(十八)万有引力定律的应用、相对论与宁宙探索-【衡水金卷·先享题】2021-2022学年高一同步周测卷物理（鲁科版必修第二册）新教材

高一周测卷 ·新教材物理（鲁科版）· 高一同步周测卷/物理（十八） 一、单项选择题 >R,所以T1>T2,速度的比较，在轨道Ⅱ上由万有 1.D【解析】天体做圆周运动时由万有引力提供向心 力。“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，由牛顿第二 引力充当向心力，则有=加发，解得 R2 定律可知=m禁，得M=茶，其中=R十 GM r2 R ,但从轨道I到道Ⅱ需要在A点减速，因此 h,代入数据解得M≈7.4×1022kg,D项正确 GM ,D项正确。 2.D【解析】经分析可知GM=m只·又有M=pV 72 二、多项选择题 其中V=4xR /4πGoR 6.BD【解析】对同步卫星由万有引力提供向心力有 3 ,解得=3 ，D项正确。 GMm 3.C【解析】根据星球所受万有引力等于向心力，转换 3GMT产-R,A R十)2=m4(R+h),所以hN4 为公式为M=m二，其中G为引力常量，M为黑 2 项错误；第一宇宙速度是最大的环绕速度，B项正确： 洞质量，m为环绕星体质量，r为轨道半径，v为环绕 同步卫星运动的向心力等于万有引力，应为F= 星体线速度；可以把公式化简，直接得到黑洞的质量 R十)，C项错误：同步卫星的向心加速度为Q铜 GMm M=名，A,B项错误；根据黑闲质量M和半径R的 GM R),地球表面的重力加速度a表=，可知a表 关系兴-元·可把公式化简得到黑制的半径R >a同，D项正确。 2G,联立可得黑洞的半径R=2r,C项正确，D项 7.BD【解析】飞船与地球之间的位置关系如图所示， c2 O为地心，人开始在A点，这时刚好日落，经过3小 错误。 时，地球转了45°，即∠AOC=45°，此时人已经到了B 4.A【解析】由万有引力提供向心力可得GMm 点，飞船在人的正上方C点，太阳光正好能照到飞船， 4π2 所以根据∠AOC=45°，就能确定飞船的轨道半径r= m r =mwr=m是r=ma,解得= ①，T r OC=-AO c0s4行=V20A=√2R,则飞船的高度h=W2 GM 8,a=GM④：由①可 r2 1)R,A项错误：∠AOC=45°，则∠AC0也是45°，此 知轨道半径小的线速度大，A项正确；由②可知轨道 时在宇宙飞船中的宇航员观测地球，其张角为90°，B 半径小的周期小，B项错误：由④可知轨道半径小的 项正确：若宇宙飞船的周期为T,则由A的分析可知 加速度大，动能与质量和速度有关，因质量关系不知， 飞船在地球的阴影内对应的圆心角为90°，则宇航员 则动能关系不确定，万有引力提供向心力，所以万有 引力不一定大，C、D项错误。 绕地球一周经历的“夜晚”时间为千，由于该飞船的 5.D【解析】周期T的比较运用开普勒第三定律 轨道半径为√2R,小于同步卫星的轨道半径，则该飞 船的周期小于同步卫星的周期，即小于24小时，所以 k,只要中心天体是同一个，k就是一个定值，而椭圆 宇航员绕地球一周经历的“夜晚”时间小于6小时，C 轨道取半长轴，圆形镜道取半径，可得号气面。 项错误，D项正确。 ·21 ·新教材物理（鲁科版）· 参考答案及解析 据万有引力提供向心力可得 太阳光— GMm =m 4π2 (2分) 0 解得M=4π2r GT (2分) 8.AD【解析】对卫星A,根据万有引力提供向心力有 GM=m答r,且r=2R,可得p= M 3π 根据角速度与周期的关系可得。=牙 (2分) 4 3xR3 GTR 同步卫星的向心加速度大小为a=r=4(3分) T2 =4票，A项正确：卫星A的向心力a。=4红C2R ,且 (2)地球的体积V=4 xR (2分) 由G=mg,r=2R,GMm-ma.可得是=2R R2 r2 2 M 根据密度计算公式可得地球的密度为p一Y(2分) =4,解得a= 48,则地表的重力加速度g=32R T2 联立以上可得P= 3π3 GTR (3分) B项错误：在深度为迟的深并底部的重力加速度，相 11.【解析】(1)根据自由落体运动规律有2=2goh 当于在距地心 (3分) 4 的地方的重力加速度，根据直线部 解得重力加速度g一2五 (3分) 分可知g'-是-an,C项错误，D项正确。 “4 (2)在月球表面，设探测器的质量为m 三、非选择题 9.【解析】(1)月球表面万有引力近似等于重力，有 万有引力等于重力则有=mg (3分) GMm=mgo R (4分) 解得月球的质量M=R 2hG (2分) 解得M=R (3)设小球质量为m',抛出时的速度即为小球做 (3分) 圆周运动的环绕速度 (2)探测器在圆形轨道上运动时，万有引力提供向心 万有引力提供向心力 GMm' -m GMm 2 R2 R (3分) 力有R十h) -m R+h (4分) R 解得小球速度至少为=√2h (2分) 解得=√=RV /g0 (3分) 10