心，因此同步衛(wèi)星在赤道上空，與赤道線是共面同心圓，故D正確．4．(2022·泰州高一檢測(cè))如圖是“嫦娥一號(hào)”奔月示意圖，衛(wèi)星放射后通過自帶的小型火箭多次變軌，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開放對(duì)月球的探測(cè)，下列說法正確的是()A．放射“嫦娥一號(hào)”的速度必需達(dá)到第三宇宙速度B．在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)C．衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比D．在繞月圓軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力解析：選C.“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星沒有擺脫太陽引力束縛，不需達(dá)到第三宇宙速度，A錯(cuò)；在繞月軌道上有：eq\f(Gm月m衛(wèi),r2)＝m衛(wèi)req\f(4π2,T2)，可得T＝2πeq\r(\f(r3,Gm月))，T與m衛(wèi)無關(guān)，B錯(cuò)；由萬有引力定律知F＝Geq\f(m月m衛(wèi),r2)，F(xiàn)與r2成反比，C對(duì)；衛(wèi)星繞月球旋轉(zhuǎn)，被月球捕獲，受月球引力大些，D錯(cuò)．5．(2022·成都高一檢測(cè))如圖所示，A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球沿橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點(diǎn)．已知A、B、C繞地心運(yùn)動(dòng)的周期相同，相對(duì)于地心，下列說法中正確的是()A．物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的線速度B．物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的加速度C．衛(wèi)星B在P點(diǎn)的加速度與衛(wèi)星C在該點(diǎn)的加速度確定相同D．衛(wèi)星B在P點(diǎn)的線速度與衛(wèi)星C在該點(diǎn)的線速度確定相同解析：選C.物體A和衛(wèi)星B、C周期相同，故物體A和衛(wèi)星C角速度相同，但半徑不同，依據(jù)v＝ωR可知二者線速度不同，A項(xiàng)錯(cuò)；依據(jù)a＝Rω2可知，物體A和衛(wèi)星C向心加速度不同，B項(xiàng)錯(cuò)；依據(jù)牛頓其次定律，衛(wèi)星B和衛(wèi)星C在P點(diǎn)的加速度a＝eq\f(GM,r2)，故兩衛(wèi)星在P點(diǎn)的加速度相同，C項(xiàng)正確；衛(wèi)星C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力完全供應(yīng)向心力，衛(wèi)星B軌道為橢圓，故萬有引力與衛(wèi)星C所需向心力不相等，二者線速度確定不相等，D項(xiàng)錯(cuò)．6.“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道到達(dá)月球，在距月球表面200km的P點(diǎn)進(jìn)行第一次“剎車制動(dòng)”后被月球捕獲，進(jìn)入橢圓軌道Ⅰ繞月飛行，如圖所示．之后，衛(wèi)星在P點(diǎn)經(jīng)過幾次“剎車制動(dòng)”，最終在距月球表面200km的圓形軌道Ⅲ上繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．用T1、T2、T3分別表示衛(wèi)星在橢圓軌道Ⅰ、Ⅱ和圓形軌道Ⅲ的周期，用a1、a2、a3分別表示衛(wèi)星沿三個(gè)軌道運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的加速度，則下面說法正確的是()A．T1>T2>T3 B．T1<T2<T3C．a(chǎn)1>a2>a3 D．a(chǎn)1<a2<a3解析：選A.衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期的平方與半長軸的立方成正比，故T1>T2>T3，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤．不管沿哪一軌道運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)，衛(wèi)星所受月球的引力都相等，由牛頓其次定律得a1＝a2＝a3，故C、D項(xiàng)均錯(cuò)誤．7．(2022·哈爾濱高一檢測(cè))一物體從一行星表面某高度處自由下落．從物體開頭下落計(jì)時(shí)，得到物體離行星表面高度h隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，不計(jì)阻力．則依據(jù)h-t圖象可以計(jì)算出()A．行星的質(zhì)量B．行星的半徑C．行星表面重力加速度的大小D．物體受到行星引力的大小解析：選C.依據(jù)圖象可得物體下落25m，用的總時(shí)間為2.5s，依據(jù)自由落體公式可求得行星表面的重力加速度，C項(xiàng)正確；依據(jù)行星表面的萬有引力約等于重力，只能求出行星質(zhì)量與行星半徑平方的比值，不能求出行星的質(zhì)量和半徑，A項(xiàng)和B項(xiàng)錯(cuò)誤；由于物體質(zhì)量未知，不能確定物體受到行星的引力大小，D項(xiàng)錯(cuò)誤．二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分．在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)正確．全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但不全的得3分，錯(cuò)選或不答的得0分)8．行星繞恒星的運(yùn)動(dòng)軌道假如是圓形，那么它軌道半徑r的三次方與運(yùn)行周期T的平方的比為常量，設(shè)eq\f(r3,T2)＝k，則關(guān)于常量k的大小，下列說法錯(cuò)誤的是()A．只與恒星的質(zhì)量有關(guān)B．與恒星的質(zhì)量及行星的質(zhì)量有關(guān)C．只與行星的質(zhì)量有關(guān)D．與恒星的質(zhì)量及行星的速度有關(guān)解析：選BCD.eq\f(r3,T2)＝k，比值k是一個(gè)與行星無關(guān)的常量，只與恒星質(zhì)量有關(guān)．9.如圖所示，飛船從軌道1變軌至軌道2.若飛船在兩軌道上都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不考慮質(zhì)量變化，相對(duì)于在軌道1上，飛船在軌道2上的()A．速度大B．向心加速度大C．運(yùn)行周期長D．角速度小解析：選CD.由萬有引力供應(yīng)向心力有：eq\f(GMm,R2)＝eq\f(mv2,R)＝ma＝mω2R＝meq\f(4π2,T2)R，得環(huán)繞速度v＝eq\r(\f(GM,R))，可知v2<v1，A錯(cuò)誤；由a＝eq\f(GM,R2)，可知a2<a1，B錯(cuò)誤；由T＝2πeq\r(\f(R3,GM))，可知T2>T1，C正確；由ω＝eq\r(\f(GM,R3))，可知ω2<ω1，D正確．10．(2022·長沙高一檢測(cè))最近，科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看到太陽系外某一恒星系中的一行星，并測(cè)得它圍繞該恒星運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間為1200年，它與該恒星的距離為地球到太陽距離的100倍．假定該行星繞恒星運(yùn)動(dòng)的軌道和地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓周，僅利用以上兩個(gè)數(shù)據(jù)可以求出的量有()A．恒星的質(zhì)量與太陽的質(zhì)量之比B．恒星的密度與太陽的密度之比C．行星的質(zhì)量與地球的質(zhì)量之比D．行星運(yùn)行的速度與地球公轉(zhuǎn)的速度之比解析：選AD.由Geq\f(Mm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r，得M＝eq\f(4π2r3,GT2)，則依據(jù)運(yùn)動(dòng)時(shí)間之比和距離之比可求出恒星的質(zhì)量與太陽的質(zhì)量之比，再由v＝eq\f(2πr,T)可求出各自的運(yùn)行速度之比，所以A、D正確，B、C錯(cuò)誤．11．(2022·大連高一檢測(cè))設(shè)想人類開發(fā)月球，不斷把月球上的礦藏搬運(yùn)到地球上，假定經(jīng)過長時(shí)間開采后，地球仍可看做是均勻的球體，月球仍沿開采前的圓周軌道運(yùn)動(dòng)．則與開采前相比()A．地球與月球的引力將變大B．地球與月球的引力將變小C．月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變長D．月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變短解析：選BD.由于地球的質(zhì)量變大，月球的質(zhì)量變小，由F＝Geq\f(Mm,r2)知道，當(dāng)M、m的和為定值時(shí)，M、m之間的數(shù)值差別越大，則M、m的乘積將越小，所以，當(dāng)將礦藏從月球搬到地球上后，地球與月球的萬有引力將變小，由Geq\f(Mm,r2)＝mω2r得ω＝eq\r(\f(GM,r3))，M變大，r不變，故ω變大，所以月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變短，則B、D正確，A、C錯(cuò)誤．12．(2022·高考廣東卷)如圖所示，飛行器P繞某星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，星球相對(duì)飛行器的張角為θ，下列說法正確的是()A．軌道半徑越大，周期越長B．軌道半徑越大，速度越大C．若測(cè)得周期和張角，可得到星球的平均密度D．若測(cè)得周期和軌道半徑，可得到星球的平均密度解析：選AC.設(shè)星球質(zhì)量為M，半徑為R，飛行器繞星球轉(zhuǎn)動(dòng)半徑為r，周期為T.由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r知T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，r越大，T越大，選項(xiàng)A正確；由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)知v＝eq\r(\f(GM,r))，r越大，v越小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r和ρ＝eq\f(M,\f(4,3)πR3)得ρ＝eq\f(3πr3,GT2R3)，又eq\f(R,r)＝sineq\f(θ,2)，所以ρ＝eq\f(3π,GT2sin3\f(θ,2))，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．三、計(jì)算題(本題共4小題，共42分．解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的題目，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位，只寫出最終答案的不得分)13．(8分)(2022·青島二中高一測(cè)試)把地球繞太陽公轉(zhuǎn)看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道平均半徑約為1.5×108km，已知引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，則可估算出太陽的質(zhì)量大約是多大？(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)解析：題干給出地球軌道半徑r＝1.5×108km，雖沒直接給出地球運(yùn)轉(zhuǎn)周期的數(shù)值，但日常學(xué)問告知我們，地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周為365天，故周期T＝365×24×3600s＝3.2×107s．(2分)萬有引力供應(yīng)向心力，即Geq\f(Mm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r(2分)故太陽質(zhì)量M＝eq\f(4π2r3,GT2)(2分)代入數(shù)據(jù)得：M≈2×1030kg.(2分)答案：2×1030kg14．(10分)(2022·廣州高一檢測(cè))月球探測(cè)衛(wèi)星“嫦娥二號(hào)”的繞月軌道是圓形的，且距離月球表面高度為h，并已知該衛(wèi)星的運(yùn)行周期為T，月球的直徑為d，萬有引力常量為G.求：(1)“嫦娥二號(hào)”在繞月軌道上運(yùn)行的速度；(2)月球的質(zhì)量．解析：(1)衛(wèi)星的軌道半徑r＝eq\f(d,2)＋h，由T＝eq\f(2πr,v)(3分)得v＝eq\f(2πr,T)＝eq\f(2π\(zhòng)b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)＋h)),T)＝eq\f(πd＋2h,T).(2分)(2)“嫦娥二號(hào)”在繞月飛行時(shí)，由牛頓其次定律得eq\f(GMm,r2)＝mreq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2(3分)所以M＝eq\f(4π2,GT2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)＋h))3.(2分)答案：(1)eq\f(πd＋2h,T)(2)eq\f(4π2,GT2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)＋h))315．(10分)(2022·衡水高一檢測(cè))科學(xué)家在地球軌道外側(cè)發(fā)覺了一顆繞太陽運(yùn)行的小行星，經(jīng)過觀測(cè)該小行星每隔t時(shí)間與地球相遇一次，已知地球繞太陽公轉(zhuǎn)的半徑是R，周期是T，設(shè)地球和小行星都是圓軌道，求小行星距太陽的距離．解析：設(shè)小行星繞太陽周期為T′，T′>T，地球和小行星每隔時(shí)間t相遇一次，則有eq\f(t,T)－eq\f(t,T′)＝1(2分)設(shè)小行星繞太陽軌道半徑為R′，萬有引力供應(yīng)向心力，則Geq\f(Mm′,R′2)＝m′eq\f(4π2,T′2)R′(2分)同理對(duì)于地球繞太陽運(yùn)動(dòng)也有Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(4π2,T2)R(2分)由上面兩式有eq\f(R′3,R3)＝eq\f(T′2,T2)(2分)解得R′＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(t,t－T)))eq\f(2,3)R.(2分)答案：eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(t,t－T)))eq\f(2,3)R16．(14分)(2022·濟(jì)南高一檢測(cè))宇宙中兩個(gè)相距較近的天體稱為“雙星”，它們以兩者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，但兩者不會(huì)因萬有引力的作用而吸引到一起．設(shè)兩者的質(zhì)量分別為m1和m2，兩者相距為L.求：(1)雙星的軌道半徑之比；(2)雙星的線速度之比；(3)雙星的角速度．解析：這兩顆星必需各自以確定的速度繞某一中心轉(zhuǎn)動(dòng)才不至于因萬有引力作用而吸引在一起，從而保持兩星間距離L不變，且兩者做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度ω必需相同．如圖所示，兩者軌跡圓的圓心為O，圓半徑分