2024-2025年新教材高中物理萬(wàn)有引力章末檢測(cè)新人教版必修2

PAGEPAGE7章末檢測(cè)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(共12小題，每小題6分，共72分)1．行星之所以繞太陽(yáng)運(yùn)行，是因?yàn)? ()．A．行星運(yùn)動(dòng)時(shí)的慣性作用B．太陽(yáng)是宇宙的中心，全部星體都繞太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)C．太陽(yáng)對(duì)行星有約束運(yùn)動(dòng)的引力作用D．行星對(duì)太陽(yáng)有排斥力作用，所以不會(huì)落向太陽(yáng)2．已知地球半徑為R，將一物體從地面放射至離地面高h(yuǎn)處時(shí)，物體所受萬(wàn)有引力減小到原來(lái)的一半，則h為 ()．A．RB．2RC.eq\r(2)RD．(eq\r(2)－1)R3．美國(guó)“新地平線”號(hào)探測(cè)器，已于美國(guó)東部時(shí)間2006年1月17日13時(shí)(北京時(shí)間18日1時(shí))借助“宇宙神5”火箭，從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角肯尼迪航天中心放射升空，起先長(zhǎng)達(dá)九年的飛向冥王星的太空之旅．擁有3級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的“宇宙神－5”重型火箭將以每小時(shí)5.76萬(wàn)千米的驚人速度把“新地平線”號(hào)送離地球，這個(gè)冥王星探測(cè)器因此將成為人類有史以來(lái)放射的速度最高的飛行器，這一速度 ()．A．大于第一宇宙速度B．大于其次宇宙速度C．大于第三宇宙速度D．小于并接近第三宇宙速度4．a(chǎn)是放置在地球赤道上的物體，b是近地衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，a、b、c在同一平面內(nèi)繞地心做逆時(shí)針?lè)较虻膱A周運(yùn)動(dòng)，某時(shí)刻，它們運(yùn)行到過(guò)地心的同始終線上，如圖1甲所示．一段時(shí)間后，它們的位置可能是圖乙中的 ()．圖15．美國(guó)宇航局2011年12月5日宣布，他們發(fā)覺(jué)了太陽(yáng)系外第一顆類似地球的、能適合居住的行星——“開普勒－22b”，它每290天環(huán)圍著一顆類似于太陽(yáng)的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)一周．若引力常量已知，要想求出該行星的軌道半徑，除了上述信息，還必需知道 ()．A．該行星表面的重力加速度B．該行星的密度C．該行星的線速度D．被該行星環(huán)繞的恒星的質(zhì)量6．“靜止”在赤道上空的地球同步氣象衛(wèi)星將氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面，為天氣預(yù)報(bào)供應(yīng)精確、全面和剛好的氣象資料．設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，下列說(shuō)法中正確的是 ()．A．同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度是第一宇宙速度的eq\f(1,n)倍B．同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度是地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)獲得的速度的eq\f(1,n)倍C．同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度是第一宇宙速度的eq\r(\f(1,n))倍D．同步衛(wèi)星的向心加速度是地球表面重力加速度的eq\r(\f(1,n))倍7．宇航員在一個(gè)半徑為R的星球上，以速度v0豎直上拋一個(gè)物體，經(jīng)過(guò)t秒后物體落回原拋物點(diǎn)，假如宇航員想把這個(gè)物體沿星球表面水平拋出，而使它不再落回星球，則拋出速度至少應(yīng)是 ()．A.eq\r(\f(v0R,t)) B.eq\r(\f(2v0R,t))C.eq\f(v0,R) D.eq\r(\f(v0,Rt))8．甲、乙兩恒星相距為L(zhǎng)，質(zhì)量之比eq\f(m甲,m乙)＝eq\f(2,3)，它們離其他天體都很遙遠(yuǎn)，我們視察到它們的距離始終保持不變，由此可知 ()．A．兩恒星肯定繞它們連線的某一位置做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B．甲、乙兩恒星的角速度之比為2∶3C．甲、乙兩恒星的線速度之比為eq\r(3)∶eq\r(2)D．甲、乙兩恒星的向心加速度之比為3∶29．關(guān)于近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星、赤道上的物體，以下說(shuō)法正確的是 ()．A．都是萬(wàn)有引力等于向心力B．赤道上的物體和同步衛(wèi)星的周期、線速度、角速度都相等C．赤道上的物體和近地衛(wèi)星的軌道半徑相同但線速度、周期不同D．同步衛(wèi)星的周期大于近地衛(wèi)星的周期10．某雙星由質(zhì)量不等的星體S1和S2構(gòu)成，兩星在相互之間的萬(wàn)有引力作用下繞兩者連線上某肯定點(diǎn)C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．由天文視察測(cè)得其運(yùn)動(dòng)周期為T，S1到C點(diǎn)的距離為r1，S1和S2的距離為r，已知引力常量為G，由此可求出S2的質(zhì)量為 ()．A.eq\f(4π2r2r－r1,GT2) B.eq\f(4π2r\o\al(3,1),GT2)C.eq\f(4π2r3,GT2) D.eq\f(4π2r2r1,GT2)11．已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G.有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是 ()．A．衛(wèi)星距地面的高度為eq\r(3,\f(GMT2,4π2))B．衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度C．衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為Geq\f(Mm,R2)D．衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度12．據(jù)報(bào)道，天文學(xué)家近日發(fā)覺(jué)了一顆距地球40光年的“超級(jí)地球”，名為“55Cancrie”．該行星繞母星(中心天體)運(yùn)行的周期約為地球繞太陽(yáng)運(yùn)行周期的eq\f(1,480)，母星的體積約為太陽(yáng)的60倍．假設(shè)母星與太陽(yáng)密度相同，“55Cancrie”與地球均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則“55Cancrie”與地球的 ()．A．軌道半徑之比約為eq\r(3,\f(60,480))B．軌道半徑之比約為eq\r(3,\f(60,4802))C．向心加速度之比約為eq\r(3,60×4802)D．向心加速度之比約為eq\r(3,60×480)二、非選擇題(共2小題，共28分)13．(12分)有一星球的密度與地球的密度相同，但它表面處的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，求該星球的質(zhì)量將是地球質(zhì)量的多少倍？14．(16分)2012年6月16日，放射的“神舟九號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”勝利對(duì)接，在放射時(shí)，“神舟九號(hào)”飛船首先要被放射到離地面很近的圓軌道，然后經(jīng)過(guò)多次變軌后，最終與在距地面高度為h的圓形軌道上繞地球飛行的“天宮一號(hào)”完成對(duì)接，之后，整體保持在距地面高度仍為h的圓形軌道上繞地球接著運(yùn)行．已知地球半徑為R，地面旁邊的重力加速度為g.求：(1)地球的第一宇宙速度；(2)“神舟九號(hào)”飛船在近地圓軌道運(yùn)行的速度與對(duì)接后整體的運(yùn)行速度之比．參考答案1．解析太陽(yáng)與行星間有相互作用的引力，正是引力的作用使行星繞太陽(yáng)運(yùn)行．答案C2．解析依據(jù)萬(wàn)有引力定律，F(xiàn)＝Geq\f(mM,R2)，F(xiàn)′＝Geq\f(mM,R＋h2)＝eq\f(1,2)F，聯(lián)立解得h＝(eq\r(2)－1)R，選項(xiàng)D正確．答案D3．解析由題中已知條件：5.76×104km/h＝16km/s以及第一宇宙速度是7.9km/s，其次宇宙速度是11.2km/s，第三宇宙速度是16.7km/s，可以推斷A、B、D答案ABD4．解析地球赤道上的物體與同步衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度相同，故c終始在a的正上方，近地衛(wèi)星轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度比同步衛(wèi)星大，故一段時(shí)間后b可能在a、c的連線上，也可能不在其連線上，故選項(xiàng)A、C正確．答案AC5．解析行星繞恒星做圓周運(yùn)動(dòng)由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2r,T2)，若已知M，則可求r，選項(xiàng)D正確，由T＝eq\f(2πr,v)知，若已知v，則可求r，選項(xiàng)C正確．答案CD6．解析同步衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力供應(yīng)向心力，則Geq\f(Mm,r2)＝ma＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝meq\f(4π2,T2)r，得同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度v＝eq\r(\f(GM,r))，又第一宇宙速度v1＝eq\r(\f(GM,R))，所以eq\f(v,v1)＝eq\r(\f(R,r))＝eq\r(\f(1,n))，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；a＝eq\f(GM,r2)，g＝eq\f(GM,R2)，所以eq\f(a,g)＝eq\f(R2,r2)＝eq\f(1,n2)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，則v＝ωr，v自＝ωR，所以eq\f(v,v自)＝eq\f(r,R)＝n，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤．答案C7．解析由eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(GMm,R2)＝\f(mv2,R),GM＝gR2))得v＝eq\r(gR)①，因?yàn)椋璿0＝v0－gt.所以g＝eq\f(2v0,t)②，由①，②得v＝eq\r(\f(2v0R,t)).答案B8．解析依據(jù)題目描述的這兩顆恒星的特點(diǎn)可知，它們符合雙星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即繞它們連線上某一位置做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，A正確．它們的角速度相等，B錯(cuò)誤．由m甲a甲＝m乙a乙，所以eq\f(a甲,a乙)＝eq\f(m乙,m甲)＝eq\f(3,2)，D正確．由m甲ω甲v甲＝m乙ω乙v乙，所以eq\f(v甲,v乙)＝eq\f(m乙,m甲)＝eq\f(3,2)，C錯(cuò)誤．答案AD9．解析赤道上的物體是由萬(wàn)有引力的一個(gè)分力供應(yīng)向心力，A項(xiàng)錯(cuò)誤；赤道上的物體和同步衛(wèi)星有相同周期和角速度，但線速度不同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)星有相同的中心天體，依據(jù)eq\f(GMm,r2)＝meq\f(v2,r)＝meq\f(4π2,T2)r得v＝eq\r(\f(GM,r))，T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，由于r同>r近，故v同<v近，T同>T近，D正確；赤道上物體、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星三者間的周期關(guān)系為T赤＝T同>T近，依據(jù)v＝ωr可知v赤<v同，則速度關(guān)系為v赤<v同<v近，故C正確．答案CD10．解析設(shè)S1和S2的質(zhì)量分別為m1、m2，對(duì)于S1有Geq\f(m1×m2,r2)＝m1eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r1，得m2＝eq\f(4π2r2r1,GT2).答案D11．解析依據(jù)eq\f(GMm,R＋h2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2(R＋h)，同步衛(wèi)星距地面的高度h＝eq\r(3,\f(GMT2,4π2))－R，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；近地衛(wèi)星的運(yùn)行速度等于第一宇宙速度，同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，選項(xiàng)B正確；衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的向心力大小為F向＝eq\f(GMm,R＋h2)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由Geq\f(Mm,R2)＝mg得地球表面的重力加速度g＝Geq\f(M,R2)，而衛(wèi)星所在處的向心加速度g′＝Geq\f(M,R＋h2)，選項(xiàng)D正確．答案BD12．解析由公式Geq\f(Mm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r，可得通式r＝eq\r(3,\f(GMT2,4π2))，則eq\f(r1,r2)＝eq\r(3,\f(M1,M2)×\f(T\o\al(2,1),T\o\al(2,2)))＝eq\r(3,\f(60,4802))，從而推斷A錯(cuò)、B對(duì)；再由Geq\f(Mm,r2)＝ma得通式a＝Geq\f(M,r2)，則eq\f(a1,a2)＝eq\f(M1,M2)×eq\f(r\o\al(2,2),r\o\al(2,1))＝eq\r(3,\f(M1,M2)×\f(T\o\al(4,2),T\o\al(4,1)))＝eq\r(3,60×4804)，所以C、D皆錯(cuò)．答案B13．解析設(shè)將質(zhì)量為m的物體分別放在星球和地球表面上，重力近似等于萬(wàn)有引力mg星＝Geq\f(ρ\f(4,3)πR\o\al(3,星)m,R\o\al(2,星))①mg地＝Geq\f(ρ\f(4,3)πR\o\al(3,地)m,R\o\al(2,地))②eq\f(①,②)得eq\f(R星,R地)＝eq\f(g星,g地)，則eq\f(M星,M地)＝eq\f(R\o\al(3,星),R\o\al(3,地))＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(g星,g地)))3＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,1)))3＝64，所以M星＝64M地．答案6414．解析(1)設(shè)地球的第一宇宙速度為v，依據(jù)萬(wàn)有引力供應(yīng)向心力得Ge