2018-2019學(xué)度度高一物理蘇版2第六章萬有引力與航天單元測試

1、5.5.如圖所示，兩顆人造地球衛(wèi)星A、B繞地心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知A為同步衛(wèi)星，B為近地衛(wèi)星則正確的判斷是（）2018-2019 學(xué)度度高一物理蘇版 2 第六章萬有引力與航天單元測試一、單選題（本大題共 9 9 小題，共 36.036.0 分）1.1.20162016 年 1010 月 1717 日，我國自主研發(fā)的神舟十一號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心由長征二號運(yùn)載火箭發(fā)射升空“神舟 1111 號”發(fā)射后首先進(jìn)入橢圓形軌道繞地球運(yùn)行，理論上其發(fā)射速度為B.11.211.2kn/ /sD.大于 7.97.9kn/ /s且小于 11.211.2km/ /s2.2.如圖所示，a為放在地球赤道上隨地球

2、表面一起轉(zhuǎn)動(dòng)的物體,是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星， 若a、b、c、d的質(zhì)量相同，地球表面附近的重力加速度為g.則下列說法正確的是（A.a和b的向心加速度都等于重力加速度gB.a的角速度最大C.c距離地面的高度不是一確定值D.d是三顆衛(wèi)星中動(dòng)能最小，機(jī)械能最大的3.3.20132013 年 6 6 月 1313 日，“神州十號”飛船和“天宮一號”飛行器成功自動(dòng)對接，航天員聶海勝、張曉光、王亞平在“天宮一號”中處于完全失重狀態(tài)（如圖），對于太空艙中的航天員，下列說法正確的是A.7.97.9km/ /sC.16.716.7kn/ /sb為處于地面A.航天員處于平衡狀態(tài)B.航天員不受任何力的作用C

3、.航天員的加速度恒定不變D.航天員受到地球的引力作用4.4.請閱讀下列材料，回答第 9 91212 小題“神舟一號”載人飛船，于20162016 年 1010 月 1919 日 3 3 時(shí) 3131 分，與“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對接，為我國未來空間站建設(shè)進(jìn)行科學(xué)的技術(shù)驗(yàn)證，為實(shí)現(xiàn)我國從航天大國走向航天強(qiáng)國的中國夢典定了堅(jiān)實(shí) 的基礎(chǔ).“天宮二號”圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，是由于受到萬有引力作用，我國羅俊院士團(tuán)隊(duì)的引力實(shí)驗(yàn)室因其算出世界最精確的萬有引力常數(shù)而被外國專家稱為世界“引力中心”，關(guān)于萬有引力定律的公式，下列正確的是（A.F= =kx)B.F= =GrC.F= =ma神舟八號飛船

4、繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，飛行軌道在地球表面的投影如圖所示，圖中標(biāo)明了飛船相繼 飛臨赤道上空所對應(yīng)的地面的經(jīng)度設(shè)神舟八號飛船繞地球飛行的軌道半徑為ri，地球同步衛(wèi)星飛行軌道半徑為2則 r r；: r r：等于（）A.1 1: 2424B.1 1: 156156C.1 1: 210210D.1 1: 2562567.7.圖甲所示的“軌道康復(fù)者”航天器可在太空中給“垃圾”衛(wèi)星補(bǔ)充能源，延長衛(wèi)星的使用壽命圖乙 是“軌道康復(fù)者”在某次拯救一顆地球同步衛(wèi)星前，二者在同一平面內(nèi)沿相同繞行方向繞地球做勻速 圓周運(yùn)動(dòng)的示意圖，此時(shí)二者的連線通過地心，軌道半徑之比為 1:41:4 若不考慮衛(wèi)星與“軌道康復(fù)者”之間

5、的引力，則在圖示軌道上，（）A.“軌道康復(fù)者”的速度大于7.97.9km/ /sB.“軌道康復(fù)者”的加速度大小是地球同步衛(wèi)星的4 4 倍C.“軌道康復(fù)者”的周期是3 3h,且兩者均從圖示位置開始經(jīng)1.51.5h與同步衛(wèi)星距離最近D.若要對該同步衛(wèi)星實(shí)施拯救，“軌道康復(fù)者”應(yīng)加速，然后與同步衛(wèi)星對接A.衛(wèi)星經(jīng)過P點(diǎn)的速度，軌道I比軌道n小B.衛(wèi)星經(jīng)過P點(diǎn)的加速度，軌道I比軌道n大C.可估算衛(wèi)星的質(zhì)量D.可估算月球的質(zhì)量8.8.宇航員王亞平在“天宮 1 1 號”飛船內(nèi)進(jìn)行了我國首次太空授課，演示了一些完全失重狀態(tài)下的物理現(xiàn) 象.若飛船質(zhì)量為m,距地面高度為h,地球質(zhì)量為M半徑為R引力常量為G,則飛

6、船做圓周運(yùn)動(dòng) 的向心加速度大小為（）3D.GMA.0 0B.C. dF由+亦、多選題（本大題共 6 6 小題，共 30.030.0 分）9.9.經(jīng)長期觀測人們在宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)”?！半p星系統(tǒng)”由兩 顆相距較近的恒星組成，每個(gè)恒星的線度遠(yuǎn)小于兩個(gè)星體之間的距離， 而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體。如圖，兩顆星球組成的雙星，在相互 之間的萬有引力作用下，繞連線上的O點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)測得兩顆星之間的距離為L,質(zhì)量之比為m：m=3=3： 2 2，則可知6 6圖0艸乙mi、m做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為mi、mi做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為10.10.通信衛(wèi)星又叫同步衛(wèi)星，下面關(guān)于同步衛(wèi)星的

7、說法中正確的是（11.11. 火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運(yùn)行，根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知（A.相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積B.火星和木星繞太陽運(yùn)行速度的大小始終相等C.火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方D.太陽沒有位于木星運(yùn)行軌道的中心12.12. 地球同步衛(wèi)星與靜止在地球赤道上的物體比較，下列物理量相同的是（）A.線速度B.角速度C.向心加速度D.周期13.13. 木星是繞太陽運(yùn)動(dòng)的一顆行星，它有多顆衛(wèi)星若將木星繞太陽的運(yùn)動(dòng)和衛(wèi)星繞木星的運(yùn)動(dòng)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，現(xiàn)要計(jì)算木星的質(zhì)量，需要知道的物理量是（）A.衛(wèi)星繞木星運(yùn)動(dòng)的周期、

8、軌道半徑及引力常量GB.衛(wèi)星繞木星運(yùn)動(dòng)的周期、軌道半徑及衛(wèi)星的質(zhì)量C.木星的半徑、木星表面的重力加速度及引力常量GD.木星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期、軌道半徑及引力常量G14.14. 地球質(zhì)量為M繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為R有一質(zhì)量為m的飛船，由靜止開始從P點(diǎn)在恒力F的作用下，（不計(jì)飛船受到的萬有引力），沿PD方向做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，一年后在D點(diǎn)飛船掠過地球上空，再過三個(gè)月，又在Q處掠過地球上空。（取n2=10=10）根據(jù)以上條件可以得出（）A.DQ的距離為，.RB.PD的距離為羊RC.地球與太陽的萬有引力的大小D.地球與太陽的萬有引力的大小 咯竺LCvltl三、計(jì)算題（本大題共 3 3 小題，共 34

9、.034.0 分）15.15.在“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中，同步衛(wèi)星起到非常重要的作用，這些衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)在離地心的距離為r的圓形軌道上，同時(shí)已知某顆同步衛(wèi)星的質(zhì)量m引力常量G,地球自轉(zhuǎn)周期為T,請根據(jù)以上信息，求出下列物理量（用題中給出的物理量表示）。（1 1 ）同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度大小；（2 2 ）地球?qū)υ撔l(wèi)星的吸引力大?。唬? 3）地球的質(zhì)量。A.B.C.D.mu做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為m做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為(2) 地球?qū)πl(wèi)星的吸引力提供衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以地球?qū)πl(wèi)星吸引力2 ocod,a與c的角速度相等，貝Ub的角速度最大，故B錯(cuò)誤；c的軌道半徑是一定的，c距離地面的高度是一確定值，SecordS

10、ecord 定律得：= =m，衛(wèi)星的動(dòng)能為：EK=砒/=薯以無窮遠(yuǎn)處為零勢能面， 機(jī)械能：E=EK+E- =-=-1.D2.D3.D4.B5.C6.D7.D8.D9.D10.AC11.AC12.CD13.BD14.AC15.ABC17.解：(:1)已知同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相同， 即為T,則據(jù)角速度與周期的關(guān)系有同步衛(wèi)星的角速度coC c是地球同步衛(wèi)星，同步衛(wèi)星相對地面靜止，故C錯(cuò)誤；D衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)萬有引力提供向心力，由牛頓三顆衛(wèi)星中d的軌道半徑最大，則d的動(dòng)能最小,知d的軌道半徑最大，d的機(jī)械能最大，故D正確；故選：D地球同步衛(wèi)星的周期、角速度與地球自轉(zhuǎn)周期、角速度相等，地球同步衛(wèi)

11、星的軌道半徑是確定的；衛(wèi)星做 圓周運(yùn)動(dòng)萬有引力提供向心力，應(yīng)用萬有引力公式與牛頓SecordSecord 定律求出周期、角速度、向心加速度,然后分析答題.對于衛(wèi)星問題，要建立物理模型，根據(jù)萬有引力提供向心力，分析各量之間的關(guān)系，并且要知道同步衛(wèi)星 的條件和特點(diǎn).3.解：A、太空艙繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，航天員處于完全失重狀態(tài)，不是平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B太空艙繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，航天員的“重力”提供向心力，故B錯(cuò)誤；C航天員的加速度大小恒定不變，方向時(shí)刻改變，故C錯(cuò)誤；D太空艙繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，航天員受到地球的引力作用，故D正確.故選：D太空艙繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引

12、力提供向心力，在太空艙中，物體處于完全失重狀態(tài).本題主要考查了太空艙繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬有引力提供向心力，要注意此時(shí)物體處于完全失重狀 態(tài)4.解：根據(jù)萬有引力定律，兩個(gè)物體之間的萬有引力大小與兩個(gè)物體質(zhì)量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比，表達(dá)式：F= =G攀故B正確，ACD昔誤故選：B萬有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的，它適用于自然界中的任何兩個(gè)物體之間.萬有引力的表達(dá)式：F= =G.弓I力常量G有單位，其單位根據(jù)公式推導(dǎo).本題考查對萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)、適用條件和引力常量單位的理解，要注意萬有引力定律適用于兩個(gè)質(zhì)點(diǎn) 間引力的計(jì)算的特點(diǎn).6.解:從圖象中可以看出， 飛船每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，地球自轉(zhuǎn)

13、22.522.5 ,故飛船的周期為：二腫帚 同步衛(wèi)星的周期為 2424h,由開普勒第三定律可得 斗=呂=(茹=元7，故D正確，ABC錯(cuò)誤；r;T* mAJ故選：D從圖象中可以看出，飛船每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，地球自轉(zhuǎn)22.522.5。，故可以得到飛船的公轉(zhuǎn)周期；再運(yùn)用開普勒第三定律求解.本題關(guān)鍵是能夠從圖象得到飛船的公轉(zhuǎn)周期，然后運(yùn)用開普勒第三定律求解，運(yùn)用開普勒第三定律T要注意對于同一個(gè)中心天體比值k相同.8.解：A、由題意可知，衛(wèi)星從軌道I到軌道n,需要在P點(diǎn)“剎車”，所以衛(wèi)星經(jīng)過P點(diǎn)的速度，軌道I比軌道n大，故A錯(cuò)誤；B衛(wèi)星的加速度由萬有引力產(chǎn)生，根據(jù)可知，衛(wèi)星在軌道I和軌道III上經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的加速度

14、相同，故B錯(cuò)誤；C D根據(jù)萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力陀蠱(R + h)辛可以算得月球的質(zhì)量M但不能得到衛(wèi)星的 質(zhì)量，故C錯(cuò)誤，D正確.故選：D衛(wèi)星從軌道I到軌道n,需要在P點(diǎn)“剎車”；根據(jù)同一點(diǎn)衛(wèi)星所受萬有引力相同，根據(jù)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)特征比較加速度大小問題.萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，已知軌道半徑和繞行周期可以算出中心天體月球的質(zhì)量.萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力是解決本題的基本出發(fā)點(diǎn)， 掌握勻速圓周運(yùn)動(dòng)的條件和離心運(yùn)動(dòng)的條件是解 決本題的要素.9.【分析】飛船在距地面高度為h的位置，由萬有引力等于重力列式求解重力加速度。 本題考查萬有引力的應(yīng)用，要能根據(jù)公式求解重力加速度，難度不大，屬于基礎(chǔ)題?！窘?/p>

15、答】飛船在距地面高度為h處，由萬有引力等于重力得：&閃卅二噸解得：.，故D正確，ABC錯(cuò)誤。故選D。10.【分析】天文學(xué)上把兩顆相距比較近，又與其他星體距離比較遠(yuǎn)的星體叫做雙星。雙星的間距是一定的，它們繞二 者連線上的同一點(diǎn)分別做圓周運(yùn)動(dòng)，對雙星系統(tǒng)，彼此之間的萬有引力提供它們做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，-二)知角速度相等，然后求得線速度和半徑關(guān)系。JL本題主要考查雙星問題，抓住兩星的運(yùn)動(dòng)屬于同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，周期和角速度相同，彼此之間的萬有引力提供它 們做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是解題的關(guān)鍵?！窘獯稹繉﹄p星系統(tǒng)，彼此之間的萬有引力提供它們做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，-: ： -，ri+2=LAm、m做圓周運(yùn)動(dòng)的角速

16、度相同，質(zhì)量與半徑成反比，由v= =3r知線速度之比為 2 2： 3 3,故A正確；B由r =-知兩星的周期相同即兩者運(yùn)行一周的時(shí)間相同，故其運(yùn)動(dòng)的角速度相同，故B錯(cuò)誤；CD由于兩星的向心力相同，有 叫個(gè)%二叫亦巾，故有于二/，由于ri+r2=L,聯(lián)立前式有口 =哀，2 =?丄，故C正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選AC13.解：AB地球同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，相對于地球靜止.靜止在地球赤道上的物體角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度也相同則地球同步衛(wèi)星與靜止在地球赤道上的物體角速度3相同根據(jù)v=3r分析可知，地球同步衛(wèi)星的線速度大于地球上物體的線速度故A錯(cuò)誤，B正確.C由公式an=32r分析得知，地球

17、同步衛(wèi)星的軌道半徑大，向心加速度大故C錯(cuò)誤.D由周期T=可知，衛(wèi)星與物體周期相同.故D正確.故選BD地球同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，相對于地球靜止.靜止在地球赤道上的物體角速度與地 球自轉(zhuǎn)的角速度相同.根據(jù)v=3r分析線速度關(guān)系，由公式an=32r分析向心加速度關(guān)系本題關(guān)鍵抓住地球同步衛(wèi)星的條件：角速度、周期與地球自轉(zhuǎn)的角速度和周期相同.14.解：A、木星的衛(wèi)星繞木星運(yùn)動(dòng)的周期，和木星的衛(wèi)星的軌道半徑，設(shè)木星質(zhì)量為M木星的衛(wèi)星的質(zhì)量為m木星的衛(wèi)星的周期為T,軌道為r,根據(jù)萬有引力提供向心力B錯(cuò)誤；G則由m殲廠，可以求出木星的質(zhì)量.故C正由于木星繞太陽運(yùn)動(dòng)的中心天體是太陽，故D錯(cuò)誤；

18、(7=TnyTT,解得木星的質(zhì)量 = -T.故A正確,C已知木星的半徑、木星表面的重力加速度及引力常量確；D根據(jù)萬有引力提供向心力，只能求出中心天體的質(zhì)量,故選：AC根據(jù)木星的某個(gè)衛(wèi)星的萬有引力等于向心力，列式求解即可求出木星的質(zhì)量.本題關(guān)鍵是根據(jù)木星的衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力有萬有引力提供，列出方程，分析方程式即可看出要測量 的量.15.解：A地球繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期為一年，飛船從D到Q所用的時(shí)間為三個(gè)月，則地球從D到Q的時(shí)間為三個(gè)月，即四分之一個(gè)周期，轉(zhuǎn)動(dòng)的角度為9090 度，根據(jù)幾何關(guān)系知，DQ勺距離為，R,R,故A正確。B因?yàn)镻到D的時(shí)間為一年，D到Q的時(shí)間為三個(gè)月，可知P到D的時(shí)間和P到Q的時(shí)間之比為 4 4: 5 5, 根據(jù)x= =at2得，PD和PC距離之比為 1616: 2525,則PD和DQ的距離之比為 1616: 9 9,DOR,則P=R,故B正確。C