2023-2024學年高中物理人教版2019課后習題章末測評卷第七章測評

第七章測評(時間:75分鐘滿分:100分)一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的)1.(2021山西太原高一期末)天問一號著陸器落到火星表面后,釋放出我國首輛火星車——祝融號。已知火星質量為地球質量的p倍、半徑為地球半徑的q倍,地球表面的重力加速度為g。不考慮火星的自轉,則質量為m的祝融號在火星表面受到火星的引力為()A.pq2mg B.C.p2qmg D.pq2.我國于1970年4月發(fā)射的第一顆衛(wèi)星東方紅一號還在太空中“遨游”,東方紅一號運行的軌道是橢圓,近地點A距地面的高度為h1,遠地點B距地面的高度為h2。若地球的半徑為R,地球同步衛(wèi)星距地面的高度為6R,則東方紅一號與地球同步衛(wèi)星繞地球運行的周期之比為()A.h1+h26C.2R+h1+3.地球繞太陽運行的半長軸比火星繞太陽運行的半長軸小,下列說法正確的是()A.在相等的時間內,地球與太陽的連線掃過的面積等于火星與太陽的連線掃過的面積B.地球繞太陽運行的周期比火星繞太陽運行的周期大C.地球繞太陽運行的角速度比火星繞太陽運行的角速度大D.地球繞太陽運行的線速度比火星繞太陽運行的線速度小4.(2021江西九江高一期末)相對地面靜止的人造衛(wèi)星叫靜止衛(wèi)星,其周期為1天,月球也是地球的衛(wèi)星,公轉周期約為27天,靜止衛(wèi)星與月球相比,以下說法正確的是()A.靜止衛(wèi)星繞地球運動的向心加速度較小B.靜止衛(wèi)星繞地球運動的角速度較小C.靜止衛(wèi)星與月球的軌道半徑之比為1∶9D.靜止衛(wèi)星與月球繞地球運動的線速度之比為1∶35.(2021廣東順德高一期末)2021年5月15日,天問一號探測器成功著陸火星。天問一號探測器經(jīng)過多次變軌后登陸火星的理想軌跡示意圖如圖所示,其中軌道Ⅰ、Ⅲ為橢圓,軌道Ⅱ為圓,不計探測器變軌時質量的變化,下列說法正確的是()A.在軌道Ⅲ的運行周期大于在軌道Ⅱ的運行周期B.在軌道Ⅱ上的速度小于火星的“第一宇宙速度”C.在軌道Ⅰ上O點的加速度小于軌道Ⅱ上O點的加速度D.在軌道Ⅲ上,O點的速度大于Q點的速度6.衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運動,如圖所示,設衛(wèi)星在近地點、遠地點的速度分別為v1、v2,近地點到地心的距離為r,地球質量為m地,引力常量為G。則()A.v1<v2 B.v1=v2 C.v1>Gm地r D.v7.(2021河北深州高一期中)假設某載人飛船在距地面高度為h的軌道做圓周運動,已知地球的半徑為R,地球表面的重力加速度為g,引力常量為G。下列說法正確的是()A.該載人飛船運行的周期為2πRgB.該載人飛船的線速度為gC.該載人飛船軌道處的重力加速度為RR+h2gD.地球的平均密度為3二、多項選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求,全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)8.(2021山東威海高一期末)2021年6月17日,神舟十二號載人飛船成功對接天和核心艙前向端口,3名航天員隨后進入天和核心艙,標志著中國人首次進入自己的空間站?？臻g站運行周期約為1.5h,下列說法正確的是()A.空間站運行速度大于7.9km/sB.空間站的運行速度大于地球同步衛(wèi)星的運行速度C.空間站的軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的半徑D.空間站內物體處于完全失重狀態(tài)9.科學家發(fā)現(xiàn)了一顆與地球非常類似的太陽系外的行星,并且可能擁有大氣層和流動的水,這顆名叫Kepler452b的行星距離地球約1400光年,公轉周期約37年,它的半徑大約是地球半徑的1.6倍,重力加速度與地球相近。已知地球表面第一宇宙速度為7.9km/s,則下列說法正確的是()A.飛船在Kepler452b表面附近運行時的速度大于7.9km/sB.該行星的質量約為地球質量的1.6倍C.該行星的平均密度約是地球平均密度的1.6倍D.在地球上發(fā)射航天器到達該星球,航天器的發(fā)射速度至少要達到第三宇宙速度10.如圖所示,甲、乙兩顆衛(wèi)星繞地球運動,衛(wèi)星甲做勻速圓周運動(C為圓周上的點),其軌道半徑為3R;衛(wèi)星乙的軌道是橢圓,橢圓的長軸為6R,且A、B是該軌道的近地點和遠地點。不計衛(wèi)星間的相互作用,下列說法正確的是()A.衛(wèi)星乙在A點時的速度一定大于7.9km/sB.衛(wèi)星乙在A點時的速度一定大于衛(wèi)星甲在C點時的速度C.衛(wèi)星甲的轉動周期比衛(wèi)星乙的轉動周期小D.衛(wèi)星甲的轉動周期比衛(wèi)星乙的轉動周期大三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(8分)人造地球衛(wèi)星做半徑為r、線速度大小為v的勻速圓周運動。當其角速度變?yōu)樵瓉淼?4后,運動半徑為,線速度大小為12.(8分)在物理學中,常常用等效替代法、類比法、微小量放大法等來研究問題。如在牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律一百多年后,卡文迪什利用微小量放大法由實驗測出了引力常量G的數(shù)值。由G的數(shù)值及其他已知量,就可計算出地球的質量,卡文迪什也因此被譽為“第一個稱量地球的人”。如圖所示是卡文迪什扭秤實驗示意圖。(1)若在某次實驗中,卡文迪什測出質量分別為m1、m2且球心相距為r的兩個小球之間引力的大小為F,則引力常量G=;

(2)若已知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,引力常量為G,忽略地球自轉的影響,請推導出地球質量的表達式m地=。

13.(10分)(2021河北邯鄲高一期末)假設航天員登月后,站在月球表面沿水平方向以初速度v0拋出一個小球,經(jīng)時間t落地,落地時速度與水平地面間的夾角為α,已知月球半徑為R,引力常量為G,求:(1)月球表面的重力加速度g;(2)月球的質量m月;(3)月球的密度ρ。14.(12分)宇宙中存在一些離其他恒星較遠的四顆星體組成的四星系統(tǒng)。若某個四星系統(tǒng)中每顆星體的質量均為m,半徑均為R,忽略其他星體對它們的引力作用和星體自轉效應,則可能存在如下運動形式:四顆星體分別位于邊長為L的正方形的四個頂點上(L遠大于R),在相互之間的萬有引力作用下繞某一共同的圓心做角速度相同的圓周運動。已知引力常量為G,求四顆星體做圓周運動的角速度。15.(16分)一顆在赤道上空運行的人造衛(wèi)星,其軌道半徑為r=2R(R為地球半徑),衛(wèi)星的轉動方向與地球自轉方向相同。已知地球自轉的角速度為ω0,地球表面處的重力加速度為g。(1)求該衛(wèi)星所在處的重力加速度。(2)求該衛(wèi)星繞地球轉動的角速度。(3)若某時刻衛(wèi)星通過赤道上某建筑物的正上方,求它下次通過該建筑物上方需要的時間。第七章測評1.A在地球表面,根據(jù)萬有引力與重力的關系得Gm地mr2=mg,在火星表面,同理有F=Gm火mr2.D東方紅一號運行軌道的半長軸a=R+h1+h22,地球同步衛(wèi)星的軌道半徑r=R+6R=7R,設東方紅一號與地球同步衛(wèi)星的運行周期分別為T1、T2,根據(jù)開普勒第三定律有a3T12=3.C地球和火星繞太陽的軌道不同,在相等的時間內,地球與太陽的連線掃過的面積并不等于火星與太陽的連線掃過的面積,選項A錯誤;根據(jù)開普勒第三定律:所有行星軌道的半長軸的三次方跟它的公轉周期的二次方的比都相等,地球繞太陽運行的半長軸比火星繞太陽運行的半長軸小,所以地球繞太陽運行的周期比火星繞太陽運行的周期小,選項B錯誤;把橢圓軌道近似看成是圓軌道,根據(jù)ω=Gm太r3,地球繞太陽運行的半長軸比火星繞太陽運行的半長軸小,地球繞太陽運行的角速度比火星繞太陽運行的角速度大,選項C正確;把橢圓軌道近似看成是圓軌道,根據(jù)v=Gm太r,4.C由開普勒第三定律r3T2=k,可知靜止衛(wèi)星軌道半徑比月球繞地球轉動的軌道半徑小,由Gm地mr2=ma得a=Gm地r2,可知靜止衛(wèi)星繞地球運動的向心加速度較大,A錯誤;地球的引力提供向心力,則有Gm地mr2=mω2r,ω=Gm地r3,靜止衛(wèi)星繞地球運動的角速度較大,B錯誤;由開普勒第三定律r3T2=k,可得r靜r5.B根據(jù)開普勒第三定律可知,軌道半徑越小,周期越小,所以在軌道Ⅲ的運行周期小于在軌道Ⅱ的運行周期,A錯誤;根據(jù)萬有引力提供向心力,有Gm火mr2=mv2r,可知在軌道Ⅱ上的速度小于火星的“第一宇宙速度”,B正確;根據(jù)萬有引力提供向心力,有Gm火mr2=ma,故在軌道Ⅰ上O點的加速度等于軌道Ⅱ上O點的加速度,C錯誤;根據(jù)開普勒第二定律,6.C根據(jù)開普勒第二定律可知,衛(wèi)星在近地點的速度大于在遠地點的速度,即v1>v2,故A、B錯誤;當衛(wèi)星繞地心做軌道半徑為r的圓周運動時,根據(jù)Gm地mr2=mv2r得v=Gm地r,衛(wèi)星從半徑為r的圓軌道變軌到圖示的橢圓軌道時,必須在近地點加速使其做離心運動,所以v7.C根據(jù)Gm地m(R+h)2=m2πT2(R+h),Gm地mR2=mg,聯(lián)立解得T=2π(R+h)3gR2,所以A錯誤;根據(jù)Gm地m(R+h)2=mv2R+h,Gm地mR2=mg,聯(lián)立解得v=gR2R+h,所以8.BCD根據(jù)Gm地mr2=mv2r=m4π2T2r可得v=Gm地r,T=2πr3Gm地,空間站的軌道半徑大于地球的半徑,可知空間站運行速度小于7.9km/s,A9.AD第一宇宙速度v=gR,則vKv地=RKR地=1.6>1,故vK>7.9km/s,選項A正確;由萬有引力近似等于重力得,Gm行mR2=mg,解得m行=gR2G,則mKm地=RK2R地210.AB衛(wèi)星乙先在近地圓軌道上以7.9km/s的速度運動,在A點加速后才能做離心運動進入橢圓軌道,v乙A>7.9km/s,A正確;根據(jù)牛頓第二定律Gm地mr2=mv2r得v=Gm地r,vC<7.9km/s,所以v乙A>7.9km/s>vC,B正確;11.答案2r22解析由Gm地mr2=mω2r得r=3Gm地ω2,ω'=24ω,則r'=2r;由v=12.答案(1)Fr2m解析(1)根據(jù)萬有引力定律F=Gm1m2r2(2)地球質量為m地,質量為m的任一物體在地球表面附近滿足Gm地mR2=mg,得Gm地=gR2,解得地球的質量m13.答案(1)v0tanαt(2)解析(1)根據(jù)平拋運動知識有tanα=gt解得g=v0(2)在月球表面萬有引力近似等于重力,則有Gm解得m月=v0(3)根據(jù)質量和體積的關系公式,得m月=ρV由球的體積公式,得V=43πR聯(lián)立解得ρ=3v14.答案(解析任一星體