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文档内容摘要
doc 2019-2020年高中物理阶段质量检测二万有引力与航天新人教版 一、单项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分) 1.(xx·沈阳高一检测)下列说法符合史实的是(  ) A.牛顿发现了行星的运动规律 B.胡克发现了万有引力定律 C.卡文迪许测出了引力常量G,被称为“称量地球重量的人” D.伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性 2.“嫦娥三号”在下列位置中,受到月球引力最大的是(  ) A.太阳帆板展开的位置 B.月球表面上的着陆点 C.环月椭圆轨道的近月点 D.环月椭圆轨道的远月点 3.a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星,其中a、c的轨道相交于P(图中未画出),b、d在同一个圆轨道上,b、c轨道位于同一平面。某时刻四颗人造卫星的运行方向及位置如图所示。下列说法中正确的是(  ) A.a、c的加速度大小相等,且大于b的加速度 B.b、c的角速度大小相等,且小于a的角速度 C.a、c的线速度大小相等,且小于d的线速度 D.a、c存在相撞危险 4.星球上的物体脱离该星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2=v1。已知某星球的半径为r,它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的,不计其他星球的影响,则该星球的第二宇宙速度为(  ) A. B. C. D. 5.我国发射的“天链一号01星”是一颗同步卫星,其运动轨道与地球表面上的(  ) A.某一纬度线(非赤道)是共面的同心圆 B.某一经度线是共面的同心圆 C.赤道线是共面同心圆,且卫星相对地面是运动的 D.赤道线是共面同心圆,且卫星相对地面是静止的 6.(xx·淄博高一检测)“太空涂鸦”技术就是使低轨运行的攻击卫星在接近高轨侦查卫星时,准确计算轨道向其发射“漆雾”弹,并在临近侦查卫星时,压爆弹囊,让“漆雾”散开并喷向侦查卫星,喷散后强力吸附在侦查卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上,使之暂时失效。下列说法正确的是(  ) A.攻击卫星在轨运行速度大于7.9 km/s B.攻击卫星进攻前的速度比侦查卫星的速度小 C.攻击卫星完成“太空涂鸦”后应减速才能返回低轨道上 D.若攻击卫星周期已知,结合万有引力常量就可计算出地球质量 二、多项选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分) 7.(xx·绍兴高一检测)假设在宇宙中存在这样三个天体A、B、C,它们在一条直线上,天体A离天体B的高度为某值时,天体A和天体B就会以相同的角速度共同绕天体C运转,且天体A和天体B绕天体C运动的轨道都是圆轨道,如图所示。以下说法正确的是(  ) A.天体A做圆周运动的加速度小于天体B做圆周运动的加速度 B.天体A做圆周运动的线速度大于天体B做圆周运动的线速度 C.天体A做圆周运动的向心力大于天体C对它的万有引力 D.天体A做圆周运动的向心力等于天体C对它的万有引力 8.两颗人造卫星质量之比是1∶2,轨道半径之比是3∶1,则下述说法中,正确的是(  ) A.它们的周期之比是 ∶1 B.它们的线速度之比是1∶ C.它们的向心加速度之比是1∶9 D.它们的向心力之比是1∶9 9.(xx·锦州高一检测)一些星球由于某种原因而发生收缩,假设该星球的直径缩小到原来的四分之一,若收缩时质量不变,则与收缩前相比(  ) A.同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的4倍 B.同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的16倍 C.星球的第一宇宙速度增大到原来的4倍 D.星球的第一宇宙速度增大到原来的2倍 10.如图所示,两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星球之间的距离为L,质量之比m1∶m2=3∶2,则可知(  ) A.m1、m2做圆周运动的线速度之比为2∶3 B.m1、m2做圆周运动的角速度之比为3∶2 C.m1做圆周运动的半径为 L D.m2做圆周运动的半径为 L 三、非选择题(本题共3小题,共40分) 11.(10分)“东方一号”人造地球卫星A和“华卫二号”人造卫星B,它们的质量之比为mA∶mB=1∶2,它们的轨道半径之比为2∶1,求卫星A与卫星B的线速度大小之比。 12.(14分)火箭发射“神舟”号宇宙飞船开始阶段是竖直升空,设向上的加速度a=5 m/s2,宇宙飞船中用弹簧测力计悬挂一个质量为m=9 kg的物体,当飞船升到某高度时,弹簧测力计示数为85 N,那么此时飞船距地面的高度是多少?(地球半径R=6 400 km,地球表面重力加速度g取10 m/s2) 13.(16分)(xx·临湘高一检测)一组太空人乘坐太空穿梭机,去修理距离地球表面6.0×105 m的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H,机组人员使穿梭机S进入与H相同的轨道并关闭助推火箭,而望远镜则在穿梭机前方数千米处,如图所示。设G为引力常量,M为地球质量(已知地球半径R=6.4×106 m,地球表面重力加速度g=9.8 m/s2,地球的第一宇宙速度v=7.9 km/s)。 (1)在穿梭机内,一质量为70 kg的太空人的视重是多少? (2)计算轨道上的重力加速度及穿梭机在轨道上的速率和周期。 答 案 1.解析:选C 由物理学史可知,开普勒发现了行星的运动规律,牛顿发现了万有引力定律,卡文迪许测出了引力常量G,牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性,故C正确,A、B、D错误。 2.解析:选B 根据F=G,受月球引力最大的位置距月球球心最近,故应选B。 3.解析:选A a、c的轨道相交于P,说明两颗卫星的轨道半径相等,根据G=man可知,a、c的加速度大小相等,且大于b的加速度,A正确;根据G=mω2r可知,b的角速度小于a、c的角速度,B错误;根据G=m可知,a、c的线速度大小相等,且大于d的线速度,C错误;由于a、c的轨道半径相等,周期相等,不存在相撞危险,D错误。 4.解析:选A 该星球的第一宇宙速度:G=m,在该星球表面处万有引力等于重力:G=m,由以上两式得v1=,则第二宇宙速度v2=v1=×=,故A正确。 5.解析:选D 同步卫星相对地球静止,自西向东运转,所有的卫星都必须以地心为圆心,因此同步卫星在赤道上空,与赤道线是共面同心圆,故D正确。 6.解析:选C 7.9 km/s是地球卫星的最大环绕速度,A错误;攻击卫星进攻前在低轨运行,轨道半径小于高轨侦查卫星,根据G=m可知攻击卫星进攻前的速度比侦查卫星的速度大,B错误;攻击卫星完成“太空涂鸦”后减速做近心运动能返回低轨道上,C正确;根据G=mr可知,计算地球质量,除了知道攻击卫星周期、万有引力常量,还需知道攻击卫星的轨道半径,D错误。 7.解析:选BC 由于天体A、B绕天体C运动的轨道都是圆轨道,根据an=ω2r,v=ωr可知A错误,B正确;天体A做圆周运动的向心力是由天体B和C对其引力的合力提供的,所以C正确,D错误。 8.解析:选BC 人造卫星绕地球转动时万有引力提供向心力,即G=man=m=mr,解得an=G∝,v= ∝,T=2π ∝,故两颗人造卫星的周期之比T1∶T2=∶1,线速度之比v1∶v2=1∶,向心加速度之比an1∶an2=1∶9,向心力之比F1∶F2=m1an2∶m2an2=1∶18,故B、C正确,A、D错误。 9.解析:选BD 由重力等于万有引力mg=G可知,同一物体在星球表面受到的重力增大为原来的16倍,A错误,B正确;由第一宇宙速度计算式v= 可知,星球的第一宇宙速度增大为原来的两倍,C错误,D正确。 10.解析:选AC 设两星的运动半径分别为r1和r2,由于两星的周期相同,由ω=知,它们的角速度相同,B错误;两星之间的万有引力等于它们的向心力,即m1r1ω2=m2r2ω2,而r1+r2=L,所以r1=L,r2=L,C正确,D错误;又因v=ωr,所以v1∶v2=r1∶r2=2∶3,A正确。 11.解析:由万有引力定律和牛顿第二定律得 G=m 解得v= 故== 答案:1∶ 12.解析:在地面附近,G=mg 在高空中,G=mg′ 在宇宙飞船中,对质量为m的物体, 由牛顿第二定律可得:F-mg′=ma 由以上三式解得:h=3.2×103 km 答案:3.2×103 km 13.解析:(1)穿梭机内的人处于完全失重状态,故视重为0。 (2)由mg=G,得g=,g′= 则=≈0.84 所以轨道上的重力加速度 g′=0.84g≈8.2 m/s2 由G=m,得v= 则v′= ,得=≈0.96 所以穿梭机在轨道上的速率 v′=0.96v≈7.6 km/s 由v′=得穿梭机在轨道上的周期T≈5.8×103 s 答案:(1)0 (2)8.2 m/s2 7.6 km/s 5.8×103 s