第六章章末检测卷

1、第六章 章末检测卷本试卷分第I卷（选择题）和第U卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90 分钟。第I卷（选择题，共48分）一、选择题（本题共 12小题，每小题 4分，共 48分。在每个小题给出的四个 选项中，第18小题，只有一个选项符合题意；第912小题，有多个选项符合 题意，全部选对的得 4 分，选对而不全的得 2 分，错选或不选的得 0 分）1物理学发展历史中， 在前人研究基础上经过多年的尝试性计算， 首先发表 行星运动的三个定律的科学家是 （）A 哥白尼B 第谷C 伽利略D.开普勒答案 D解析 哥白尼提出了日心说，伽利略发明了望远镜，发现了围绕木星转动的 卫星，进一步表明地球不是

2、所有天体运动的中心，第谷对行星运动进行了大量的 观察和记录，开普勒在第谷的观察记录的基础上提出了行星运动的三个定律，D正确， A、B、C 错误。2火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行， 根据开普勒行星运动定律可知（）A .太阳位于木星运行轨道的中心B .火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积答案 C解析 根据开普勒第一定律可知，太阳位于木星运行的椭圆轨道的一个焦点 上， A 错误；根据开普勒第二定律可知，对任意一个行星来说，它与太阳的连线 在相等时间内扫过相等的面

3、积，可推知行星的运行速度大小是变化的， B、D 错 误；根据开普勒第三定律可知，火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半 长轴之比的立方， C 正确。3. 澳大利亚科学家近日宣布，在离地球约 14光年的红矮星 wolf 1061周围发现了三颗行星b、c、d,它们的公转周期分别是5天、18天、67天，公转轨道可 视为圆，如图所示。已知万有引力常量为 G。下列说法不正确的是（）A 可求出b、c的公转半径之比B可求出c、d的向心加速度之比C.若已知c的公转半径，可求出红矮星的质量D .若已知c的公转半径，可求出红矮星的密度答案 D3r解析 行星b、c的公转周期分别为5天、18天，根据开普勒第三定律

4、公式 T=k,可以求解出轨道半径之比，A正确；由上述同理可求出 c、d的公转半径之比，根据万有引力等于向心力列式，对行星 c、d，有= m，故可以求解出c、d的向心加速度之比，B正确；已知c的公转半径和周期，根据牛顿第二定律，M42有G- = m4Tr，可以求解出红矮星的质量，但不知道红矮星的体积，无法求解红矮星的密度，C正确，D错误。4. 2015年12月29 日，“高分四号”对地观测卫星升空。 这是中国“高分” 专项首颗高轨道高分辨率、设计使用寿命最长的光学遥感卫星，也是当时世界上 空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星。下列关于“高分四号”地 球同步卫星的说法中正确的是（）A .

5、该卫星定点在北京上空B .该卫星定点在赤道上空C.它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍D .它的周期和地球自转周期相同，但高度和速度可以选择，高度增大，速 度减小答案 B解析 地球同步卫星若在除赤道所在平面外的任意点实现了“同步”，那它 的运动轨道与受到的地球的引力就不在一个平面上，不可能做圆周运动，因此地球同步卫星在赤道的正上方，A错误，B正确；因为同步卫星要和地球自转同步，Mm v22即它们的T和3都相同，根据Grr- = my = m2r，因为一定，所以r必须固 定，且v也固定，C、D错误。5如图所示，我国发射“神舟十号”飞船时，先将飞船发送到一个椭圆轨道 上，其近地

6、点M距地面200 km，远地点N距地面340 km。进入该轨道正常运行 时，通过M、N点时的速率分别是vi和V2。当某次飞船通过N点时，地面指挥 部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面 340 km 的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，这时飞船的速率为V3,比较飞船在M、 N、P（P在圆轨道上）三点正常运行时（不包括点火加速阶段）的速率大小和加速度大 小，下列结论正确的是（）A. vi>V3>V2， ai> a3>a2B. vi >V2>V3，ai>a2 = a3C. vi >V2= V3， ai >a2>

7、a3D. vi >V3>V2， ai > a2 = a3 答案 D解析 根据万有引力提供向心力，即= ma得：a=爭舉，由图可知riv r2=r3,所以ai>比=a3；当某次飞船通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340 km的圆形轨道，所以GM，又因为 riv r3，所以 vi> V3，故 vi> V3V3>V2，根据 g¥? = m*得：v = > V2。故选D。6国务院批复，自20i6年起将4月24日设立为“中国航天日”。i970年4 月24日我国首次成功发射的人造地球卫星东方红一号

8、，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2380 km； 1984年4月8日 成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为ai，东方红二号的加速度为a2,固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则ai、a2、a3的大小关系为(B. a3>a2>aiD. ai > a2> a3A. a2>ai>a3C. a3>ai>a2答案 D解析 卫星围绕地球运行时，万有引力提供向心力，对于东方红一号，在远 地点时有miai,即对于东方红二号，有GS= m2a2

9、,(R+ hi)(R+ hi)(R+ h2)即a2-只+； 2,由于h2>hi,故ai>a2,东方红二号卫星与地球自转的角速度相等，由于东方红二号做圆周运动的轨道半径大于地球赤道上物体做圆周运动的半 径，根据a Jr，故a2>a3,所以ai>a2>a3, D正确。7.在同一轨道平面上绕地球做匀速圆周运动的卫星 A、B、C,某时刻恰好在 地球同一侧并在过地心的直线上，如图所示，当卫星B经过一个周期时( )A .各卫星角速度相等，因而三星仍在一直线上B . A超前于B, C落后于BC. A超前于B, C超前于BD . A、C都落后于B答案 B解析 由Gm2r，可知3

10、j，可见A错误；由T，可知T* .r3,所以Ta<Tb<Tc,即A超前于B, C落后于B, B正确，C、D错误8.在星球表面发射探测器，当发射速度为V时，探测器可绕星球表面做匀速 圆周运动；当发射速度达到' 2v时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球。 已知地球、 火星两星球的质量比约为10 ： 1，半径比约为2 : 1，下列说法正确的有（A 探测器的质量越大，脱离星球所需要的发射速度越大B 探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的小C 探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等D 探测器脱离星球的过程中，势能逐渐增大答案解析探测器在星球表面做匀速圆周运动时，由M星mG2TmR星,

11、GM星R星，则摆脱星球引力束缚时的发射速度.2v二2GM星W与探测器的质量无关，A错误；设火星的质量为 M，半径为R,则地球的质量为10M，半径为2R,地球对探测器的引力Fi = G1二5GRMm比火星对探测器的引力卩2=大，B错误；探测器脱离地球时的发射速度 vi2G2Rm/晋，脱离火星时的发射速度V2 =2GMR，V2VVI, C错误；探测器脱离星球的过程中克服引力做功，势能逐渐增大，D正确。9. 如图所示，飞船从轨道1变轨至轨道2。若飞船在两轨道上都做匀速圆周运 动，不考虑质量变化，相对于在轨道 1上，飞船在轨道2上的（）地球轨道2B.向心加速度大D 角速度小A 速度大C 运行周期长答案

12、 CD解析 飞船绕中心天体做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即GM4 dr32 2man= mVVr = mr = mw2r，所以 an=学,，因为 ri<r2,所以 vi>v2, am>an2, Ti<T2, m>32, A、B 错误，C、D 正确。10. 科学探测表明，月球上至少存在丰富的氧、硅、铝、铁等资源，设想人 类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经长期的开采后月球与地 球仍可看成均匀球体，月球仍沿开采前的轨道运动，则与开采前相比(提示：a+ b=常量，则当a= b时，ab乘积最大)()A 地球与月球间的万有引力将变大B .地球与月球间的万

13、有引力将变小C.月球绕地球运行的周期将变大D .月球绕地球运行的周期将变小答案 BD解析 万有引力公式F =中, G和r不变，因地球和月球的总质量不变,开采前地球质量大于月球质量，所以当 M增大而m减小时，两者的乘积减小， 万有引力减小，故A错误，B正确；又= m4nr, T= 嚮,M增大，则 T减小，故C错误，D正确。11. 图中的甲是地球赤道上的一个物体，乙是“神舟十号”宇宙飞船(周期约90 mi n),丙是地球的同步卫星，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心做匀速圆周运动。A .它们运动的向心加速度大小关系是 a乙>a丙>a甲B .它们运动的线速度大小关系是 v乙<

14、;v丙<v甲3 n C.已知甲运动的周期T甲二24 h,可计算出地球的密度 p="2GT甲.234 n r乙D .已知乙运动的周期T乙及轨道半径r乙，可计算出地球质量 M =gT|答案 AD解析 乙和丙都是人造卫星，由 G-Mm mr得T=2MmvGM丙T乙，所以r丙乙，由G- ma m”可得 a丁，v4 2 3GM，由题目知t丙，v乙v丙，B错误；又因为甲和丙的角速度相同，由 a= 3?r可得，a丙a甲，故a乙a丙a甲，A正确；甲是赤道上的一个物体，不是近地卫星，故不能由p2.233nMm4#4nr 乙 2计算地球的密度，C错误；由G 2 m 2 r乙可得，地球质量M 厂，G

15、T甲r乙T乙GT乙D正确。12如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为 r的圆轨 道上，设地球质量为M，半径为R。F列说法正确的是（）rnQA .地球对一颗卫星的引力大小为MmGr - R2B .一颗卫星对地球的引力大小为2c.两颗卫星之间的引力大小为 手 D .三颗卫星对地球引力的合力大小为3GrMm答案 BC解析 地球对一颗卫星的引力等于一颗卫星对地球的引力，由万有引力定律得其大小为Gm，故A错误，B正确；任意两颗卫星之间的距离 L 3r，则两G 2颗卫星之间的引力大小为半，C正确；三颗卫星对地球的引力大小相等且三个 力互成120 °合力为0,故D错误。第U卷（非

16、选择题，共52分）二、填空题（本题共2小题，共12分）13. （6分）两行星A和B各有一颗卫星a和b,卫星的圆轨道接近各自行星表 面，如果两行星质量之比 Ma： Mb= 2 : 1，两行星半径之比Ra : Rb= 1 : 2,则两 个卫星的线速度之比 Va : Vb = 周期之比Ta : Tb = 向心加速度之比aa : ab 。答案 2 : 11 : 4 8 : 12 解析 卫星做圆周运动时，万有引力提供圆周运动的向心力，有：鬃二mR4gm_ m2R _ ma，得v _r，t_ 2Ta(RA /Mb 1aaMa Rb8Tb _ 、rA，Ma_ 4,ab_ mb ra_ 1。冗RGM Vagm

17、，故 V；=14. （6分）有一星球的密度与地球相同，但它表面处的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍，则星球半径与地球半径之比为星球质量与地球质答案 4 ： 164 : 12解析由=mg,得M =，所以gR2G = 3g434 nGR，3*3g4 nGp，R所以 二R地根据mG _ 64 g地R地1三、计算题（本题共4小题，共40分。要有必要的文字说明和演算步骤。有 数值计算的题注明单位）15. （9分）如图所示，A、B为地球周围的两颗卫星，它们离地面的高度分别为 h1、h2，已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，求：（1）A的线速度大小V1；A、B的角速度之比型有:答案解析專(2)(1

18、)设地球质量为M,卫星A质量为m,由万有引力提供向心力，对 A2G= m 二R+ h1R+ h1在地球表面对质量为m'的物体有:m，g=由得V1gR R+ h1Mm卫由G 2(R+ h)=m 卫 32(R+ h)，得GMR+ h3所以A、B的角速度之比号=32R+ h2330R+ hi 316. (10分)在某个半径为R= 1.0X105 m的行星表面，对于一个质量m= 1 kg 的砝码，用弹簧测力计称量，其重力的大小G= 1.6 N。贝(1) 请您计算该星球的第一宇宙速度 V1 ；(2) 请计算该星球的平均密度。m2/kg2，结果保留两位有效数字球体体积公式V=彳伙3，G = 6.6

19、7X 1011 N答案 (1)400 m/s (2)5.7 x 104 kg/m3解析(1)设该行星表面的重力加速度为g,G2g = m= 1.6 m/s ,对在行星表面附近圆轨道上运动的质量为 m'的卫星，其重力提供向心力,2有：m' g = m' R，解得：V1= Rg,代入数值得第一宇宙速度：V1 = 400 m/s。丄，.-Mm'gR2由 m g = G r2 得 M = g ,又v=3后，所以平均密度p=MV=4法只,代入数据解得p= 5.7X 104 kg/m3。17. (10分)某星球的质量约为地球的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高h处平抛一物体，射程为60 m,则在该星球上，从同样高度以同样的初速度 平抛