(時間：90分鐘 滿分：100分)


一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分。其中1～8題為單項選擇題，9～12題為多項選擇題)


1.關(guān)于萬有引力定律和引力常量的發(fā)現(xiàn)，下列說法中正確的是( )


A.萬有引力定律是由開普勒發(fā)現(xiàn)的，而引力常量是由伽利略測定的


B.萬有引力定律是由開普勒發(fā)現(xiàn)的，而引力常量是由卡文迪許測定的


C.萬有引力定律是由伽利略發(fā)現(xiàn)的，而引力常量是由牛頓測定的


D.萬有引力定律是由牛頓發(fā)現(xiàn)的，而引力常量是由卡文迪許測定的


解析 萬有引力定律是牛頓在開普勒等前人的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，不是開普勒，也不是伽利略；引力常量是由卡文迪許通過扭秤實驗測定的，綜合知D正確，A、B、C錯誤。


答案 D


2.已知金星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期小于地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期，它們繞太陽的公轉(zhuǎn)均可看成勻速圓周運(yùn)動，則可判定( )


A.金星的質(zhì)量大于地球的質(zhì)量


B.金星到太陽的距離大于地球到太陽的距離


C.金星到太陽的距離小于地球到太陽的距離


D.金星的半徑大于地球的半徑


解析 根據(jù)開普勒第三定律eq \f(a3,T2)＝k，因為金星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期小于地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期，所以金星到太陽的距離小于地球到太陽的距離，C正確。


答案 C


3.如圖所示，某衛(wèi)星繞行星沿橢圓軌道運(yùn)行，其軌道的半長軸為r，周期為T，圖中S1、S2兩部分陰影面積大小相等。則( )





A.行星可以不在橢圓的焦點上


B.衛(wèi)星從a到b的速率逐漸增大


C.衛(wèi)星從a到b的運(yùn)行時間大于從c到d的運(yùn)行時間


D.橢圓軌道半長軸的三次方與周期的二次方的比值只與衛(wèi)星的質(zhì)量有關(guān)


解析 根據(jù)開普勒第一定律知，衛(wèi)星繞行星做橢圓運(yùn)動，行星處于橢圓的一個焦點上，故A錯誤；衛(wèi)星從a到b的過程中，萬有引力做正功，根據(jù)動能定理知，速率增大，故B正確；根據(jù)開普勒第二定律知，S1、S2兩部分陰影面積大小相等，則衛(wèi)星從a到b的運(yùn)行時間等于從c到d的運(yùn)行時間，故C錯誤；根據(jù)開普勒第三定律知，橢圓軌道半長軸的三次方與周期的二次方的比值是定值，只與中心天體有關(guān)，與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)，故D錯誤。


答案 B


4.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制開發(fā)的區(qū)域性三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(CNSS)，建成后的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括5顆同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星。關(guān)于這些衛(wèi)星，以下說法正確的是( )


A.5顆同步衛(wèi)星的軌道半徑不都相同


B.5顆同步衛(wèi)星的運(yùn)行軌道不一定在同一平面內(nèi)


C.導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定小于第一宇宙速度


D.導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星中，運(yùn)行軌道半徑越大的，周期越小


解析 同步衛(wèi)星位于赤道平面內(nèi)，軌道半徑都相同，A、B錯誤；第一宇宙速度是最大的環(huán)繞速度，故導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星的運(yùn)行速度都小于第一宇宙速度，C正確；根據(jù)Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(4π2,T2)r，得T＝eq \r(\f(4π2r3,GM))，導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星中，運(yùn)行軌道半徑越大的，周期越大，D錯誤。


答案 C


5.若“嫦娥二號”探月衛(wèi)星在環(huán)月圓軌道繞行n圈所用的時間為t1，已知“嫦娥一號”探月衛(wèi)星在環(huán)月圓軌道繞行n圈所用的時間為t2，且t11，故vK>7.9 km/s，選項A正確；設(shè)Kepler 425b行星的質(zhì)量為M，由萬有引力近似等于重力得，Geq \f(Mm,R2)＝mg，解得M＝eq \f(gR2,G)，則eq \f(MK,M地)＝eq \f(Req \\al(2,K),Req \\al(2,地))＝2.56，選項B錯誤；行星的密度ρ＝eq \f(M,\f(4,3)πR3)＝eq \f(3g,4πRG)，則eq \f(ρK,ρ地)＝eq \f(R地,RK)＝eq \f(5,8)，選項C錯誤；第三宇宙速度是衛(wèi)星脫離太陽引力束縛的發(fā)射速度，由于該行星是太陽系以外的行星，因此發(fā)射航天器到達(dá)該星球，航天器的發(fā)射速度至少要達(dá)到第三宇宙速度，選項D正確。


答案 AD


二、計算題(本題共3小題，共40分)


13.(12分)在物理學(xué)中，常常用等效替代法、類比法、微小量放大法等來研究問題。如在牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律一百多年后，卡文迪許利用微小量放大法由實驗測出了引力常量G的數(shù)值。卡文迪許的實驗常被稱為是“稱量地球質(zhì)量”的實驗，因為由G的數(shù)值及其他已知量，就可計算出地球的質(zhì)量，卡文迪許也因此被譽(yù)為“第一個稱量地球的人”。如圖所示是卡文迪許扭秤實驗示意圖。





(1)若在某次實驗中，卡文迪許測出質(zhì)量分別為m1、m2且球心相距為r的兩個小球之間引力的大小為F，求萬有引力常量G；


(2)若已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，引力常量為G，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，請推導(dǎo)出地球質(zhì)量及地球平均密度的表達(dá)式。


解析 (1)根據(jù)萬有引力定律得F＝Geq \f(m1m2,r2)


得G＝eq \f(Fr2,m1m2)。


(2)設(shè)地球質(zhì)量為M，質(zhì)量為m的任一物體在地球表面附近滿足Geq \f(Mm,R2)＝mg


得GM＝R2g


解得地球的質(zhì)量M＝eq \f(R2g,G)


地球的體積V＝eq \f(4,3)πR3


解得地球的平均密度eq \(ρ,\s\up6(－))＝eq \f(3g,4πRG)。


答案 (1)eq \f(Fr2,m1m2) (2)M＝eq \f(R2g,G) eq \(ρ,\s\up6(－))＝eq \f(3g,4πRG)


14.(12分)在某個半徑為R＝105 m的行星表面，對于一個質(zhì)量m＝1 kg的砝碼，用彈簧測力計稱量，其重力的大小G＝1.6 N。則：


(1)請您計算該星球的第一宇宙速度v1；


(2)請計算該星球的平均密度。(球體體積公式V＝eq \f(4,3)πR3，G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)


解析 (1)g＝eq \f(G,m)＝1.6 m/s2，


m′g＝m′eq \f(veq \\al(2,1),R)，


解得：v1＝eq \r(Rg)，


代入數(shù)值得第一宇宙速度：v1＝400 m/s。


(2)由mg＝Geq \f(Mm,R2)得M＝eq \f(gR2,G)，


又V＝eq \f(4,3)πR3，


所以ρ＝eq \f(M,V)＝eq \f(3g,4πGR)，


代入數(shù)據(jù)解得ρ＝5.7×104 kg/m3。


答案 (1)400 m/s (2)5.7×104 kg/m3


15.(16分)如圖所示，質(zhì)量分別為m和M的兩個星球A和B在引力作用下都繞O點做勻速圓周運(yùn)動，星球A和B兩者中心之間距離為L。已知A、B的中心和O三點始終共線，A和B分別在O的兩側(cè)，引力常量為G。





(1)求兩星球做圓周運(yùn)動的周期；


(2)在地月系統(tǒng)中，若忽略其他星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運(yùn)行的周期記為T1。但在近似處理問題時，常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動的，這樣算得的運(yùn)行周期記為T2。已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.98×1024 kg和7.35×1022 kg。求T2和T1兩者平方之比。(結(jié)果保留3位小數(shù))


解析 (1)A和B繞O做勻速圓周運(yùn)動，它們的環(huán)繞半徑分別為r和R，它們之間的萬有引力提供向心力，則A和B的向心力相等。且A、B和O始終共線，說明A和B有相同的角速度和周期。因此有：mω2r＝Mω2R，


r＋R＝L，


聯(lián)立解得R＝eq \f(m,m＋M) L，r＝eq \f(M,m＋M) L


對A星根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律得：


eq \f(GMm,L2)＝meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,T)))eq \s\up12(2)eq \f(M,M＋m)L


解得：T＝2πeq \r(\f(L3,G（M＋m）))。


(2)將地月看成雙星，由第一問所求有：


T1＝2πeq \r(\f(L3,G（M＋m）))


將月球看做繞地心做圓周運(yùn)動，根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律得


eq \f(GMm,L2)＝meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,T)))eq \s\up12(2)L


解得T2＝2πeq \r(\f(L3,GM))


所以兩種周期的平方比值為


eq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(T2,T1)))eq \s\up12(2)＝eq \f(m＋M,M)＝eq \f(5.98×1024＋7.35×1022,5.98×1024)＝1.012。


答案 (1)2πeq \r(\f(L3,G（M＋m）)) (2)1.012


相關(guān)試卷

高中物理第一章 運(yùn)動的描述綜合與測試綜合訓(xùn)練題：

這是一份高中物理第一章 運(yùn)動的描述綜合與測試綜合訓(xùn)練題，共6頁。試卷主要包含了選擇題，填空與實驗，計算題等內(nèi)容，歡迎下載使用。

高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊第5章 科學(xué)進(jìn)步無止境本章綜合與測試同步達(dá)標(biāo)檢測題：

這是一份高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊第5章 科學(xué)進(jìn)步無止境本章綜合與測試同步達(dá)標(biāo)檢測題，共17頁。試卷主要包含了邁克爾孫—莫雷實驗，狹義相對論的兩個基本假設(shè)，質(zhì)能關(guān)系，時空彎曲，如圖所示等內(nèi)容，歡迎下載使用。

高中魯科版 (2019)第4章 萬有引力定律及航天本章綜合與測試綜合訓(xùn)練題：

這是一份高中魯科版 (2019)第4章 萬有引力定律及航天本章綜合與測試綜合訓(xùn)練題，共5頁。試卷主要包含了天體運(yùn)動問題的處理，天體運(yùn)動中的追及相遇問題等內(nèi)容，歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關(guān)試卷 更多

（新教材）2019-2020學(xué)年魯科版物理必修第二冊同步學(xué)案講義：模塊檢測

（新教材）2019-2020學(xué)年魯科版物理必修第二冊同步學(xué)案講義：模塊檢測
高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊第3章 圓周運(yùn)動本章綜合與測試當(dāng)堂檢測題

高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊第3章 圓周運(yùn)動本章綜合與測試當(dāng)堂檢測題
必修 第二冊第2章 拋體運(yùn)動本章綜合與測試課時練習(xí)

必修 第二冊第2章 拋體運(yùn)動本章綜合與測試課時練習(xí)
魯科版 (2019)必修 第二冊第1章 功和機(jī)械能本章綜合與測試隨堂練習(xí)題

魯科版 (2019)必修 第二冊第1章 功和機(jī)械能本章綜合與測試隨堂練習(xí)題
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認(rèn)為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權(quán)，請掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護(hù)您的合法權(quán)益。
入駐教習(xí)網(wǎng)，可獲得資源免費(fèi)推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理魯科版 (2019)必修 第二冊電子課本

本章綜合與測試

版本： 魯科版 (2019)

年級： 必修 第二冊

切換課文
  • 課件
  • 試卷
  • 學(xué)案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來到教習(xí)網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機(jī)號注冊
手機(jī)號碼

手機(jī)號格式錯誤

手機(jī)驗證碼 獲取驗證碼

手機(jī)驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習(xí)網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機(jī)號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部