第七章万有引力与宇宙航行（能力提升）-2020-2021学年高一物理章末培优与单元双优测评卷（新教材人教版必修第二册）

第七章 万有引力与宇宙航行（2019年新人教版） 能力提升卷 班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________ （考试时间：75分钟 试卷满分：100分） 注意事项： 1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。 2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。 3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。 第Ⅰ卷（选择题 共48分） 一、选择题：本题共6个小题，每小题4分，共24分。在每个小题的给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。 1．【2019年山西省运城市高一月考物理测试】如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆．根据开普勒行星运动定律可知( ) 　　　　　　　　　　　　　　　　　　 A. 火星绕太阳运行过程中，速率不变 B. 地球靠近太阳的过程中，运行速率将减小 C. 火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大 D. 火星绕太阳运行一周的时间比地球的长 【答案】D　 【解析】根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳、行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，选项A错误；根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳、行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以地球靠近太阳的过程中，运行速率将增大，选项B错误；根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳、行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，选项C错误；根据开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，由于火星运行轨道的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，选项D正确． 2.【2019年河北省邯郸市高一月考物理测试】我国计划于2020年登陆火星，若测出了探测器绕火星做圆周运动的轨道半径和运行周期．引力常量已知，则可推算出( ) A. 火星的质量 B. 火星的半径 C. 火星绕太阳公转的半径 D. 火星绕太阳公转的周期 【答案】A 【解析】设探测器的质量为m，轨道半径为r，运行周期为T，火星的质量为M. 探测器绕火星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，得eq \f(GMm′,r2)＝m′eq \f(4π2,T2)r， 得M＝eq \f(4π2r3,GT2)，其中r为探测器绕火星做圆周运动的轨道半径，不能求出火星的半径，选项A正确，B错误；题目中仅仅知道探测器绕火星做圆周运动的轨道半径和运行周期，与火星绕太阳的情况无关，所以不能求出火星绕太阳公转的半径，或火星绕太阳公转周期，选项C、D错误． 3.【2019年山西省朔州市高一期中考试物理测试】 一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N。已知引力常量为G，则这颗行星的质量为(　　) A．eq \f(mv2,GN) B．eq \f(mv4,GN) C．eq \f(Nv2,Gm) D．eq \f(Nv4,Gm) 【答案】B 【解析】由题意知行星表面的重力加速度为g＝eq \f(N,m)，又在行星表面有g＝eq \f(GM,R2)，卫星在行星表面运行时有m′g＝m′eq \f(v2,R)，联立解得M＝eq \f(mv4,GN)，故选项B正确。 4. 【2019年湖北省安陆市高一月考物理测试】恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星．中子星的半径较小，一般在7～20 km，但它的密度大得惊人．若某中子星的半径为10 km，密度为1.2×1017 kg/m3，那么该中子星上的第一宇宙速度约为(　　) A．7.9 km/s　　　　 B．16.7 km/s C．2.9×104 km/s D．5.8×104 km/s 【答案】D 【解析】中子星上的第一宇宙速度即为它表面处的卫星的环绕速度，此时卫星的轨道半径近似地认为是该中子星的球半径，且中子星对卫星的万有引力充当向心力，由Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(v2,r)，得v＝eq \r(\f(GM,r))，又M＝ρV＝ρeq \f(4πr3,3)，得v＝req \r(\f(4πGρ,3))＝1×104× eq \r(\f(4×3.14×6.67×10－11×1.2×1017,3)) m/s ＝5.8×107 m/s＝5.8×104 km/s.故选D. 5.【2019年湖北省大冶市高一期末考试物理测试】“嫦娥”一号探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200 km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行