高一物理必修26章限时检测B

第六章限时检测(B)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟．第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．(四川西充中学高一检测)同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星()A．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的C．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值D．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值答案：A2．(浙江平湖中学高一检测)星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度．星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度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为地球表面重力加速度g的16，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为()A.grB.16grC.13grD.13gr答案：C解析：由题意v1＝g′r＝16gr，v2＝2v1＝13gr所以C项正确．3．(2011·浙江宁海高一检测)“嫦娥二号”已于2010年10月1日发射，其环月飞行的高度距离月球表面100km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加翔实．若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示．则()A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更小B．“嫦娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”更小C．“嫦娥二号”环月运行的角速度比“嫦娥一号”更小D．“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”更小答案：A4．太阳能电池是太阳能通过特殊的半导体材料转化为电能，在能量的利用中，它有许多优点，但也存在着一些问题，如受到季节、昼夜及阴晴等气象条件的限制．为了能尽量地解决这些问题，可设想把太阳能电池送到太空中并通过一定的方式让地面上的固定接收站接收电能，太阳能电池应该置于()A．地球的同步卫星轨道B．地球大气层上的任一处C．地球与月亮的引力平衡点D．地球与太阳的引力平衡点答案：A解析：太阳能电池必须与地面固定接收站相对静止，即与地球的自转同步．5．(哈师大附中高一检测)神舟七号载人飞船于2008年9月25日21时10分成功发射，搭载了3名宇航员，实现太空行走，神舟七号搭载的伴飞小卫星于北京时间27日19时24分成功释放，这是我国首次在航天器上开展微小卫星伴随飞行试验，伴飞小卫星释放后，以缓慢速度逐渐离开飞船．航天员返回后，北京飞控中心将控制伴飞小卫星逐步接近轨道舱，并最终实现围绕轨道舱飞行．伴飞小卫星接近轨道舱()A．应从较低轨道上加速B．应从较高轨道上加速C．应在从轨道舱同一轨道上加速D．无论在什么轨道上只要加速就行答案：A6.发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道．发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图．这样选址的优点是，在赤道附近()A．地球的引力较大B．地球自转线速度较大C．重力加速度较大D．地球自转角速度较大答案：B解析：本题考查对卫星发射过程的理解及万有引力定律，在赤道附近卫星随地球一起自转的线速度较大可以节省燃料，有利于卫星的发射，B项正确；地球的引力在两极最大，赤道最小，所以A、C选项错误；地球自转角速度相同，D项错．7．(吉林一中高一检测)组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率，如果超过了该速率，则星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动，由此得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T，下列表达式正确的是()A．T＝2πR3GMB．T＝2π3R3GMC．T＝πGρD．T＝3πGρ答案：AD8．(陕西师大附中高一检测)我国是能够独立设计和发射地球同步卫星的国家之一．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步椭圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是()A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度答案：BD解析：本题主要考查人造卫星的运动，尤其是考查了同步卫星的发射过程，对考生理解物理模型有很高的要求．由GMmr2＝mv2r得v＝GMr因为r3＞r1所以v3＜v1由GMmr2＝mω2r得ω＝GMr3因为r3＞r1，所以ω3＜ω1卫星在轨道1上经Q点时的加速度为地球引力产生的加速度，而在轨道2上经过Q点时，也只有地球引力产生加速度，故应相等，同理，卫星在轨道2上经P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度．9．(2011·哈尔滨九中高一检测)2007年美国宇航局评出了太阳系外10颗最神奇的行星，在这10颗最神奇的行星中排名第三的是一块不断缩小的行星命名为HD209458b，它的一年只有3.5个地球日，这颗行星在极近的距离绕恒星运转，因此它的大气层不断被恒星风吹走，每秒丢失至少10000吨物质，最终这颗缩小行星将只剩下一个死核，假设该行星是以其球心为中心均匀减小的，且其绕恒星做匀速圆周运动，行星受恒星风吹力与其受恒星的万有引力相比可以忽略不计．则下列说法正确的是()A．该行星由于所受到的万有引力不断减小，其轨道半径将不断增大B．该行星绕恒星运行的线速度大小会不断减小C．该行星绕恒星运行周期不变D．该行星绕恒星运行的向心加速度大小不断减小答案：C10．宇宙中两颗相距很近的恒星常常组成一个双星系统，它们以相互间的万有引力彼此提供向心力，从而使它们绕着某一共同的圆心做匀速圆周运动，若已知它们的运转周期为T，两星到某一共同圆心的距离分别为R1和R2，那么，这双星系统中两颗恒星的质量关系正确的是()A．这两颗恒星的质量必定相等B．这两颗恒星的质量之和为4π2R1＋R23GT2C．这两颗恒星的质量之比为m1m2＝R2R1D．其中必有一颗恒星的质量为4π2R1R1＋R22GT2答案：BCD解析：设双星的质量分别为m1、m2，由于它们做圆周运动所需向心力是由万有引力提供的，故有：对m1Gm1m2R1＋R22＝m14π2T2R1对m2Gm1m2R1＋R22＝m24π2T2R2解得：m2＝4π2R1R1＋R22GT2∴m1＋m2＝4π2R1＋R23GT2，m1m2＝R2R1所以B、C、D选项正确．第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分．把答案直接填在横线上)11．甲、乙两颗人造地球卫星，离地面的高度分别为R和2R(R为地球半径)，质量分别为m和3m，它们都绕地球做匀速圆周运动，则(1)它们的周期之比T甲T乙＝________.(2)它们的线速度之比v甲v乙＝________.(3)它们的角速度之比ω甲ω乙＝________.(4)它们的向心加速度之比a甲a乙＝________.(5)它们所受地球的引力之比F甲F乙＝________.答案：(1)223(2)32(3)332解析：(1)由GMmr2＝m(2πT)2·r得T＝4π2r3GM，即T∝r3，故T甲T乙＝2R33R3＝2233(2)由GMmr2＝mv2r得v＝GMr，即v∝1r，故v甲v乙＝3R2R＝32(3)由GMmr2＝mω2r得ω＝GMr3，即ω∝1r3，故ω甲ω乙＝3R32R3＝3322(4)由GMmr2＝ma得a＝GMr2，即a∝1r2，故a甲a乙＝3R22R2＝94(5)由F＝GMmr2得F甲F乙＝m甲·r乙2m乙·r甲2＝m·3R23m·2R2＝34.12．目前国际商业卫星正朝着两个方向发展：一类是重量达数吨的大卫星，另一类是微小卫星，只有几百、几十甚至几公斤，其特点是成本低，制造周期短，用途多样化，发射方式灵活．现在随着纳米技术的发展，微小卫星的研制和开发已成为现实．由我国航天清华卫星技术有限公司和美国萨瑞大学合作研制的“航天清华”一号通信微小卫星已于2001年6月28日在俄罗斯某一发射场发射升空，这标志着我国更加先进的“纳米卫星”的研制开发工作已经开始．请同学们根据万有引力定律及同步卫星的特点，回答下列两个问题：(1)微小卫星绕地球做匀速圆周运动所具有的加速度________同轨道上运行的大卫星．(2)微小卫星用作通信卫星，则它的绕行速度________通信大卫星的绕行速度；飞行高度________通信大卫星的飞行高度．(均填“大于”“等于”或“小于”)答案：(1)等于(2)等于等于解析：通信卫星为同步地球卫星．同步卫星在赤道上空，定高度、定周期、定速度．13．毛泽东主席在七律《送瘟神》这首诗中有一句为“……坐地日行八万里，巡天遥看一千河……”，请你根据所学的知识及诗中的有用信息，估算一下身处赤道附近的人随地球自转的线速度为________m/s，并估算一下地处北纬40°的北京地区的人随地球自转的线速度为________m/s，两地区的角速度关系为________．答案：463355相等解析：“坐地日行八万里”，说的是：人随地球自转每天运行约八万里，约合四万千米(指身处赤道地区的人)，因此，赤道处的人随地球自转的线速度为：v＝st＝40000×10324×3600m/s＝463m/s地球半径约为：R＝s2π＝40000×1032×3.14＝6370(km)地球上北纬40°地区的人随地球自转的半径为：r＝R·cos40°＝4879(km)那么该处的线速度为：v′＝2πrT＝2×3.14×4879×10324×3600m/s＝355m/s两地区的角速度相等．三、论述·计算题(共4小题，42分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14．(10分)在地球某处海平面上测得物体自由下落高度h所经历的时间为t.在某高山顶上测得物体自由下落同样高度所需时间增加了Δt.已知地球半径为R，试求山的高度H多大？答案：ΔttR解析：设物体的质量为m，地球质量为M、地球半径为R，物体所受重力近似等于地球的万有引力，所以有：GMmR2＝mg，GMmR＋H2＝mg′物体在海平面和高山顶分别自由下落h，有h＝12gt2，h＝12g′(t＋Δt)2，∴t＋Δtt＝gg′＝R＋HR，H＝ΔttR.15．(10分)(新题快递)地球同步卫星绕地球运动的周期T1＝1天，月球是地球的一颗自然界中的卫星，它绕地球运行的周期T2＝27.3天，已知地球半径R＝6400km，同步卫星的高度h＝3.6×104km，则月球到地心的距离多大？(保留三位有效数字)答案：3.84×105km解析：设地球质量为M，同步卫星质量为m1，月球的质量为m2，月球到地心的距离为r，则GMm1R＋h2＝m1(2πT1)2(R＋h)①GMm2r2＝m2(2πT2)2r②①式除以②式得r3R＋h3＝T22T12，所以r＝3T2T12·(R＋h)＝327.32·(3.6＋0.64)×104km≈3.84×105km16．(11分)如图所示，A是地球同步卫星，另一个卫星B的圆轨道位于赤道平面内，距离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心．(1)卫星B的运行周期是多少？(2)如果卫星B的绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，求至少再经过多长时间，它们再一次相距最近？答案：(1)2πR＋h3R2g(2)2πR2gR＋h3－ω0解析：(1)由万有引力定律和向心力公式得GMmR＋h2＝m4π2TB2(R＋h)①GMmR2＝mg②联立①②解得TB＝2πR＋h3R2g③(2)由题意得(ωB－ω0)