1、高考资源网（） 您身边的高考专家温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。单元素养评价(二)(第六章)(90分钟100分)一、选择题(本题共14小题,每小题4分,共56分。其中110题为单选,1114题为多选)1.下列说法正确的是()A.开普勒将第谷的几千个观察数据归纳成简洁的三定律,揭示了行星运动的规律B.伽利略设计实验证实了力是维持物体运动的原因C.牛顿通过实验测出了万有引力常量D.经典力学不适用于宏观低速运动【解析】选A。开普勒将第谷的几千个观察数据归纳成简洁的三定律,揭示了行星运动的规律,选项A正确;伽利
2、略设计实验证实了物体运动不需要力来维持,选项B错误;卡文迪许通过实验测出了万有引力常量,选项C错误;经典力学不适用于微观和高速运动,选项D错误。2.为了探测引力波,“天琴计划”预计发射地球卫星P,其轨道半径约为地球半径的16倍;另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为()A.21B.41C.81D.161【解析】选C。设地球半径为R,根据题述,地球卫星P的轨道半径为RP=16R,地球卫星Q的轨道半径为RQ=4R,根据开普勒定律,=64,所以P与Q的周期之比为TPTQ=81,故选项C正确。3.宇宙中两颗相距较近的天体称为“双星”,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运
3、动,而不至因为万有引力的作用而吸引到一起。如图所示,某双星系统中A、B两颗天体绕O点做匀速圆周运动,它们的轨道半径之比rArB=12,则两颗天体的()A.质量之比mAmB=21B.角速度之比AB=12C.线速度大小之比vAvB=21D.向心力大小之比FAFB=21【解析】选A。双星绕连线上的一点做匀速圆周运动,其角速度相同,周期相同,两者之间的万有引力提供向心力,F=mA2rA=mB2rB,所以mAmB=21,选项A正确,B、D错误;由v=r可知,线速度大小之比vAvB=12,选项C错误。4.冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统,质量比约为71,同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动,由此
4、可知,冥王星绕O点运动的()A.轨道半径约为卡戎的B.角速度大小约为卡戎的C.线速度大小约为卡戎的7倍D.向心力大小约为卡戎的7倍【解析】选A。冥王星与卡戎间的引力提供它们运动的向心力,向心力相等,D项错;双星系统角速度相等,B项错;设冥王星的质量为M,轨道半径为r1,卡戎星的质量为m,轨道半径为r2,两星间距离为r。对于冥王星:=M2r1对于卡戎星:=m2r2由可得:=,所以,A项对。线速度v=r,同样可推知C项错。5.如图所示,在同一轨道平面上的三颗人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动,某一时刻它们恰好在同一直线上,下列说法中正确的是()A.根据v=可知,运行速度满足vAvBvCB.
5、运转角速度满足ABCC.向心加速度满足aAaBaCD.运动一周后,A最先回到图示位置【解析】选C。由=m得v=,r大则v小,故vAvBvC,选项A错误;由=mr得=,r大则T大,由=可知,ABC,选项B、D错误;由=ma得a=,r大则a小,故aAaBaC,选项C正确。6.地球赤道上的物体重力加速度为g,物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a,要使赤道上的物体“飘”起来,则地球转动的角速度应为原来的()A.B.C.D.【解析】选B。设地球原来自转的角速度为1,用F表示地球对赤道上的物体的万有引力,N表示地面对物体的支持力,由牛顿第二定律得F-N=mR=ma。而物体受到的支持力与物体的重力是一对平
6、衡力,所以有N=G=mg。当赤道上的物体“飘”起来时,只有万有引力提供向心力,设此时地球转动的角速度为2,有F=mR。联立以上三式可得=,所以B项正确。7.如图所示,在发射地球同步卫星的过程中,卫星先进入椭圆轨道,然后在Q点通过改变卫星速度,让卫星进入地球同步轨道,则:A.卫星在P点的加速度比在Q点的加速度小B.卫星在同步轨道上的机械能比在椭圆轨道上的机械能大C.在椭圆轨道上,卫星在P点的速度小于在Q点的速度D.卫星在Q点通过减速实现由轨道进入轨道【解析】选B。根据牛顿第二定律得=ma,解得a=,由于卫星在P点的轨道半径比在Q点的轨道半径小,即rPF向2, 则在轨道3上经过Q点的向心加速度大于
7、在轨道2上经过Q点的向心加速度,故C正确;卫星在轨道2上无动力运行时,由近地点P向远地点Q运动过程中,地球对卫星的引力做负功,势能增加,而卫星的机械能保持不变,故其动能减小,故D正确。13.双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力作用下,分别围绕其连线上某一点做周期相同的匀速圆周运动。某双星质量分别为m1、m2,做圆周运动的轨道半径分别为R1、R2,周期为T,则下列正确的是()A.两星质量一定相等B.两星质量之和为m1+m2=C.两星质量之比为=D.两星质量之比为=【解析】选B、D。双星的周期相等,两星质量分别为m1和m2,都绕连线上O点做周期为T的圆周运动,星球1和星球2到O的距离分别为R1
8、和R2,由万有引力提供向心力,对于m1:=m1()2R1,对于m2:=m2()2R2,则有两星质量之比为=,两星质量不一定相等,故选项D正确,A、C错误;由几何关系知:R1+R2=L ,联立解得:m1+m2=,故选项B正确。14.(2020广州高一检测)我国在轨运行的气象类卫星有两类,一类是极地轨道卫星,如“风云一号”,绕地球做匀速圆周运动的周期为12 h,另一类是地球同步轨道卫星,如“风云二号”,运行周期为24 h,下列说法正确的是()A.风云一号的线速度大于风云二号的线速度B.风云一号的向心加速度小于风云二号的向心加速度C.风云一号的发射速度大于风云二号的发射速度D.风云一号、风云二号相对
9、地面均静止【解析】选A、C。根据公式G=m可得v=,所以风云一号卫星的半径小,线速度大,故A正确;根据G=ma可得a=,风云一号的半径小,向心加速度大于风云二号卫星的向心加速度,故B错误;向高轨道上发射卫星需要克服地球引力做更多的功,故向高轨道上发射卫星需要更大的发射速度,故C正确;风云二号是同步卫星,相对地面静止,而风云一号不是同步卫星,相对地面是运动的,故D错误。二、计算题(本题共4小题,共44分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)15.(10分)如图所示,质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动,星球A和B两者中心之间的距离为L。已知A、B的
10、中心和O三点始终共线, A和B分别在O的两侧。引力常数为G。(1)求两星球做圆周运动的周期。(2)在地月系统中,若忽略其他星球的影响,可以将月球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行的周期记为T1。但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动的,这样算得的运行周期记为T2。已知地球和月球的质量分别为5.981024 kg和7.351022 kg。求T2与T1两者平方之比。(结果保留3位小数)【解析】(1)两星球围绕同一点O做匀速圆周运动,其角速度大小相同, 周期也相同,其所需向心力由两者间的万有引力提供,设A、B的轨道半径分别为r2、r1,由牛顿第二定律知:对于B有G=Mr1(1
11、分)对于A有G=Mr2(1分)又有r1+r2=L(1分)联立解得T=2(2分)(2)在地月系统中,由于地月系统旋转所围绕的中心O不在地心,月球做圆周运动的周期可得出:T1=2(1分)式中, M和m分别是地球和月球的质量, L是地心与月心之间的距离。若认为月球在地球的引力作用下绕地心做匀速圆周运动,则=mL(1分) 式中, T2为月球绕地心运动的周期。得T2=2(1分)则=1+,(1分)代入题给数据得=1.012。(1分)答案:(1)2(2)1.01216.(10分)开普勒第三定律指出:所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。该定律对一切具有中心天体的引力系统都成立。如
12、图,“嫦娥三号”探月卫星在半径为r的圆形轨道上绕月球运行,周期为T。月球的半径为R,引力常量为G。某时刻“嫦娥三号”卫星在A点变轨进入椭圆轨道,在月球表面的B点着陆。A、O、B三点在一条直线上。求:(1)月球的密度。(2)在轨道上运行的时间。【解析】(1)设月球的质量为M,卫星的质量为m,对卫星受力分析可得G=mr(1分)月球的密度=(2分)联立解得:=(2分)(2)椭圆轨道的半长轴a=(1分)设椭圆轨道上运行周期为T1,由开普勒第三定律得=(1分)卫星在轨道上运行的时间t=(1分)联立解得:t=。(2分)答案:(1)(2)17.(12分)假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星,若这颗卫
13、星在距该天体表面高度为h的轨道做匀速圆周运动,周期为T,已知万有引力常量为G,求:(1)该天体的质量是多少。(2)该天体的密度是多少。(3)该天体表面的重力加速度是多少。(4)该天体的第一宇宙速度是多少。【解题指南】解答本题可按以下思路进行:(1)卫星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律列式求解。(2)根据密度的定义求解天体密度。(3)在天体表面,重力等于万有引力,列式求解。(4)该天体的第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度。【解析】(1)卫星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律,有:G=m(R+h)(2分)解得:M=(1分)(2)天体的密度:=。(2分)(3)在天
14、体表面,重力等于万有引力,故:mg=G(2分)联立解得:g=(2分)(4)该天体的第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,根据牛顿第二定律,有:mg=m(2分)联立解得:v=。(1分)答案:(1)(2)(3)(4)18.(12分)在天体运动中,将两颗彼此相距较近的星体称为双星。它们在相互的万有引力作用下间距保持不变,并沿半径不同的同心圆轨道做匀速圆周运动。如果双星间距为L,质量分别为M1和M2,引力常量为G,试计算:(1)双星的轨道半径R1、R2。(2)双星的运行周期T。(3)双星的线速度v1、v2。【解析】设行星转动的角速度为,周期为T。(1)对星球M1,由向心力公式可得:G=M12R1,(1分)同理对星球M2,有:G=M22R2(1分)两式相除得:=,(即轨道半径与质量成反比)(1分)又因为L=R1+R2所以得:R1=L,R2=L。(1分)(2)由上式得到=,(2分)因为T=,所以:T=2L(2分)(3)由v=可得双星线速度为:v1=M2,(2分 )v2=M1,(2分 )答案:(1)LL(2)2L(3)M2M1关闭Word文档返回原板块- 16 - 版权所有高考资源网
