2024-2025學(xué)年高中物理專題五經(jīng)典力學(xué)的成就與局限演練測評含解析

PAGE7-經(jīng)典力學(xué)的成就與局限姓名：__________班級：__________正確率：__________題號12345678910答案題號11121314151617181920答案一、單項選擇題1．關(guān)于地球的同步衛(wèi)星，下列說法正確的是()A．不同質(zhì)量的衛(wèi)星周期不同B．衛(wèi)星以第一宇宙速度運(yùn)行C．不同質(zhì)量的衛(wèi)星，軌道半徑不同D．衛(wèi)星運(yùn)行的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同答案：D2．下列物體的運(yùn)動不能用經(jīng)典力學(xué)描述的是()A．子彈的飛行 B．人造衛(wèi)星的運(yùn)行C．小汽車的行駛 D．光子的運(yùn)動答案：D3．如圖所示，兩顆人造地球衛(wèi)星M、N環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動，下列說法正確的是()A．M的線速度比N的小 B．M的角速度比N的大C．M的環(huán)繞周期比N的小 D．M的向心加速度比N的大答案：A4．發(fā)覺萬有引力定律的科學(xué)家是()A．庫侖 B．愛因斯坦C．牛頓 D．伽利略答案：C5．下列描述不屬于經(jīng)典力學(xué)范圍的是()A．開普勒對行星運(yùn)動規(guī)律的描述B．伽利略對落體運(yùn)動規(guī)律的描述C．牛頓對物體低速運(yùn)動規(guī)律的描述D．愛因斯坦對粒子接近光速運(yùn)動規(guī)律的描述答案：D6．太陽系各行星繞太陽軌道為橢圓，太陽位于橢圓的一個焦點(diǎn)上．如圖為地球繞太陽運(yùn)動的橢圓軌道，A為近日點(diǎn)，C為遠(yuǎn)日點(diǎn)，B、D為軌道短軸的兩個端點(diǎn)，地球從B點(diǎn)經(jīng)C點(diǎn)運(yùn)動到D的時間為t1，地球從D點(diǎn)經(jīng)A點(diǎn)運(yùn)動到B的時間為t2，下列說法正確的是()A．t1>t2B．t1<t2C．t1＝t2D．由于須要高等數(shù)學(xué)積分學(xué)問，中學(xué)階段無法比較t1，t2的大小答案：A7．某個行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的一半，半徑也是地球半徑的一半，那么一個物體在此行星表面上的重力是地球表面上重力的()A．eq\f(1,4)倍 B．eq\f(1,2)倍C．4倍 D．2倍答案：D8．1687年在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中正式提出萬有引力定律的科學(xué)家是()A．愛因斯坦 B．牛頓C．奧斯特 D．安培答案：B9．相對論已成為迄今人們認(rèn)知并描述高速世界的最好理論工具．創(chuàng)建相對論的科學(xué)家是()A．牛頓 B．伽利略C．開普勒 D．愛因斯坦答案：D10．關(guān)于萬有引力定律F＝Geq\f(m1m2,r2)，下列說法正確的是()A．當(dāng)兩物體的距離r趨近于零時，物體間的萬有引力F將趨近于無窮大B．引力常量G是由牛頓測量得出的C．引力常量G是一個比例常數(shù)，所以沒有單位D．兩個質(zhì)量分布勻稱的球體之間的萬有引力可以用F＝Geq\f(m1m2,r2)來計算，r是兩個球心之間的距離答案：D11．如圖所示，小行星繞太陽沿橢圓軌道運(yùn)動，在經(jīng)過軌道上的a，b，c，d四個位置時，受太陽引力最大的是()A．a(chǎn) B．bC．c D．d解析：依據(jù)萬有引力定律可知，距離越小引力越大，從圖中可得a處距離最小，引力最大，故A正確．答案：A12．兩個質(zhì)量相等的球形物體，兩球心相距r，它們之間的萬有引力為F，若它們的質(zhì)量都加倍，兩球心的距離也加倍，它們之間的作用力為()A．4F B．FC．eq\f(1,4)F D．eq\f(1,2)F解析：由F＝Geq\f(m1m2,r2)可知，質(zhì)量加倍，距離加倍，它們之間的作用力仍為F，保持不變．答案：B13．如圖所示，火星和地球都在圍圍著太陽旋轉(zhuǎn)，其運(yùn)行軌道是橢圓．依據(jù)開普勒行星運(yùn)動定律可知()A．火星繞太陽運(yùn)行過程中，速率不變B．地球靠近太陽的過程中，運(yùn)行速率將減小C．火星遠(yuǎn)離太陽過程中，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積漸漸增大D．火星繞太陽運(yùn)行一周的時間比地球長解析：依據(jù)開普勒其次定律：對每一個行星而言，太陽與行星的連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等．行星在此橢圓軌道上運(yùn)動的速度大小不斷改變，故A，C錯誤；依據(jù)開普勒其次定律知地球靠近太陽的過程中，運(yùn)行速率將增大，故B錯誤；依據(jù)開普勒第三定律：全部行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等．由于火星的半長軸比較大，所以火星繞太陽運(yùn)行一周的時間比地球的長，故D正確．答案：D14．一個物體在地球表面所受的重力為mg，則在距地面高度為地球半徑的2倍時，所受引力為()A.eq\f(mg,2) B.eq\f(mg,3)C.eq\f(mg,4) D.eq\f(mg,9)解析：由F＝Geq\f(Mm,r2)可知，物體在地球表面所受的重力mg＝Geq\f(Mm,R2)，在距地面高度為地球半徑的2倍時，所受引力F＝Geq\f(Mm,（R＋2R）2)＝eq\f(1,9)Geq\f(Mm,R2)＝eq\f(1,9)mg，選項D正確．答案：D15．“天宮一號”目標(biāo)飛行器未變軌前繞地球運(yùn)行軌道可視為圓形軌道，如圖所示．當(dāng)“天宮一號”按逆時針方向運(yùn)動到軌道A點(diǎn)時，它的()A．線速度方向是v1的方向B．線速度方向是v2的方向C．運(yùn)行速率大于7.9km/sD．運(yùn)行速率大于11.2km/s解析：“天宮一號”運(yùn)動的方向是軌跡的切線方向，所以線速度方向是v2的方向，第一宇宙速度7.9km/s是最大運(yùn)行速度，因此“天宮一號”的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，選項B正確，A，C，D錯誤．答案：B16．關(guān)于地球的第一宇宙速度，下列說法正確的是()A．第一宇宙速度與地球的質(zhì)量無關(guān)B．第一宇宙速度大小為11.2km/sC．達(dá)到第一宇宙速度的物體的質(zhì)量應(yīng)當(dāng)特別小D．第一宇宙速度是物體在地球表面旁邊環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動的速度解析：由萬有引力供應(yīng)向心力，有Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)，得v＝eq\r(\f(GM,R))，可知第一宇宙速度與地球的質(zhì)量有關(guān)，而與放射物體的質(zhì)量無關(guān)，故A、C錯誤；由v＝eq\r(\f(GM,R))，代入數(shù)據(jù)可得地球的第一宇宙速度v≈7.9km/s，故B錯誤；第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上的運(yùn)行速度，是人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行的最大速度，是衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小放射速度，故D正確．答案：D17．行星A、B都可看作質(zhì)量分布勻稱的球體，其質(zhì)量之比為1∶2、半徑之比為1∶2，則行星A、B的第一宇宙速度大小之比為()A．2∶1 B．1∶2C．1∶1 D．1∶4解析：依據(jù)第一宇宙速度計算的表達(dá)式可得v1＝eq\r(\f(GM,R))，行星A、B的第一宇宙速度大小之比為1∶1，C正確，A、B錯誤．答案：C18．不同的地球同步衛(wèi)星，下列哪個物理量可能不同()A．線速度大小 B．向心力大小C．軌道半徑 D．加速度大小解析：同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力，有Geq\f(mM,r2)＝meq\f(4π2,T2)r＝meq\f(v2,r)＝ma，則有r＝eq\r(3,\f(GMT2,4π2))，同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，所以各個同步衛(wèi)星軌道半徑相同，線速度v＝eq\r(\f(GM,r))，所以全部地球同步衛(wèi)星線速度大小相同，故A、C不符合題意；向心加速度a＝eq\f(GM,r2)，所以加速度大小相同，但質(zhì)量不知，因此向心力大小不肯定相同，故D不符合題意，B符合題意．答案：B19．若取地球的第一宇宙速度為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球的6倍，半徑是地球的1.5倍，此行星的第一宇宙速度約為()A．16km/s B．32km/sC．4km/s D．2km/s解析：由Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)，得v＝eq\r(\f(GM,R)).因?yàn)樾行堑馁|(zhì)量M′是地球質(zhì)量M的6倍，半徑R′是地球半徑R的1.5倍，即M′＝6M，R′＝1.5R，得eq\f(v′,v)＝eq\f(\r(\f(GM′,R′)),\r(\f(GM,R)))＝eq\r(\f(M′R,MR′))＝2，即v′＝2v＝2×8km/s＝16km/s.答案：A20．人造衛(wèi)星在受到地球外層空間大氣阻力的作用后，衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的半徑、角速度、速率將()A．半徑變大，角速度變大，速率變大B．半徑變小，角速度變大，速率變大C．半徑變大，角速度變小，速率變小D．半徑變小，角速度變大，速率變小解析：人造衛(wèi)星在受到地球外層空間大氣阻力的作用后，阻力做負(fù)功，它的總機(jī)械能會減小，做向心運(yùn)動，運(yùn)動的半徑減小．依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力，即eq\f(GMm,r2)＝meq\f(v2,r)＝mω2r，解得：v＝eq\r(\f(GM,r))，ω＝eq\r(\f(GM,r3))，半徑減小時，速率增大，角速度增大．答案：B二、非選擇題21．一號衛(wèi)星和二號衛(wèi)星分別繞地球做勻速圓周運(yùn)動，它們的質(zhì)量之比為1∶3，它們的軌道半徑之比為1∶4，則一號衛(wèi)星和二號衛(wèi)星的線速度之比為__________，周期之比為__________，向心加速度之比為__________．解析：依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力eq\f(GMm,r2)＝eq\f(mv2,r)＝eq\f(m4π2r,T2)＝ma得v＝eq\r(\f(GM,r))，a＝eq\f(GM,r2)，T＝eq\r(\f(4π2r3,GM))則eq\f(v1,v2)＝eq\r(\f(r2,r1))＝eq\f(2,1)，eq\f(T1,T2)＝eq\r(\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r1,r2)))\s\up12(3))＝eq\f(1,8)，eq\f(a1,a2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(r2,r1)))eq\s\up12(2)＝eq\f(16,1).答案：2∶11∶816∶122．火星半徑約為地球半徑的一半，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的eq\f(1,9).一位宇航員連同宇航服在地球上的質(zhì)量為50kg.地球表面的重力加速度g取10m/s2，則：在火星上宇航員所受的重力為多少？解析：由mg＝Geq\f(Mm,R2)，得g＝eq\f(GM,R2)，在地球上有g(shù)＝eq\f(GM,R2)，在火星上有g(shù)′＝eq\f(G·\f(1,9)M,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)R))\s\up12(2))，所以g′＝eq\f(40,9)m/s2，那么宇航員在火星上所受的重力mg′＝50×eq\f(40,9)N≈222.2N.答案：222.2N23．已知“天宮二號”在地球上空的圓軌道上運(yùn)行時離地面的高度為h.地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g.求：(1)地球的密度；(2)“天宮二號”在該圓