人教版（2019）高二物理必修第二册 第七章万有引力与宇宙航行 期末复习通关检测 A卷(带解析).docx

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1、2019-2020学年高中物理人教版（2019）必修第二册期末复习通关检测 第七章 万有引力与宇宙航行 A卷1.下列说法符合物理史实的是（ ）A.天文学家第谷通过艰苦的观测，总结出行星运动三大定律B.开普勒进行“月一地检验”，并总结出了天上、地上物 体所受的引力遵循相同的规律C.布鲁诺在他的著作天体运行论中第一次提出了 “日心说”的观点D.卡文迪什通过扭秤实验测出了引力常量的值，也 直接检验了万有引力定律的正确性2.为了探测引力波,“天琴计划”预计发射地球卫星,其轨道半径约为地球半径的16倍;另一地球卫星的轨道半径约为地球半径的4倍。与的周期之比约为( )A. 2:1B. C. D. 3.如图

2、,海王星绕太阳沿椭圆轨道运动,P为近日点,Q为远日点,M、N为轨道短轴的两个端点,运行的周期为T0。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用,则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中( )A.从P到M所用的时间等于B.从Q到N阶段,速率逐渐减小C.从P到Q阶段,速率逐渐变小D.从M到N阶段,万有引力对它先充当阻力后充当动力4.经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星”的轨道均处在火星和木星轨道之间。已知“神舟星”平均每天绕太阳运行174万公里，“杨利伟星”平均每天绕太阳运行145万公里。假设两行星均绕太阳做匀速圆周运动，则两星相比较( )A.“神舟星”的轨道半径大B.“神舟星”的公转周期大

3、C.“神舟星”的加速度大D.“神舟星”受到的向心力大5.长期以来“卡戎星”被认为是冥王星唯一的卫星,它的公转轨道半径,公转周期天。2006年3月,天文学家新发现两颗冥王星的小卫星,其中一颗的公转轨道半径,则它的公转周期最接近于( )A.15天B.25天C.35天D.45天6.在地球表面用弹簧秤悬挂一个小球处于静止时,示数为F,假如宇航员登上某个半径为地球2倍的行星表面,仍用弹簧秤悬挂这个小球处于静止,弹簧秤示数为,则下列说法正确的是( )A.这个行星的质量与地球质量之比为1:1B.这个行星的自转周期与地球的自转周期之比为C.这个行星的重力加速度与地球的重力加速度之比为1:4D.这个行星的平均密

4、度与地球的平均密度之比为1:47.如图所示的图形为中国月球探测工程形象标志，它以中国书法的笔触，抽象地勾勒出一轮明月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想。位敢于思考的同学，为探月宇航员设计了测量一颗卫星绕某星球表面做圆周运动的最小周期的方法：在某星球表面以初速度竖直 上抛一个物体，若物体只受该星球引力作用，忽略其他力的影响，物体上升的最大高度为，已知该星球的直径为，如果在这个星球上发射一颗绕它运行的卫星， 其做圆周运动的最小周期为（ ）A. B. C. D. 8.牛顿在思考万有引力定律时就曾想,把物体从高山上水平抛出,速度一次比一次大,落点一次比一次远。如果速度足够大,物体就不再落回地

5、面,它将绕地球运动,成为人造地球卫星。如图所氺是牛顿设想的一颗卫星,它沿椭圆轨道运动。下列说法正确的是( )A.地球的球心与椭圆的中心重合B.卫星在近地点的速率小于在远地地球点的速率C.卫星在远地点的加速度小于在近地点的加速度D.卫星与椭圆中心的连线在相等时间内扫过相等的面积9.2019年1月15日，嫦娥四号生物科普试验载荷项目团队发布消息称停留在月球上的“嫦娥四号”探测器上的一颗棉花种子已经发芽，这是人类首次在月球上进行生物生长实验。如图所示，“嫦娥四号”先在环月圆轨道上运动，接着在上的点实施变轨进入近月的椭圆轨道，再在近月点实施近月制动，最后成功登陆月球，下列说法正确的是（ ）A.“嫦娥四

6、号”在轨道运行的周期大于在轨道运行的周期B.“嫦娥四号”沿轨道运动至时，需制动减速才能进入轨道C.“嫦娥四号”沿轨道运行时，在点的加速度大于在点的加速度D.“嫦娥四号”在轨道上由点运行到点的过程，速度逐渐减小10.有四颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b处于地面附近近地轨道上正常运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图所示,则有( )A.a的向心加速度小于重力加速度gB.线速度关系C.d的运动周期有可能是20小时D.c在4个小时内转过的圆心角是11.据媒体报道，科学家在太阳系发现一颗鲜为人知绰号“第9大行星”的巨型行星，天文学杂志研究员巴蒂金和布朗表示

7、，虽然没有直接观察到，但他们通过数学模型和电脑模拟发现了这颗行星。该行星质量是地球质量的10倍，公转轨道半径是地球公转轨道半径的600倍，其半径为地球的3.5倍。科学家认为这颗行星属气态，类似天王星和海王星，将是真正的第9大行星。已知地球表面的重力加速度为,地球绕太阳运行的周期为1年，则“第9大行星”（ ）A.绕太阳运行一周约需1.5万年B.绕太阳运行一周约需1.8年C.表面的重力加速度为D.表面的重力加速度为12.我国宇航员在“天宫一号”中处于完全失重状态（如图甲），此时无法用天平称量物体的质量。某同学设计了在这种环境中测量小球质量的实验装置，如图乙所示：光电传感器能够接收光源发出的细激光束

8、，若被挡光就将一个电信号给予连接的电脑。将弹簧测力计右端用细线水平连接在空间站壁上，左端拴在另一穿过了光滑水平小圆管的细线上，处系有被测小球，让被测小球在竖直面内以点为圆心做匀速圆周运动。（1）实验时，从电脑中读出小球自第1次至第次通过最高点的总时间和测力计示数，除此之外，还需要测量的物理量是:_。（2）被测小球质量的表达式为_ 用(1)中的物理量的符号表示。13.如图所示, 是飞船控制中心的大屏幕上出现的一幅卫星运行轨迹图,它记录了“神舟”七号飞船在地球表面垂直投影的位置变化;图中表示在一段时间内飞船绕地球圆周飞行四圈,依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹、,图中分别标出了各地点的经纬度(如:

9、在轨迹通过赤道时的经度为西经157.5,绕行一圈后轨迹再次经过赤道时经度为180 ),已知地球半径为,地球表面处的重力加速度为,根据以上信息,试求: (1)若神舟七号飞船运行的周期为,则神舟七号的圆轨道离地面的高度是多少?(用已知量字母表示)(2)神舟七号飞船运行的周期为多少? (3)神舟七号搭载的三名宇航员在内可以见到日落日出的次数应为多少?14.按要求回答下列问题。(1)开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即,k是一个对所有行星都相同的常量.将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k的表达式.已知万有引力常

10、量为G,太阳的质量为.(2)开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立.经测定月球到地球中心距离为,月球绕地球运动的周期为,试计算地球的质量.(,结果保留一位有效数字)。参考答案及解析1.答案：D解析：开普勒总结出了行星运动三大定律，A错误;牛顿总结了万有引力定律,B错误;哥白尼提出了日心说,C错误;卡文迪什通过扭秤实验测出了引力常量的值，也直接检验了万有引力定律的正确性，D正确。2.答案：C解析：设地球半径为,根据题述,地球卫星的轨道半径为,地球卫星的轨道半径为,根据开普勒第三定律, ,所以与的周期之比为,故C正确。3.答案：CD解析：从P到Q的时间为半个

11、周期,根据开普勒第二定律,从P到M运动的速率大于从M到Q的速率,可知从P到M所用时间小于,故A错误;海王星在运动过程中只受太阳的引力作用,从P到Q是远离太阳的过程,引力是阻力,速率是减小的;从Q到N是靠近太阳的过程,引力是动力,速率会增大,故B错误,C、D正确。4.答案：C解析：从题中可知“神舟星”的线速度大，根据公式得，轨道半径越大，线速度越小，所以“神舟星”的轨道半径小。A错误;根据公式得，轨道半径越小.公转周期越小，故“神舟星”的公转周期较小，B错误;根据公式得，轨道半径越小，向心加速度越大，故“神舟星”的加速度大，C正确;根据公式，由于不知道两颗行星的质量关系，所以无法判断两颗行星所受

12、向心力的大小关系，D错误。5.答案：B解析：由开普勒第三定律可知,代入解得天,B正确。6.答案：AC解析：由题意可知,由可知行星表面重力加速度等于地球表面重力加速度的,根据可得,可知这个行星的质量与地球质量之比为1:1,故A、C正确;由题设条件不能求解这个行星的自转周期与地球的自转周期之比,故B错误;根据,可知这个行星的平均密度与地球的平均密度之比为1:8,故D错误。7.答案：B解析：由得，又 ，得。8.答案：C解析：地球的球心与椭圆的一个焦点重合,故A错误;根据开普勒第二定律可知,卫星与地球中心的连线在相等时间内扫过的面积相等,那么在相等时间内卫星通过近地点的弧长大于在远地点的弧长,故在近地

13、点的速率大于在远地点的速率,故B、D错误;根据万有引力定律和牛顿运动定律可知,即,故卫星在远地点的加速度小于在近地点的加速度,故C正确。9.答案：B解析：轨道的半长轴小于轨道的半径，根据开普勒第三定律可知“嫦娥四号”沿轨道运行的周期小于沿轨道运行的周期，故A错误；在轨道上从点开始变轨进入轨道，可知“嫦娥四号”做向心运动，在点应该制动减速，故B正确；在轨道上运动时，“嫦娥四号”在点时受到的万有引力比在点时的小，故在点的加速度小于在点的加速度，故C错误；根据开普勒第二定律可知，“嫦娥四号”在轨道上由点运行到点的过程中，速度逐渐增大，故D错误。10.答案：AD解析：地球同步卫星的角速度与地球自转角速

14、度相同,即知a与c的角速度相问,根据知,a的向心加速度比c的小。由得,可知卫星的轨道半径越大,向心加速度越小,则c的向心加速度小于b的向心加速度,所以a的向心加速度比b的小,而b的向心加速度约为g,故知a的向心加速度小于重力加速度g,故A正确。由,得,可知卫星的轨道半径越大,线速度越小,则有,由,有,故B错误。由开普勒第三定律知,卫星的轨道半径越大,周期越大,所以d的运动周期大于c的周期24h,故C错误。c是地球同步卫星,周期是24h,则c在4h内转过的圆心和是,故D正确。11.答案：AC解析：根据开普勒第三定律,有：，解得：万年，故A正确，B错误；根据，有，故，故C正确，D错误。12.答案：

15、（1）小球圆周运动半径；（2）解析：测小球质量由圆周运动公式，小球自第1次至第次过最高点,共转动周，用时，则周期，则可导出小球质量,则需测小球转动半径。13.答案：（1）；（2）1.5小时；（3）17次解析：（1）由万也引力提供向心力，即在地球表面处 可求得飞船的轨道半径: 则轨道高度(2)飞船每运行一周，地球自转角度为则神舟飞船运行的周期为: （3）飞船内转过的圈数：所以神舟七号搭载的三名宇航员在内可以见到日落日出得次数为17次。14.答案：(1)(2)解析：(1)因行星绕太阳做匀速圆周运动,于是轨道的半长轴a即为轨道半径r。根据万有引力定律和牛顿第二定律有,于是有,即。(2)在地月系统中,设月球绕地球运动的轨道半径为R,周期为T,由第1问可得,