2015-2016學(xué)年高中物理第6章萬有引力與航天單元綜合測評新必修2

1、萬有引力與航天（時間：90 分鐘滿分：100 分）第I卷（選擇題，共 48 分）一、選擇題（本題有 12 小題，每小題 4 分，共 48 分請將答案填寫在答題欄內(nèi)）1.下述說法中正確的有（）A. 天 24 h，太陽以地球為中心轉(zhuǎn)動一周是公認的事實B. 由開普勒定律可知，各行星都分別在以太陽為圓心的各圓周上做勻速圓周運動C. 太陽系的八顆行星中，水星離太陽最近，由開普勒第三定律可知其運動周期最小D. 月球也是行星，它繞太陽一周需一個月的時間解析：地心說是錯誤的，故 A 錯；月球是地球的衛(wèi)星，繞地球一周的周期是一個月，故D 錯;由開普勒定律可知 B 錯，C 正確，故答案選 C.答案：C2 由于地球

2、的自轉(zhuǎn)，使得靜止在地面的物體繞地軸做勻速圓周運動對于這些做勻速圓周運動 的物體，以下說法正確的是（）A. 向心力都指向地心B. 速度等于第一宇宙速度C. 加速度等于重力加速度D. 周期與地球自轉(zhuǎn)的周期相等本題重點考查了地球上的物體做勻速圓周運動的知識.由于地球上的物體隨著地球的自轉(zhuǎn)做圓周運動，則其周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，D 正確，不同緯度處的物體的軌道平面是不相同的，如圖，m處的物體的向心力指向O點，選項 A 錯誤；由于第一宇宙速度是圍繞地球運行時，軌道半徑 最小時的速度，即在地表處圍繞地球運行的衛(wèi)星的速度，則選項B 錯誤；由圖可知，向心力只是萬有引力的一個分量，另一個分量是重力，因此加速度

3、不等于重力加速度，選項C 錯誤.答案：D3 .設(shè)地球半徑為R,第一宇宙速度為 V,則在地球上以 2v的速度發(fā)射一衛(wèi)星，則此衛(wèi)星將（）A. 在離地球表面 2R的軌道運行B. 在離地球表面.2R 的軌道運行解析:2C. 將脫離地球繞太陽運行成為一行星D. 將脫離太陽成為一恒星3解析：地球第一宇宙速度為7.9 km/s，若以 2V= 15.8 km/s 的速度發(fā)射，則 11.2 km/s2v16.7km/s，所以將脫離地球繞太陽運行成為一行星.答案：C4.（多選題）可以發(fā)射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星，使其圓軌道（）A.與地球表面上某一緯度線（非赤道）是共面同心圓B. 與地球表面上某一經(jīng)度線所決定的圓是共

4、面同心圓C. 與地球表面上的赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對地球表面是靜止的D. 與地球表面上的赤道線是共面同心圓，但衛(wèi)星相對地球表面是運動的解析：一，人造衛(wèi)星繞地球做圓周運動所需的向心力是萬有引力提供的，人造衛(wèi)星受地球的引力一定指向地心，所以任何人造衛(wèi)星的穩(wěn)定軌道平面都是通過地心的.A 選項所述的衛(wèi)星不能滿足這個條件，A錯.B 選項所述的衛(wèi)星雖然滿足這個條件，但是由于地球在自轉(zhuǎn)，經(jīng)線所決定的平面也在轉(zhuǎn)動，這 樣的衛(wèi)星又不可能有與地球自轉(zhuǎn)同方向的速度，所以不可能始終在某一經(jīng)線所決定的平面內(nèi)，如圖所示，故 B 項也錯.無論高低如何，軌道平面與地球赤道平面重合的衛(wèi)星都是存在的，C 選項所述衛(wèi)星就是地

5、球同步衛(wèi)星，而 D 項所述衛(wèi)星不是同步衛(wèi)星，故 C、D 項都對.答案：CD5.宇宙飛船到了月球上空后以速度V繞月球做圓周運動，如圖所示，為了使飛船落在月球上的4B點，在軌道A點，火箭發(fā)動器在短時間內(nèi)發(fā)動，向外噴射高溫燃氣，噴氣的方向應(yīng)當(dāng)是（）C.垂直 v 的方向向右D.垂直 v 的方向向左解析：因為要使飛船做向心運動，只有減小速度，這樣需要的向心力減小，而此時萬有引力大A.與v的方向一致B.與v的方5于所需向心力，所以只有向前噴氣，使V減小，從而做向心運動，落到B點，故 A 正確.答案：A6 .不可回收的航天器在使用后，將成為太空垃圾.如圖所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意 圖，對此有如下說法

6、，正確的是（）A. 離地越低的太空垃圾運行周期越大B. 離地越高的太空垃圾運行角速度越小C. 由公式 v = ；gr 得，離地越高的太空垃圾運行速率越大D. 太空垃圾一定能跟同一軌道上同向飛行的航天器相撞,亠十+亠一,口Mm2n2由牛頓第二定律可得：Gy=m）2r,由于n、G M是常數(shù)，所以離地越低的太空垃圾運行周期越小,Mm2故 A 錯誤；由牛頓第二定律可得：Gy= mo2r,垃圾運行的角速度、Mm V一所以離地越高的垃圾的角速度越小，故B 正確；由牛頓第二定律可得：G2=mr，垃圾運行的線速可知，在同一軌道上的航天器與太空垃圾線速度相同，如果它們繞地球飛行的運轉(zhuǎn)方向相同，它們 不會碰撞，故

7、 D 錯誤.答案：B7.原香港中文大學(xué)校長、 被譽為“光纖之父”的華裔科學(xué)家高錕和另外兩名美國科學(xué)家共同分享了 2009 年度的諾貝爾物理學(xué)獎.早在1996 年中國科學(xué)院紫金山天文臺就將一顆于1981 年 12 月3 日發(fā)現(xiàn)的國際編號為“ 3463”的小行星命名為“高錕星”.假設(shè)“高錕星”為均勻的球體，其質(zhì)1 1量為地球質(zhì)量的-，半徑為地球半徑的q,則“高錕星”表面的重力加速度是地球表面重力加速度的Aq k2Cq.C.k解析：根據(jù)黃金代換式g=_Rm，并利用題設(shè)條件，可求出 C 項正確.解析：設(shè)地球質(zhì)量為M垃圾質(zhì)量為m垃圾的軌道半徑為由于GM是常數(shù)，所以離地越高的垃圾線速度越小， 故 C 錯誤

8、；由線速度公式v=kB.-qk2D.q太空垃圾垃圾的運行周期：T= 2由于G M是常數(shù),度v=GM6答案：C78.衛(wèi)星在到達預(yù)定的圓周軌道之前，運載火箭的最后一節(jié)火箭仍和衛(wèi)星連接在一起（衛(wèi)星在前,火箭在后），先在大氣層外某一軌道a上繞地球做勻速圓周運動，然后啟動脫離裝置，使衛(wèi)星加速并b，關(guān)于星箭脫離后，下列說法正確的是（a離地面更高，衛(wèi)星速度比脫離前大a離地面更低，衛(wèi)星的運行周期變小a離地面更高，衛(wèi)星的向心加速度變小D. 衛(wèi)星和火箭仍在同一軌道上運動，衛(wèi)星的速度比火箭大Mm v2火箭與衛(wèi)星脫離時，使衛(wèi)星加速，此時Gh230,即飛機高度低于同步衛(wèi)星高度，用則3t 3ot=2nt表示所需時間,由于

9、地球表面的重力加速度答案：(1)6.4x106m有聯(lián)立解得3所以t=若3 1)，為了解釋觀測周期T和(1)中理論上推算的雙星運動的周期T不同，目前有一種理論認為，在宇宙中可能存在一種用望遠鏡也觀測不到的暗物質(zhì)作為一種簡化模型，我們假定在以這兩個星體連線為直徑的球體內(nèi)均勻分布 著這種暗物質(zhì)，而不考慮其他暗物質(zhì)的影響，試根據(jù)這一模型和上述觀測結(jié)果確定該星系間這種暗 物質(zhì)的密度.解析：(1)雙星均繞它們的連線中點做圓周運動，設(shè)運動的周期為T,根據(jù)萬有引力提供向心力,有：TT,說明雙星系統(tǒng)中受到的向心力大于本身的引力,故它還受到其他指向中心的作用力由題意知， 這一作用力來源于均勻分布的暗物質(zhì)均勻分布在球內(nèi)的暗物質(zhì)對雙星系統(tǒng)的作用與一個質(zhì)量等于球內(nèi)暗物質(zhì)的總質(zhì)量M而位于中點處的質(zhì)點相同,考慮到暗