（人教版课标）高中物理必修第二册第七章综合测试及答案

第七章综合测试

一、选择题（本题共10个小题，每小题4分，共40分，1〜7题为单选，8〜10题为多选。多选题中，全部选对

的得4分，选对但不全的得2分，有选错或未选的不得分）

1.人造地球卫星在运行中，与卫星尚未分离的火箭沿线速度方向的反方向喷气，喷气后在新的轨道上仍能

做匀速圆周运动，则（）

A.a减小,T增大,r减小B.a减小，7减小，r减小

C.a减小，7'增大，，,增大D.4增大，7.减小，，•增大

2.两颗靠得很近的天体称为双星，它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动，因而不至于由7万有引力吸

引而相撞，以下说法中正确的是（）

A.它们做圆周运动的角速度与它们的总质量成反比

B.它们做圆周运动的线速度大小与它们的质量成正比

C.它们做圆周运动的半径与各自质最的乘积相等

D.它们做圆周运动的半径与各自线速度大小的乘积相等

3.理论上可以证明，天体的第二宇宙速度（逃脱速度）是第一宇宙速度（环绕速度）的血倍，这个关系对

于天体普遍适用。若某“黑洞”的半径约为45km,逃逸速度可近似认为是真空中光速。已知引力常量

G=6.67xlO-"N.m2/kg2,真空中光速c=3xl0*m/s。根据以上数据，估算此“黑洞”质量的数量级约为

（）

A.IO31kgB.1028kgC.1023kgD.102；kg

4.我国古代神话传说：地上“凡人”过一年,天上的“神仙”过一天△如果把看到一次日出就当作“一天”，

在距离地球表面约393km高度环绕地球飞行的“天宫二号”中的航天员24h内在太空中度过的“天”数

约为（已知地球半径火=6400km,地球表面处重力加速度g取10m/s?）（）

A.16天B.8天C.1天D.24天

5.一卫星经过多次变轨后，在距地心为R的地球同步轨道上凝望地球。该卫星由半径为灯的圆轨道1经椭圆

轨道2变轨到同步轨道3时的情况如图7T所示，己知此卫星在轨道1上运行的周期为7；,已知地球半径凡＜&,

引力常量为G,则下列说法正确的是（）

A.地球的平均密度为y

GT\

B.在轨道3上稳定运行时，卫星每天可两次经过地表上同一点的正上方

3

C.卫星从月点经轨道2运动到B点的时间为区

401&）

高中物理必修第二册1/5

D.卫星由圆轨道1调整到同步轨道3,只需要加速一次即可

6.甲为近地圆轨道地球H星，乙为近月圆轨道月球卫星，若地球半径为月球半径的4倍，地球表面重力加速

度为月球表面重力加速度的6倍，则（）

A.甲、乙的周期之比为2:庭B.甲、乙的角速度之比为2:3

C.甲、乙的线速度之比为1:6D.地球与月球质量之比为128:3

7.2018年6月14日，我国探月工程嫦娥四号“鹊桥”中继星顺利进入环绕地月拉格朗日点L?运行的轨道，为

地月信息联通搭建“天桥”。如图7-2所示，该L?点位于地球与月球连线的延长线上，“鹊桥”位于该点,

在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动，已知地球、月球和“鹊桥”的质最分别为

m,地球和月球之间的平均距离为R,L2点到月球中心的距离为x,则x满足（）

A.岛广和一）B.务务(i)

、MMM、%

C.——^+T=TR+X)D.

他+力2

8.小々为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处分别有•颗卫星吊、.当做匀速圆周运动。187-3+

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〃，横坐标表示物体到行星中心的距离厂的平方,

两条曲线分别表示片、舄周围物体的〃与/的反比关系，它们左端点横坐标相同。则（）

图7-3

A.々的平均密度比？的大

高中物理必修第二册2/5

B.什的“第一宇宙速度”比g的小

C.M的向心加速度比S2的大

D.》的公转周期比邑的大

9.航天员驾驶宇宙飞船到达某行星表面，在离该行星表面高度为力处，将一小球以大小为％的初速度水平抛

山，小球水平射程为\。已知该行星的半径为A,引力常量为C。则下列判断正确的是（）

A.该行星的质量为孙E

Gx2

B.该行星的密度为乌上

litGRx

c该行星的第一宇宙速度大小为再且

D.该行星表面的重力加速度大小为竺公

x

10.宇宙飞船以周期7绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图7-4所示。已

知地球的半径为H,引力常量为G,地球自转周期为太阳光可看作平行光，航天员在月点测出的张角

为a,则（）

图7-4

2itR

A.飞船绕地球运动的线速度为

1.a

Tsin—

2

B,一天内飞船经历“日全食”的次数为

T.

C.飞船每次经历“日全食”过程的时间为篝

D.地球质量为"武R,

G72sin3-

2

二、填空题（本题共3个小题，共16分，其中第11小题6分，第12、13小题各5分。请将正确的答案填在相应

的横线上）

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15.[10分]某飞船在一小行星表面为返回地球而竖直起飞，起飞前在该小行星表面上的重力G«=1x104N,

飞铅起飞时的加速度大小q=5md,飞船上升的高度等于小行星半径时的加速度大小生=10m/s?,若飞

船上升时受到的推力不变，小行星的半径H=96km,不计其他星体及该小行星表面气体的影响，求：

（1）飞船的质量和起飞时的推力：

（2）该小行星的第一宇宙速度。

16.[12分]航天员在地球表面以一定初速度%水平抛出一小球，射程为x：若他在某星球表面以相同的初速

度从同一高度水平抛出同一小球，射程为、6X。（取地球表面重力加速度g=10m/s2,空气阻力不计）

（1）求该星球表面附近的重力加速度gy；

（2）已知该星球的半径与地球半径之比为:H地=1:4,求该星球的质量与地球质量之比"丫：〃也。

17.[12分]侦察卫星在通过地球两极上空的圆形轨道上运动，它的运动轨道距离地面的高度为力，要使卫星

在一天时间内将地面上赤道各处在日照条件下的情况全部都拍摄下来，在通过赤道上空时，卫星上的摄像

机至少能拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少？设地球的半径为火，地面处的重力加速度为g,地球自转周

期为7。

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第七章综合测试

答案解析

1.【答案】C

【解析】人造地球卫星在运行中，火箭沿线速度方向的反方向喷气，线速度变大，做离心运动，半径变大，

稳定后做匀速圆周运动，根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力得G4=如二，解得

厂T-

〃=G与，丁=」山一，）・增大,则。减小，7增大。

r2VGM

2.【答案】C

【解析】A错：双星运动的角速度、周期相等。

2

「犯〃?，V.V：匚匚…V.

B错:6------------------="7,—>所以一=

(4+E)&~&%

2

C对：由叫①'R=m2coR2得m内=m2R2。

D错：根据上=叵瓦可得型L=$但瓦。

V2N网&%R2为\"迷2

3.【答案】A

【解析】黑洞的第一宇宙速度n=4,根据m±=G绊,

V2RR'

45xlO?x(3xlOs)2

解得〃=与今

kg^3xl0Mkgo

2x6.67x10-"

4.【答案】A

【解析】根据g=攀和（；「：y=筝伊+〃）,代入数据即可求得TF.5h,则24小时内可看到日出的次

数〃=型=16,相当于度过了16“天”。

1.5h

5.【答案】C

【解析】A错：若此=凡，可求得地球密度为普，但轨道1的半径R」不等于地球半径9。

GT\

B错：因轨道3上的卫星为同步卫星，其相对地面上的某点不动。

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p32

C对：设在轨道2上的周期为7,则一匕一王，由4到8的时间//，可求得公R4/_+___RI]

4⑸R

写T-2A

D错：卫星由圆轨道I调整到同步轨道3,需要加速两次。

6.【答案】A

【解析】根据竺卑曳=〃?中

R地="甲色;R地="中?=如『g地和

倒“地

*产乙’2兀丫

火月=m7说Rj]=用乙幺=叫，并利用匕例关系求解。

R月R月

7.【答案】C

2

【解析】对于“鹊桥”有吟”M|R,联立

T=W(R+x),对月球有G=MW|—

(R+x)-R2n\T

两式解得目+》啜(2)。

8.【答案】AC

【蟀析】A对•：由6丝=〃?。，得〃=上,由题图可知，片的近地卫星的向心加速度大，所以《的质量

广G

大，片的平均密度大。

B错：由了=，用可知，片的“第一宇宙速度”大。

C对：由〃=器可知，M的向心加速度大。

D错：由(7警=机，•得7=2兀J焉，乐的公转周期小。

9.【答案】AD

【解析】

D对:根据x=%/,h=-gr,得g=义工

2x-

m附厂Mmz«.,2/IR2VQ

A对:根据G——=mg,得M=------—o

R~Gx~

/_=卫]。

B错:

、2兀GN

3

C错:v=yI^R=^-42Rh.

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10.【答案】ACD

【解析】A对：飞船绕地球做匀速圆周运动，线速度为了=迎，乂由几何关系知sinq=.，则〃=-L_

T2厂而区

2

TI

所RR以..y=--2--R--

丁.a

Tsin

2

B侍：地球自转一圈时间为7；，飞船绕地球一圈时间为7,飞船绕一圈会有一次“日全食”，所以每过时间

7就有一次“日全食”，一天内飞船经历“日全食”的次数为支。

T

C对：由几何关系，飞船每次经历“日全食”过程转过。角，所需的时间为，

2兀丫

D对：由6"1=机,.得四=或=4兀^

r~~T)GT~GT2sin3-

2

二、

U•【答案】怦2“忌

【蟀析】当物体所受的万有引力等于向心力时，物体就将绕地球运动，即G号二63得守

卫星的周期「=亚=2兀人口二。

VNGM

12.【答案】-

2

【蟀析】设高度为。时，重力加速度为g',根据牛顿第三定律及平衡条件可知，高力处测试仪器受到的支持

=Umg,由牛顿第二定律得居—〃仁二〃?S,解得g'=3g,由万有引力定律知G*二=,

18NB2&/（&+。）

G^-=mgt联立解得人="。

2

13.【答案】一"R

GT2sin3c

2

【解析】设星球半径为R，飞行器轨道半径为:•，那么有R=rsin-,由华=加”厂，解得厂J理二；

2r2T2V47c2

3M3〃3兀

所以°=

4兀火3.3.3e

4nrsinGT2sin3-

22

高中物理必修第二册3/5

三、

14.【答案】解：(1)设被测物体的质量为加，星球的质量为半径为R,物体在两极处的重力大小等

于万有引力：P=G喂,在赤道上：0.97P+「二G竿，联立可得%=0.03，。

2兀,质量〃=01兀1<3,联立解得°=器。

(2)由向心力公式：

%=mRT

15.【答案】解：(I)设飞船受到的推力为厂，质曷为机，飞船起飞时有尸-&=〃(，由万有引力定律

0=G曾，知飞船上升高度为火时所受的重力5=%。

R