高中物理人教版 (2019)必修第二冊第七章萬有引力與宇宙航行4 宇宙航行優(yōu)秀單元測試課堂檢測-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

注意事項：
1．測試范圍：人教版（2019）：必修第二冊第7章。
第Ⅰ卷選擇題
一、選擇題（本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～12題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分）
1．在萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)歷程中，下列敘述符合史實的是（）
A．開普勒通過分析第谷的天文觀測數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律
B．丹麥天文學(xué)家第谷經(jīng)過多年的天文觀測和記錄，提出了“日心說”的觀點
C．卡文迪什通過實驗推算出來引力常量G的值，被譽為第一個能“稱量地球質(zhì)量”的人
D．伽利略利用“地—月系統(tǒng)”驗證了萬有引力定律的正確性，使得萬有引力定律得到了推廣和更廣泛的應(yīng)用
【答案】C
【詳解】A．萬有引力定律是由牛頓發(fā)現(xiàn)的，故A錯誤；
B．日心說是哥白尼提出的，故B錯誤；
C．卡文迪什通過扭稱裝置測出了引力常量，由黃金代換式可得地球質(zhì)量，故C正確；
D．牛頓利用“地—月系統(tǒng)”驗證了萬有引力定律的正確性，故D錯誤。
故選C。
2．僅考慮狹義相對論效應(yīng)，在高速飛行的火箭里的時鐘走過10s，理論上在地面的觀測者測得的時間（）
A．大于10sB．小于10sC．等于10sD．都有可能
【答案】A
【詳解】由愛因斯坦相對論時空觀有
由上述公式推理可知，所以在地面上觀察者測得的時間大于10s。
故選A。
3．在2023年9月21日的“天宮課堂”上，同學(xué)們與航天員進行互動交流，航天員給同學(xué)們解答了與太空垃圾相關(guān)的問題。所謂太空垃圾是指在宇宙空間中的各種人造廢棄物及其衍生物。假設(shè)在空間站觀察到如圖所示的太空垃圾P、Q、M、N（P、Q、M、N均無動力運行，軌道空間存在稀薄氣體），假設(shè)空間站和這些太空垃圾均繞地球近似做順時針方向的圓周運動，則最可能對空間站造成損害的是（）
A．PB．QC．MD．N
【答案】A
【詳解】太空垃圾無動力運行，由于軌道空間存在稀薄氣體，所以太空垃圾的軌道會逐漸減低，根據(jù)
可得
所以太空垃圾P、N的周期大于空間站，在軌道降低過程中，P最有可能對空間站造成損害，N會在空間站的后方。
故選A。
4．物理思想和方法是研究物理問題的重要手段，如圖所示，為了觀察桌面的微小形變，在一張大桌子上放兩個平面鏡M和N，讓一束光依次被這兩面鏡子反射，最后射到墻上，形成一個光點。當(dāng)用力F壓桌面時，光點的位置會發(fā)生明顯變化，通過光點位置的變化反映桌面的形變。這個實驗中主要用到的思想方法與下列哪個實驗用到的思想方法相同（）
A．卡文迪什通過扭稱實驗測量萬有引力常量
B．伽利略斜面實驗探究物體下落規(guī)律
C．實驗探究圓周運動的向心力大小的表達式
D．實驗探究力的合成規(guī)律
【答案】A
【詳解】A．卡文迪什通過扭稱實驗測量萬有引力常量利用的方法是微小量放大法，題干中運用的方法也是微小量放大法，兩者方法相同，故A項正確；
B．伽利略斜面實驗探究物體下落規(guī)律，采用了提出問題—假設(shè)（猜想）—數(shù)學(xué)推論—實驗驗證—合理外推—得出結(jié)論的探究方法，而題干采用的方法為微小量放大法，兩者方法不相同，故B項錯誤；
C．實驗探究圓周運動的向心力大小的表達式，該實驗主要采用控制變量法，題干采用的為微小量放大法，兩者方法不相同，故C項錯誤；
D．實驗探究力的合成規(guī)律，該實驗主要采用等效替代的方法，題干采用的為微小量放大法，兩者方法不相同，故D項錯誤。
故選A。
5．關(guān)于對開普勒第三定律的理解，下列說法正確的是（）
A．k值與中心天體的質(zhì)量有關(guān)
B．圍繞同一中心天體運行的行星或衛(wèi)星，k值不相等
C．該定律只適用于行星繞太陽的運動，不適用于衛(wèi)星繞行星的運動
D．若地球繞太陽運動軌道的半長軸為，周期為，月球繞地球運轉(zhuǎn)軌道的半長軸為，周期為，則
【答案】A
【詳解】A．圍繞同一中心天體運行的行星或衛(wèi)星的運動簡化為圓周運動，則有
解得
可知，k值與中心天體的質(zhì)量有關(guān)，故A正確；
B．根據(jù)上述可知，圍繞同一中心天體運行的行星或衛(wèi)星，k值相等，故B錯誤；
C．開普勒第三定律既適用于行星繞太陽的運動，也適用于衛(wèi)星繞行星的運動，只不過中心天體不同時，k值不同，故C錯誤；
D．地球繞太陽運動的中心天體是太陽，月球繞地球運轉(zhuǎn)的中心天體是地球，中心天體的質(zhì)量不同，則比值k不相同，結(jié)合上述可知此時的比值
故D錯誤。
故選A。
6．北京時間2023年12月15日，我國在文昌航天發(fā)射場使用長征五號遙六運載火箭成功將遙感四十一號衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。某遙感衛(wèi)星沿地球同步軌道運行，關(guān)于該遙感衛(wèi)星，下列說法正確的是（）
A．其運行速度等于7.9km/s
B．其向心加速度大于放在赤道上的物體的向心加速度
C．其向心加速度大于地球表面的重力加速度
D．已知該衛(wèi)星的軌道半徑和地球自轉(zhuǎn)的周期，不能求出該衛(wèi)星的線速度大小
【答案】B
【詳解】A．在環(huán)繞模型中，衛(wèi)星所受的萬有引力提供做圓周運動的向心力，即
解得
因為7.9km/s是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，且因為近地衛(wèi)星的環(huán)繞半徑比地球同步衛(wèi)星小，則該遙感衛(wèi)星的線速度小于近地衛(wèi)星的線速度，即其運行速度小于7.9km/s。故A錯誤；
B．因為該衛(wèi)星與赤道上的物體環(huán)繞周期和角速度相等，則根據(jù)
可知衛(wèi)星的環(huán)繞半徑大于赤道上的物體隨地球做圓周運動的半徑，則其向心加速度大于放在赤道上的物體的向心加速度。故B正確；
C．根據(jù)
解得該衛(wèi)星的向心加速度
設(shè)地球半徑為，地球表面的重力加速度符合
解得
因為
則
故C錯誤；
D．地球的自轉(zhuǎn)周期與該衛(wèi)星做圓周運動的周期大小相等，則根據(jù)
該衛(wèi)星的軌道半徑和環(huán)繞周期都已知，則能求出該衛(wèi)星的線速度大小。故D錯誤。
故選B。
7．木星的衛(wèi)星中，木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三做圓周運動的周期之比為。木衛(wèi)三周期為T，公轉(zhuǎn)軌道半徑是月球繞地球軌道半徑r的n倍。月球繞地球公轉(zhuǎn)周期為，則（）
A．木衛(wèi)一軌道半徑為B．木衛(wèi)二軌道半徑為
C．周期T與T0之比為D．木星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為
【答案】D
【詳解】根據(jù)題意可得，木衛(wèi)3的軌道半徑為
AB．根據(jù)萬有引力提供向心力
可得
木衛(wèi)一、木衛(wèi)二、木衛(wèi)三做圓周運動的周期之比為,可得木衛(wèi)一軌道半徑為
木衛(wèi)二軌道半徑為
故AB錯誤；
C．木衛(wèi)三圍繞的中心天體是木星，月球的圍繞的中心天體是地球，根據(jù)題意無法求出周期T與T0之比，故C錯誤；
D．根據(jù)萬有引力提供向心力，分別有
聯(lián)立可得
故D正確。
故選D。
8．如圖所示，“火星”探測飛行器P繞火星做勻速圓周運動，若“火星”探測飛行器某時刻的軌道半徑為r，探測飛行器P觀測火星的最大張角為β，下列說法正確的是（）
A．探測飛行器P的軌道半徑r越大，其周期越小
B．探測飛行器P的軌道半徑r越大，其速度越大
C．若測得周期和張角，可得到火星的平均密度
D．若測得周期和軌道半徑，可得到探測器P的質(zhì)量
【答案】C
【詳解】A．根據(jù)
可得
因此軌道半徑r越大，周期越大，故A錯誤；
B．根據(jù)
可得
軌道半徑r越大，速度越小，故B錯誤；
C．若測得張角為，如圖
則可求出火星的半徑
若測出飛行器P運行的周期T，根據(jù)
可得火星的的質(zhì)量
因此火星的密度
故C正確；
D．由ABC中公式可知：探測器圍繞火星做圓周運動的表達式中，探測器的質(zhì)量m兩邊約去了，所以無法得到探測器P的質(zhì)量，故D錯誤。
故選C。
9．（多選）美國“機智號”旋翼無人機在火星表面完成了上升、懸停、下降和平穩(wěn)著陸等所有設(shè)定動作，如圖所示。火星質(zhì)量為M，半徑為R，“機智號”無人機質(zhì)量為m，引力常量為G，已知“機智號”無人機上升的高度遠(yuǎn)小于火星半徑，忽略火星自轉(zhuǎn)，則（）
A．“機智號”無人機上升過程處于超重狀態(tài)
B．“機智號”無人機下降過程處于失重狀態(tài)
C．“機智號”無人機在火星表面受到的重力為
D．“機智號”無人機懸停時，稀薄氣體對“機智號”無人機的作用力為
【答案】CD
【詳解】A．“機智號”無人機上升過程，如果是處于減速上升階段，則加速度方向向下，無人機處于失重狀態(tài)，故A錯誤；
B．“機智號”無人機下降過程，如果是處于減速下降階段，則加速度方向向上，無人機處于超重狀態(tài)，故B錯誤；
CD．由于無人機上升的高度遠(yuǎn)小于火星半徑，且忽略火星自轉(zhuǎn)，則無人機在火星表面受到的重力為
無人機懸停時，根據(jù)受力平衡可知稀薄氣體對“機智號”無人機的作用力為
故CD正確。
故選CD。
10．（多選）下列關(guān)于物理學(xué)史，說法正確的是（）
A．萬有引力定律中的引力常量G是牛頓測量出來的
B．萬有引力定律中的引力常量G是卡文迪許測量出來的
C．亞里士多德認(rèn)為力不是維持物體運動的原因
D．伽利略認(rèn)為力不是維持物體運動的原因
【答案】BD
【詳解】AB．萬有引力定律中的引力常量G是卡文迪許測量出來的，選項A錯誤，B正確；
CD．亞里士多德認(rèn)為力是維持物體運動的原因，伽利略認(rèn)為力不是維持物體運動的原因，選項C錯誤，D正確。
故選BD。
11．（多選）如圖所示，海王星繞太陽沿橢圓軌道運動，P為近日點，Q為遠(yuǎn)日點，M、N為軌道短軸的兩個端點，運行的周期為，若只考慮海王星和太陽之間的相互作用，則海王星在從P經(jīng)過M、Q到N的運動過程中（）
A．海王星運行軌道半長軸的三次方與其運行周期的平方之比等于月球運行軌道半長軸的三次方與其運行周期的平方之比
B．衛(wèi)星在Q點的角速度大于P點的角速度
C．從P到M所用時間小于
D．從P到Q階段，速率逐漸變小
【答案】CD
【詳解】A．海王星繞太陽運動，月球繞地球運動，中心天體質(zhì)量不同，海王星和月球運行軌道半長軸的三次方與其運行周期的平方之比不相等，故A錯誤；
B．P為近日點，Q為遠(yuǎn)日點，衛(wèi)星在Q點的線速度小于P點的線速度，根據(jù)，衛(wèi)星在Q點的角速度小于P點的角速度，故B錯誤；
C．P為近日點，近日點線速度大，遠(yuǎn)日點線速度小，所以從P到M所用時間小于，故C正確；
D．從P到Q階段，從近日點運動至遠(yuǎn)日點，速率逐漸變小，故D正確。
故選CD。
12．（多選）假設(shè)宇宙中有一雙星系統(tǒng)由質(zhì)量分別為m和M的A、B兩顆星體組成。這兩顆星繞它們連線上的某一點在二者萬有引力作用下做勻速圓周運動，如圖所示，A、B兩顆星的距離為L，引力常量為G，則（）
A．因為OA>OB，所以m>M
B．兩顆星做圓周運動的周期為2π
C．若星體A由于不斷吸附宇宙中的塵埃而使得質(zhì)量緩慢增大，其他量不變，則星體A的周期將緩慢增大
D．若星體A由于不斷吸附宇宙中的塵埃而使得質(zhì)量緩慢增大，其他量不變，則星體A的軌道半徑將緩慢減小
【答案】BD
【詳解】A．設(shè)A、B兩顆星體的軌道半徑分別為r1、r2，雙星之間的萬有引力提供向心力，則有
①
②
兩式聯(lián)立得
mr1＝Mr2
OA>OB，即r1>r2，所以有m

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