備考2020高考物理一輪復習 單元訓練金卷 第五單元 萬有引力與航天A卷

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1、 第五單元 注意事項： 1．答題前，先將自己的姓名、準考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。 2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 3．非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 4．考試結(jié)束后，請將本試題卷和答題卡一并上交。 一、 (本題共13小題，每小題4分，共52分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～13題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但

2、不全的得2分，有選錯的得0分) 1．人類對天體運動的認識有著漫長艱難的過程，如日心說和地心說。下列說法不正確的是(　　) A．地心說認為地球處于宇宙的中心靜止不動，太陽、月亮以及其他行星都繞地球運動 B．日心說認為太陽是宇宙的中心且靜止不動，地球和其他行星都繞太陽運動 C．在天文學史上，雖然日心說最終戰(zhàn)勝了地心說，但地心說更符合人們的直接經(jīng)驗 D．哥白尼經(jīng)過長期觀測和研究，提出了地心說，開普勒在總結(jié)前人大量觀測資料的基礎(chǔ)上，提出了日心說 2．德國天文學家開普勒用了20年的時間研究了丹麥天文學家第谷的行星研究資料，提出了開普勒行星運動定律。下列說法中正確的是(　　) A．所有行星繞

3、太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上 B．對任意一個行星來說，在其軌道上運動時，離太陽越近的，其運動速度越慢 C．水星繞太陽運動的半長軸比金星的小，所以水星繞太陽運動的周期長 D．所有繞不同中心天體運行的天體的軌道半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等 3．隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，宇宙中飛行的衛(wèi)星也越來越多。技術(shù)更先進、性能更優(yōu)越的衛(wèi)星不斷地替代落后的衛(wèi)星。一顆報廢的衛(wèi)星由于失去了動力，在空氣阻力作用下，其運行高度逐漸降低，在還沒有進入大氣層燒毀之前，其(　　) A．周期逐漸增大 B．動能逐漸增大 C．速度逐漸減小 D．加速度逐漸

4、減小 4．木星是繞太陽公轉(zhuǎn)的行星之一，而木星的周圍又有衛(wèi)星繞其公轉(zhuǎn)。如果已知下列物理量，能求得木星質(zhì)量的是(　　) A．衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期和木星的軌道半徑 B．木星的公轉(zhuǎn)周期和衛(wèi)星的軌道半徑 C．衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期和軌道半徑 D．木星的公轉(zhuǎn)周期和軌道半徑 5．通過實驗精確測得兩個半徑都為R的相同實心小銅球緊靠在一起時，它們之間的萬有引力大小為F。若把兩個半徑都是2R的實心大銅球緊靠在一起，則它們之間的萬有引力的大小為(　　) A．16F B．8F C．4F D．2F 6．2019年1月3日，“嫦

5、娥四號”成功軟著陸在月球背面，并通過“鵲橋”中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖，揭開了古老月背的神秘面紗。飛船在月球表面軟著陸之前，在靠近月球表面的軌道上運行，若要估算月球的平均密度，唯一要測量的物理量是(　　) A．飛船的軌道半徑 B．月球的半徑 C．飛船的飛行周期 D．飛船的線速度 7．(2019?全國III卷)金星、地球和火星繞太陽的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運動，它們的向心加速度大小分別為a金、a地、a火，它們沿軌道運行的速率分別為v金、v地、v火。已知它們的軌道半徑R金＜R地＜R火，由此可以判定 A．a(chǎn)金＞a地＞a火 B．a(chǎn)

6、火＞a地＞a金 C．v地＞v火＞v金 D．v火＞v地＞v金 8．宇航員乘坐飛船到達某個天體，發(fā)現(xiàn)在該天體上以某一初速度豎直向上拋出一小球，小球上升的最大高度是在地球上以相同初速度豎直上拋達到的最大高度的k倍，已知該天體的半徑是地球半徑的m倍，若不計空氣阻力，則該天體的質(zhì)量是地球質(zhì)量的(　　) A．km2 B． C． D． 9．關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是(　　) A．同步衛(wèi)星的周期與地球的公轉(zhuǎn)周期相等 B．同步衛(wèi)星的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相等 C．同步衛(wèi)星的高度是唯一的 D．同步衛(wèi)星可以定點

7、在地球上空的任意位置 10．環(huán)繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，離地越高，則衛(wèi)星的(　　) A．運行速度越大 B．周期越大 C．向心加速度越大 D．發(fā)射速度越大 11．在遠離其他天體的宇宙空間里，存在著兩個天體，它們始終繞著其連線上的某點做勻速圓周運動，則下列說法正確的是(　　) A．這兩個天體的周期一定相等 B．這兩個天體的運行速度大小一定相等 C．這兩個天體的向心加速度大小一定相等 D．這兩個天體的質(zhì)量與運行速度的乘積一定相等 12．已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，若繞地球做勻速圓周

8、運動的空間站離地面的高度也等于R，則(　　) A．空間站的運行速度為 B．空間站的加速度為 C．空間站的周期為 D．空間站里的人和物都處于完全失重狀態(tài)，沒有重力 13．(2019?全國I卷)在星球M上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上，把物體P輕放在彈簧上端，P由靜止向下運動，物體的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關(guān)系如圖中實線所示。在另一星球N上用完全相同的彈簧，改用物體Q完成同樣的過程，其a－x關(guān)系如圖中虛線所示，假設(shè)兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體。已知星球M的半徑是星球N的3倍，則(　　) A．M與N的密度相等 B．Q的質(zhì)量是P的3倍 C．Q下落過程中的最大動能是P的4倍 D．Q

9、下落過程中彈簧的最大壓縮量是P的4倍 二、(本題共4小題，共48分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 14．(10分) 2019年1月3日，“嫦娥四號”成功軟著陸在月球背面。知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，月球的半徑約為地球半徑的，地球的第一宇宙速度為7.9 km/s，在地面上的發(fā)射速度為第一宇宙速度的倍時，物體將脫離地球的引力。 (1)求月球的第一宇宙速度。 (2)類比法是科學研究的重要方法之一，如果把月球與地球相類比的話，則“嫦娥四號”在月球表面的起飛速度至

10、少多大才能離開月球返回地球？ 15．(10分)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(BDS)，是繼美全球定位系統(tǒng)(GPS)和俄GLONASS之后的第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。導航系統(tǒng)中的地球同步衛(wèi)星可用來傳送電話信號。地球半徑約為6.4 ×106 m，無線電信號的傳播速度為3.0×108 m/s，地球表面附近的重力加速度為10 m/s2。(＝4.26，＝2.1，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) (1)求同步衛(wèi)星距地的高度。 (2)如果你與同學在地面上用同步衛(wèi)星電話通話，則從你發(fā)出信號至收到對方發(fā)出的信號所需的最短時間約為多少？

11、 16．(13分)A、B是地球的兩顆衛(wèi)星，其軌道半徑分別為RA和RB，某時刻B衛(wèi)星正好位于A衛(wèi)星的正上方，如圖所示。已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g。 (1)求這兩顆衛(wèi)星的周期。 (2)至少經(jīng)過多長時間，B衛(wèi)星再次運動到A衛(wèi)星的正上方? 17．(15分)在不久的將來，我國科學家乘坐“嫦娥N號”飛上月球(可認為是均勻球體)，為了研究月球，科學家在月球的“赤道”上以大小為v0的初速度豎直上拋一物體，經(jīng)過時間t1，物體回到拋出點；在月球的“兩極”處仍以大小為v0的初速度豎直上拋同一物體，經(jīng)過時間t2，物體回到拋出點。已知月球的半徑為R

12、，求： (1)月球的質(zhì)量。 (2)月球的自轉(zhuǎn)周期。 1 單元訓練金卷·高三·物理(A)卷 第五單元 答 案 一、 (本題共13小題，每小題4分，共52分。在每小題給出的四個選項中，第1～8題只有一項符合題目要求，第9～13題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分) 1．【答案】D 【解析】托勒密提出的是地心說，哥白尼提出的是日心說，選項D不正確。 2．【答案】A 【解析】根據(jù)開普勒第一定律得知，選項A正確；開普勒第二定律得知，選項B錯誤；據(jù)開普勒第三定律可知選項C錯誤；中心天體不同，繞中心天

13、體運動的天體的軌道半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值是不相同的，選項D錯誤。 3．【答案】B 【解析】由＝mr可知，隨著衛(wèi)星高度的逐漸降低，其軌道半徑越來越小，周期逐漸減小，選項A錯誤；由＝m得v＝，線速度逐漸增大，選項B正確、C錯誤；因為加速度a＝，選項D錯誤。 4．【答案】C 【解析】衛(wèi)星受到木星的萬有引力作用繞木星做勻速圓周運動，有＝mr成立，式中m為衛(wèi)星的質(zhì)量、M為木星的質(zhì)量、r為衛(wèi)星的軌道半徑、T為衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期，解得M＝，選項C正確，其他選項錯誤。 5．【答案】A 【解析】小銅球之間的萬有引力F＝，若半徑變?yōu)?R，則大銅球的體積是小銅球體積的8倍，大銅球的質(zhì)量也

14、是小銅球質(zhì)量的8倍，因此萬有引力應為16倍，選項A正確。 6．【答案】C 【解析】飛船在靠近月球表面的軌道上運行時，其軌道半徑近似等于月球半徑，飛船受到月球的萬有引力充當其做勻速圓周運動的向心力，則＝mR，又因為M＝ρV＝，解得平均密度ρ＝，選項C正確。 7．【答案】A 【解析】由萬有引力提供向心力G＝ma可知軌道半徑越小，向心加速度越大，故知A項正確，B錯誤；由G＝m得v＝可知軌道半徑越小，運行速率越大，故C、D都錯誤。 8．【答案】B 【解析】由公式G＝mg和H＝得M＝，選項B正確。 9．【答案】BC 【解析】同步衛(wèi)星指的是與地球自轉(zhuǎn)同步，即同步衛(wèi)星的周期也是24小時，選項

15、A錯誤、B正確；同步衛(wèi)星是由地球?qū)ζ涞娜f有引力提供向心力，即＝m(R+h)，解得h＝－R，選項C正確；同步衛(wèi)星只能定點在赤道上空，選項D錯誤。 10．【答案】BD 【解析】由＝m得運行速度v＝，選項A錯誤；＝m(R+h)得運行周期T＝，選項B正確；a＝，選項C錯誤；衛(wèi)星越高，需要的發(fā)射速度越大，選項D正確。 11．【答案】AD 【解析】在遠離其他天體的宇宙空間里的兩個天體，它們做勻速圓周運動的向心力來源于它們之間的萬有引力，這兩個天體的周期一定相等，選項A正確；因為它們的質(zhì)量不一定相等，其軌道半徑也不一定相等，運行速度不一定相等，向心加速度大小不一定相等，選項B、C錯誤；＝m1＝m2，

16、又因為，m1v1＝m2v2，選項D正確。 12．【答案】AB 【解析】＝mg，＝m，解得v＝，選項A正確；空間站的加速度a＝，選項B正確；＝m(R+R)，解得T＝4π，選項C錯誤；空間站里的人和物所受到的萬有引力都用來充當其做勻速圓周運動所需要的向心力，處于完全失重狀態(tài)，但重力并沒有消失，選項D錯誤。 13．【答案】AC 【解析】由a－x圖象可知，加速度沿豎直向下方向為正方向，根據(jù)牛頓第二定律有mg－kx＝ma，變形式為，該圖象的斜率為，縱軸截距為重力加速度g。根據(jù)圖象的縱軸截距可知，兩星球表面的重力加速度之比為；又因為在某星球表面上的物體，所受重力和萬有引力相等，即，即該星球的質(zhì)量。

17、又因為，聯(lián)立得。故兩星球的密度之比為，故A正確；當物體在彈簧上運動過程中，加速度為0的一瞬間，其所受彈力和重力二力平衡，mg＝kx，即；結(jié)合a－x圖象可知，當物體P和物體Q分別處于平衡位置時，彈簧的壓縮量之比為：，故物體P和物體Q的質(zhì)量之比為，故B錯誤；物體P和物體Q分別處于各自的平衡位置（a＝0）時，它們的動能最大；根據(jù)v2＝2ax，結(jié)合a－x圖象面積的物理意義可知：物體P的最大速度滿足，物體Q的最大速度滿足，則兩物體的最大動能之比，C正確；物體P和物體Q分別在彈簧上做簡諧運動，由平衡位置（a＝0）可知，物體P和Q振動的振幅A分別為x0和2x0，即物體P所在彈簧最大壓縮量為2x0，物體Q所在

18、彈簧最大壓縮量為4x0，則Q下落過程中，彈簧最大壓縮量時P物體最大壓縮量的2倍，D錯誤。 二、(本題共4小題，共48分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答。解答題應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 14．【解析】(1)衛(wèi)星在天體表面附近運行的速度稱為第一宇宙速度，＝m　 (3分) 解得第一宇宙速度v＝　(2分) 即月球的第一宇宙速度v月＝v＝1.76 km/s?！?2分) (2)類比地球，“嫦娥四號”要返回地球，在月面起飛速度至少為： v2＝×1.76 km/s＝2.49 km/s?！?3分)

19、 15．【解析】(1)萬有引力提供衛(wèi)星做勻速圓周運動的向心力，則： ＝m(R+h)　(2分) ＝mg　(2分) 解得同步衛(wèi)星距地面的高度h＝3.6 ×107 m?！?2分) (2)發(fā)出信號至接收到對方的信號所需的最短時間t＝　(2分) 解得t＝0.48 s?！?2分) 16．【解析】(1)萬有引力提供衛(wèi)星做勻速圓周運動的向心力，有 ＝mARA　(2分) ＝mg　(2分) 可得A衛(wèi)星的周期TA＝　 (2分) 同理可得，B衛(wèi)星的周期TB＝?！?(2分) (2)要B衛(wèi)星再次運動到A衛(wèi)星的正上方，則A衛(wèi)星至少要比B衛(wèi)星多轉(zhuǎn)過2π的角度，設(shè)時間為t，則 ()t＝2π　(3分) 解得：t＝?！?2分) 17．【解析】(1)科學家在“兩極”處豎直上拋物體時，由勻變速直線運動的公式得：－v0＝v－g2t2　 (2分) 解得月球“兩極”處的重力加速度g2＝　 (2分) 同理可得月球“赤道”處的重力加速度g1＝　 (2分) 在“兩極”沒有月球自轉(zhuǎn)的影響下，萬有引力等于重力，＝mg2　 (2分) 解得月球的質(zhì)量M＝。　 (2分) (2)由于月球自轉(zhuǎn)的影響，在“赤道”上，有－mR＝mg1　 (3分) 解得：T＝2π。　(2分) 3