高一物理单元综合测试二

单元综合测试二(第六章)时间：90分钟分值：100分第Ⅰ卷(选择题，共40分)题号12345678910答案一、选择题(每小题4分，共40分)1．(2011·四川卷)据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，名为“55Cancrie”，该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的1480，母星的体积约为太阳的60倍．假设母星与太阳密度相同，“55cancrie”与地球均做匀速圆周运动，则“55Cancrie”与地球的()A．轨道半径之比约为360480B．轨道半径之比约为3604802C．向心加速度之比约为360×4802D．向心加速度之比约为360×480解析：本题主要考查万有引力定律的应用，意在考查考生应用万有引力定律分析实际问题的能力．行星绕恒星做圆周运动，万有引力充当向心力，即GMmR2＝m(2πT)2R，M＝ρ·V，解得：R＝3GρVT24π2，故“55Cancrie”与地球的轨道半径之比为3604802，B项正确；a向＝(2πT)2R，所以“55Cancrie”与地球的向心加速度之比为360×4804，C项错误．答案：B2．1999年5月10日，我国成功地发射了“一箭双星”，将“风云1号”气象卫星和“实验5号”科学实验卫星送入离地面870km的轨道．“风云1号”可发送红外气象遥感信息，为我国提供全球气象和空间环境监测资料．这两颗卫星的运行速度为()A．7.9km/sB．11.2km/sC．7.4km/sD．3.1km/s解析：可定性的得出结论，因地球的半径为6400km，卫星的轨道离地面的高度为870km，故其线速度应比第一宇宙速度略小．答案：C3．2001年11月18日晚到19日凌晨夜空出现了壮美的天文奇观——流星雨大爆发．此次流星雨来自于33年回归一次的彗星．彗星的碎屑高速运行并与地球相遇，部分落入地球大气层燃烧，形成划过天空的流星雨，这次流星雨最亮的流星超过满月的亮度．下列有关说法中正确的是()A．流星对地球的吸引力远小于地球对流星的吸引力，所以流星落向地球B．流星落入地球大气层后，速度越来越大，机械能不断增加C．流星对地球的引力和地球对流星的引力大小相等，但流星质量小，加速度大，所以改变运动方向落向地球D．这些流星是在受到彗星斥力作用下落向地球的解析：物体间的万有引力是相互的，且互为作用力与反作用力．流星在下落过程中由于摩擦阻力做功，故机械能减小．答案：C4．(2008·广东卷)图1是“嫦娥一号奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测．下列说法正确的是()图1A．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B．在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关C．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D．在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力解析：发射速度必须达到第一宇宙速度，A错；根据GMmR2＝m(2πT)2·R可知周期与卫星质量无关，与中心天体质量有关，B错，由F＝GMmR2知C正确；卫星绕月轨道上，卫星受地球引力小于受月球引力，D错．答案：C5．2007年4月24日，欧洲科学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581c.这颗围绕红矮星Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天．假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确的是()A．飞船在Gliese581c表面附近运行的周期约为13天B．飞船在Gliese581c表面附近运行时的速度大于7.9km/sC．人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大D．Gliese581c的平均密度比地球平均密度小解析：行星Gliese581c围绕红矮星运行的周期为13天，由GMmr2＝mv2r＝m4π2rT2得：T＝4π2r3GM，其中M为红矮星的质量，r为行星距红矮星的距离，而宇宙飞船绕行星Gliese581c运行的周期T′＝4π2r′3GM′，M′为行星Gliese581c的质量，r′为飞船与Gliese581c的距离，故A不正确．由速度v＝GMr，地球的M0r0小于Gliese581c的M′r′，所以B正确．由重力F＝GMmr2、Gliese581c的M′r′2大于地球的M0r20，所以C正确；由M＝ρ43πr3知，Gliese581c的平均密度比地球的平均密度大，所以D错误．答案：BC6．据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重力为600N的人在这个行星表面的重力将变为960N．由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为()A．0.5B．2C．3.2D．4解析：由题意可以得到g′＝1.6g；由黄金代换GM＝gR2可以得到M′R2MR′2＝g′g，解得R′＝2R，故选项B正确．答案：B7．已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍．不考虑地球、月球自转的影响，由以上数据可推算出()A．地球的平均密度与月球的平均密度之比约为9∶8B．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为9∶4C．靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比约为8∶9D．靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器线速度之比约为81∶4解析：由ρ＝MV知，ρ＝3M4πR3.所以ρ地ρ月＝M地M月×R3月R3地＝81×143＝8164，故A错；由GMmR2＝mg.所以：g地g月＝M地R2地×R2月M月＝8116，故B错；由GMmR2＝m(2πT)2R知，T＝4π2R3GM.所以：T地T月＝R3地M地×M月R3月＝89，故C正确；由GMmR2＝mv2R知v＝GMR.所以：v地v月＝M地R地×R月M月＝92，故D错．答案：C8．(2010·新课标全国高考)太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道．下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象．图中坐标系的横轴是lg(T/T0)，纵轴是lg(R/R0)；这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T0和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径．下列4幅图中正确的是()解析：由GMmR2＝m4π2T2R，R3T2＝k，即：R3R30＝T2T20，由数学知识得：3lgRR0＝2lgTT0，故B项正确．答案：B图29．三颗人造地球卫星P、Q、R在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，已知RPRQRR.若在某一时刻，它们正好运行到同一条直线上，如图2所示．那么再经过卫星P的四分之一周期时，卫星P、Q、R的位置可能是()解析：人造卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力由地球对卫星的万有引力提供，GMmr2＝mω2r，ω＝GMr3.显然，半径r越大，角速度越小，则周期T＝2πω越大，即r越大，T越大．由题图可知，TPTQTR.所以当P经过四分之一周期时，Q、R还没有经过各自的四分之一周期，且转过的角度θPθQθR，故P在前，Q次之，R最后．答案：C10．星球上的物体在星球表面附近绕星球做匀速圆周运动所必须具备的速度v1叫做第一宇宙速度，物体脱离星球引力所需要的最小速度v2叫做第二宇宙速度，v2与v1的关系是v2＝2v1.已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的1/6.若不计其他星球的影响，则该星球的第一宇宙速度v1和第二宇宙速度v2分别是()A．v1＝gr，v2＝2grB．v1＝gr6，v2＝gr3C．v1＝gr6，v2＝gr3D．v1＝gr，v2＝gr3解析：对于贴着星球表面的卫星mg′＝mv21r，解得：v1＝g′r＝gr6，又由v2＝2v1，可求出v2＝gr3.答案：B第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(每小题6分，共24分)11．此前，我国曾发射“神舟”号载人航天器进行模拟试验飞行，飞船顺利升空，在绕地球轨道飞行数圈后成功回收．当今我国已成为继前苏联和美国之后第三个实现载人航天的国家，载人航天已成为全国人民关注的焦点．航天工程是个庞大的综合工程，理科知识在航天工程中有许多重要的应用．(1)地球半径为6400km，地球表面重力加速度g＝9.8m/s2，若使载人航天器在离地面高640km的圆轨道上绕地球飞行，则在轨道上的飞行速度为________m/s.(保留两位有效数字)(2)载人航天器在加速上升的过程中，宇航员处于超重状态，若在离地面不太远的地点，宇航员对支持物的压力是他在地面静止时重力的4倍，则航天器的加速度为________．(3)载人航天器返回大气层时，由于速度很大，和空气摩擦会产生高热．为了保护载人航天器，下列措施可行的是()A．返回开始阶段利用反推力火箭使载人航天器调整到适当的返回角度，并减速B．使载人航天器钝圆部分朝向前进方向C．在朝向前进方向的部分安装一层易熔金属，高温时蒸发吸收热量D．刚开始返回即张开降落伞解析：(1)载人航天器在圆轨道上运行时，地球对航天器的引力提供航天器所需的向心力GMmR＋h2＝mv2R＋h在地面上GMmR2＝mg解得v＝7.6×103m/s(2)加速上升时宇航员处于超重状态，根据牛顿第二定律，得FN－mg＝ma由牛顿第三定律，得FN＝4mg解得a＝3g(3)ABC返回开始必须选择适当的时机启动反推力火箭，使载人航天器以合适的角度进入大气层．若进入时角度太小，会像在水面上打水漂一样，航天器重又弹起，不能返回；若进入时角度太大，则减速太快，发热过快而烧毁，使用反推力火箭是必须的．钝圆形接触空气面积较大，有利于减速，因而载人航天器一面制成钝圆形，在进入大气层中以钝圆形一面朝向前进方向．固态物质蒸发变成气态时要吸收热量，载人航天器钝圆部分安装一层易熔的固态物质，迎着空气的一面温度最高，使固态物质蒸发吸热，从而不会导致温度过高，保护载人部分．载人航天器进入大气层前一阶段减速很快，航天器受到很大的作用力，如果张开降落伞，伞将被撕破．因而降落伞只能在载人航天器进入接近地面的大气层并且速度已经大大降低时才能张开，使载人航天器进一步减速．12．一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在行星上．宇宙飞船上备有以下实验仪器：A．弹簧测力计一个B．精确停表一只C．天平一台(附砝码一套)D．物体一个为测定该行星的质量M和半径R，宇航员在绕行及着陆后各进行了一次测量，依据测量数据可以求出M和R(已知引力常量为G)．(1)绕行时测量所用的仪器为________(用仪器的字母序号表示)，所测物理量为________．(2)着陆后测量所用的仪器为________，所测物理量为________．用测量数据求该行星的半径R＝________，质量M＝________.答案：(1)B周期T(2)A、C、D物体质量m、重力FFT24π2mF3T416Gπ4m3图313．如图3所示，圆环质量分布均匀，总质量为M，半径为R，圆心为O，P为垂直于圆环平面的对称轴上的一点，OP＝L，在P点处有一质量为m的小球，则圆环与小球间万有引力的大小为________．解析：将圆环分为n个小段，当n足够大时，则每一个小段可以看做一个质点(微元)，则微元质量为Δm＝M/n，由万有引力定律可求得每一质点对小球的引力为ΔF＝GMmnR2＋L2；如图4由对称性可知，各小段对小球的引力垂直于轴的分量相互抵消，而ΔF在轴上的分量之和即为小球受到圆环的引力F，所以F＝nΔFcosθ＝图4答案：14．古希腊某地理学家通过长期观测，发现6月21日正午时刻，在北半球A城阳光与铅直方向成7.5°角下射，而在A城正南方，与A城地面距离为L的B城，阳光恰好沿铅直图5方向下射，射到地球的太阳光可视为平行光，据此他估算出了地球的半径，试写出估算地球半径的表达式R＝________.解析：如图5所示，由A城