精品解析：第七章万有引力与航天 单元测试 -2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第七章 万有引力与航天（单元测试） 一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1~4题只有一项符合题目要求，第5~8题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。） 1. 北京时间2021年5月15日，在经历“黑色九分钟”后，中国首辆火星车“祝融号”与着陆器成功登陆火星，这也意味着“天问一号”火星探测器已经实现了“绕”和“落”两项目标。火星可以看成半径为R，质量分布均匀，不断自转的球体。“天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动一周时间为T。“祝融号”与着陆器总质量为m，假如登陆后运动到火星赤道，静止时对水平地面压力大小为F，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A. 火星自转角速度大小为 B. 火星自转角速度大小为 C. 火星的质量为 D. “天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动的加速度小于火星赤道上物体随火星自转的加速度 【答案】B 【解析】 【详解】A．由题知，“天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动一周时间为T，可得“天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动角速度为 故A错误； B．“天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有 解得火星质量为 当“祝融号”与着陆器登陆后运动到火星赤道，并静止，则有 联立解得 故B正确； C．若不考虑火星自转影响，则有 解得火星的质量为 由题可知，火星的自转不可忽略，故火星的质量不等于，故C错误； D．“天问一号”在火星赤道表面附近做匀速圆周，由万有引力提供向心力，则有 解得 在火星赤道上随火星自转的物体，则有 解得 故D错误。 故选B。 2. 2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第55颗导航卫星，至此北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成。北斗卫星导航系统由不同轨道的卫星构成，其中北斗导航系统第41颗卫星为地球同步轨道卫星，它的轨道半径约为 4.2×107m。第44颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，运行周期等于地球的自转周期24h。两种同步卫星的绕行轨道都为圆轨道。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。已知引力常量 G=6.67×10-11N·m2/kg2。下列说法中不正确的是（　　） A. 两种同步卫星的轨道半径大小相等 B. 两种同步卫星的运行速度都小于第一宇宙速度 C. 根据题目数据可估算出地球的平均密度 D. 地球同步轨道卫星的向心加速度大小大于赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度大小 【答案】C 【解析】 【详解】A．同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有 解得 同步卫星的周期与地球自转周期相同，所以两种同步卫星的轨道半径大小相等，故A正确，不符合题意； B．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度。所以地球同步卫星运行的线速度小于第一宇宙速度，故B正确，不符合题意； C．已知同步卫星的轨道半径与周期，由 可以求出地球的质量，但由于不知道地球的半径，所以不能求出地球的密度，故C错误，符合题意； D．同步卫星与赤道上的物体具有相同的周期和角速度，根据公式得同步卫星的向心加速度比静止在赤道上物体的向心加速度大，故D正确，不符合题意。 故选C。 3. 太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”；当某行星恰好运行到地球和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星凌日”。已知太阳系八大行星绕太阳运动的轨道半径如表所示，某颗小行星轨道半径为（为天文单位）。下列说法正确的是（　　） 行星 水星 金星 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径 0.39 0.72 10 1.5 5.2 9.5 19 30 A. 金星会发生冲日现象 B. 木星会发生凌日现象 C. 火星相邻两次冲日的时间间隔最短 D. 小行星相邻两次冲日时间间隔约为1.1年 【答案】D 【解析】 【详解】AB．行星处在太阳与地球之间，三者排列成一条直线时会发生凌日现象，由此可知：只有位于地球和太阳之间的行星水星和金星才能发生凌日现象；地球在绕日运行过程中处在太阳与行星之间，三者排列成一条直线时会发生冲日现象，所只有位于地球公转轨道之外的行星才会发生冲日现象，所以金星会发生凌日现象，木星会发生冲日现象，故AB错误； C．地球公转周期为年，地外行星的公转周期为，如果两次行星冲日时间间隔为年，则地球多转动一周，有 解得 故地外行星中，火星距地球最近，其公转周期最小，所以火星相邻两次冲日的时间间隔最长，故C错误； D．若地球的公转轨道半径为，则小行星的公转轨道半径为，公转周期为，根据开