【優(yōu)化方案】2020高中物理 第6章章末綜合檢測 新人教版必修2

(時(shí)間：90分鐘，滿分：100分)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(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1甲、乙兩個(gè)質(zhì)點(diǎn)間的萬有引力大小為F，若甲物體的質(zhì)量不變，乙物體的質(zhì)量增加到原來的2倍，同時(shí)，它們之間的距離減為原來的1/2，則甲、乙兩物體間的萬有引力大小將變?yōu)?)AFBF/2C8F D4F解析：選C.由萬有引力定律可知，甲、乙兩質(zhì)點(diǎn)之間的力，與質(zhì)量成正比，與距離的平方成反比，故C對(duì)2關(guān)于第一宇宙速度，下列說法正確的是()A它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度B它是人造地球衛(wèi)星在近地圓形軌道上的運(yùn)行速度C它是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度D它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)近地點(diǎn)的速度答案：BC3據(jù)報(bào)道，“嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”繞月飛行器的圓形工作軌道距月球表面分別約為200 km和100 km，運(yùn)行速率分別為v1和v2.那么，v1和v2的比值為(月球半徑取1700 km)()A. B.C. D.解析：選C.根據(jù)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心力由萬有引力提供，有Gm，那么衛(wèi)星的線速度跟其軌道半徑的平方根成反比，則有，C正確4(2020年高考北京卷)由于通信和廣播等方面的需要，許多國家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的()A質(zhì)量可以不同 B軌道半徑可以不同C軌道平面可以不同 D速率可以不同解析：選A.同步衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)，萬有引力提供向心力，mrm，故有，v，由于同步衛(wèi)星運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，故同步衛(wèi)星的軌道半徑大小是確定的，速度v也是確定的，同步衛(wèi)星的質(zhì)量可以不同要想使衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步，軌道平面一定是赤道平面故只有選項(xiàng)A正確5(2020年高考天津卷)質(zhì)量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行，其運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)已知月球質(zhì)量為M，月球半徑為R，月球表面重力加速度為g，引力常量為G，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，則航天器的()A線速度v B角速度C運(yùn)行周期T2 D向心加速度a解析：選AC.由mm2RmRmgma得v，A對(duì)；，B錯(cuò)；T2，C對(duì)；a，D錯(cuò)6兩顆靠得較近的天體組成雙星，它們以兩者連線上某點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因而不會(huì)由于相互的引力作用被吸到一起，下面說法中正確的是()A它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比，與它們的質(zhì)量之比成反比B它們做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比，與它們的質(zhì)量之比成反比C它們做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力之比，與它們的質(zhì)量之比成正比D它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比，與它們的質(zhì)量之比成反比解析：選BD.本題考查了雙星問題的分析對(duì)雙星問題的分析關(guān)鍵是弄清楚兩星角速度相同，向心力相同，且有確定的相同的圓心，兩者半徑之和等于它們的間距，再由F萬F向求解，選項(xiàng)B、D正確7.圖62(2020年河南省實(shí)驗(yàn)中學(xué)高三第一次質(zhì)量檢測)如圖62所示，“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星在橢圓軌道的近地點(diǎn)P處(距地面600 km)，將發(fā)動(dòng)機(jī)短時(shí)點(diǎn)火，實(shí)施變軌，變軌后衛(wèi)星進(jìn)入遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約為37萬km的橢圓軌道，直接奔向月球，則衛(wèi)星在近地點(diǎn)變軌后的運(yùn)行速度()A小于7.9 km/sB大于7.9 km/s，小于11.2 km/sC大于11.2 km/sD大于11.2 km/s，小于16.7 km/s解析：選B.“嫦娥一號(hào)”變軌后仍沿以地心為一個(gè)焦點(diǎn)的橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，則其在近地點(diǎn)的速度必小于第二宇宙速度，而如果等于第一宇宙速度時(shí)將沿地球表面的圓形軌道運(yùn)動(dòng)，B正確8(2020年高考浙江卷)為了探測X星球，載著登陸艙的探測飛船在以該星球中心為圓心，半徑為r1的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，周期為T1，總質(zhì)量為m1.隨后登陸艙脫離飛船，變軌到離星球更近的半徑為r2的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)登陸艙的質(zhì)量為m2，則()AX星球的質(zhì)量為MBX星球表面的重力加速度為gXC登陸艙在r1與r2軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小之比為D登陸艙在半徑為r2軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T2T1解析：選AD.飛船繞X星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律知Gm，則X星球質(zhì)量M，選項(xiàng)A正確由Gmma1，知r1軌道處的向心加速度a1，而對(duì)繞X星球表面飛行的飛船有GmgX(R為X星球的半徑)，則gXG>a1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤由Gm知v，故，選項(xiàng)C錯(cuò)誤根據(jù)Gm得T，故，即T2T1，選項(xiàng)D正確9設(shè)想人類開發(fā)月球，不斷把月球的礦藏搬運(yùn)到地球上，假設(shè)經(jīng)過長時(shí)間的開采后，地球仍可看做是均勻的球體，月球仍沿開采前的圓周運(yùn)動(dòng)，則與開采前相比()A地球與月球間的萬有引力將變大B地球與月球間的萬有引力將變小C月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變長D月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變短解析：選BD.開采前月地間萬有引力為，開采m的礦藏從月球到地球，則開采后的萬有引力為由此：m2m(Mm)>0，即萬有引力減小萬有引力提供月球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則Gm()2RT ，地球質(zhì)量M增大，故周期T將變短10.圖63如圖63我國發(fā)射“神舟”號(hào)飛船時(shí)，先將飛船發(fā)送到一個(gè)橢圓軌道上，其近地點(diǎn)M距地面200 km，遠(yuǎn)地點(diǎn)N距地面340 km.進(jìn)入該軌道正常運(yùn)行時(shí)，通過M、N點(diǎn)時(shí)的速率分別是v1、v2.當(dāng)某次飛船通過N點(diǎn)時(shí)，地面指揮部發(fā)出指令，點(diǎn)燃飛船上的發(fā)動(dòng)機(jī)，使飛船在短時(shí)間內(nèi)加速后進(jìn)入離地面340 km的圓形軌道，開始繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)這時(shí)飛船的速率約為v3.比較飛船在M、N、P三點(diǎn)正常運(yùn)行時(shí)(不包括點(diǎn)火加速階段)的速率大小和加速度大小，下列結(jié)論正確的是()Av1>v3>v2，a1>a3>a2Bv1>v2>v3，a1>a2a3Cv1>v2v3，a1>a2>a3Dv1>v3>v2，a1>a2a3解析：選D.飛船在太空中的加速度為a，由此知a1>a2a3，由M點(diǎn)至N點(diǎn)，飛船做離心運(yùn)動(dòng)，該過程重力做負(fù)功，則v1>v2，由N點(diǎn)進(jìn)入圓軌道時(shí)飛船需加速，否則會(huì)沿橢圓軌道做向心運(yùn)動(dòng)，故v3>v2，比較兩個(gè)圓軌道上的線速度由v 知v3<v1，則v1>v3>v2.11宇宙飛船要與環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道空間站對(duì)接，飛船為了追上軌道空間站，可采取的措施是()A只能從較低軌道上加速B只能從較高軌道上加速C只能從與空間站同一高度軌道上加速D無論在什么軌道上，只要加速就行解析：選A.飛船的速度由軌道半徑?jīng)Q定，所以要求空間站對(duì)接只能從低軌道加速，使飛船離心做橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，從而與較高軌道上的空間站對(duì)接12(2020年高考大綱全國卷)已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍若某行星的平均密度為地球平均密度的一半，它的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的2.5倍，則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為()A6小時(shí) B12小時(shí)C24小時(shí) D36小時(shí)解析：選B.根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律有：Gmr()2而M·R3，解得T.地球的同步衛(wèi)星的周期為T124小時(shí)，軌道半徑為r17R1，密度1.某行星的同步衛(wèi)星周期為T2，軌道半徑為r23.5 R2，密度21.解得T212小時(shí)，故正確答案為B.二、計(jì)算題(本題共4小題，共52分解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13(12分)(2020年河南鄭州高一檢測)一宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面上沿豎直方向以初速度v0拋出一個(gè)小球，測得小球經(jīng)時(shí)間t落回拋出點(diǎn)，已知該星球半徑為R，引力常量為G，求：(1)該星球表面的重力加速度；(2)該星球的密度解析：(1)小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2×，所以g.(4分)(2)由Gmg可得星球的質(zhì)量M，(4分)所以星球的密度.(4分)答案：(1)(2)14(12分)宇航員站在一星球表面上某高處，沿水平方向拋出一個(gè)小球經(jīng)過時(shí)間t，小球落到星球表面，測得拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為L.若拋出時(shí)初速度增大為原來的2倍則拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為L.已知兩落地點(diǎn)在同一水平面上，該星球的半徑為R，萬有引力常量為G，求該星球的質(zhì)量M.解析：設(shè)拋出點(diǎn)的高度為h，由平拋運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)可得：2，(3分)設(shè)該星球上的重力加速度為g，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：hgt2(3分)由萬有引力定律與牛頓第二定律得mgG(4分)聯(lián)立以上各式得M.(2分)答案：15(14分)圖64如圖64所示，A是地球的同步衛(wèi)星，另一衛(wèi)星B的圓軌道位于赤道平面內(nèi)，離地面高度為h.已知地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)角速度為0，地球表面的重力加速度為g，O為地球中心(1)求衛(wèi)星B的運(yùn)行周期；(2)如衛(wèi)星B繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時(shí)刻A、B兩衛(wèi)星相距最近(O、B、A在同一直線上)，則至少經(jīng)過多長時(shí)間，它們?cè)僖淮蜗嗑嘧罱?？解析?1)由萬有引力定律和向心力公式得Gm(Rh)(3分)在地球表面處有Gmg(2分)聯(lián)立得TB2(2分)(2)B轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大于A，因此當(dāng)A、B再次相距最近時(shí)，B比A多轉(zhuǎn)一周，即多轉(zhuǎn)2弧度，故(BA)t2(2分)又B(3分)把代入得t.(2分)答案：(1)2(2)16(14分)(2020年湖北八校聯(lián)考)人們認(rèn)為某些白矮星(密度較大的恒星)每秒大約自轉(zhuǎn)一周(引力常量G6.67×1011 N·m2/kg2，地球半徑R約為6.4×103 km)(1)為使其表面上的物體能夠被吸引住而不致由于快速轉(zhuǎn)動(dòng)被“甩”掉，它的密度至少為多少？(2)假設(shè)某白矮星密度約為此值，且其半徑等于地球半徑，則它的第一宇宙速度為多少？解析：(1)假設(shè)赤道上的物體剛好不被“甩”掉，則白矮星對(duì)物體的萬有引力恰好提供物體隨白矮星轉(zhuǎn)動(dòng)的向心力，設(shè)白矮星質(zhì)量為M，半徑為r，赤道上物體的質(zhì)量為 m，則有Gmr，(3分)白矮星的質(zhì)量為M，(2分)白矮星的密度為 kg/m31.41×1011 kg/m3.(5分)(2)由Gm得白矮星的第一宇宙速度為：v m/s4.02×107 m/s.(4分)答案：(1)1.41×1011 kg/m3(2)4.02×107 m/s