【優(yōu)化方案】2020高中物理 第6章第五節(jié)第六節(jié)知能優(yōu)化訓(xùn)練 新人教版必修2

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1、 1．牛頓運(yùn)動(dòng)定律不適用于下列哪些情況(　　) A．研究原子中電子的運(yùn)動(dòng) B．研究“神舟五號(hào)”飛船的高速發(fā)射 C．研究地球繞太陽的運(yùn)動(dòng) D．研究飛機(jī)從北京飛往紐約的航線 解析：選A.牛頓力學(xué)屬于經(jīng)典力學(xué)的研究范疇，適用于宏觀、低速運(yùn)動(dòng)的物體，并注意到低速和高速的標(biāo)準(zhǔn)是相對(duì)于光速，可判定B、C、D適用而A不適用，所以選A. 2．2020年9月25日，我國(guó)成功發(fā)射了搭載3名宇航員的“神舟”七號(hào)飛船，在飛船進(jìn)入圓形軌道環(huán)繞地球飛行時(shí)，它的線速度大小(　　) A．等于7.9 km/s B．介于7.9 km/s和11.2 km/s之間 C．小于7.9 km/s D．介于7.9

2、 km/s和16.7 km/s之間 解析：選C.衛(wèi)星在圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的速度v＝ .由于r>R，所以v< ＝7.9 km/s，C正確． 3．關(guān)于人造地球衛(wèi)星及其中物體的超重、失重問題，下列說法中正確的是(　　) A．在發(fā)射過程中向上加速時(shí)產(chǎn)生超重現(xiàn)象 B．在降落過程中向下減速時(shí)產(chǎn)生超重現(xiàn)象 C．進(jìn)入軌道后做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生失重現(xiàn)象 D．失重是由于地球?qū)πl(wèi)星內(nèi)物體的作用力減小而引起的 解析：選ABC.當(dāng)向上加速時(shí)超重，向下減速時(shí)(a方向向上)也超重，故A、B兩項(xiàng)正確；衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬有引力完全提供向心力，衛(wèi)星及衛(wèi)星內(nèi)的物體皆處于完全失重狀態(tài)，故C項(xiàng)正確，D說法錯(cuò)誤，故正確答

3、案為A、B、C. 4. 圖6－5－3 如圖6－5－3所示，是在同一軌道平面上的三顆不同的人造地球衛(wèi)星，關(guān)于各物理量的關(guān)系，下列說法正確的是(　　) A．根據(jù)v＝，可知vAFB>FC C．角速度ωA>ωB>ωC D．向心加速度aAvB>vC，A錯(cuò)．ωA>ωB>ωC，C對(duì)．a(chǎn)A>aB>aC，D錯(cuò)．而F∝，由于三個(gè)衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系不知，故無法確定衛(wèi)星所受地球引力的大

4、小關(guān)系，B錯(cuò)． 5．已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響． (1)推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式； (2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運(yùn)行周期T. 解析：(1)設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球的質(zhì)量為M 在地球表面附近滿足G＝mg 得GM＝R2g① 衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于它受到的萬有引力 m＝G② ①式代入②式， 得v1＝. (2)考慮①式，衛(wèi)星受到的萬有引力為： F＝G＝③ 由牛頓第二定律F＝m(R＋h)④ ③④式聯(lián)立解得T＝ . 答案：見解析 一、選擇題 1．對(duì)于時(shí)空觀的認(rèn)識(shí)，下列說法正確的是(　　)

5、 A．相對(duì)論給出了物體在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵循的規(guī)律 B．相對(duì)論具有普遍性，經(jīng)典物理學(xué)為它在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)的特例 C．相對(duì)論的出現(xiàn)使經(jīng)典物理學(xué)在自己的適用范圍內(nèi)不再繼續(xù)發(fā)揮作用 D．經(jīng)典物理學(xué)建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，它的結(jié)論又受到無數(shù)次實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)，因此在任何情況下都適用 答案：B 2．關(guān)于地球的第一宇宙速度，下列表述正確的是(　　) A．第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度 B．第一宇宙速度又叫脫離速度 C．第一宇宙速度跟地球的質(zhì)量無關(guān) D．第一宇宙速度跟地球的半徑無關(guān) 解析：選A.第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度，A對(duì)，B錯(cuò)．根據(jù)G＝m得v＝，故環(huán)繞速度與地球的質(zhì)量和半徑有關(guān)，C、D錯(cuò)． 3．關(guān)于繞地

6、球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星，以下判斷正確的是(　　) A．同一軌道上，質(zhì)量大的衛(wèi)星線速度大 B．同一軌道上，質(zhì)量大的衛(wèi)星向心加速度大 C．離地面越近的衛(wèi)星線速度越大 D．離地面越遠(yuǎn)的衛(wèi)星線速度越大 解析：選C.由＝m＝ma可得v＝，A錯(cuò)，C正確，D錯(cuò)；由a＝，得衛(wèi)星質(zhì)量m的大小對(duì)向心加速度沒有影響，B錯(cuò)． 4．我國(guó)自行研制發(fā)射的“風(fēng)云一號(hào)”、“風(fēng)云二號(hào)”氣象衛(wèi)星的飛行軌道是不同的，“風(fēng)云一號(hào)”是極地圓形軌道衛(wèi)星，其軌道平面與赤道平面垂直，周期為T1＝12 h；“風(fēng)云二號(hào)”是同步衛(wèi)星，其軌道平面就是赤道平面，周期為T2＝24 h；兩顆衛(wèi)星相比(　　) A．“風(fēng)云一號(hào)”離地面較高

7、 B．“風(fēng)云一號(hào)”每個(gè)時(shí)刻可觀察到的地球表面范圍較大 C．“風(fēng)云一號(hào)”線速度較大 D．若某時(shí)刻“風(fēng)云一號(hào)”和“風(fēng)云二號(hào)”正好同時(shí)在赤道上某個(gè)小島的上空，那么再過12小時(shí)，它們又將同時(shí)到達(dá)該小島的上空 解析：選C.因T1v2，C正確；由于T1＝12 h，T2＝24 h，則需再經(jīng)過24 h才能再次同時(shí)到達(dá)該小島的上空，D錯(cuò)． 5．(2020年合肥一中高考教學(xué)質(zhì)量檢測(cè))同步衛(wèi)星的加速度為a1，運(yùn)行速度為v1，地面附近衛(wèi)星的加速度為a2，運(yùn)行速度為v2

8、，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a3，速度為v3，則(　　) A．v2＞v1＞v3 B．v3＞v1＞v2 C．a(chǎn)2＞a3＞a1 D．a(chǎn)2＞a1＞a3 解析：選AD.同步衛(wèi)星與近地衛(wèi)星在運(yùn)行時(shí)向心力都完全由萬有引力來提供，＝ma＝m，則由v＝ 知v2＞v1，由a＝知a2＞a1；地面上的物體隨地球轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)－FN＝ma＝m，不能從這個(gè)角度與其他兩個(gè)比較，但同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，由v＝ω·r及a＝ω2·r可知v1＞v3、a1＞a3，故本題答案為A、D. 6．(2020年高考大綱全國(guó)卷)我國(guó)“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時(shí)軌道”上繞地球運(yùn)行(即繞地球一圈需要2

9、4小時(shí))；然后，經(jīng)過兩次變軌依次到達(dá)“48小時(shí)軌道”和“72小時(shí)軌道”；最后奔向月球．如果按圓形軌道計(jì)算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前相比(　　) A．衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能減小 B．衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能增大 C．衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能減小 D．衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能增大 解析：選D.由F＝＝m知，Ek＝mv2＝，r越大，Ek越?。畆增大，衛(wèi)星在升高過程中要克服萬有引力做功，引力勢(shì)能增大．綜上所述D對(duì)，A、B、C錯(cuò)． 7．(2020年天水高一檢測(cè))地球同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m，離地面高度為h.若地球的半徑為R，地球表面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)的角速度為ω，則同步

10、衛(wèi)星所受地球?qū)λ娜f有引力的大小為(　　) A．0 B. C．m D．以上結(jié)果都不正確 解析：選BC.同步衛(wèi)星受到的萬有引力等于其向心力，即F＝mω2(R＋h)①，F(xiàn)＝G＝②，B正確．由①、②得R＋h＝代入①得F＝m，C正確． 8．(2020年高考海南卷)火星直徑約為地球的一半，質(zhì)量約為地球的十分之一，它繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑約為地球公轉(zhuǎn)半徑的1.5倍．根據(jù)以上數(shù)據(jù)，以下說法正確的是(　　) A．火星表面重力加速度的數(shù)值比地球表面小 B．火星公轉(zhuǎn)的周期比地球的長(zhǎng) C．火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大 D．火星公轉(zhuǎn)的向心加速度比地球的大 解析：選AB.由G＝mg得g＝G，計(jì)算得

11、火星表面的重力加速度約為地球表面的，A對(duì)；由G＝m()2R得T＝2π，公轉(zhuǎn)軌道半徑大的周期長(zhǎng)，B對(duì)；周期長(zhǎng)的線速度小，(或由v＝判斷軌道半徑大的線速度小)，C錯(cuò)；公轉(zhuǎn)向心加速度a＝G，D錯(cuò)． 9．(2020年鄭州模擬)宇宙飛船在軌道上運(yùn)行，由于地面指揮人員發(fā)現(xiàn)某一火箭殘?bào)w的軌道與飛船軌道有一交點(diǎn)，通知宇航員某一時(shí)間飛船有可能與火箭殘?bào)w相遇，宇航員隨即開動(dòng)飛船上的發(fā)動(dòng)機(jī)使飛船加速，脫離原軌道，關(guān)于飛船的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是(　　) A．飛船高度降低 B．飛船高度升高 C．飛船周期變小 D．飛船的向心加速度變大 解析：選B.當(dāng)宇宙飛船加速時(shí)，它所需向心力增大，而萬有引力不能相應(yīng)增

12、大，萬有引力不能將飛船拉回原軌道，因此飛船做離心運(yùn)動(dòng)，軌道半徑增大，由此知A錯(cuò)誤，B正確；由式子T＝2π 可知，r增大，T增大，故C錯(cuò)誤；由于r增大，則a＝，變小，D錯(cuò)誤． 二、非選擇題 10．恒星演化發(fā)展到一定階段，可能成為恒星世界的“侏儒”——中子星．中子星的半徑較小，一般在7～20 km，但它的密度大得驚人．若某中子星的半徑為10 km，密度為1.2×1017 kg/m3，那么該中子星上的第一宇宙速度約為多少？ 解析：中子星上的第一宇宙速度即為它表面的環(huán)繞速度，由G＝m得v＝， 又由M＝ρV＝ρπr3代入上式得 v＝2r＝5.8×104 km/s. 答案：5.8×104 km

13、/s 11．(2020年黃岡模擬)據(jù)報(bào)道，美國(guó)航空航天管理局計(jì)劃在2020年10月發(fā)射“月球勘測(cè)軌道器”(LRO)，LRO每天在50 km的高度穿越月球兩極上空10次．若以T表示LRO在離月球表面高h(yuǎn)處的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期，以R表示月球的半徑．求： (1)LRO運(yùn)行時(shí)的向心加速度a； (2)月球表面的重力加速度g. 解析：(1)由a＝ω2r得 a＝(R＋h).① (2)設(shè)月球質(zhì)量為M，萬有引力常量為G，LRO的質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律，有G＝ma② 由萬有引力定律得G＝m′g③ 由①②③式解得g＝. 答案：(1)(R＋h)　(2) 12．繼神秘的火星之后，土星也成

14、了全世界關(guān)注的焦點(diǎn)！經(jīng)過近7年35.2億公里在太空中風(fēng)塵仆仆的穿行后，美國(guó)航天局和歐洲航天局合作研究的“卡西尼”號(hào)土星探測(cè)器于美國(guó)東部時(shí)間2020年6月30日(北京時(shí)間7月1日)抵達(dá)預(yù)定軌道，開始“拜訪”土星及其衛(wèi)星家族．這是人類首次針對(duì)土星及其31顆已知衛(wèi)星最詳盡的探測(cè)．若“卡西尼”號(hào)探測(cè)器進(jìn)入繞土星飛行的軌道，在半徑為R的土星上空離土星表面高h(yuǎn)的圓形軌道上繞土星飛行，環(huán)繞n周飛行時(shí)間為t.求：土星的質(zhì)量和平均密度． 解析：設(shè)“卡西尼”號(hào)的質(zhì)量為m，土星的質(zhì)量為M.“卡西尼”號(hào)環(huán)繞土星的中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由萬有引力提供，根據(jù)牛頓第二定律可得 G＝m(R＋h)()2，其中T＝ 解得土星的質(zhì)量為M＝ 又土星的體積V＝πR3 所以土星的平均密度ρ＝＝. 答案：