《备战2020年高考高三一轮单元训练金卷： 物理 第五单元 万有引力与航天 A卷 Word版含答案.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《备战2020年高考高三一轮单元训练金卷： 物理 第五单元 万有引力与航天 A卷 Word版含答案.pdf（4页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、 单元训练金卷高三物理(A)卷 第五单元第五单元 注意事项：注意事项： 1答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形 码粘贴在答题卡上的指定位置。 2选择题的作答：每小题选出答案后，用 2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑， 写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 3非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草 稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。 4考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。 一、一、 (本题共本题共 13 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 52 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出
2、的四个选项中，第 18 题只有一 项符合题目要求，第 题只有一 项符合题目要求，第 913 题有多项符合题目要求。全部选对的得题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有 选错的得 分，有 选错的得 0 分分) 1 人类对天体运动的认识有着漫长艰难的过程， 如日心说和地心说。 下列说法不正确的是( ) A地心说认为地球处于宇宙的中心静止不动，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动 B日心说认为太阳是宇宙的中心且静止不动，地球和其他行星都绕太阳运动 C在天文学史上，虽然日心说最终战胜了地心说，但地心说更符合人们的直接经验 D哥白尼经过长期观测和研究，提出了
3、地心说，开普勒在总结前人大量观测资料的基础上， 提出了日心说 2德国天文学家开普勒用了 20 年的时间研究了丹麦天文学家第谷的行星研究资料，提出了开 普勒行星运动定律。下列说法中正确的是( ) A所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 B对任意一个行星来说，在其轨道上运动时，离太阳越近的，其运动速度越慢 C水星绕太阳运动的半长轴比金星的小，所以水星绕太阳运动的周期长 D所有绕不同中心天体运行的天体的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都 相等 3随着科学技术的不断发展，宇宙中飞行的卫星也越来越多。技术更先进、性能更优越的卫星 不断地替代落后的卫星。 一颗报废的卫星
4、由于失去了动力， 在空气阻力作用下， 其运行高度逐渐降低， 在还没有进入大气层烧毁之前，其( ) A周期逐渐增大 B动能逐渐增大 C速度逐渐减小 D加速度逐渐减小 4木星是绕太阳公转的行星之一，而木星的周围又有卫星绕其公转。如果已知下列物理量，能 求得木星质量的是( ) A卫星的公转周期和木星的轨道半径 B木星的公转周期和卫星的轨道半径 C卫星的公转周期和轨道半径 D木星的公转周期和轨道半径 5 通过实验精确测得两个半径都为 R 的相同实心小铜球紧靠在一起时， 它们之间的万有引力大 小为 F。若把两个半径都是 2R 的实心大铜球紧靠在一起，则它们之间的万有引力的大小为( ) A16F B8F
5、C4F D2F 62019 年 1 月 3 日，“嫦娥四号”成功软着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继星传回了世 界第一张近距离拍摄的月背影像图，揭开了古老月背的神秘面纱。飞船在月球表面软着陆之前，在 靠近月球表面的轨道上运行，若要估算月球的平均密度，唯一要测量的物理量是( ) A飞船的轨道半径 B月球的半径 C飞船的飞行周期 D飞船的线速度 7(2019全国 III 卷)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速 度大小分别为 a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为 v金、v地、v火。已知它们的轨道半径 R 金R地R火，由此可以判定 Aa金a地a火 Ba火a地a金
6、Cv地v火v金 Dv火v地v金 8宇航员乘坐飞船到达某个天体，发现在该天体上以某一初速度竖直向上抛出一小球，小球上 升的最大高度是在地球上以相同初速度竖直上抛达到的最大高度的 k 倍，已知该天体的半径是地球 半径的 m 倍，若不计空气阻力，则该天体的质量是地球质量的( ) Akm2 B 2 m k C 2 k m D m k 9关于地球同步卫星，下列说法中正确的是( ) A同步卫星的周期与地球的公转周期相等 B同步卫星的周期与地球的自转周期相等 C同步卫星的高度是唯一的 D同步卫星可以定点在地球上空的任意位置 10环绕地球做匀速圆周运动的卫星，离地越高，则卫星的( ) A运行速度越大 B周期越
7、大 C向心加速度越大 D发射速度越大 11在远离其他天体的宇宙空间里，存在着两个天体，它们始终绕着其连线上的某点做匀速圆 周运动，则下列说法正确的是( ) A这两个天体的周期一定相等 B这两个天体的运行速度大小一定相等 C这两个天体的向心加速度大小一定相等 D这两个天体的质量与运行速度的乘积一定相等 12已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，若绕地球做匀速圆周运动的空间站离地面 的高度也等于 R，则( ) A空间站的运行速度为 2 2 gR B空间站的加速度为4 g 此卷只装订不密封 班级 姓名 准考证号 考场号 座位号 C空间站的周期为 2 R g D空间站里的人和物都处于完全失重
8、状态，没有重力 13 (2019全国I卷)在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上， 把物体P轻放在弹簧上端， P 由静止向下运动，物体的加速度 a 与弹簧的压缩量 x 间的关系如图中实线所示。在另一星球 N 上用 完全相同的弹簧，改用物体 Q 完成同样的过程，其 ax 关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量 均匀分布的球体。已知星球 M 的半径是星球 N 的 3 倍，则( ) AM 与 N 的密度相等 BQ 的质量是 P 的 3 倍 CQ 下落过程中的最大动能是 P 的 4 倍 DQ 下落过程中弹簧的最大压缩量是 P 的 4 倍 二、二、(本题共本题共 4 小题，共小题，共 48 分。把答案
9、填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必 要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必 要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位) 14(10 分) 2019 年 1 月 3 日，“嫦娥四号”成功软着陆在月球背面。知月球的质量约为地球质 量的 1 81，月球的半径约为地球半径的 1 4，地球的第一宇宙速度为 7.9 km/s，在地面上的发射速度为 第一宇宙速度的 2倍时，物体将脱离地球的引力。 (
10、1)求月球的第一宇宙速度。 (2)类比法是科学研究的重要方法之一，如果把月球与地球相类比的话，则“嫦娥四号”在月球表 面的起飞速度至少多大才能离开月球返回地球？ 15(10 分)北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统(BDS)，是继美全球定 位系统(GPS)和俄 GLONASS 之后的第三个成熟的卫星导航系统。 导航系统中的地球同步卫星可用来 传送电话信号。地球半径约为 6.4 106 m，无线电信号的传播速度为 3.0108 m/s，地球表面附近的 重力加速度为 10 m/s2。( 3 77.454.26，4.242.1，结果保留两位有效数字) (1)求同步卫星距地的高度。
11、(2)如果你与同学在地面上用同步卫星电话通话，则从你发出信号至收到对方发出的信号所需的 最短时间约为多少？ 16(13 分)A、B 是地球的两颗卫星，其轨道半径分别为 RA和 RB，某时刻 B 卫星正好位于 A 卫 星的正上方，如图所示。已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g。 (1)求这两颗卫星的周期。 (2)至少经过多长时间，B 卫星再次运动到 A 卫星的正上方? 17(15 分)在不久的将来，我国科学家乘坐“嫦娥 N 号”飞上月球(可认为是均匀球体)，为了研究 月球， 科学家在月球的 “赤道”上以大小为 v0的初速度竖直上抛一物体， 经过时间 t1， 物体回到抛出点 ； 在月球的
12、“两极”处仍以大小为 v0的初速度竖直上抛同一物体，经过时间 t2，物体回到抛出点。已知 月球的半径为 R，求： (1)月球的质量。 (2)月球的自转周期。 单元训练金卷高三物理(A)卷 第五单元第五单元 答答 案案 一、一、 (本题共本题共 13 小题，每小题小题，每小题 4 分，共分，共 52 分。在每小题给出的四个选项中，第分。在每小题给出的四个选项中，第 18 题只有一 项符合题目要求，第 题只有一 项符合题目要求，第 913 题有多项符合题目要求。全部选对的得题有多项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 2 分，有 选错的得 分，有 选错的得 0 分分
13、) 1【答案】D 【解析】托勒密提出的是地心说，哥白尼提出的是日心说，选项 D 不正确。 2【答案】A 【解析】根据开普勒第一定律得知，选项 A 正确；开普勒第二定律得知，选项 B 错误；据开普 勒第三定律可知选项 C 错误；中心天体不同，绕中心天体运动的天体的轨道半长轴的三次方跟它的 公转周期的二次方的比值是不相同的，选项 D 错误。 3【答案】B 【解析】由mr 可知，随着卫星高度的逐渐降低，其轨道半径越来越小，周期逐渐减小， 选项 A 错误；由m 得 v，线速度逐渐增大，选项 B 正确、C 错误；因为加速度 a， 选项 D 错误。 4【答案】C 【解析】卫星受到木星的万有引力作用绕木星做
14、匀速圆周运动，有mr 成立，式中 m 为 卫星的质量、M 为木星的质量、r 为卫星的轨道半径、T 为卫星的公转周期，解得 M，选项 C 正确，其他选项错误。 5【答案】A 【解析】小铜球之间的万有引力 F，若半径变为 2R，则大铜球的体积是小铜球体 积的 8 倍，大铜球的质量也是小铜球质量的 8 倍，因此万有引力应为 16 倍，选项 A 正确。 6【答案】C 【解析】飞船在靠近月球表面的轨道上运行时，其轨道半径近似等于月球半径，飞船受到月球 的万有引力充当其做匀速圆周运动的向心力，则mR，又因为 MV，解得平均密 度 ，选项 C 正确。 7【答案】A 【解析】由万有引力提供向心力 Gma 可知
15、轨道半径越小，向心加速度越大，故知 A 项正 Mm R2 确，B 错误；由 Gm得 v可知轨道半径越小，运行速率越大，故 C、D 都错误。 Mm R2 v2 R GM r 8【答案】B 【解析】由公式 Gmg 和 H得 M，选项 B 正确。 9【答案】BC 【解析】同步卫星指的是与地球自转同步，即同步卫星的周期也是 24 小时，选项 A 错误、B 正 确；同步卫星是由地球对其的万有引力提供向心力，即m(R+h)，解得 hR，选 项 C 正确；同步卫星只能定点在赤道上空，选项 D 错误。 10【答案】BD 【解析】由m得运行速度 v，选项 A 错误；m(R+h)得运行周期 T ，选项 B 正确；
16、a，选项 C 错误；卫星越高，需要的发射速度越大，选项 D 正确。 11【答案】AD 【解析】在远离其他天体的宇宙空间里的两个天体，它们做匀速圆周运动的向心力来源于它们 之间的万有引力，这两个天体的周期一定相等，选项 A 正确；因为它们的质量不一定相等，其轨道 半径也不一定相等， 运行速度不一定相等， 向心加速度大小不一定相等， 选项 B、 C 错误 ；m1 m2，又因为，m1v1m2v2，选项 D 正确。 12【答案】AB 【解析】mg，m，解得 v，选项 A 正确；空间站的加速度 a ，选项 B 正确；m(R+R)，解得 T4，选项 C 错误；空间站里的人和 物所受到的万有引力都用来充当其
17、做匀速圆周运动所需要的向心力，处于完全失重状态，但重力并 没有消失，选项 D 错误。 13【答案】AC 【解析】 由 ax 图象可知， 加速度沿竖直向下方向为正方向， 根据牛顿第二定律有 mgkxma， 变形式为 k agx m ，该图象的斜率为 k m ，纵轴截距为重力加速度 g。根据图象的纵轴截距可知， 两星球表面的重力加速度之比为 0 0 33 1 M N ag ga ；又因为在某星球表面上的物体，所受重力和万有引 力相等，即 2 Mm Gm g R ，即该星球的质量 2 gR M G 。又因为 3 4 3 MR ，联立得 3 4 g RG 。故两 星球的密度之比为 1 1 NMM NN
18、M Rg gR ， 故 A 正确 ； 当物体在弹簧上运动过程中， 加速度为 0 的一瞬间， 其所受弹力和重力二力平衡，mgkx，即 kx M g ；结合 ax 图象可知，当物体 P 和物体 Q 分别处 于平衡位置时，弹簧的压缩量之比为： 0 0 1 22 P Q xx xx ，故物体 P 和物体 Q 的质量之比为 1 6 NPP QQM gmx mxg ，故 B 错误；物体 P 和物体 Q 分别处于各自的平衡位置（a0）时，它们的动能 最大；根据 v22ax，结合 ax 图象面积的物理意义可知：物体 P 的最大速度满足 2 0000 1 233 2 P vaxa x ，物体 Q 的最大速度满足
19、 2 00 2 Q va x ，则两物体的最大动能之比 2 k 2 k / 2 4 1/ 2 QQQ PPP Em v Em v ，C 正确 ； 物体 P 和物体 Q 分别在弹簧上做简谐运动，由平衡位置（a0）可知， 物体 P 和 Q 振动的振幅 A 分别为 x0和 2x0，即物体 P 所在弹簧最大压缩量为 2x0，物体 Q 所在弹簧 最大压缩量为 4x0，则 Q 下落过程中，弹簧最大压缩量时 P 物体最大压缩量的 2 倍，D 错误。 二、二、(本题共本题共 4 小题，共小题，共 48 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必 要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答
20、案的不能得分。有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位 分。把答案填在题中的横线上或按题目要求作答。解答题应写出必 要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必 须明确写出数值和单位) 14【解析】(1)卫星在天体表面附近运行的速度称为第一宇宙速度，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v1.76 km/s。 (2 分) (2)类比地球，“嫦娥四号”要返回地球，在月面起飞速度至少为： v21.76 km/s2.49 km/s。 (3 分) 15【解析】(1)万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，则： m(R
21、+h) (2 分) mg (2 分) 解得同步卫星距地面的高度 h3.6 107 m。 (2 分) (2)发出信号至接收到对方的信号所需的最短时间 t (2 分) 解得 t0.48 s。 (2 分) 16【解析】(1)万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，有 mARA (2 分) mg (2 分) 可得 A 卫星的周期 TA (2 分) 同理可得，B 卫星的周期 TB。 (2 分) (2)要 B 卫星再次运动到 A 卫星的正上方，则 A 卫星至少要比 B 卫星多转过 2 的角度，设时间 为 t，则 ()t2 (3 分) 解得：t。 (2 分) 17【解析】(1)科学家在“两极”处竖直上抛物体时，由匀变速直线运动的公式得 ： v0vg2t2 (2 分) 解得月球“两极”处的重力加速度 g2 (2 分) 同理可得月球“赤道”处的重力加速度 g1 (2 分) 在“两极”没有月球自转的影响下，万有引力等于重力，mg2 (2 分) 解得月球的质量 M。 (2 分) (2)由于月球自转的影响，在“赤道”上，有mRmg1 (3 分) 解得：T2。 (2 分)