单元检测卷(五) 第三章 万有引力定律(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 82 页 求得ω = 5 2 rad/s 【答案】(1)500 N;(2)6 m;(3)ω = 5 2 rad/ s 17.【解析】(1)对小球受力分析可知小球的合力向左,故货车向左转 弯。 (2)设货车的总质量为 M,转弯时不发生侧滑有μ Mg⩾ Mv2 max R 解得v max ौ μgR =8 m/s (3)货车匀速运动时F = mg =4N, m =0.4 kg 此次货车转弯时小球受绳的拉力F' =5N,分析有cos θ= mg F' =0.8,则θ=37° 小球受到的合力为F合tan θ= F合 mg 由牛顿第二定律有 mgtan θ= mv'2 R 解得v' = gRtan θ =2 15 m/s 【答案】(1)货车向左转弯(2)8 m/s(3)37°,2 15 m/s 18.【解析】(1)根据向心加速度与线速度的关系可得an = v2 R = 102 40 m/s2 =2.5 m/s2 (2)根据牛顿第二定律可得 mg-FN1 = man 解得拱桥对汽车的支持力大小为FN1 =6000 N (3)根据牛顿第二定律可得FN2- mg = mv 2 R 解得凹形桥对汽车的支持力大小为FN2 =10000 N 【答案】(1)2.5 m/s2;(2)6000 N;(3)10000 N 第三章 万有引力定律(A) 1.A 【解析】由万有引力公式F =G mm r2 可知,万有引力大小与星 体质量乘积成正比,与距离的二次方成反比。在“天问一号”飞向 火星的过程中,“天问一号”与火星的距离逐渐变近,火星对它的 万有引力大小一直增大。 2.B 【解析】由开普勒第二定律知,地球与太阳的连线在相等时间 内扫过的面积相等,所以近地点公转速度最快,即冬至时地球公 转速度最大,A错误,B正确;由开普勒第一定律知地球绕太阳运 动的轨道是椭圆,由开普勒第二定律知,地球与太阳的连线在相 等时间内扫过的面积相等,所以地球绕太阳是非匀速率椭圆轨道 运动,C错误;二十四节气中,夏至在春分后,秋分在夏至后,地球 绕太阳运行方向(正对纸面)是逆时针方向,D错误。 3.C 【解析】根据开普勒第三定律有a 3 T2 =k,k 为只与中心天体有 关的常量,整理得a3 =kT2,选C。 4.B 【解析】牛顿在发现万有引力定律过程中,进行了“月—地检 验”,将天体间的力和地球上物体的重力统一起来,A错误;在公 式F =G mm r2 中,G 称 为引力常量,单位是 N· m2/ kg2,B正 确;在a 3 T2 =k中,k是仅与太阳有关的常量,C错误;万有引力定 律既适用于天体,也适用于地面上的物体,适用于宇宙万物,D错 误。 5.B 【解析】由题意, m1、 m2 做圆周运动的周期相同,所以角速度 之比为1∶1,A错误; m1、 m2 做圆周运动的向心力均由二者之间的万有引力提供,所 以向心 力 之 比 为1∶1,B正 确;根 据 向 心 力 公 式 有 m1ω2r1 = m2ω2r2 解得 r1 r2 = m2 m1 = 2 3 ,C错误;根据v=ωr可知 m1、 m2 做圆周运动的线速度之比为 v1 v2 = r1 r2 = 2 3 ,D错误。 6.B 【解析】根据万有引力与重力近似相等可得Gmm R2 = mg 可得 m =g R2 G ,已知地球的半径和地球表面附近的重力加速度(不考 虑地球自转),可以求出地球的质量,但考虑地球自转,则上式不 成立,选项A错误;根据万有引力提供向心力有Gmm r2 = mv 2 r 可得 m = rv2 G ,又r= vT 2π ,所以已知人造卫星在地面附近绕地 球做圆周运动的速度和周期,可以 求 出 地 球 的 质 量,选 项B正 确;根据万有引力提供向心力可得Gmm r2 = m4π 2 T2 r 月球绕地球做圆周运动的周期及月球的轨道半径,可求出地球的 质量,但月球的轨道半径未知,选项C错误;根据万有引力提供 向心力可得Gmm r2 = m4π 2 T2 r可以计算出太阳的质量,不能计算 出地球的质量,选项D错误。 7.C 【解析】7.9k m/s为最大的环绕速度,空间站运行的速度应小 于7.9k m/s,A错误;因空间站的质量未知也无法计算得出,所 以无法估算出空间站和地球之间的万有引力,BD错误;因为一天 刚好可以看到16次日出,所以T = 24 16h=1.5h ,C正确。 8.D 【解析】在空间站内不可以利用天平称量出“冰墩墩”的质量, 因为严格来讲,天平测的是物体对天平的压力,再转化为质量,在