10(十)万有引力定律与航天科学进步无止境-【衡水金卷·先享题】2023高三一轮复习周测卷（40分钟）物理（新高考 福建版）教师用书

高三一轮复习40分钟周测卷/物理 教学札记： (十)万有引力定律与航天、科学进步无止境 (考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要 求的) 1.关于物理学史及相对论，下列说法正确的是 A.开普勒利用自己观察的行星运动数据，通过数学方法建立了开普勒行星运动定律 B.牛顿通过扭秤实验测出了引力常量 C.一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速 D.接近光速的列车，地面上的人观测它在运动方向上的长度增大 解析：开普勒利用第谷观察的行星运动数据，通过数学方法建立了开普勒行星运动定律，故A项错误； 卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量，B项错误；根据狭义相对论的速度变换公式可知，光速是物体的极 限速度，一切运动物体相对于观察者的速度都不能大于真空中的光速，C项正确；由爱因斯坦相对论可知接 近光速的列车，地面上的人观测它在运动方向上的长度缩短，D项错误。 答案：C 2.我国的第一颗人造地球卫星一“东方红一号”，于1970年4月24日在酒泉卫星发射中心成功发射。“东 方红一号”卫星重173千克，是首发最重的卫星，目前仍在轨运行。如图所示，设“东方红一号”卫星在近地 点、远地点的速度分别为、2，近地点到地心的距离为r,地球的质量为M,引力常量为G,则下列说法正 确的是 近地点 地球 远地点 IGM A.v>v2, GM B.u>2,u1> C.w1<v2,1= GM GM D.v<v2 解析：根据开普勒第二定律可知卫星在近地点的速度大于在远地点的速度，即>2；若卫星绕地心做 轨道半径为r的图周运动，根希G-m平可得v=√ r2 ,卫星从半径为r的圆轨道交轨到图示的椭圆 福建专版 。72· 衡水金卷·先享题·物理 轨道必须在近地点加速使其做离心运动，所以v_2>\sqrt{GM}，故B项正确。 教学札记： 答案：B 3.密度均匀的球体A的半径为R，质量为m，现从球体A中挖去直径为R的球体B.将球体B放置在距离球 体A的球心O为2R处，如图所示，白色部分为挖去后的空心。已知半径为R的球体的体积为号πR^，引 力常量为G。则球体A剩余部分对球体B的万有引力大小为 A.G25mkB.G0mg C.G_2m_ ～3― 解析：球体B的质量为m′=4πR*m-8m，挖去球体B前，球体A对球体B的万有引力F’= Gmm--Gm^’，被挖部分对球体B的万有引力为F”=m，m-Gm=，则剩余部分对球体B的万有引力F =F′-F”=G22，故A，B，C项错误，D项正确。 答案：D =、多项选择题(本题共3小题，每小题8分，共24分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得8分，选 对但不全的得4分，有选错的得0分） 4.如图所示，有a，b、c，d四颗卫星，a未发射在地球赤道上随地球一起转动，b为近地轨道卫星c为地球同 步卫星，d为高空探测卫星，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，地球表面的重力加速度为g，则下列关 于四颗卫星的说法正确的是 A.a卫星的向心加速度等于重力加速度g B.b卫星与地心连线在单位时间扫过的面积等于c卫星与地心连线在单位时间扫过的面积 C.bc卫星轨道半径的三次方与周期平方之比相等 D.a卫星的运行周期小于d卫星的运行周期 衡水金卷·先享题·物理·73﹒福建专版 解析：对于a卫星有Mn mg=ma,所以a兴一g,A项错误：根据牛顿第二定律得G4Mmm R2 r2 教学札记： 1 卫星与地心连线单位时间扫过的面积为S= 2r,联立解得S=乞√GM,两卫星的轨道半径不同，所以扫 过的面积不同，B项错误；根据开普勒第三定律可知b、c卫星轨道半径的三次方与周期平方之比相等，C项 正确：c为地球同步卫星，所以α卫星的运行周期与c卫星的运行周期相同，根据周期与半径的关系可知c卫 星的运行周期小于d卫星的运行周期，所以a卫星的运行周期小于d卫星的运行周期，D项正确。 答案：CD 5.如图所示，在地球赤道上有一建筑物A,赤道所在的平面内有一颗卫星B绕地球做匀速圆周运动，其周期 为T,与地球自转方向相同；已知地球的质量为M,地球的自转周期为T,(T<T。),引力常量为G,当卫星 B在建筑物A的正上方计时开始，下列说法正确的是 B。 赤道 A.卫星B离地球表面的高度大于同步卫星离地球表面的高度 B.由题中的条件能求出卫星B做匀速圆周运动的向心加速度 ToT C.至少经过时间。T,卫星B仍在建筑物A的正上方 D至少经过时问TT建筑物A与卫星B相距最远 解析：对卫星B,由万有引力提供向心力得GMm=m π2 r3 2 r,解得T=2π√G,由于同步卫星的周期与 地球自转周期相同，而T<T。,所以卫星B离地球表面的高度小于同步卫星离地球表面的高度，故A项错 误：对卫星