(十五)万有引力理论的成就、宇宙航行、相对论时空观-【衡水金卷·先享题】2021-2022学年高一同步周测卷物理（教科版必修第二册）新教材

高一周测卷 ·新教材物理·J· 高一同步周测卷/物理（十五） 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 引力充当向心力，则有=m爱，解得 力。“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动，由牛顿第二 定律可知=m答，得M=祭，其中=R十 GM ,但从轨道I到轨道Ⅱ需要在A点减速，因此 h,代入数据解得M≈7.4×102kg,D项正确。 GM 2.D【解析】经分析可蜘知G=m只·又有M=pV ,D项正确。 2 R 6.B【解析】对同步卫星由万有引力提供向心力有 其中V=4πR /4πGoR 3,解得=√3 ,D项正确。 GMm GMT -R.A +场物=m平(R+h),所以h=√ 3.C【解析】根据星球所受万有引力等于向心力，转换 项错误；第一宇宙速度是最大的环绕速度，B项正确； 为公式为M0=m买，其中G为引力常量M为黑 r2 同步卫星运动的向心力等于万有引力，应为F= 洞质量，m为环绕星体质量，r为轨道半径，)为环绕 R十)，C项错误：同步卫星的向心加速度为a GMm 星体线速度；可以把公式化简，直接得到黑洞的质量 M=名，A,B项错误；根据黑洞质量M和半径R的 R十)·地球表面的重力加速度ak-,可知4 GM 关系兴-云，可把公式化简得到黑洞的半径R >a同，D项错误。 7.B【解析】飞船与地球之间的位置关系如图所示，O 2G,联立可得黑洞的半径R=2心，C项正确，D项 为地心，人开始在A点，这时刚好日落，经过3小时， 错误。 地球转了45°，即∠AOC=45°，此时人已经到了B点， 4,A【解析】由万有引力提供向心力可得GMm= 飞船在人的正上方C点，太阳光正好能照到飞船，所 以根据∠AOC=45°，就能确定飞船的轨道半径r= v ①，T= =r=m祭r=ma,解得u=√ OC=-AO cOS4行=V20A=√2R,则飞船的高度h=W2 =2√瓜w=√a=40:由可 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项措误：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 绕地球一周经历的“夜晚”时间为子：由于该飞船的 引力不一定大，C、D项错误。 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 T= 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，圆形轨道取半径，可得二一气，面。 D项错误。 ·15- ·新教材物理·J· 参考答案及解析 据万有引力提供向心力可得 太阳光— G-m祭 (3分) 解得M=4πr GT (2分) 8.A【解析】对卫星A,根据万有引力提供向心力有 M=m答，且r=2R.可得p 4π2 M 3π3 根据角速度与周期的关系可得。牙 (2分) r2 4 3不R GTR 同步卫星的向心加速度大小为a=wr= 4元r(3分) 24:,A项正确：卫星A的向心力4，=4r(2R = GT ,且 T (2)地球的体积V=4 R (3分) 由GMn R =mgr=2R,GM=ma,可得足=2R) 2 an 根据密度计算公式可得地球的密度为ρ= M (2分) =4,解得am= ,则地表的重力加速度g 32π2R T2, 3π 联立以上可得pG下R (3分) B项错误：在深度为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v=2gh 当于在距地心尽的地方的重力加速度，根据直线部 (3分) 解得重力加速度8，= 2h (3分) 分可知g-是=aa,C,D项错误。 (2)在月球表面，设探测器的质量为m 二、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 GMm =mgo R (3分) GMm=mgo (4分) 解得月球的质量M=R 2hG (3分) 解得M= (4分) (3)设小球质量为m',抛出时的速度即为小球做 G 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 GMm 万有引力提供向心 GMm=mR R2 (3分) 力有R+)=mR十h (4分) vR 解得小球速度至少为心=√2五 (3分) 解得V-RV go (4分) 10.【解析】(1)设地球的质量为M,卫星的质量为m,根 ·16绝密★启用前 5.中国首个火