【优化方案】2020-2021学年高一物理(人教版必修2)第六章章末过关检测-含答案

(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．选对的得4分，错选或不答的得0分)1．(2022·武汉高一检测)牛顿力学的适用范围是()A．适用于宏观物体的低速(与光速相比)运动B．适用于微观粒子的运动C．适用于宏观物体的高速(与光速相比)运动D．适用于受到很强引力作用的物体解析：选A.牛顿力学属于经典力学，它只适用于低速、宏观物体的运动以及引力不太强时的状况．故A对，B、C、D错．2．有一质量分布均匀的球状行星，设想把一物体放在该行星的中心位置，则此物体与该行星间的万有引力是()A．零 B．无穷大C．无法确定 D．无穷小解析：选A.很多同学做此题时，直接将r＝0代入公式F＝GMm/r2，得出F为无穷大的错误结论．这是由于当物体位于行星中心时，行星不能再视为质点．如图所示，将行星分成若干关于球心O对称的质量小块，其中每一小块均可视为质点．现取同始终径上关于O对称的两个小块m、m′，它们对球心处物体的万有引力大小相等，方向相反，其合力为零．由此推广到行星中全部的其他质量小块．因此行星与物体间存在着万有引力，但这些力的合力为零．故正确选项为A.3．(2022·深圳高一检测)我国放射的“天链一号01星”是一颗同步卫星，其运动轨道与地球表面上的()A．某一纬度线(非赤道)是共面的同心圆B．某一经度线是共面的同心圆C．赤道线是共面同心圆，且卫星相对地面是运动的D．赤道线是共面同心圆，且卫星相对地面是静止的解析：选D.同步卫星相对地球静止，自西向东转，全部的卫星都必需以地心为圆心，因此同步卫星在赤道上空，与赤道线是共面同心圆，故D正确．4．(2022·泰州高一检测)如图是“嫦娥一号”奔月示意图，卫星放射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开放对月球的探测，下列说法正确的是()A．放射“嫦娥一号”的速度必需达到第三宇宙速度B．在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关C．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D．在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力解析：选C.“嫦娥一号”卫星没有摆脱太阳引力束缚，不需达到第三宇宙速度，A错；在绕月轨道上有：eq\f(Gm月m卫,r2)＝m卫req\f(4π2,T2)，可得T＝2πeq\r(\f(r3,Gm月))，T与m卫无关，B错；由万有引力定律知F＝Geq\f(m月m卫,r2)，F与r2成反比，C对；卫星绕月球旋转，被月球捕获，受月球引力大些，D错．5．(2022·成都高一检测)如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点．已知A、B、C绕地心运动的周期相同，相对于地心，下列说法中正确的是()A．物体A和卫星C具有相同大小的线速度B．物体A和卫星C具有相同大小的加速度C．卫星B在P点的加速度与卫星C在该点的加速度确定相同D．卫星B在P点的线速度与卫星C在该点的线速度确定相同解析：选C.物体A和卫星B、C周期相同，故物体A和卫星C角速度相同，但半径不同，依据v＝ωR可知二者线速度不同，A项错；依据a＝Rω2可知，物体A和卫星C向心加速度不同，B项错；依据牛顿其次定律，卫星B和卫星C在P点的加速度a＝eq\f(GM,r2)，故两卫星在P点的加速度相同，C项正确；卫星C做匀速圆周运动，万有引力完全供应向心力，卫星B轨道为椭圆，故万有引力与卫星C所需向心力不相等，二者线速度确定不相等，D项错．6.“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图所示．之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动．用T1、T2、T3分别表示卫星在椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ的周期，用a1、a2、a3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的加速度，则下面说法正确的是()A．T1>T2>T3 B．T1<T2<T3C．a1>a2>a3 D．a1<a2<a3解析：选A.卫星沿椭圆轨道运动时，周期的平方与半长轴的立方成正比，故T1>T2>T3，A项正确，B项错误．不管沿哪一轨道运动到P点，卫星所受月球的引力都相等，由牛顿其次定律得a1＝a2＝a3，故C、D项均错误．7．(2022·哈尔滨高一检测)一物体从一行星表面某高度处自由下落．从物体开头下落计时，得到物体离行星表面高度h随时间t变化的图象如图所示，不计阻力．则依据h­t图象可以计算出()A．行星的质量B．行星的半径C．行星表面重力加速度的大小D．物体受到行星引力的大小解析：选C.依据图象可得物体下落25m，用的总时间为2.5s，依据自由落体公式可求得行星表面的重力加速度，C项正确；依据行星表面的万有引力约等于重力，只能求出行星质量与行星半径平方的比值，不能求出行星的质量和半径，A项和B项错误；由于物体质量未知，不能确定物体受到行星的引力大小，D项错误．二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项正确．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不答的得0分)8．行星绕恒星的运动轨道假如是圆形，那么它轨道半径r的三次方与运行周期T的平方的比为常量，设eq\f(r3,T2)＝k，则关于常量k的大小，下列说法错误的是()A．只与恒星的质量有关B．与恒星的质量及行星的质量有关C．只与行星的质量有关D．与恒星的质量及行星的速度有关解析：选BCD.eq\f(r3,T2)＝k，比值k是一个与行星无关的常量，只与恒星质量有关．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()A．速度大B．向心加速度大C．运行周期长D．角速度小解析：选CD.由万有引力供应向心力有：eq\f(GMm,R2)＝eq\f(mv2,R)＝ma＝mω2R＝meq\f(4π2,T2)R，得环绕速度v＝eq\r(\f(GM,R))，可知v2<v1，A错误；由a＝eq\f(GM,R2)，可知a2<a1，B错误；由T＝2πeq\r(\f(R3,GM))，可知T2>T1，C正确；由ω＝eq\r(\f(GM,R3))，可知ω2<ω1，D正确．10．(2022·长沙高一检测)最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星系中的一行星，并测得它围绕该恒星运动一周所用的时间为1200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍．假定该行星绕恒星运动的轨道和地球绕太阳运动的轨道都是圆周，仅利用以上两个数据可以求出的量有()A．恒星的质量与太阳的质量之比B．恒星的密度与太阳的密度之比C．行星的质量与地球的质量之比D．行星运行的速度与地球公转的速度之比解析：选AD.由Geq\f(Mm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r，得M＝eq\f(4π2r3,GT2)，则依据运动时间之比和距离之比可求出恒星的质量与太阳的质量之比，再由v＝eq\f(2πr,T)可求出各自的运行速度之比，所以A、D正确，B、C错误．11．(2022·大连高一检测)设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看做是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动．则与开采前相比()A．地球与月球的引力将变大B．地球与月球的引力将变小C．月球绕地球运动的周期将变长D．月球绕地球运动的周期将变短解析：选BD.由于地球的质量变大，月球的质量变小，由F＝Geq\f(Mm,r2)知道，当M、m的和为定值时，M、m之间的数值差别越大，则M、m的乘积将越小，所以，当将矿藏从月球搬到地球上后，地球与月球的万有引力将变小，由Geq\f(Mm,r2)＝mω2r得ω＝eq\r(\f(GM,r3))，M变大，r不变，故ω变大，所以月球绕地球运动的周期将变短，则B、D正确，A、C错误．12．(2022·高考广东卷)如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ，下列说法正确的是()A．轨道半径越大，周期越长B．轨道半径越大，速度越大C．若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D．若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度解析：选AC.设星球质量为M，半径为R，飞行器绕星球转动半径为r，周期为T.由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r知T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，r越大，T越大，选项A正确；由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)知v＝eq\r(\f(GM,r))，r越大，v越小，选项B错误；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))，所以选项C正确，D错误．三、计算题(本题共4小题，共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题目，答案中必需明确写出数值和单位，只写出最终答案的不得分)13．(8分)(2022·青岛二中高一测试)把地球绕太阳公转看做匀速圆周运动，轨道平均半径约为1.5×108km，已知引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，则可估算出太阳的质量大约是多大？(结果保留1位有效数字)解析：题干给出地球轨道半径r＝1.5×108km，虽没直接给出地球运转周期的数值，但日常学问告知我们，地球绕太阳公转一周为365天，故周期T＝365×24×3600s＝3.2×107s．(2分)万有引力供应向心力，即Geq\f(Mm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r(2分)故太阳质量M＝eq\f(4π2r3,GT2)(2分)代入数据得：M≈2×1030kg.(2分)答案：2×1030kg14．(10分)(2022·广州高一检测)月球探测卫星“嫦娥二号”的绕月轨道是圆形的，且距离月球表面高度为h，并已知该卫星的运行周期为T，月球的直径为d，万有引力常量为G.求：(1)“嫦娥二号”在绕月轨道上运行的速度；(2)月球的质量．解析：(1)卫星的轨道半径r＝eq\f(d,2)＋h，由T＝eq\f(2πr,v)(3分)得v＝eq\f(2πr,T)＝eq\f(2π\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(d,2)＋h)),T)＝eq\f(πd＋2h,T).(2分)(2)“嫦娥二号”在绕月飞行时，由牛顿其次定律得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·衡水高一检测)科学家在地球轨道外侧发觉了一颗绕太阳运行的小行星，经过观测该小行星每隔t时间与地球相遇一次，已知地球绕太阳公转的半径是R，周期是T，设地球和小行星都是圆轨道，求小行星距太阳的距离．解析：设小行星绕太阳周期为T′，T′>T，地球和小行星每隔时间t相遇一次，则有eq\f(t,T)－eq\f(t,T′)＝1(2分)设小行星绕太阳轨道半径为R′，万有引力供应向心力，则Geq\f(Mm′,R′2)＝m′eq\f(4π2,T′2)R′(2分)同理对于地球绕太阳运动也有Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(4π2,T2)R(2分)由上面两式有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·济南高一检测)宇宙中两个相距较近的天体称为“双星”，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，但两者不会因万有引力的作用而吸引到一起．设两者的质量分别为m1和m2，两者相距为L.求：(1)双星的轨道半径之比；(2)双星的线速度之比；(3)双星的角速度．解析：这两颗星必需各自以确定的速度绕某一中心转动才不至于因万有引力作用而吸引在一起，从而保持两星间距离L不变，且两者做匀速圆周运动的角速度ω必需相同．如图所示，两者轨迹圆的圆心为O，圆半径分