人教版高中物理必修二知识讲解，巩固练习（教学资料，补习资料）：第6章 章末测试
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修二知识讲解，巩固练习（教学资料，补习资料）：第6章 章末测试 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 232.9KB | ||
| 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 | 2019-10-25 21:15:03 | ||
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文档简介
必修2第6章章末测试
一、选择题（共8小题）
1．下列说法符合物理学史的是
A．哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运动的规律
B．牛顿提出了万有引力定律并用实验成功测出了引力常量
C．笔尖下发现的行星是海王星
D．以上说法都不正确
2．关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是
A．离太阳越近的行星运动周期越短
B．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
C．行星绕太阳运动时，太阳位于行星椭圆轨道的对称中心处
D．所有行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积均相等
3．若金星和地球绕太阳公转的轨道半径之比为n2，将它们绕太阳的公转视为匀速圆周运动，则金星绕太阳公转的周期为
A．24n天 B．365n天 C．24n3天 D．365n3天
4．若太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道，地球与太阳之间的平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为
A．1.2亿千米
B．2.3亿千米
C．4.6亿千米
D．6.9亿千米
5．2018年7月25日消息称，科学家们在火星上发现了第一个液态水湖，这表明火星上很可能存在生命。目前，美国的“洞察”号火星探测器正飞往火星，预计在今年1月26日降落到火星表面，假设该探测器在着陆火星前贴近火星表面运行一周用时为T，已知火星的半径为，地球的半径为，地球的质量为M，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则火星的质量为
A． B． C． D．
6．、为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星、做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示、周围的a与的反比关系，它们左端点横坐标相同，则
A．、的平均密度相等
B．的第一宇宙速度比的小
C．的公转周期比的大
D．的向心加速度比的大
7．嫦娥四号探测器计划在2020年前发射升空，主要任务是着陆月球表面、继续更深层次更加全面地科学探测月球地质、资源等方面的信息，完善月球的档案资料。假设嫦娥四号探测月球时绕月球做圆周运动，在轨道1上时离月球表面的高度为h1，速度为，在轨道2上时离月球表面的高度为h2，速度为，引力常量为G，则根据题给条件可以求得
A．月球的质量
B．月球的密度
C．嫦娥四号在轨道1上做圆周运动的加速度
D．嫦娥四号在轨道2上受到的月球对它的引力大小
8．为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船（总质量为m1），在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2（引力常量为G）则
A．X星球的质量为
B．X星球表面的重力加速度为
C．登陆舱在与轨道上运行时的速度大小之比为
D．登陆舱在半径为的轨道上做圆周运动的周期为
二、填空题（共2小题）
9．如图所示，两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做顺时针匀速圆周运动，地球半径为R，a卫星离地面的高度等于R，周期为Ta，b卫星离地面高度为3R，则a，b两卫星运行周期之比Ta:Tb是=______________；若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点正上方，则a至少经过=______________时间与b相距最远？
10．若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T和R，某近地人造卫星（忽略高度h）绕地球转动周期为t，（提醒：引力常量为G；球体积V=）则太阳质量M=___________；地球密度ρ=___________。
三、计算题（共3小题）
11．若嫦娥三号卫星在离月球表面为h的空中沿圆形轨道绕月球飞行，周期为T。若月球半径r，引力常量为G。试推导：
（1）月球的质量表达式；
（2）月球表面的重力加速度；
（3）月球的第一宇宙速度。
12．如图所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间距离为L。已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧，引力常量为G。求：
（1）A星球做圆周运动的半径R和B星球做圆周运动的半径r；
（2）两星球做圆周运动的周期。
13．月球绕地球近似做匀速圆周运动。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球距离地球表面的高度为H，不考虑自转。
（1）求月球绕地球运动的速度v的大小和周期T；
（2）月球距离地球表面的高度H约为地球半径R的59倍。
a．求月球绕地球运动的向心加速度a的大小；
b．我们知道，月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度g的1/6，即，分析说明月球表面的重力加速度与月球绕地球运动的向心加速度a之间的不一致是否矛盾。
参考答案
1．C【解析】哥白尼提出了日心说，开普勒发现了行星沿椭圆轨道运动的规律，选项A错误；牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许用实验成功测出了引力常量，选项B错误；笔尖下发现的行星是海王星，选项C正确，D错误；故选C。
2．A【解析】A、由公式=k知，离太阳越近R越小，行星运动公转周期越T越短，故A正确；B、由开普勒第一定律可得，所有行星都绕太阳做椭圆运动，且是在不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，故B错误；C、由开普勒第一定律可得，行星绕太阳运动时，太阳位于行星椭圆轨道的一个焦点处，故C错误；D、同一行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积均相等，故D错误。故选A。
3．D【解析】根据开普勒第三定律知：，解得：，故选D。
4．B【解析】由表中数据知T地＝1年，T火＝1.88年，由得，r火＝≈2.3亿千米，故B正确。
5．A【解析】探测器在着陆火星前贴近火星表面运行，有，将探测器放在地球表面，，可解得火星的质量，故选A。
【点睛】本题抓住：地表的万有引力与重力的关系，高空万有引力充当向心力，联立解题。
6．D【解析】根据牛顿第二定律，行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度为：，它们左端点横坐标相同，所以P1、P2的半径相等，结合a与r2的反比关系函数图象得出P1的质量大于P2的质量，根据，所以P1的平均密度比P2的大，故A错误；第一宇宙速度，所以P1的“第一宇宙速度”比P2的大，故B错误；根据万有引力提供向心力得出周期表达式T=2π，所以s1的公转周期比s2的小，故C错误；s1、s2的轨道半径相等，根据a=，所以s1的向心加速度比s2的大，故D正确；故选D。
7．ABC【解析】令月球的半径为R，则根据万有引力提供向心力有①②，可解得月球的质量③，由此式可解得月球的半径④，由③④联立可求出月球的质量，根据密度公式，月球的密度也能算出；根据向心加速度公式在轨道1上做圆周运动的加速度，因为月球半径能求出，所以在轨道1上的向心加速度也好求；在轨道2上根据万有引力定律，因嫦娥四号的质量未知，所以无法求出嫦娥四号在轨道2上所受月球对它的万有引力，故D错误，ABC正确。
8．AD【解析】A项：研究飞船绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，，解得，故A正确；B项：根据圆周运动知识，只能表示在半径为r1的圆轨道上向心加速度，而不等于X星球表面的重力加速度，故B错误；C项：研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有：，解得，表达式里M为中心体星球的质量，r为运动的轨道半径，所以登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为，故C错误；D项：研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，解得，表达式里M为中心体星球的质量，r为运动的轨道半径，所以登陆舱在r1与r2轨道上运动时的周期大小之比为，所以，故D正确。
9．1:
【解析】（1）对做匀速圆周运动的卫星有：，可得，所以；由，可知：，即a转动得更快，设至少经过时间t两卫星相距最远，则由图可得： ，解得。
10．
【解析】地球绕太阳公转，由太阳的万有引力提供地球的向心力，则得：，解得太阳的质量为：；人造卫星绕地球运动，由地球的万有引力提供人造卫星的向心力，则得：，解得地球的质量为：，地球密度：。
11．（1） （2） （3）
【解析】（1）嫦娥三号围绕月球做圆周运动时，有：
解得：
（2）根据万有引力等于重力得：
解得：
（3）在月球表面，根据万有引力提供向心力得：
解得：
12．（1） （2）2π
【解析】（1）令A星的轨道半径为R，B星的轨道半径为r，则由题意有
两星做圆周运动时的向心力由万有引力提供，则有：
可得，又因为
所以可以解得：；
（2）根据（1）可以得到：
则：
13．（1） （2）a． b．不矛盾
【解析】（1）设地球表面一物体的质量为m0，地球质量为M，月球的质量为m，月球绕地球做圆周运动的半径为r，。
在地面表面根据牛顿第二定律：
根据牛顿第二定律和万有引力定律，，得
根据。
（2）a．根据，又
将v和H代入得，；
b．月球表面的重力加速度是月球对月球表面物体的引力产生的，月球绕地球运动的向心加速度a是地球对月球的引力产生的。所以月球表面的重力加速度与月球绕地球运动的向心加速度a之间不一致并不矛盾。
一、选择题（共8小题）
1．下列说法符合物理学史的是
A．哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运动的规律
B．牛顿提出了万有引力定律并用实验成功测出了引力常量
C．笔尖下发现的行星是海王星
D．以上说法都不正确
2．关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是
A．离太阳越近的行星运动周期越短
B．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
C．行星绕太阳运动时，太阳位于行星椭圆轨道的对称中心处
D．所有行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积均相等
3．若金星和地球绕太阳公转的轨道半径之比为n2，将它们绕太阳的公转视为匀速圆周运动，则金星绕太阳公转的周期为
A．24n天 B．365n天 C．24n3天 D．365n3天
4．若太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道，地球与太阳之间的平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为
A．1.2亿千米
B．2.3亿千米
C．4.6亿千米
D．6.9亿千米
5．2018年7月25日消息称，科学家们在火星上发现了第一个液态水湖，这表明火星上很可能存在生命。目前，美国的“洞察”号火星探测器正飞往火星，预计在今年1月26日降落到火星表面，假设该探测器在着陆火星前贴近火星表面运行一周用时为T，已知火星的半径为，地球的半径为，地球的质量为M，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则火星的质量为
A． B． C． D．
6．、为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星、做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示、周围的a与的反比关系，它们左端点横坐标相同，则
A．、的平均密度相等
B．的第一宇宙速度比的小
C．的公转周期比的大
D．的向心加速度比的大
7．嫦娥四号探测器计划在2020年前发射升空，主要任务是着陆月球表面、继续更深层次更加全面地科学探测月球地质、资源等方面的信息，完善月球的档案资料。假设嫦娥四号探测月球时绕月球做圆周运动，在轨道1上时离月球表面的高度为h1，速度为，在轨道2上时离月球表面的高度为h2，速度为，引力常量为G，则根据题给条件可以求得
A．月球的质量
B．月球的密度
C．嫦娥四号在轨道1上做圆周运动的加速度
D．嫦娥四号在轨道2上受到的月球对它的引力大小
8．为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船（总质量为m1），在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2（引力常量为G）则
A．X星球的质量为
B．X星球表面的重力加速度为
C．登陆舱在与轨道上运行时的速度大小之比为
D．登陆舱在半径为的轨道上做圆周运动的周期为
二、填空题（共2小题）
9．如图所示，两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做顺时针匀速圆周运动，地球半径为R，a卫星离地面的高度等于R，周期为Ta，b卫星离地面高度为3R，则a，b两卫星运行周期之比Ta:Tb是=______________；若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点正上方，则a至少经过=______________时间与b相距最远？
10．若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T和R，某近地人造卫星（忽略高度h）绕地球转动周期为t，（提醒：引力常量为G；球体积V=）则太阳质量M=___________；地球密度ρ=___________。
三、计算题（共3小题）
11．若嫦娥三号卫星在离月球表面为h的空中沿圆形轨道绕月球飞行，周期为T。若月球半径r，引力常量为G。试推导：
（1）月球的质量表达式；
（2）月球表面的重力加速度；
（3）月球的第一宇宙速度。
12．如图所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间距离为L。已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧，引力常量为G。求：
（1）A星球做圆周运动的半径R和B星球做圆周运动的半径r；
（2）两星球做圆周运动的周期。
13．月球绕地球近似做匀速圆周运动。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球距离地球表面的高度为H，不考虑自转。
（1）求月球绕地球运动的速度v的大小和周期T；
（2）月球距离地球表面的高度H约为地球半径R的59倍。
a．求月球绕地球运动的向心加速度a的大小；
b．我们知道，月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度g的1/6，即，分析说明月球表面的重力加速度与月球绕地球运动的向心加速度a之间的不一致是否矛盾。
参考答案
1．C【解析】哥白尼提出了日心说，开普勒发现了行星沿椭圆轨道运动的规律，选项A错误；牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许用实验成功测出了引力常量，选项B错误；笔尖下发现的行星是海王星，选项C正确，D错误；故选C。
2．A【解析】A、由公式=k知，离太阳越近R越小，行星运动公转周期越T越短，故A正确；B、由开普勒第一定律可得，所有行星都绕太阳做椭圆运动，且是在不同的椭圆轨道上绕太阳运动，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，故B错误；C、由开普勒第一定律可得，行星绕太阳运动时，太阳位于行星椭圆轨道的一个焦点处，故C错误；D、同一行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积均相等，故D错误。故选A。
3．D【解析】根据开普勒第三定律知：，解得：，故选D。
4．B【解析】由表中数据知T地＝1年，T火＝1.88年，由得，r火＝≈2.3亿千米，故B正确。
5．A【解析】探测器在着陆火星前贴近火星表面运行，有，将探测器放在地球表面，，可解得火星的质量，故选A。
【点睛】本题抓住：地表的万有引力与重力的关系，高空万有引力充当向心力，联立解题。
6．D【解析】根据牛顿第二定律，行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度为：，它们左端点横坐标相同，所以P1、P2的半径相等，结合a与r2的反比关系函数图象得出P1的质量大于P2的质量，根据，所以P1的平均密度比P2的大，故A错误；第一宇宙速度，所以P1的“第一宇宙速度”比P2的大，故B错误；根据万有引力提供向心力得出周期表达式T=2π，所以s1的公转周期比s2的小，故C错误；s1、s2的轨道半径相等，根据a=，所以s1的向心加速度比s2的大，故D正确；故选D。
7．ABC【解析】令月球的半径为R，则根据万有引力提供向心力有①②，可解得月球的质量③，由此式可解得月球的半径④，由③④联立可求出月球的质量，根据密度公式，月球的密度也能算出；根据向心加速度公式在轨道1上做圆周运动的加速度，因为月球半径能求出，所以在轨道1上的向心加速度也好求；在轨道2上根据万有引力定律，因嫦娥四号的质量未知，所以无法求出嫦娥四号在轨道2上所受月球对它的万有引力，故D错误，ABC正确。
8．AD【解析】A项：研究飞船绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，，解得，故A正确；B项：根据圆周运动知识，只能表示在半径为r1的圆轨道上向心加速度，而不等于X星球表面的重力加速度，故B错误；C项：研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有：，解得，表达式里M为中心体星球的质量，r为运动的轨道半径，所以登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为，故C错误；D项：研究登陆舱绕星球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，解得，表达式里M为中心体星球的质量，r为运动的轨道半径，所以登陆舱在r1与r2轨道上运动时的周期大小之比为，所以，故D正确。
9．1:
【解析】（1）对做匀速圆周运动的卫星有：，可得，所以；由，可知：，即a转动得更快，设至少经过时间t两卫星相距最远，则由图可得： ，解得。
10．
【解析】地球绕太阳公转，由太阳的万有引力提供地球的向心力，则得：，解得太阳的质量为：；人造卫星绕地球运动，由地球的万有引力提供人造卫星的向心力，则得：，解得地球的质量为：，地球密度：。
11．（1） （2） （3）
【解析】（1）嫦娥三号围绕月球做圆周运动时，有：
解得：
（2）根据万有引力等于重力得：
解得：
（3）在月球表面，根据万有引力提供向心力得：
解得：
12．（1） （2）2π
【解析】（1）令A星的轨道半径为R，B星的轨道半径为r，则由题意有
两星做圆周运动时的向心力由万有引力提供，则有：
可得，又因为
所以可以解得：；
（2）根据（1）可以得到：
则：
13．（1） （2）a． b．不矛盾
【解析】（1）设地球表面一物体的质量为m0，地球质量为M，月球的质量为m，月球绕地球做圆周运动的半径为r，。
在地面表面根据牛顿第二定律：
根据牛顿第二定律和万有引力定律，，得
根据。
（2）a．根据，又
将v和H代入得，；
b．月球表面的重力加速度是月球对月球表面物体的引力产生的，月球绕地球运动的向心加速度a是地球对月球的引力产生的。所以月球表面的重力加速度与月球绕地球运动的向心加速度a之间不一致并不矛盾。