2026年人教版高中物理必修第二册第7章检测试卷解析版人教版

这是一份2026年人教版高中物理必修第二册第7章检测试卷解析版人教版，共6页。
第七章检测评估卷(时间:60分钟　满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题3分,共18分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.(2023·江苏省射阳中学校考高二学业考试)关于开普勒行星运动定律,下列说法不正确的是(　　)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.相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积C.表达式R3T2=k,k与中心天体有关D.表达式R3T2=k,T代表行星运动的公转周期答案:B解析:根据开普勒第一定律可知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,选项A正确,不符合题意;根据开普勒第二定律可知相同时间内,同一行星与太阳连线扫过的面积相等,选项B错误,符合题意;根据开普勒第三定律可知表达式R3T2=k,k与中心天体有关,T代表行星运动的公转周期,选项C、D正确,不符合题意。2.(2023·江苏徐州高二统考学业考试)如图所示,某卫星绕地球沿椭圆轨道运动,卫星经过轨道上a、b、c、d四个点时,受到地球的引力最小的位置在(　　)A.a点B.b点C.c点D.d点答案:C解析:根据万有引力表达式F=Gm地mr2,卫星经过轨道上a、b、c、d四个点时,由于c点与地球距离最远,所以受到地球的引力最小,选项C正确。3.(2023·辽宁高二统考学业考试)如图所示,A、B为不同轨道的地球卫星,轨道半径rA=rB,质量mA>mB,A、B运行周期分别为TA和TB,受到地球万有引力大小分别为FA和FB,下列关系正确的是(　　)A.FA>FBB.FATBD.TAmB,可得FA>FB,选项A正确,B错误;由开普勒第三定律有rA3TA2=rB3TB2,由于rA=rB,可得TA=TB,选项C、D错误。4.将地球看成均匀球体,已知均匀球体对球外物体的万有引力相当于将球体的质量集中于球心的质点对物体的万有引力。假设在紧贴地球表面处挖去一半径为R8的球(R为地球半径),如图所示,在图中A点放置一质量为m的质点,则该质点在挖空前、后受到的万有引力的比值为(　　)A.87B.98C.6463D.6449答案:A解析:未挖前,在A处的质点受到的万有引力为F1=Gm地mR2,挖去部分的质量m'=ρ·43πR83=183m地,对A处的质点的万有引力为F2=G·m地83·mR82=Gm地m8R2,故A处的质点在挖空、前后受到的万有引力的比值为F1F1-F2=87,选项A正确。5.某双星系统由质量不等的星体S1和S2构成,两星体在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。其运动周期为T,S1到C点的距离为r1,S1和S2的距离为r,已知引力常量为G,由此可求出S2的质量为(　　)A.4π2r2(r-r1)GT2B.4π2r13GT2C.4π2r3GT2D.4π2r2r1GT2答案:D解析:对星体S1由万有引力提供向心力Gm1m2r2=m1r14π2T2,可得S2的质量为m2=4π2r2r1GT2,选项D正确。6.2023年7月23日,银河航天灵犀03星在太原卫星发射中心成功发射,其做圆周运动的轨道高度约为200 km,同步卫星的轨道高度为36 400 km,下列说法正确的是(　　)A.银河航天灵犀03星的运行加速度比同步卫星的运行加速度大B.银河航天灵犀03星的运行周期大于24 hC.银河航天灵犀03星的发射速度大于11.2 km/sD.银河航天灵犀03星的运行速度一定大于7.9 km/s答案:A解析:根据Gm地mr2=m4π2T2r=ma,可得T=4π2r3Gm地,a=Gm地r2,银河航天灵犀03星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,所以银河航天灵犀03星的运行加速度比同步卫星的运行加速度大,周期比同步卫星的周期小,即小于24 h,选项A正确,B错误;银河航天灵犀03星仍然绕地球运动,所以发射速度不会大于第二宇宙速度11.2 km/s,选项C错误;根据Gm地mr2=mv2r,可得v=Gm地r,所以银河航天灵犀03星的运行速度一定小于7.9 km/s,选项D错误。二、多项选择题(本题共2小题,每小题4分,共8分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)7.(2024·山西高二学业考试)对于下列运动,牛顿力学适用的是(　　)A.粒子以接近光速的速度运动B.汽车在高速公路上快速行驶C.嫦娥五号探测器绕月球飞行D.战斗机从辽宁号航母上起飞答案:BCD解析:牛顿力学适用于宏观、低速的运动,不适用于微观、高速的运动,粒子以接近光速的速度运动,是高速运动,牛顿力学不适用,选项A错误;汽车在高速公路上快速行驶,是宏观、低速运动,牛顿力学适用,选项B正确;嫦娥五号探测器绕月球飞行,是宏观、低速运动,牛顿力学适用,选项C正确;战斗机从辽宁号航母上起飞,是宏观、低速运动,牛顿力学适用,选项D正确。8.某行星与其主恒星相距太近,面对主恒星的一面温度可达2 000 ℃,背对主恒星的一面温度低至-200 ℃。已知该行星的半径约为地球半径的1.7倍,该行星的密度与地球的密度近似相等,则(　　)A.该行星与地球的质量之比约为1 000∶4 913B.该行星与地球的第一宇宙速度之比约为17∶10C.该行星表面与地球表面的重力加速度之比约为17∶10D.该行星的近地卫星与地球的近地卫星周期之比约为17∶10答案:BC解析:由星球质量m星=ρ·4π3R3可知,该行星与地球的质量之比约为m行∶m地=(1.7R)3∶R3=4 913∶1 000,选项A错误;根据Gm星mR2=mv2R可知,星球第一宇宙速度v=Gm星R=2RπρG3,因此该行星与地球的第一宇宙速度之比等于半径之比为17∶10,选项B正确;根据mg=Gm星mR2=4πmρGR3,可得星球表面的重力加速度g=4πρG3·R,因此该行星表面与地球表面的重力加速度之比等于半径之比为17∶10,选项C正确;根据Gm星mR2=m4π2T2R,得T=3πρG,因此该行星的近地卫星与地球的近地卫星周期之比为1∶1,选项D错误。三、非选择题(本题共4小题,共74分)9.(12分)空间机械臂作为在轨支持、服务的一项关键技术,对空间科学的应用和发展起到了很大的带动作用。空间站上安装的机械臂不仅可以维修、安装空间站部件,还可以发射、抓捕卫星。如图所示,空间站在半径为r的轨道上做匀速圆周运动。从空间站伸出长为d的机械臂,微型卫星放置在机械臂的外端。在机械臂的作用下,微型卫星、空间站、地球在同一直线上,微型卫星与空间站同步做匀速圆周运动。已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,微型卫星质量为m,求:(1)空间站所在轨道处的重力加速度;(2)机械臂对微型卫星的作用力大小(忽略空间站对卫星的引力以及空间站的尺寸)。答案:(1)R2r2g(2)mgR2r+dr3-1(r+d)2解析:(1)地球表面的物体所受的重力等于万有引力,有Gm地m1R2=m1g,在空间站位置Gm地m2r2=m2g',联立解得g'=R2r2g。(2)万有引力提供向心力,对空间站有Gm地m2r2=m2ω2r,对微型卫星有Gm地m(r+d)2+F=mω2(r+d),联立解得F=mgR2r+dr3-1(r+d)2。10.(16分)某同学非常想当一名航天员,设想若干年后,该同学在月球表面做实验,将一个小球从某高度以速度v0水平抛出,经过时间t0小球落在月球水平面上,速度方向与水平方向成45°角。已知引力常量为G,月球的半径为R。(1)求月球表面的自由落体加速度大小g月;(2)若不考虑月球自转的影响,求月球的质量m月;(3)求月球的第一宇宙速度大小。答案:(1)v0t0　(2)v0R2Gt0　(3)v0Rt0解析:(1)在月球表面做平抛运动,水平方向做匀速直线运动,竖直方向为匀加速直线运动,则速度方向与水平方向的夹角的正切值为tan 45°=g月t0v0=1,解得g月=v0t0。(2)忽略月球自转的影响,月球对物体的万有引力提供月球表面物体的重力,即Gm月mR2=mg月,解得月球的质量为m月=g月R2G=v0R2Gt0。(3)月球的第一宇宙速度满足mg月=mv2R,解得第一宇宙速度为v=g月R=v0Rt0。11.(20分)设想未来,我国的航天员登上月球,要从月球返回地球,先乘坐宇宙飞船从月球基地升空,进入近月轨道Ⅰ做匀速圆周运动,从轨道Ⅰ的P点加速,进入椭圆轨道Ⅱ绕月球运动,再次返回P点时继续加速,最终宇宙飞船进入月地转移轨道,回到地球。已知宇宙飞船在轨道Ⅰ上的运行周期为T,远月点Q到月心的距离为7R,月球半径为R,引力常量为G。求:(1)月球的质量m月;(2)宇宙飞船在椭圆轨道Ⅱ的运行周期。答案:(1)4π2R3GT2(2)8T解析:(1)宇宙飞船在近月轨道Ⅰ上运动,由万有引力提供向心力可得Gm月mR2=m4π2T2R,可得月球的质量m月=4π2R3GT2。(2)宇宙飞船在椭圆轨道Ⅱ上运动,椭圆的半长轴a2=R+7R2=4R,根据开普勒第三定律可得R3T2=a23T22,解得宇宙飞船在椭圆轨道Ⅱ的运行周期T2=8T。12.(26分)探索地外文明一直是人们的梦想,假设多年以后,一航天员在某星球表面做实验,让一小球离该星球表面一定距离自由下落,经过时间3t到达该星球表面。若他在地球表面上离地面相同距离让该小球自由下落,经过时间t小球到达地面。已知地球半径与该星球的半径之比为2∶1,忽略地球和该星球的自转,空气阻力不计。试求:(1)地球重力加速度与该星球重力加速度的比值;(2)地球质量与该星球质量的比值;(3)地球的第一宇宙速度与该星球的第一宇宙速度的比值。答案:(1)9(2)36(3)32解析:(1)设在地球表面处的重力加速度的大小为g地,星球表面处的重力加速度的大小为g星,则有h=12g地t2,h=12g星(3t)2,可得地球重力加速度与该星球重力加速度的比值为g地g星=9。(2)根据物体在星球表面受到的万有引力等于重力可得Gm地mR地2=mg地,Gm星mR星2=mg星,又R地=2R星,联立可得地球质量与该星球质量的比值为m地m星=g地R地2g星R星2=36。(3)星球第一宇宙速度等于该星球表面轨道卫星运动的线速度,则有mg地=mv地2R地,mg星=mv星2R星,可得地球的第一宇宙速度与该星球的第一宇宙速度的比值为v地v星=32。