高中物理 第六章 萬有引力與航天章末檢測

1、學必求其心得，業(yè)必貴于專精第六章 萬有引力與航天章末檢測一、選擇題（本題9個小題,每小題6分，共54分.15題為單項選擇題,69題為多項選擇題）1火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據(jù)開普勒行星運動定律可知（）a太陽位于木星運行軌道的中心b火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等c火星與木星公轉周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方d相同時間內(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解析：火星和木星在橢圓軌道上繞太陽運行時，太陽位于橢圓軌道的一個焦點上，故選項a錯誤；由于火星和木星在不同的軌道上運行，且是橢圓軌道，速度大小變化，火星和木星的運行速度大小不一定相等，選項b錯誤

2、；由開普勒第三定律可知選項c正確；由于火星和木星在不同的軌道上,火星與太陽連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等,但不一定等于相同時間內(nèi)木星與太陽連線掃過的面積，選項d錯誤答案：c2地球質量大約是月球質量的81倍，一飛行器位于地球與月球之間,當?shù)厍驅λ囊驮虑驅λ囊Υ笮∠嗟葧r，飛行器距月球球心的距離與月球球心距地球球心之間的距離之比為（）a1:9 b9：1c1:10 d10:1解析：設月球質量為m，則地球質量為81m，地月間距離為r，飛行器質量為m0，當飛行器距月球球心的距離為r時，地球對它的引力等于月球對它的引力，則gg,所以9，r10r，r：r1：10，故選項c正確答案：c3如圖所示，拉格

3、朗日點l1位于地球和月球連線上,處在該點的物體在地球和月球引力的共同作用下，可與月球一起以相同的周期繞地球運動據(jù)此，科學家設想在拉格朗日點l1建立空間站，使其與月球同周期繞地球運動以a1、a2分別表示該空間站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步衛(wèi)星向心加速度的大小以下判斷正確的是()aa2a3a1 ba2a1a3ca3a1a2 da3a2a1解析：空間站和月球繞地球運動的周期相同，由a2r知，a2a1;對地球同步衛(wèi)星和月球，由萬有引力定律和牛頓第二定律得mrma，因t同步t月，則r同步a2,故選項d正確答案：d4(2016天津理綜3)我國即將發(fā)射“天宮二號”空間實驗室，之后發(fā)射“神舟十一號

4、飛船與“天宮二號”對接假設“天宮二號”與“神舟十一號”都圍繞地球做勻速圓周運動,為了實現(xiàn)飛船與空間實驗室的對接，下列措施可行的是（)a使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行，然后飛船加速追上空間實驗室實現(xiàn)對接b使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行，然后空間實驗室減速等待飛船對接c飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實驗室,兩者速度接近時實現(xiàn)對接d飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實驗室，兩者速度接近時實現(xiàn)對接解析：若使飛船與空間站在同一軌道上運行，然后飛船加速，所需向心力變大，則飛船將脫離原軌道而進入更高的軌道，不能實現(xiàn)對接,選項a錯誤；若使飛船

5、與空間站在同一軌道上運行，然后空間站減速,所需向心力變小，則空間站將脫離原軌道而進入更低的軌道,不能實現(xiàn)對接，選項b錯誤；要想實現(xiàn)對接,可使飛船在比空間試驗室半徑較小的軌道上加速,然后飛船將進入較高的空間試驗室軌道，逐漸靠近空間實驗室后，兩者速度接近時實現(xiàn)對接,選項c正確；若飛船在比空間實驗室半徑較小的軌道上減速,則飛船將進入更低的軌道,不能實現(xiàn)對接，選項d錯誤答案：c5冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng),質量比約為7：1，同時繞它們連線上某點o做勻速圓周運動,由此可知，冥王星繞o點運動的(）a軌道半徑約為卡戎的b角速度大小約為卡戎的c線速度大小約為卡戎的7倍d向心力大小約為卡戎的7倍

6、解析：冥王星與卡戎間的引力提供它們運動的向心力，向心力相等，d項錯；雙星系統(tǒng)，角速度相等，b項錯 設冥王星質量為m,軌道半徑為r1，卡戎質量為m，軌道半徑為r2，兩星間距離為r。 對于冥王星:gmm/r2m2r1， 對于卡戎星:gmm/r2m2r2, 由/可得：r1/r2m/m1/7,所以，a項對 線速度vr，同樣可推知c項錯答案：a6俄羅斯正在建造新一代探月飛船，計劃在2029年實現(xiàn)載人登陸月球表面已知引力常量g、月球中心到地球中心的距離r和月球繞地球運行的周期t，僅利用這三個數(shù)據(jù)，可以估算出的物理量有()a月球的質量b地球的質量c地球的半徑d月球繞地球運行速度的大小解析：由天體運動的受力特

7、點得gmr，可得地球的質量m.由周期和線速度的關系可得月球繞地球運行速度的大小v。故選bd。答案:bd7如圖所示，一飛行器圍繞地球沿半徑為r的圓軌道1運動經(jīng)p點時，啟動推進器短時間向前噴氣使其變軌，2、3是與軌道1相切于p點的可能軌道則飛行器（）a變軌后將沿軌道3運動b相對于變軌前運行周期變長c變軌前、后在兩軌道上經(jīng)p點的速度大小相等d變軌前、后在兩軌道上經(jīng)p點的加速度大小相等解析:推進器短時間向前噴氣，飛行器將被減速,故選項c錯誤；此時有gm，所以飛行器將做向心運動，即變軌后將沿較低軌道3運動，故選項a正確；根據(jù)開普勒第三定律可知，公轉周期將變短，故選項b錯誤；由于變軌前、后在兩軌道上經(jīng)p點

8、時，所受萬有引力不變，因此加速度大小不變，故選項d正確答案:ad8在圓軌道上做勻速圓周運動的國際空間站里，一宇航員手拿一只小球相對于太空艙靜止“站立于艙內(nèi)朝向地球一側的“地面上，如圖所示下列說法正確的是（)a宇航員相對于地球的速度介于7.9 km/s與11.2 km/s之間b若宇航員相對于太空艙無初速度釋放小球，小球將繼續(xù)做勻速圓周運動c宇航員不受地球的引力作用d宇航員對“地面”的壓力等于零解析：7.9 km/s是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，也是衛(wèi)星環(huán)繞地球運行的最大速度可見，所有環(huán)繞地球運轉的衛(wèi)星、飛船等，其運行速度均小于7。9 km/s，故a錯誤；若宇航員相對于太空艙無初速度釋放小球，由于慣性,小

9、球仍具有原來的速度,所以地球對小球的萬有引力正好提供它做勻速圓周運動需要的向心力，即gm，故選項b正確；在太空中，宇航員也要受到地球引力的作用,選項c錯誤；在宇宙飛船中，宇航員處于完全失重狀態(tài)，故選項d正確答案：bd9三顆人造地球衛(wèi)星a、b、c繞地球做勻速圓周運動，如圖所示，已知mambmc，則對于三顆衛(wèi)星,正確的是（）a運行線速度關系為vavbvcb運行周期關系為tatbtcc向心力大小關系為fafbvbvc,選項a正確；由gmr得t2，所以tatbtc，選項b正確；由gman得ang，所以aaabac，又mambfb，fbfc，選項c錯誤；三顆衛(wèi)星都繞地球運行，故由開普勒第三定律得,選項d

10、正確答案：abd二、非選擇題（本題3小題，共46分）10(14分)我國航天技術飛速發(fā)展，設想數(shù)年后宇航員登上了某星球表面宇航員從距該星球表面高度為h處，沿水平方向以初速度v拋出一小球，測得小球做平拋運動的水平距離為l，已知該星球的半徑為r，引力常量為g.求:（1)該星球表面的重力加速度（2）該星球的平均密度解析：(1）小球在星球表面做平拋運動,有l(wèi)vt，hgt2,解得g。(2）在星球表面滿足mg又mr3，解得.答案：(1)（2）11(16分）某星球的質量約為地球質量的9倍，半徑為地球半徑的一半，若從地球表面高為h處平拋一物體，水平射程為60 m,則在該星球上從同樣高度以同樣的初速度平拋同一物體

11、，水平射程為多少？解析：平拋運動水平位移xv0t豎直位移hgt2解以上兩式得xv0由重力等于萬有引力mgg得g所以2936x星x地10 m答案：10 m12（16分)為了與“天宮二號”成功對接，在發(fā)射時,“神舟十一號宇宙飛船首先要發(fā)射到離地面很近的圓軌道,然后經(jīng)過多次變軌，最終與在距地面高度為h的圓形軌道上繞地球飛行的“天宮二號”完成對接，假設之后整體保持在距地面高度仍為h的圓形軌道上繞地球繼續(xù)運動已知地球半徑為r0，地面附近的重力加速度為g.求:（1）地球的第一宇宙速度(2）“神舟十一號”宇宙飛船在近地圓軌道運行的速度與對接后整體的運行速度之比（用題中字母表示）解析:（1)設地球的第一宇宙速度為v，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律得：gm，在地面附近有gm0g,聯(lián)立以上兩式解得v。(2）