高中物理必修2第六章阶段质量评估（二）
文档属性
| 名称 | 高中物理必修2第六章阶段质量评估（二） |
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| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 39.2KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2015-06-09 00:00:00 | ||
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文档简介
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高中物理必修2第六章阶段质量评估（二）
(时间：90分钟 满分：100分)
一、单选题(每小题4分，共24分)
1．已知两颗行星的质量m1＝2m2，公转周期T1＝2T2，则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为( )www-2-1-cnjy-com
A.＝ B.＝
C.＝ D.＝
解析：由＝k知，3＝2，则＝，与行星质量无关．故选项C正确．
答案：C
2．两个行星的质量分别为m1和m2，绕太 ( http: / / www.21cnjy.com )阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它们只受太阳引力的作用，那么这两个行星的向心加速度之比为( ) 21*cnjy*com
A．1 B.
C. D.
解析：设两行星做圆周运动的向心力分别是F1 ( http: / / www.21cnjy.com )、F2，由太阳与行星间的作用规律可得F1∝、F2∝，而a1＝、a2＝，故＝，选项D正确．21*cnjy*com
答案：D
3．一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星运行速率是地球运行速率的( )21教育网
A．4倍 B．2倍
C．0.5倍 D．16倍
解析：设小行星、地球绕太阳运行的向心力分别 ( http: / / www.21cnjy.com )为F1、F2，对应的速度分别为v1、v2，由向心力公式得F＝，由太阳与行星之间的相互作用规律可知，F∝，由以上两式得v∝，故＝，因r1＝4r2，所以＝，故选项C正确．21世纪教育网版权所有
答案：C
4．有一星球X的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地球表面处重力加速度的3倍，则该星球的质量与地球质量的比值为( )
A．3 B．27
C. D．9
解析：在不考虑星球自转的时 ( http: / / www.21cnjy.com )候，星球表面物体的重力等于万有引力，即G＝mg，故X星球表面的重力加速度与地球表面的重力加速度的比值＝，又M＝πR3，所以＝＝3，＝27.故选项B正确．21·世纪*教育网
答案：B
5．2012年5月21日清晨，在我国的 ( http: / / www.21cnjy.com )部分地区能看到日环食现象，在北京地区能看到日偏食现象．发生日环食时，可以认为地球、月球和太阳在一条直线上．若发生日环食时地球中心到太阳中心的距离为R1，地球中心到月球中心的距离为R2.已知太阳质量为M日、地球质量为M地、月球质量为M月．则发生日环食时，地球所受太阳和月球万有引力的合力等于( )
A．GM地 B．GM地
C．GM地 D．GM地
解析：发生日环食时，月球在地球和太 ( http: / / www.21cnjy.com )阳之间，且地球、太阳、月球在同一直线上，地球受到太阳的万有引力为G，地球受到月球的万有引力为G，并且这两个万有引力在同一方向上，故选项D正确．21cnjy.com
答案：D
6．a、b、c、d四颗地球卫星，a ( http: / / www.21cnjy.com )还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加速度为a1，b处于地面附近近地轨道上正常运动速度为v1，c是地球同步卫星离地心距离为r，运行速率为v2，加速度为a2，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，地球的半径为R则有( )【版权所有：21教育】
A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．d的运动周期有可能是20小时
C.＝2
D.＝
解析：a随地球自转其所需向心力是万有引力的一 ( http: / / www.21cnjy.com )个分力而不受重力，故其向心加速度不等于重力加速度，A错误．d的轨道半径大于同步卫星c的轨道半径，即周期大于24小时，B错误．对卫星a、c有＝＝，对卫星b、c有v＝得＝，选项C错，D正确．
答案：D
二、多选题(每小题6分，共24分)
7．我国发射的“中星10号”地球同步通讯卫星，卫星的质量为5.22 t，下列说法中正确的是( )
A．卫星可以定点在北京的正上方
B．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度
C．卫星运行的速度比第一宇宙速度小
D．卫星运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小
解析：同步卫星只能定点在赤 ( http: / / www.21cnjy.com )道的正上方，不可能定点在北京的正上方，A错误；由G＝m＝ma可得：卫星运行的向心加速度a＝＜＝g，故B正确；v＝＜，故卫星的运行速度小于第一宇宙速度，C正确；因月球绕地球运行的周期大于同步卫星的周期，由ω＝可知，卫星运行的角速度大于月球绕地球运行的角速度，D错误．
答案：BC
8．质量为m的探月航天器 ( http: / / www.21cnjy.com )在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的( )21·cn·jy·com
A．线速度v＝
B．角速度ω＝
C．运行周期T＝2π
D．向心加速度a＝
解析：万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，
则G＝m＝mrω2＝mr＝ma，r＝R
解得v＝ ，T＝2π ，故A、C正确，
ω＝ ＝ ，a＝，故D正确．
答案：ACD
9．设想“嫦娥号”登月飞船贴近月球表面 ( http: / / www.21cnjy.com )做匀速圆周运动，测得其周期为T.飞船在月球上着陆后，自动机器人用测力计测得质量为m的仪器重为P，已知引力常量为G.由以上数据可以求出的量有( )21教育名师原创作品
A．仪器随月球自转的加速度
B．月球半径
C．月球质量
D．月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度
解析：“嫦娥号”登月飞船所需的向心力由 ( http: / / www.21cnjy.com )月球对它的万有引力提供，即G＝m0R，则＝；月球表面质量为m的物体所受的万有引力等于其重力P，即G＝P；最后两个等式中只有R和M未知，联立即可解得M和R，故答案为B、C.
答案：BC
10．关于绕着地球做匀速圆周运动的 ( http: / / www.21cnjy.com )人造地球卫星，(在估算时，取地球半径R＝6 400 km，地球表面重力加速度g＝9.8 m/s2)下列说法正确的是( )2-1-c-n-j-y
A．人造卫星轨道半径越大，线速度越大
B．人造地球卫星发射速度应该大于7.9 km/s，小于11.2 km/s
C．人造卫星的轨道半径越大，周期也越大
D．人造卫星要实现从低轨道到高轨道的变轨，需要向前喷火减速
解析：由公式G＝m＝mr得：v＝，T＝，故卫星旋转的轨道半径越大，线速度会越小，周期会越大，选项A错误，C正确．当人造地球卫星轨道半径近似于地球半径时，线速度为7.9 km/s是最大的环绕速度，也是最小的发射速度，但发射速度如果超过11.2 km/s，卫星将脱离地球的约束，不再绕地球运转，选项B正确；要想实现从低轨道到高轨道的变轨，需要向后喷火加速做离心运动，选项D错误．
答案：BC
三、填空题(每小题8分，共16分)
11．地球同步卫星到地心的距离r可用地球质量M、地球自转周期T与引力常量G表示为r＝________.www.21-cn-jy.com
解析：由G＝可得r＝.
答案：
12．若两颗人造地球卫星的周期之比为 ( http: / / www.21cnjy.com )T1∶T2＝2∶1，则它们的轨道半径之比R1∶R2＝________，向心加速度之比a1∶a2＝________.2·1·c·n·j·y
解析：由＝m··R得＝＝
由＝ma得，＝＝＝.
答案：∶1 ∶4
四、计算题(本题共3小题，共36分)
13．(10分)我国月球探测计划“嫦娥 ( http: / / www.21cnjy.com )工程”已经启动，科学家对月球的探索会越来越深入.2007年下半年发射了“嫦娥一号”探月卫星，2010年又发射了“嫦娥二号”．
(1)若已知地球半径为R，地球 ( http: / / www.21cnjy.com )表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径．
(2)若宇航员随登月飞船登陆月球后，在 ( http: / / www.21cnjy.com )月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回抛出点．已知月球半径为r，万有引力常量为G，试求出月球的质量M月．【来源：21cnj*y.co*m】
解析：(1)根据万有引力定律和向心力公式：
G＝M月2r′，mg＝G
解得：r′＝.
(2)设月球表面处的重力加速度为g月，根据题意：
v0＝g月，m小球g月＝G
解得：M月＝.
答案： (1) (2)
14．(13分)如果把“神舟九号”载人飞船 ( http: / / www.21cnjy.com )绕地球运行看做是同一轨道上的匀速圆周运动，宇航员测得自己绕地心做匀速圆周运动的周期为T、距地面的高度为h，且已知地球半径为R、地球表面重力加速度为g，引力常量为G.你能计算出下面哪些物理量？能计算的物理量写出计算过程和结果，不能计算的物理量说明理由．【出处：21教育名师】
(1)地球的质量；
(2)飞船线速度的大小；
(3)飞船所需的向心力．
解析：(1)能求出地球的质量M
法一：＝mg得：M＝.
法二：＝m(R＋h)得：
M＝.
(2)能求出飞船线速度的大小v，v＝.
(3)不能算出飞船所需的向心力，因飞船质量未知．
答案：见解析
15．(13分)吴健雄星的半 ( http: / / www.21cnjy.com )径为16 km，若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星密度与地球相同．已知地球半径R＝6 400 km，地球表面重力加速度g地＝10 m/s2.求：
(1)这个小行星表面的重力加速度为多大．
(2)在距小行星表面20 m处，让质量为m＝60 kg的物体自由下落，求物体下落到该行星表面所用的时间．【来源：21·世纪·教育·网】
解析：(1)设把质量为m的物体放在地球表面，则
mg＝G
其表面的重力加速度为
g＝＝＝
设吴健雄星表面的重力加速度为g′，则
＝＝
所以g′＝ m/s2＝2.5×10－2 m/s2.
(2)由h＝g′t2得，物体下落时间为
t＝＝ s＝40 s.
答案：(1)2.5×10－2 m/s2 (2)40 s
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高中物理必修2第六章阶段质量评估（二）
(时间：90分钟 满分：100分)
一、单选题(每小题4分，共24分)
1．已知两颗行星的质量m1＝2m2，公转周期T1＝2T2，则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为( )www-2-1-cnjy-com
A.＝ B.＝
C.＝ D.＝
解析：由＝k知，3＝2，则＝，与行星质量无关．故选项C正确．
答案：C
2．两个行星的质量分别为m1和m2，绕太 ( http: / / www.21cnjy.com )阳运行的轨道半径分别是r1和r2，若它们只受太阳引力的作用，那么这两个行星的向心加速度之比为( ) 21*cnjy*com
A．1 B.
C. D.
解析：设两行星做圆周运动的向心力分别是F1 ( http: / / www.21cnjy.com )、F2，由太阳与行星间的作用规律可得F1∝、F2∝，而a1＝、a2＝，故＝，选项D正确．21*cnjy*com
答案：D
3．一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星运行速率是地球运行速率的( )21教育网
A．4倍 B．2倍
C．0.5倍 D．16倍
解析：设小行星、地球绕太阳运行的向心力分别 ( http: / / www.21cnjy.com )为F1、F2，对应的速度分别为v1、v2，由向心力公式得F＝，由太阳与行星之间的相互作用规律可知，F∝，由以上两式得v∝，故＝，因r1＝4r2，所以＝，故选项C正确．21世纪教育网版权所有
答案：C
4．有一星球X的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地球表面处重力加速度的3倍，则该星球的质量与地球质量的比值为( )
A．3 B．27
C. D．9
解析：在不考虑星球自转的时 ( http: / / www.21cnjy.com )候，星球表面物体的重力等于万有引力，即G＝mg，故X星球表面的重力加速度与地球表面的重力加速度的比值＝，又M＝πR3，所以＝＝3，＝27.故选项B正确．21·世纪*教育网
答案：B
5．2012年5月21日清晨，在我国的 ( http: / / www.21cnjy.com )部分地区能看到日环食现象，在北京地区能看到日偏食现象．发生日环食时，可以认为地球、月球和太阳在一条直线上．若发生日环食时地球中心到太阳中心的距离为R1，地球中心到月球中心的距离为R2.已知太阳质量为M日、地球质量为M地、月球质量为M月．则发生日环食时，地球所受太阳和月球万有引力的合力等于( )
A．GM地 B．GM地
C．GM地 D．GM地
解析：发生日环食时，月球在地球和太 ( http: / / www.21cnjy.com )阳之间，且地球、太阳、月球在同一直线上，地球受到太阳的万有引力为G，地球受到月球的万有引力为G，并且这两个万有引力在同一方向上，故选项D正确．21cnjy.com
答案：D
6．a、b、c、d四颗地球卫星，a ( http: / / www.21cnjy.com )还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加速度为a1，b处于地面附近近地轨道上正常运动速度为v1，c是地球同步卫星离地心距离为r，运行速率为v2，加速度为a2，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，地球的半径为R则有( )【版权所有：21教育】
A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．d的运动周期有可能是20小时
C.＝2
D.＝
解析：a随地球自转其所需向心力是万有引力的一 ( http: / / www.21cnjy.com )个分力而不受重力，故其向心加速度不等于重力加速度，A错误．d的轨道半径大于同步卫星c的轨道半径，即周期大于24小时，B错误．对卫星a、c有＝＝，对卫星b、c有v＝得＝，选项C错，D正确．
答案：D
二、多选题(每小题6分，共24分)
7．我国发射的“中星10号”地球同步通讯卫星，卫星的质量为5.22 t，下列说法中正确的是( )
A．卫星可以定点在北京的正上方
B．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度
C．卫星运行的速度比第一宇宙速度小
D．卫星运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小
解析：同步卫星只能定点在赤 ( http: / / www.21cnjy.com )道的正上方，不可能定点在北京的正上方，A错误；由G＝m＝ma可得：卫星运行的向心加速度a＝＜＝g，故B正确；v＝＜，故卫星的运行速度小于第一宇宙速度，C正确；因月球绕地球运行的周期大于同步卫星的周期，由ω＝可知，卫星运行的角速度大于月球绕地球运行的角速度，D错误．
答案：BC
8．质量为m的探月航天器 ( http: / / www.21cnjy.com )在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的( )21·cn·jy·com
A．线速度v＝
B．角速度ω＝
C．运行周期T＝2π
D．向心加速度a＝
解析：万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，
则G＝m＝mrω2＝mr＝ma，r＝R
解得v＝ ，T＝2π ，故A、C正确，
ω＝ ＝ ，a＝，故D正确．
答案：ACD
9．设想“嫦娥号”登月飞船贴近月球表面 ( http: / / www.21cnjy.com )做匀速圆周运动，测得其周期为T.飞船在月球上着陆后，自动机器人用测力计测得质量为m的仪器重为P，已知引力常量为G.由以上数据可以求出的量有( )21教育名师原创作品
A．仪器随月球自转的加速度
B．月球半径
C．月球质量
D．月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度
解析：“嫦娥号”登月飞船所需的向心力由 ( http: / / www.21cnjy.com )月球对它的万有引力提供，即G＝m0R，则＝；月球表面质量为m的物体所受的万有引力等于其重力P，即G＝P；最后两个等式中只有R和M未知，联立即可解得M和R，故答案为B、C.
答案：BC
10．关于绕着地球做匀速圆周运动的 ( http: / / www.21cnjy.com )人造地球卫星，(在估算时，取地球半径R＝6 400 km，地球表面重力加速度g＝9.8 m/s2)下列说法正确的是( )2-1-c-n-j-y
A．人造卫星轨道半径越大，线速度越大
B．人造地球卫星发射速度应该大于7.9 km/s，小于11.2 km/s
C．人造卫星的轨道半径越大，周期也越大
D．人造卫星要实现从低轨道到高轨道的变轨，需要向前喷火减速
解析：由公式G＝m＝mr得：v＝，T＝，故卫星旋转的轨道半径越大，线速度会越小，周期会越大，选项A错误，C正确．当人造地球卫星轨道半径近似于地球半径时，线速度为7.9 km/s是最大的环绕速度，也是最小的发射速度，但发射速度如果超过11.2 km/s，卫星将脱离地球的约束，不再绕地球运转，选项B正确；要想实现从低轨道到高轨道的变轨，需要向后喷火加速做离心运动，选项D错误．
答案：BC
三、填空题(每小题8分，共16分)
11．地球同步卫星到地心的距离r可用地球质量M、地球自转周期T与引力常量G表示为r＝________.www.21-cn-jy.com
解析：由G＝可得r＝.
答案：
12．若两颗人造地球卫星的周期之比为 ( http: / / www.21cnjy.com )T1∶T2＝2∶1，则它们的轨道半径之比R1∶R2＝________，向心加速度之比a1∶a2＝________.2·1·c·n·j·y
解析：由＝m··R得＝＝
由＝ma得，＝＝＝.
答案：∶1 ∶4
四、计算题(本题共3小题，共36分)
13．(10分)我国月球探测计划“嫦娥 ( http: / / www.21cnjy.com )工程”已经启动，科学家对月球的探索会越来越深入.2007年下半年发射了“嫦娥一号”探月卫星，2010年又发射了“嫦娥二号”．
(1)若已知地球半径为R，地球 ( http: / / www.21cnjy.com )表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径．
(2)若宇航员随登月飞船登陆月球后，在 ( http: / / www.21cnjy.com )月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回抛出点．已知月球半径为r，万有引力常量为G，试求出月球的质量M月．【来源：21cnj*y.co*m】
解析：(1)根据万有引力定律和向心力公式：
G＝M月2r′，mg＝G
解得：r′＝.
(2)设月球表面处的重力加速度为g月，根据题意：
v0＝g月，m小球g月＝G
解得：M月＝.
答案： (1) (2)
14．(13分)如果把“神舟九号”载人飞船 ( http: / / www.21cnjy.com )绕地球运行看做是同一轨道上的匀速圆周运动，宇航员测得自己绕地心做匀速圆周运动的周期为T、距地面的高度为h，且已知地球半径为R、地球表面重力加速度为g，引力常量为G.你能计算出下面哪些物理量？能计算的物理量写出计算过程和结果，不能计算的物理量说明理由．【出处：21教育名师】
(1)地球的质量；
(2)飞船线速度的大小；
(3)飞船所需的向心力．
解析：(1)能求出地球的质量M
法一：＝mg得：M＝.
法二：＝m(R＋h)得：
M＝.
(2)能求出飞船线速度的大小v，v＝.
(3)不能算出飞船所需的向心力，因飞船质量未知．
答案：见解析
15．(13分)吴健雄星的半 ( http: / / www.21cnjy.com )径为16 km，若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星密度与地球相同．已知地球半径R＝6 400 km，地球表面重力加速度g地＝10 m/s2.求：
(1)这个小行星表面的重力加速度为多大．
(2)在距小行星表面20 m处，让质量为m＝60 kg的物体自由下落，求物体下落到该行星表面所用的时间．【来源：21·世纪·教育·网】
解析：(1)设把质量为m的物体放在地球表面，则
mg＝G
其表面的重力加速度为
g＝＝＝
设吴健雄星表面的重力加速度为g′，则
＝＝
所以g′＝ m/s2＝2.5×10－2 m/s2.
(2)由h＝g′t2得，物体下落时间为
t＝＝ s＝40 s.
答案：(1)2.5×10－2 m/s2 (2)40 s
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