物理人教版高中必修2人教版高一物理必修二第六章：《萬有引力與航天》單元測(cè)試題(有答案)

1、萬有引力與航天單元測(cè)試題、選擇題1.對(duì)于萬有引力定律的表達(dá)式F = G-,下列說法正確的是（）rA.公式中G為引力常量，它是由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，而不是人為規(guī)定的B.當(dāng)r趨近于零時(shí)，萬有引力趨近于無窮大C. m與m2受到的引力總是大小相等的，而與 m和m2是否相等無關(guān)D. m與m受到的引力總是大小相等、方向相反的，是一對(duì)平衡力答案：AC2.（2012北京理綜）關(guān)于環(huán)繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星，下列說法正確的是（）。A.分別沿圓軌道和橢圓軌道運(yùn)行的兩顆衛(wèi)星，不可能具有相同的周期B.沿橢圓軌道運(yùn)行的一顆衛(wèi)星，在軌道不同位置可能具有相同的速率C.在赤道上空運(yùn)行的兩顆地球同步衛(wèi)星，它們的軌道半徑有可能不同D.沿不同軌道

2、經(jīng)過北京上空的兩顆衛(wèi)星，它們的軌道平面一定會(huì)重合R32答案：B解析：環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，由開普勒第三定律T =常數(shù)，當(dāng)橢圓軌道半長(zhǎng)軸與圓形軌 的半徑相等時(shí)，兩顆衛(wèi)星周期相同，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;沿橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，只有引力做功，機(jī)械能 守恒，在軌道上相互對(duì)稱的地方（到地心距離相等的位置）速率相同，選項(xiàng)B正確;所有地球同步_22GMm 4 TtmRjGMT衛(wèi)星相對(duì)地面靜止，運(yùn)行周期都等于地球自轉(zhuǎn)周期，由-R T2 ,R=V 4/，軌道半徑都相同，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同一軌道平面不同軌道半徑的衛(wèi)星，相同軌道半徑、不同軌道平面的衛(wèi)星，都有可能（不同日刻）經(jīng)過北京上空，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3、1970年4月24日，我國(guó)自行

3、設(shè)計(jì)、制造的第一顆人造地球衛(wèi)星東方紅一號(hào)”發(fā)射成功，開創(chuàng)了我國(guó)航天事業(yè)的新紀(jì)元。 如圖所示，東方紅一號(hào)”的運(yùn)行軌道為橢圓軌道，其近地點(diǎn)M和 遠(yuǎn)地點(diǎn)N的高度分別為 439 km和2 384小,則（ ）。A.衛(wèi)星在M點(diǎn)的勢(shì)能大于 N點(diǎn)的勢(shì)能 、-B.衛(wèi)星在M點(diǎn)的角速度大于 N點(diǎn)的角速度C.衛(wèi)星在M點(diǎn)的加速度大于 N點(diǎn)的加速度D.衛(wèi)星在N點(diǎn)的速度大于 7.9 km/s答案：BC解析:衛(wèi)星從M點(diǎn)到N點(diǎn)，萬有引力做負(fù)功，勢(shì)能增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤油開普勒第二定律知,M點(diǎn)的 角速度大于N點(diǎn)的角速度，B項(xiàng)正確；由于衛(wèi)星在 M點(diǎn)所受萬有引力較大，因而加速度較大，C 項(xiàng)正確；衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)N的速度小于其在該點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的

4、線速度，而第一宇宙速度7.9 km/s是線速度的最大值，D項(xiàng)錯(cuò)誤。4 .以下關(guān)于宇宙速度的說法中正確的是（）.（A）第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的最大速度（B）第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的最小速度（C）人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的速度一定小于第二宇宙速度(D)地球上的物體無論具有多大的速度都不可能脫離太陽的束縛答案：AC5 .航天飛機(jī)中的物體處于失重狀態(tài)，是指這個(gè)物體()(A)不受地球的吸引力(B)受到地球吸引力和向心力的作用而處于平衡狀態(tài)(C)受到向心力和離心力的作用而處于平衡狀態(tài)(D)對(duì)支持它的物體的壓力為零答案：D6 .關(guān)于同步衛(wèi)星(它相對(duì)于地面靜止不動(dòng))，下列說法中正確的是().(A

5、)它一定在赤道上空(B)同步衛(wèi)星的高度和速率是確定的值(C)它運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度(D)它運(yùn)行的線速度一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間ABC7 .假如作圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來的2倍后仍作圓周運(yùn)動(dòng)，則().(A)根據(jù)公式v=cor可知，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度將增大到原來的 2倍2i(B)根據(jù)公式F=m可知，衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來的一r2(C)根據(jù)公式F = Gm2可知，地球提供的向心力將減小到原來的-r4(D)根據(jù)上述(B)和(C)中給出的公式可知，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度將減小到原來的答案：CD8 .若已知某行星繞太陽公轉(zhuǎn)的半徑為r,公轉(zhuǎn)周期為T,萬有引力常量為 G,

6、則由此可求出().(A)某行星的質(zhì)量(B)太陽的質(zhì)量(C)某行星的密度(D)太陽的密度答案：B9 .一個(gè)半徑是地球 3倍、質(zhì)量是地球36倍的行星，它表面的重力加速度是地面重力加速度的().(A)4 倍 (B)6 倍 (C)13.5 倍 (D)18 倍答案：A10 .由于某種原因，人造地球衛(wèi)星的軌道半徑減小了，那么衛(wèi)星的().(A)速率變大，周期變小(B)速率變小，周期變大(C)速率變大，周期變大(D)速率變小，周期變小答案：A11 .如圖所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1,然p后經(jīng)點(diǎn)火將衛(wèi)星送入橢圓軌道2,然后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步軌道 /I3.軌道1、2相切于Q點(diǎn)，2、3

7、相切于P點(diǎn)，則當(dāng)衛(wèi)星分別在 1、2、3(軌道上正常運(yùn)行時(shí)，下列說法中正確的是().卜(A)衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道 1上的速率?/(B)衛(wèi)星在軌道3上的角速度大于在軌道 1上的角速度(C)衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道 2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度 (D)衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道 3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度 答案：D12.假設(shè)地球的質(zhì)量不變,而地球的半徑增大到原來的2倍.那么從地球發(fā)射人造衛(wèi)星的第試題試卷宇宙速度的大小應(yīng)為原來的A. J2倍B. 2倍,2C.-倍 D.2 倍212.【解析】選B.因第一宇宙速度即為地球近地衛(wèi)星的線速度,2Mmv /口G 2 im 4

8、寸 v=R2RGM ,故M不變，R變?yōu)樵瓉淼膬杀稌r(shí)，v減小為原來的1213 .質(zhì)量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行，其運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知月球質(zhì)量為M,月球半徑為R,月球表面重力加速度為g,引力常量為 G不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，則航天器的()A.線速度v= J，mB.C.運(yùn)行周期T=2兀 R D. g向心加速度a= GmR213、【解析】選C.月球?qū)μ皆潞教炱鞯娜f有引力提供探月航天器在月球附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力，根據(jù)牛頓第二定律列方程得2G Mm = mv =mE 2=ma則探月航天器的R2R線速度為v=GM,選項(xiàng)A錯(cuò)誤.其加速度GM a=R2,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.又知，在月球

9、附近滿足G Mm=mg=mR)2,因此探月航天器的角速度 3 = 但,其周期為丁=生=2兀/R ,選項(xiàng)BR2 R g錯(cuò)誤、選項(xiàng)C正確.14 .人造衛(wèi)星進(jìn)入軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，關(guān)于衛(wèi)星內(nèi)的物體，下列說法正確的是()。A.處于完全失重狀態(tài)，所受重力為零B.處于完全失重狀態(tài)，所受重力不為零C.處于不完全失重狀態(tài)，所受重力不為零D.處于平衡狀態(tài)，即所受的合外力為零答案：B解析：衛(wèi)星內(nèi)的物體所受萬有引力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，且物體所受重力不為零，故選項(xiàng)B正確。15 .星球上的物體在星球表面附近繞星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具備的速度v1叫做第一宇宙速度，物體脫離星球引力所需要的最小速度v2叫做第二宇宙

10、速度 ，v2與v1的關(guān)系是v2= v1。已知某星球的半徑為r,它表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的1/6。若不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第一宇宙速度v1和第二宇宙速度 v2分別是()。A.v1=再2=河B.v1 =/ _Jr6 ,v2= 3gr grC.v1= 6 ,v2= 3答案：BD.v1 =, gr ,v2=3解析：對(duì)于貼著星球表面的衛(wèi)星2士 胡=?mg=m r ,解得：v1=6 6，又由v2= J2 v1,可求出16 .(2012課標(biāo)全國(guó)理綜)假設(shè)地球是一半徑為 R、質(zhì)量分布均勻的球體。一礦井深度為do已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零。礦井底部和地面處的重力加速度大小

11、之比為()。ddA.1- R B.1+ RR -dRC.( R )2D.( R -d )2答案：A解析:設(shè)位于礦井底部的小物體的質(zhì)量為m,則地球?qū)λ囊榘霃綖?(R-d)的部分地球”對(duì)GM m7Tz 22它的引力，地球的其他部分對(duì)它的引力為零，有mg=(R-d);對(duì)位于地球表面的物體m有GMmM (R -d)3mg= R2 ，根據(jù)質(zhì)量分布均勻的物體的質(zhì)量和體積成正比可得M -R3，由以上三式可g d得g =1- R，選項(xiàng)A正確。二、計(jì)算題。17 .宇航員站在星球表面上某高處，沿水平方向拋出一小球，經(jīng)過時(shí)間t小球落回星球表面,測(cè)得拋出點(diǎn)和落地點(diǎn)之間的距離為 L.若拋出時(shí)的速度增大為原來的 2

12、倍，則拋出點(diǎn)到落地 點(diǎn)之間的距離為 J3L .已知兩落地點(diǎn)在同一水平面上，該星球半徑為R,求該星球的質(zhì)量.(1998年全國(guó)高考試題)答案:2LR23Gt218.已知月球半徑為 R,月球表面的重力加速度為 go,飛船在繞月球的圓形軌道I上運(yùn)動(dòng),軌道半徑為r, r=4R,到達(dá)軌道的A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道n ,到達(dá)軌道的近月點(diǎn)B時(shí)再次點(diǎn)火進(jìn)入近月軌道出繞月球做圓周運(yùn)動(dòng).已知引力常量G.求：(1)月球的質(zhì)量；(2)飛船在軌道I上的運(yùn)行速率；(3)飛船在軌道出上繞月運(yùn)行一周所需的時(shí)間.18.【解析】(1)設(shè)月球的質(zhì)量為 M對(duì)月球表面上質(zhì)量為 m2Mm . /口g0R的物體有G 2- = m g0得M=RG(2)設(shè)飛船的質(zhì)量為m,對(duì)于圓形軌道I的飛船運(yùn)動(dòng),八 Mmv1有 G 2 =m 14R4R解得飛船在軌道I運(yùn)動(dòng)的速率為V1=.而(3)設(shè)飛船在軌道出繞月球運(yùn)行一周所需的時(shí)間為有mg=m(空)2R解得丁=2兀T答案：哈會(huì)甌219、(12分).神舟五號(hào)載人飛船在繞地球飛行的第R兀 I go5圈進(jìn)行變軌，由原來的橢圓軌道變?yōu)榫嗟孛娓叨萮= 342 km的圓形軌道.已知地球半徑 一一 一 _ 3R = 6.37 10 km,地面處的重力加速度g =10m/s2.試導(dǎo)出飛船在