高中物理必修二第六章 章末檢測(cè)導(dǎo)學(xué)案練習(xí)題
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第六章 章末檢測(cè) 一、選擇題(本大題共12小題,每小題4分,共48分) 1. [2013·河北冀州]對(duì)于質(zhì)量為m1和m2的兩個(gè)物體間的萬有引力的表達(dá)式F=G,下列說法正確的是( ) A. 公式中G是引力常量,它是由實(shí)驗(yàn)得出的,而不是人為規(guī)定的 B. 當(dāng)兩物體間的距離r趨于零時(shí),萬有引力趨于無窮大 C. m1和m2所受引力大小總是相等的 D. 兩個(gè)物體間的引力總是大小相等,方向相反的,是一對(duì)平衡力 答案:AC 解析:物理學(xué)家卡文迪許通過測(cè)量幾個(gè)鉛球之間的萬有引力,比較準(zhǔn)確地測(cè)出了G的數(shù)值,故A對(duì).當(dāng)兩物體間距離r趨于零時(shí),F(xiàn)=G不再適用,故B錯(cuò).兩個(gè)物體間的引力是一對(duì)相互作用力,大小總相等,故C對(duì),D錯(cuò). 2. [2013·廣州高一檢測(cè)]關(guān)于人造地球衛(wèi)星,下列說法正確的是 ( ) A. 運(yùn)行的軌道半徑越大,線速度也越大 B. 其發(fā)射速度可以達(dá)到16.7 km/s C. 衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度不能大于7.9 km/s D. 衛(wèi)星在降落過程中向下減速時(shí)處于超重狀態(tài) 答案:CD 解析:由萬有引力提供向心力可得v=,知r越大,線速度越小,A錯(cuò);16.7 km/s為第三宇宙速度,達(dá)到這一速度則要脫離太陽的引力,B錯(cuò);第一宇宙速度7.9 km/s是最大的運(yùn)行速度,C對(duì);衛(wèi)星降落過程中有向上的加速度,超重,D對(duì). 3. 如圖所示,a、b是兩顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星,它們距地面的高度分別是R和2R(R為地球半徑).下列說法中正確的是( ) A. a、b的線速度大小之比是∶1 B. a、b的周期之比是1∶2 C. a、b的角速度大小之比是3∶4 D. a、b的向心加速度大小之比是9∶4 答案:CD 解析:兩衛(wèi)星均做勻速圓周運(yùn)動(dòng),F(xiàn)萬=F向,向心力選不同的表達(dá)形式分別分析.由=m得===,A錯(cuò)誤;由=mr()2得==,B錯(cuò)誤;由=mrω2得= =,C正確;由=ma得==,D正確. 4. [2012·福建高考]一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其線速度大小為v,假設(shè)宇航員在該行星表面上用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量一質(zhì)量為m的物體重力,物體靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為N,已知引力常量為G,則這顆行星的質(zhì)量為 ( ) A. B. C. D. 答案:B 解析:設(shè)行星表面重力加速度為g,則g=,① 由G=mg② 由G=m③ 聯(lián)立①②③得,M=,故選B. 5. 一物體靜置在平均密度為ρ的球形天體表面的赤道上.已知萬有引力常量G,若由于天體自轉(zhuǎn)使物體對(duì)天體表面壓力恰好為零,則天體自轉(zhuǎn)周期為 ( ) 答案:D 解析:壓力為零說明萬有引力等于向心力,則 =mR()2,所以T=,故選D. 6. 一宇宙飛船繞地心做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng),飛船艙內(nèi)有一質(zhì)量為m的人站在可稱體重的臺(tái)秤上.用R表示地球的半徑,g表示地球表面處的重力加速度,g′表示宇宙飛船所在處的地球引力加速度,F(xiàn)N表示人對(duì)臺(tái)秤的壓力.下列表達(dá)式中正確的是 ( ) A. g′=0 B. g′=g C. FN=0 D. FN=mg 答案:BC 解析:在地球表面處G=mg,即GM=gR2,在宇宙飛船內(nèi):G=mg′,g′==,B正確;宇宙飛船繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),其內(nèi)物體處于完全失重狀態(tài),故FN=0,C正確. 7. 已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍.若某行星的平均密度為地球平均密度的一半,它的同步衛(wèi)星離其表面的高度是其半徑的2.5倍,則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為 ( ) A. 6小時(shí) B. 12小時(shí) C. 24小時(shí) D. 36小時(shí) 答案:B 解析:地球的同步衛(wèi)星的周期為T1=24小時(shí),軌道半徑為r1=7R1,密度ρ1.某行星的同步衛(wèi)星周期為T2,軌道半徑為r2=3.5R2,密度ρ2.根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律分別有=m1()2r1 =m2()2r2. 化簡得T2=12小時(shí),故選B. 8. 某行星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓.每過N年,該行星會(huì)運(yùn)行到日地連線的延長線上,如下圖所示.該行星與地球的公轉(zhuǎn)半徑之比為( ) 答案:B 解析:設(shè)地球和行星的軌道半徑分別為r1、r2,運(yùn)行周期分別為T1、T2.由萬有引力定律和牛頓第二定律得G=mr()2,從而有=(),又NT1=(N-1)T2,聯(lián)立解得=(). 9. 地球赤道上的重力加速度為g,物體在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為an,要使赤道上物體“飄”起來,則地球的轉(zhuǎn)速應(yīng)為原來轉(zhuǎn)速的 ( ) A. 倍 B. 倍 C. 倍 D. 倍 答案:B 解析:原來狀態(tài)應(yīng)滿足公式G-mg=man=mω2R 飄起來時(shí)G=mω′2R,M為地球質(zhì)量,m為物體質(zhì)量,R為地球半徑,ω′為飄起時(shí)角速度,ω為原來的角速度,聯(lián)立求解可得ω′=ω,所以B對(duì). 10. [2012·新課標(biāo)全國卷]假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體.一礦井深度為d.已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零.礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為( ) A. 1- B. 1+ C. ()2 D. ()2 答案:A 解析:根據(jù)萬有引力與重力相等可得,在地面處有: G=mg 在礦井底部有:G=mg′,所以==1-. 故選項(xiàng)A正確. 11. 某物體在低速(接近0)情況下質(zhì)量為m0,在速度為v的高速(接近光速)情況下質(zhì)量為m,則由狹義相對(duì)論,物體速度v為( ) A. ·c B. ·c C. (1-)·c D. ·c 答案:B 解析:根據(jù)m=可得v= ·c;B項(xiàng)正確. 12. 下列說法中正確的是( ) ①當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度遠(yuǎn)小于光速時(shí),相對(duì)論物理學(xué)和經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別 ②當(dāng)物體運(yùn)動(dòng)速度接近光速時(shí),相對(duì)論物理學(xué)和經(jīng)典物理學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別 ③當(dāng)普朗克常量h(6.63×10-34 J·s)可以忽略不計(jì)時(shí),量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別 ④當(dāng)普朗克常量h(6.63×10-34 J·s)不能忽略不計(jì)時(shí),量子力學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的結(jié)論沒有區(qū)別 A. ①③ B. ②④ C. ①④ D. ②③ 答案:A 解析:經(jīng)典力學(xué)可以認(rèn)為是相對(duì)論物理學(xué)在低速、宏觀狀態(tài)下的特例,故A正確. 二、計(jì)算題(本大題共5小題,共52分,要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位) 13. (8分)火星半徑是地球半徑的一半,火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/9,那么地球表面質(zhì)量為50 kg的人受到地球的吸引力約為火星表面同質(zhì)量的物體受到火星引力的多少倍? 答案: 解析:設(shè)火星半徑為R,地球半徑為2R;火星質(zhì)量為M,地球質(zhì)量為9M. 在地球上F=G, 在火星上F=G, 所以同質(zhì)量的人在地球表面受到的吸引力是在火星表面受到的吸引力的倍. 14. (10分)宇航員駕駛一宇宙飛船在靠近某行星表面附近的圓形軌道上運(yùn)行,已知飛船運(yùn)行的周期為T,行星的平均密度為ρ,試證明ρT2=k(引力常量G為已知,k是恒量). 證明: 設(shè)行星半徑為R,質(zhì)量為M,飛船的軌道半徑為r,因?yàn)轱w船在靠近行星表面附近的軌道上運(yùn)行,所以有r=R.由萬有引力提供向心力有 G=m()2R 即= 又因?yàn)樾行敲芏圈眩剑? 將①式代入②式得ρT2==k證畢. 15. (10分)宇宙中恒星的壽命不是無窮的,晚年的恒星將逐漸熄滅,成為“紅巨星”,有一部分“紅巨星”會(huì)發(fā)生塌縮,強(qiáng)迫電子同原子核中的質(zhì)子結(jié)合成中子,最后形成物質(zhì)微粒大多數(shù)為中子的一種星體,叫做“中子星”,可以想象,中子星的密度是非常大的.設(shè)某一中子星的密度是ρ,若要使探測(cè)器繞該中子星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)以探測(cè)中子星,探測(cè)器的運(yùn)轉(zhuǎn)周期最小值為多少? 答案: 解析:設(shè)該中子星的半徑為R,探測(cè)器質(zhì)量為m. 則中子星的質(zhì)量:M=ρV=πR3ρ. 探測(cè)器做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬有引力提供,假設(shè)探測(cè)器飛行高度為h,有: =m(R+h). 得T2=. 代入M值得T=. 當(dāng)h=0時(shí),T有最小值為Tmin=. 16. (12分) 2012年6月16日,我國成功發(fā)射“神舟九號(hào)”飛船.假設(shè)“神舟九號(hào)”飛船返回艙內(nèi)有一體重計(jì),體重計(jì)上放一物體,火箭點(diǎn)火前,宇航員劉洋觀察到體重計(jì)的示數(shù)為F0.在“神舟九號(hào)”載人飛船隨火箭豎直向上勻加速升空的過程中,當(dāng)飛船離地面高度為H時(shí)劉洋觀察到體重計(jì)的示數(shù)為F,設(shè)地球半徑為R,第一宇宙速度為v,求: (1)該物體的質(zhì)量. (2)火箭上升時(shí)的加速度. 答案:(1) (2)- 解析:(1)設(shè)地面附近重力加速度為g0,由火箭點(diǎn)火前體重計(jì)示數(shù)為F0,可知物體質(zhì)量為m= 由第一宇宙速度公式v= 可得地球表面附近的重力加速度g0= 聯(lián)立解得該物體的質(zhì)量為m= (2)當(dāng)飛船離地面高度為H時(shí),物體所受萬有引力為 F′=G 而g0=G 對(duì)物體由牛頓第二定律得F-F′=ma 聯(lián)立以上各式解得火箭上升時(shí)的加速度a=-. 17. (12分)天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星.雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍.利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)特征可以推算出它們的總質(zhì)量.已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng),周期均為T,兩顆恒星之間的距離為r,試推算這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量.(引力常量為G) 答案:r3 解析:設(shè)兩顆恒星的質(zhì)量分別為m1、m2,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑分別為r1、r2,角速度分別為ω1、ω2. 根據(jù)萬有引力定律,對(duì)m1有 G=m1ωr1,得m2= 對(duì)m2有G=m2ωr2,得m1= 根據(jù)角速度與周期的關(guān)系及題意知 ω1=ω2=,r=r1+r2 聯(lián)立解得m1+m2=r3.- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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