高中物理学业水平考试专题五经典力学的成就与局限课案.docx
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高中物理学业水平考试专题五经典力学的成就与局限课案
广东省2015年高中物理学业水平考试
考点演练+综合检测
（经典力学的成就与局限）
水平演练
一、单项选择题Ⅰ
1．（2013年湛江学业水平模拟）不同国家发射的地球同步卫星，相同的是（）
A．周期B．质量
C．向心力D．线速度
2．（2013年广东学业水平考试）下列运动中不能用经典力学规律描述的是（）
A．子弹的飞行B．和谐号从深圳向广州飞驰
C．人造卫星绕地球运动D．粒子接近光速的运动
3．（2013年广东学业水平模拟）最早根据实验测得万有引力常量G的科学家是（）
A．安培B．麦克斯韦
C．卡文迪许D．奥斯特
4．（2013年广东学业水平模拟）在物理学的发展过程中，很多科学家作出了巨大的贡献，则下列说法中符合史实的是（）
A．伽利略通过观测、分析计算发现了行星的运动规律
B．开普勒利用他娴熟地运用数学工具的能力，经过长期计算分析，最后终于发现了万有引力定律
C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量G而被称为测出地球质量第一人
D．牛顿运用万有引力定律预测并发现了海王星和冥王星
5．（单选Ⅰ，2014年广东学业水平考试）关于经典力学，下列说法正确的是（）
A．适用于宏观物体的低速运动
B．仅适用于微观粒子的运动
C．经典力学中，物体的质量与其运动速度有关
D．经典力学中，物体的长度与其运动速度有关
6．关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是（）
A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度
C．它是能使卫星进入地球圆形轨道的最大发射速度
D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度
7．（2012年广东学业水平模拟）当人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（）
A.在同一轨道上，卫星质量越大，运动速度越大
B．同质量的卫星，轨道半径越大，向心力越大
C．轨道半径越大，运动周期越大
D．轨道半径越大，运动速度越大
8．宇航员乘坐宇宙飞船环绕地球做匀速圆周运动时，下列说法正确的是（）
A．地球对宇航员没有引力
B．宇航员处于失重状态
C．宇航员处于超重状态
D．宇航员的加速度等于零
二、单项选择题Ⅱ
9.（2012年广东学业水平模拟）关于绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确的是（）
A.轨道半径越大，线速度越大
B.轨道半径越大，向心加速度越大
C.轨道半径越大，角速度越大
D.轨道半径越大，周期越大
10．（2013年广东学业水平模拟）2013年6月11日17时38分，我国在酒泉卫星发射中心准时发射了“神舟十号”飞船．经过几次变轨后进入预定轨道与“天宫一号”对接，如图61所示，飞船由近地圆轨道1的a处发动机向后喷气通过椭圆轨道2变轨到远地圆轨道3.轨道1与轨道2相切于a点，轨道2与轨道3相切于b点．完成预定任务后安全返回．则下面说法正确的是（）
图61
A．在轨道1上运行的角速度小于轨道3上运行的角速度
B．在轨道1上过a点时的速度大于轨道2上过a点时的速度
C．在轨道3上过b点时的加速度大于轨道2上过b点时的加速度
D．在轨道2上运动时做无动力飞行，从a点到b点机械能守恒
11．（2013年湛江学业水平模拟）关于绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确的是（）
A．轨道半径越大，周期越小
B．轨道半径越大，周期越大
C．轨道半径越大，角速度越大
D．轨道半径越大，线速度越大
12．（2012年广东学业水平模拟）地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为
，则该处距地面球表面的高度为（）
A.（－1）RB．R
C.RD．2R
13．卡文迪许利用扭秤实验测量的物理量是（）
A．地球的半径
B．太阳的质量
C．地球到太阳的距离
D．万有引力常量
14．地球同步卫星到地心的距离r可由r3＝
求出．已知式中a的单位是m，b的单位是s，c的单位是m/s2，则（）
A．a是地球半径，b是地球自转的周期，c是地球表面处的重力加速度
B．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星的加速度
C．a是赤道周长，b是地球自转的周期，c是同步卫星的加速度
D．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星处的重力加速度
三、多项选择题
15．关于地球同步卫星，下列说法正确的是（）
A.卫星距地面的高度不确定
B.卫星的运行轨道在地球的赤道平面内
C.卫星的运行周期与地球的自转周期相同
D.卫星的运行角速度与地球的自转角速度相同
16.（2012年广东学业水平模拟）绕地球做匀速圆周运动的人造卫星内，其内物体处于完全失重状态，则物体（）
A.不受地球引力作用
B.所受引力提供为向心力
C.加速度为零
D.物体可在飞行器里悬浮
17.（2012年广东学业水平模拟）假如一个做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则（）
A.根据公式v＝ωr，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍
B.根据公式F＝
，可知卫星所需的向心力将减少到原来的
C.根据公式F＝G
，可知地球提供的向心力将减少到原来的
D.根据上述B和C中给出的公式．可知卫星运动的线速度减小到原来的
18．（多选，2014年广东学业水平考试）环绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，距离地面越高，环绕的（）
A．速度越小B．周期越大
C．向心加速度越大D．角速度越大
19．如图62所示是“嫦娥一号”奔月示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测．下列说法正确的是（）
图62
A．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度
B．在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量无关
C．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比
D．在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力
水平演练（六）
1．A2.D3.C4.C5.A
6．B解析：
第一宇宙速度是人造卫星绕地球飞行的最大速度，同时也是近地卫星的环绕速度．卫星离地面越高，其发射速度越大，这个速度满足7.9km/s≤v<11.2km/s.
7．C解析：
由G
＝m
得v＝
，即卫星的运动速度与其质量无关，A错误；由F向＝G
可知，同质量的卫星，轨道半径越大的卫星，向心力越小，B错误；由G
＝m
2R得T＝
，所以轨道半径越大的卫星，运动周期越大，C正确；由v＝
可知，轨道半径越大的卫星，运动速度越小，D错误.
8．B解析：
地球对宇航员的引力提供向心力，向心加速度指向地心，宇航员处于完全失重状态．
9．D10.D11.B12.A
13．D解析：
卡文迪许用扭秤实验测出的是万有引力常量．
14．A解析：
同步卫星的向心力由引力提供满足：
G
＝m
2r和mg＝G
，解得：
r3＝
.
15．BCD16.BD17.CD18.AB
19．BC解析：
第三宇宙速度是挣脱太阳引力束缚的最小速度．
专题五经典力学的成就与局限综合检测
本试卷40小题，满分100分，考试用时60分钟
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
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19
20
答案
题号
21
22
23
24
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26
27
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29
30
31
32
33
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37
38
39
40
答案
一、单项选择题Ⅰ：
本大题共20小题，每题1.5分，共30分．在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求．
1．下列说法正确的是（）
A．重力和万有引力是两种不同性质的力
B．万有引力常量的单位是N·m2/kg2
C．我们平时察觉不到物体间的引力，这是因为一般物体间没有万有引力
D．万有引力常量的数值是人为规定的
2．对于质量为m1和m2的两个物体间的万有引力表达式F＝G
，下列说法正确的是（）
A．只适用于两个质点间的作用
B．当r趋于零时，万有引力趋近于无穷大
C．m1、m2受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
D．公式中的F应理解为m1、m2所受引力之和
3．在关闭了发动机的绕地球做圆周运动的宇宙飞船中，下列物理实验不能进行的是（）
A．用刻度尺测物体长度B．用电子表测时间
C．用弹簧测力计测拉力D．用天平测质量
4．人造地球卫星在不同轨道上做匀速圆周运动时，则（）
A．轨道半径越大，速度越小，周期越长B．轨道半径越大，速度越小，周期越短
C．轨道半径越大，速度越大，周期越长D．轨道半径越小，速度越小，周期越长
5．关于开普勒行星运动的公式
＝k，以下理解正确的是（）
A．k是一个与行星有关的常量
B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半长轴为R月，周期为T月，则
＝
C．T表示行星运动的自转周期
D．T表示行星运动的公转周期
6．下面关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（）
A．行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力
B．行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关
C．太阳对行星的引力远大于行星对太阳的引力
D．行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星的距离成反比
7．已知地球的质量为M，半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，一颗人造地球卫星在离地面高为h处绕地球做匀速圆周运动，则这颗卫星的运动速率为（）
①
②
③④
A．①B．②C．③④D．②④
8．下列关于地球通信卫星的说法中，正确的是（）
A．为避免通信卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上
B．通信卫星定点在地球上空某处，各个通信卫星的角速度相同，但线速度大小可以不同
C．我国的通信卫星只分布在我国领土正上方
D．所有通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上
9．地球表面上的物体随地球的自转做圆周运动，圆周运动的向心力是由地球对物体的引力提供的，如果地球自转的周期变小，用弹簧测力计称量物体的重力，则弹簧测力计的示数（）
A．变小B．变大C．可能不变D．一定不变
10．已知月球和地球中心距离大约是地球半径的60倍，则月球绕地球运行的向心加速度与地球表面上的重力加速度之比（）
A．60∶1B．1∶60C．1∶600D．1∶3600
11．经典力学不能适用于下列哪些运动（）
A．火箭的发射B．宇宙飞船绕地球的运动
C．宇宙探测器D．微观粒子的运动
12．相对论的创立者是（）
A.开普勒B.卡文迪许C.爱因斯坦D.牛顿
13．万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律．以下说法正确的是（）
A．物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的
B．人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大
C．人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供
D．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用
14．关于万有引力定律的说法正确的是（）
A．天体间万有引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离成反比
B．任何两个物体都相互吸引，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比
C．万有引力与质量、距离和万有引力常量都成正比
D．万有引力定律对质量大的物体适用，对质量小的物体不适用
15．某个行星的质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半，那么一个物体在此行星表面上的重力是地球表面上重力的（）
A.
B.
C．4倍D．2倍
16．测得海王星绕太阳公转的轨道半径是地球绕太阳公转轨道半径的30倍，则它的公转周期约是（）
A.年B．30年C．30年D．90年
17．下列各力属于万有引力的是（）
A．地球对人造卫星的吸引力B．磁体与磁体之间的引力
C．机车对列车的牵引力D．原子核对核外电子的吸引力
18．已知万有引力常量G，则还已知下面哪一选项的数据，可以计算地球的质量（）
A．已知地球绕太阳运行的周期及地球中心到太阳中心的距离
B．已知月球绕地球运行的周期及月球中心到地球中心的距离
C．已知任意一颗人造地球卫星绕行的速度和运行周期
D．已知地球同步卫星离地面的高度
19．下列说法正确的是（）
A．天王星是人们依据万有引力定律计算的轨道发现的
B．海王星是由物理学家伽利略发现的
C．天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道，其原因是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用
D．以上均不正确
20．设地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，则地球的质量为（）
A.
B.
C.
D.
二、单项选择题Ⅱ：
本大题共15小题，每小题3分，共45分．在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求．
21．关于太阳系中各行星的运动，开普勒指出：
所有行星的轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等，即
＝k，那么k的大小与下列哪些量有关（）
A．行星的质量B．行星的运行速率
C．行星与太阳的距离D．太阳的质量
22．月球表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的
，月球半径是地球半径的
，则登月轮在月球表面绕月球运行的速度与地球上的第一宇宙速度之比是（）
A.∶12B.∶24C．1∶24D．1∶12
23．飞船在发射阶段速度逐渐增加，在回收阶段速度逐渐减小，则这两个阶段宇航员分别处于（）
A．上升时处于超重状态，回收时处于失重状态
B．上升时处于超重状态，回收时处于超重状态
C．上升时处于失重状态，回收时处于超重状态
D．上升时处于失重状态，回收时处于失重状态
24．“神舟六号”载人航天飞船正常运行周期约94min，而“神舟五号”在21小时内共绕地球运行14圈．以下说法不正确的是（）
A．“神舟六号”的轨道高度比“神舟五号”略高
B．“神舟六号”在轨道上运行的速度比“神舟五号”略小
C．飞船处于失重是因为地球对飞船的万有引力极小
D．“神舟六号”运行时的向心加速度比“神舟五号”略小
25．我国女宇航员首次在“神舟九号”轨道舱内进行了多项科学实验，则下列器材不能在舱内正确使用的是（）
①水银温度计；②弹簧拉力器；③水银气压计；④电子表；⑤跑步机；⑥热敏电阻温度计
A．①②⑤B．③⑤⑥C．③⑤D．③④⑤
26．月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的
，一位在地球表面最多能举起重为60kg的杠铃的运动员，在月球上最多能举起（）
A．质量为60kg的杠铃B．质量为360kg的杠铃
C．重力为360N的杠铃D．重力为100N的杠铃
27．太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，这个向心力的大小（）
A．与行星距太阳的距离成正比B．与行星距太阳的距离成反比
C．与行星距太阳的距离的平方成正比D．与行星距太阳的距离的平方成反比
28．火星有两颗卫星，分别是火卫1和火卫2，它们的轨道近似为圆．已知火卫1的周期为7小时39分，火卫2的周期为30小时18分，则两颗卫星相比（）
A．火卫1距火星表面较近B．火卫2的角速度较大
C．火卫2的线速度较大D．火卫2的向心加速度较大
29．绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星内，物体处于完全失重状态，物体（）
A．不受地球引力作用B．所受引力全部用来产生向心加速度
C．加速度为零D．物体的重力小于引力
30．若使空间探测器挣脱地球引力的束缚，其发射速度至少要达到（）
A．环绕速度B．第一宇宙速度
C．第二宇宙速度D．第三宇宙速度
31．关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（）
A．地球同步卫星只是依靠惯性运动
B．质量不同的地球同步卫星轨道高度不同
C．质量不同的地球同步卫星线速度大小不同
D．所有地球同步卫星的加速度大小相同
32．人造地球卫星由于受大气阻力的作用，轨道半径逐渐减小，则线速度和周期的变化情况是（）
A．速度减小，周期增大，动能减小B．速度减小，周期减小，动能减小
C．速度增大，周期增大，动能增大D．速度增大，周期减小，动能增大
33．假设地球为一密度均匀的球体，若保持其密度不变，而将半径缩小
，那么地面上物体所受的重力将变为原来的（）
A．2倍B.
C．4倍D．8倍
34．下列说法符合史实的是（）
A．牛顿发现了行星的运动定律
B．开普勒发现了万有引力定律
C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
D．牛顿发现海王星和冥王星
35．如图51所示，三颗人造地球卫星的质量Ma＝Mb＜Mc，b与c半径相同，则（）
图51
A．线速度vb＝vc＜va
B．周期Tb＝TcC．b与c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
D．c所需的向心力最小
三、多项选择题：
本大题共5小题，每小题5分，共25分．在每小题列出的四个选项中，至少有两个选项是符合题目要求的．全部选对得5分，少选且正确得2分，未选、错选不得分．
36．下面关于行星绕太阳旋转的说法中正确的是（）
A．离太阳越近的行星周期越大B．离太阳越远的行星周期越大
C．离太阳越近的行星的向心加速度越大D．以上说法都不对
37．一群小行星在同一轨道上绕太阳旋转，这些小行星具有（）
A．相同的速率B．相同的加速度大小
C．相同的运转周期D．相同的角速度
38．下列事例中，万有引力起决定作用的是（）
A．地球总是不停地绕太阳运动
B．地球周围存在着稠密的大气，它们不会发散到太空中去
C．成千上万个恒星聚集在一起，形成银河系的球状星团
D．很难把一块铁折断
39．以下说法错误的是（）
A．卫星越往高的地方发射所需要的速度越大，因此越高的卫星运行速度越快
B．同一位置方向上，以较大速度发射卫星所得到的最终运行速度比以较小速度发射所得到的大
C．越高处的卫星速度越慢，因此可以通过加速来降低高度
D．以第三宇宙速度发射，卫星也能逃离地球的引力
40．经典力学有一定的适用范围，下列不能用经典力学描述的是（）
A．一般质量的天体的运动B．从天空下落的小水珠
C．围绕原子核运动的电子D．高能粒子加速器里运动的粒子
专题五经典力学的成就与局限综合检测
1．B2.A
3．D解析：
在绕地球做圆周运动的宇宙飞船中，物体处于完全失重状态，因此，天平失去了作用．
4．A
5．D解析：
式中R表示椭圆轨道的半长轴，T表示公转周期；k的值由太阳决定，与行星无关；
＝
不成立，因为地球隶属太阳系，月球隶属地月系．
6．A解析：
本题考查了牛顿第三定律和太阳与行星间的引力关系．由牛顿第三定律可知，行星对太阳的引力和太阳对行星的引力是作用力与反作用力，所以A正确，C错误．由太阳对行星的引力表达关系可知B、D错误．
7．D解析：
对人造卫星有G
＝m
，所以v＝
；又因为对地球表面的物体有G
＝mg，故GM＝gR2，即有v＝
.
8．D解析：
通信卫星是地球同步卫星，只能在赤道的正上方，我国不在地球赤道上，故我国的通信卫星不在我国领土正上方．
9．C解析：
对地球两极处的物体，随地球自转而做圆周运动的半径为0，不需要向心力，在两极称量物体时，弹簧测力计的示数总等于万有引力，故C对；只要被测物体不在两极，地球自转加快时，所需向心力增大，物体重力减小，弹簧测力计所测示数减小．
10．D解析：
由G
＝mg和G
＝ma可得出结果．
11．D解析：
当物体的运动速率接近光速时，经典力学的规律不再适用，经典力学也不适用于微观领域中的结构和能量问题．
12．C13.C
14．B解析：
根据万有引力定律的内容可知B正确．
15．D
16．C解析：
由于海王星与地球均绕太阳公转，根据开普勒第三定律
＝k，可得C正确．
17．A解析：
万有引力是由于物体具有质量而产生的，选A.
18．B解析：
计算地球质量可以利用绕地球运动的物体的向心力等于地球的引力来求解，需要知道物体的速度（或角速度、周期）以及物体做圆周运动的轨道半径，所以只有B选项是正确的．
19．C解析：
海王星是由于天王星的运行轨道与万有引力定律计算的轨道有偏差而发现的，并不是伽利略发现的．
20．B解析：
由G
＝mg可得出B正确．
21．D解析：
各行星轨道可近似看作圆周，各行星的运动可以看作以太阳为中心的匀速圆周运动，则据牛顿第二定律可得：
G
＝mR
2，整理得：
＝
，可见k＝
，即只与太阳质量有关．
22．A解析：
对登月轮有mg月＝m
，故v＝，地球第一宇宙速度为v1＝，作比可得．
23．B解析：
物体运动时具有向上的加速度．
24．C解析：
周期小，高度低，运行速度大，向心加速度大，而飞船处于失重是因为所受引力提供做圆周运动的向心力．
25．C解析：
凡是与重力有关的器材都不能使用．
26．B解析：
在两个星球表面，人的力量是一样的．
27．D解析：
太阳与行星间的引力F∝
，故D正确．
28．A解析：
周期小的卫星其运行的半径小，更靠近星球表面．
29．B解析：
此时，物体仍然受引力的作用，引力提供向心力．
30．C
31．D解析：
地球同步卫星的角速度是定值，线速度大小也是定值，向心加速度大小也为定值，选D.
32．D解析：
由G
＝m
、G
＝m
r，可得D正确．
33．B解析：
根据G
＝mg、M＝
πR3ρ，可以算出B是正确的．
34．C
35．A解析：
根据G
＝m
，A正确．
36．BC解析：
由太阳对行星的引力提供向心力知G
＝m
2R，所以T＝
，可知R越大T越大，故B正确；R越小引力越大，加速度越大，C正确，D错误．
37．ABCD
38．ABC解析：
星体的运行所需的向心力是由万有引力来提供的，万有引力普遍存在于一切物体之间，故A、B、C正确．
39．ABC解析：
发射卫星时虽然越往高处发射所需速度越大，但达到该高度时，大部分动能转化成了引力势能，根据万有引力提供向心力得v＝
，越高速度越小，A错；发射速度越大，卫星能飞得越高，越多动能转化成引力势能，由A知速度越小，B错；速度增加会使卫星往更高处运动，不能以此降低高度；以大于第二宇宙速度发射的卫星都可以逃离地球的引力束缚，D正确．
40．CD
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