单元检测卷(七) 第四章 机械能及其守恒定律(A)-【学习帮】2022-2023学年高一新教材物理必修第二册夺冠金考卷(教科版)

第 86 页 近,顺着地球自转的方向,由西向东发射人造卫星,就可以充分 利用地球自转的惯性;地球表面纬度越低的点,随地球自转的线 速度越大,因此,为节约燃料,降低发射成本,各国都常常把卫星 (特别是高轨道卫星)发射场建在离赤道较近的低纬度国土上。 【答案】 向东 见解析 14.【解析】(1)月亮在绕地球公转的同时,也随地球一起绕太阳公 转,月亮绕地球公转的向心力由地球对月亮的引力提供,月亮和 地球绕太阳公转的向心力由太阳对月亮的引力提供。设月亮的 质量为 m1,地球的质量为 m2,太阳的质量为 m3,日月距离为 r1,日地距离为r2,月球公转周期为T1,地球公转周期为T2, 月球公转加速度为a1,地球公转加速度为a2,由题意可知,T1 为12 13 个月,T2 为12个月,且 r1 r2 = 1 400 由万有引力提供向心力可得 G m2 m1 r21 = m1a1 = 4π2 T21 m1r1, G m3 m2 r22 = m2a2 = 4π2 T22 m2r2 联立解得 a1 a2 =( T2 T1 ) 2r1 r2 ≈0.4,因此估算月亮公转和地球公转 的向心加速度之比约为0.4; (2)由上面的推导可得 m3 m2 =( T1 T2 ) 2 (r2 r1 ) 3 ≈4×105,因此估算太 阳与地球的质量之比约为4×105; (3)由于月亮绕地球公转的向心力由地球对月亮的引力提供,月 亮和地球绕太阳公转的向心力由太阳引力提供,且太阳对月亮 的引力大于地球对月亮的引力,因此当月亮恰好转到日地连线 之间时,它所受合力指向太阳,此后一小段时间内,月亮将继续 绕地球公转,因此是远离太阳,选D。 【答案】 0.4 4×105 D 15.【解析】(1)根 据 万 有 引 力 和 重 力 的 关 系 mg = G mM R2 ,因 此 mg火 = mg地 · mg火 mg地 = mg地 · M火 R2地 M地 R2火 解得 mg火 =280 N (2)根据第(1)问g 火 g地 = 4 9 ,根据上抛运动,得v2 =2gh,则h火 =h地 · h火 h地 = h地 · g地 g火 解得h火 =4.5 m (3)根据第一宇宙速度GMm R2 = mv 2 R ,则v火 v地 = M火 R地 M地 R火 = 2 3 【答案】280 N;4.5 m;23 16.【解析】(1)由 万 有 引 力 提 供 向 心 力 可 得 G Mm(R+h)2 = m4π 2(R+h) T2 月球的质量 M = 4π2(R+h)3 GT2 (2)由公式 mg =G Mm R2 可得月球表面的重力加速度g = 4π2(R+h)3 T2R2 (3)由公式GMm R2 = mv21 R 可得月球的第一宇宙速度v1 = 2π T (R+h)3 R 【答案】(1)4π 2(R+h)3 GT2 ;(2)4π 2(R+h)3 T2R2 ; (3)2πT R+h 3 R 17.【解析】(1)飞船绕地球圆轨道运行,根据万有引力提供向心力有 G Mm(R+h)2 = m4π 2 T2 (R+h) 在地球表面,根据万有引力等于重力有GMm R2 = mg 解得,飞船离地面的高度为h= 3 gR2T2 4π2 -R (2)根据开普勒第三定律有 r3A T2A = r3B T2B 解得TA =22T 设经过t时间它们再一次相距最近,则有 tTA - t TB =1 解得t= 8+22 7 T 【答案】(1) 3 gR2T2 4π2 -R ;(2) 8+22 7 T 18.【解析】(1)卫星环绕地球飞行,万有引力提供给向心力GMm R2 = mv 2 R ,第一宇宙速度v= GM R (2)设卫星的同步轨道半径为r,则GMm r2 = m 2πT 2 r 解得r= 3 GMT2 4π2 ,h=r-R 得h= 3 GMT2 4π2 -R 【答案】(1)v= GM R ;(2)h= 3 GMT2 4π2 -R 第四章 机械能及其守恒定律(A) 1.D 【解析】人由高空跳下到最低点的整个过程中,人存在竖直向 下的位移,重力对人做正功,人的重力势能减少;橡皮绳的弹力与 人运动方向相反,对人做负功,形变量增大,弹性势能增加,ABC 正确,D错误。本题选错误的,选D。 2.D 【解析】在此过程中,力F 做功WF =Fxcos α,A错误;摩擦 力的大小f =μ( mg-F sin α) 则摩擦力做功 Wf = -fx = -μ mg-F sin α x,B错误;由 于在竖直方向上位移为零,故重力做功是零,C错误;合力的大小 F合 =Fcos α-μ(