物理必修ⅱ人教新課標(biāo)第六章萬有引力與航天單元測試

1、一、選擇題(本題共10小題，每小題7分，共70分每小題至少有一個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi))1發(fā)射人造衛(wèi)星是將衛(wèi)星以一定的速度送入預(yù)定軌道發(fā)射場一般選擇在盡可能靠近赤道的地方，如圖所示這樣選址的優(yōu)點(diǎn)是，在赤道附近()A地球的引力較大B地球自轉(zhuǎn)線速度較大C重力加速度較大D地球自轉(zhuǎn)角速度較大解析：由于發(fā)射衛(wèi)星需要將衛(wèi)星以一定的速度送入運(yùn)動(dòng)軌道，在靠近赤道處的地面上的物體的線速度最大，發(fā)射時(shí)較節(jié)能，因此B正確答案：B2(2012年南通模擬)我國發(fā)射“神舟”號(hào)飛船時(shí)，先將飛船發(fā)送到一個(gè)橢圓軌道上，其近地點(diǎn)M距地面200 km，遠(yuǎn)地點(diǎn)N距地面340 km.進(jìn)入該軌道正常運(yùn)行時(shí)，其周期為

2、T1，通過M、N點(diǎn)時(shí)的速率分別是v1、v2，加速度大小分別為a1、a2.當(dāng)某次飛船通過N點(diǎn)時(shí)，地面指揮部發(fā)出指令，點(diǎn)燃飛船上的發(fā)動(dòng)機(jī)，使飛船在短時(shí)間內(nèi)加速后進(jìn)入離地面340 km的圓形軌道，開始繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為T2，這時(shí)飛船的速率為v3，加速度大小為a3.比較飛船在M、N、P三點(diǎn)正常運(yùn)行時(shí)(不包括點(diǎn)火加速階段)的速率大小和加速度大小及在兩個(gè)軌道上運(yùn)行的周期，下列結(jié)論正確的是()Av1v3 Bv1v2Ca2a3 DT1T2解析：飛船在橢圓軌道運(yùn)行時(shí)，近地點(diǎn)速度大于遠(yuǎn)地點(diǎn)速度，B正確根據(jù)開普勒第三定律，T1v3，A正確故選A、B、C.答案：ABC3(2010年高考重慶卷)月球與地球質(zhì)量

3、之比約為180.有研究者認(rèn)為月球和地球可視為一個(gè)由兩質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成的雙星系統(tǒng)，它們都圍繞月地連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)據(jù)此觀點(diǎn)，可知月球與地球繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的線速度大小之比約為()A16 400 B180C801 D6 4001解析：月球與地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心在兩質(zhì)點(diǎn)的連線上，所以它們的角速度相等，其向心力是相互作用的萬有引力，故大小相等，即m2rM2R，所以mrMR，即mvMv，所以v：vMm801，選項(xiàng)C正確答案：C4(2010年高考上海卷)月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為a.設(shè)月球表面的重力加速度大小為g1，在月球繞地球運(yùn)行的軌道處由地球引力產(chǎn)生的加速度大小為g2，則()Ag1a B

4、g2aCg1g2a Dg2g1a解析：月球因受地球引力的作用而繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)由牛頓第二定律可知地球?qū)υ虑蛞Ξa(chǎn)生的加速度g2就是向心加速度a，故B選項(xiàng)正確答案：B5把地球繞太陽公轉(zhuǎn)看做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道平均半徑約為1.5108 km，已知萬有引力常量G6.671011 Nm2/kg2，則可估算出太陽的質(zhì)量大約是(結(jié)果取一位有效數(shù)字)()A21030kg B21031 kgC31030 kg D31031 kg解析：題干給出地球軌道半徑r1.5 108 km，雖沒直接給出地球運(yùn)轉(zhuǎn)周期的數(shù)值，但日常知識(shí)告訴我們，地球繞太陽公轉(zhuǎn)一周為365天，故周期T365243 600 s3.2107 s.

5、萬有引力提供向心力，即Gm()2r，故太陽質(zhì)量Mkg21030 kg.答案：A6我們的銀河系的恒星中大約四分之一是雙星，某雙星由質(zhì)量不等的星體S1和S2構(gòu)成，兩星在相互之間的萬有引力作用下繞兩者連線上某一定點(diǎn)C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)由天文觀測得其周期為T，S1到C點(diǎn)的距離為r1，S1和S2的距離為r，已知萬有引力常量為G，由此可求出S2的質(zhì)量為()A.B.C. D.解析：設(shè)S1、S2兩星體的質(zhì)量分別為m1、m2，根據(jù)萬有引力定律和牛頓定律得對(duì)S1有：Gm1()2r1解之可得：m2所以正確答案是D.答案：D7一宇宙飛船繞地心做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，飛船艙內(nèi)有一質(zhì)量為m的人站在可稱體重的臺(tái)秤上用R表示地

6、球的半徑，g表示地球表面處的重力加速度，g表示宇宙飛船所在處的地球引力加速度，F(xiàn)N表示人對(duì)秤的壓力，下面說法中正確的是()Ag0 BggCFN0 DFNmg解析：做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的飛船及其上的人均處于完全失重狀態(tài)，臺(tái)秤無法測出其重力，故FN0，C正確、D錯(cuò)誤；對(duì)地球表面的物體，mg，宇宙飛船所在處，mg，可得：gg，A錯(cuò)誤、B正確答案：BC8(2011年高考浙江理綜)為了探測X星球，載著登陸艙的探測飛船在以該星球中心為圓心，半徑為r1的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，周期為T1，總質(zhì)量為m1.隨后登陸艙脫離飛船，變軌到離星球更近的半徑為r2的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)登陸艙的質(zhì)量為m2，則()AX星球的質(zhì)量為MBX星球表

7、面的重力加速度為gxC登陸艙在r1與r2軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小之比為 D登陸艙在半徑為r2軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T2T1解析：飛船繞X星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律知Gm，則X星球質(zhì)量M，選項(xiàng)A正確由Gmma1，知r1軌道處的向心加速度a1，而對(duì)繞X星球表面飛行的飛船有Gmgx(R為X星球的半徑)，則gxGa1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤由Gm知v ，故 ，選項(xiàng)C錯(cuò)誤根據(jù)Gm得T ，故，即T2T1，選項(xiàng)D正確答案：AD9我國未來將建立月球基地，并在繞月軌道上建造空間站如圖所示，關(guān)閉動(dòng)力的航天飛機(jī)在月球引力作用下向月球靠近，并將與空間站在B處對(duì)接，已知空間站繞月軌道半徑為r，周期為T，

8、萬有引力常量為G，下列說法中正確的是()A圖中航天飛機(jī)正加速飛向B處B航天飛機(jī)在B處由橢圓軌道進(jìn)入空間站軌道必須點(diǎn)火減速 C根據(jù)題中條件可以算出月球質(zhì)量D根據(jù)題中條件可以算出空間站受到月球引力的大小解析：關(guān)閉動(dòng)力的航天飛機(jī)在月球引力作用下向月球靠近，引力做正功，航天飛機(jī)的動(dòng)能增加，即速度增加，所以A正確；航天飛機(jī)在B處進(jìn)入圓軌道，必須減小速度，所以B正確；由Gmr可求出月球質(zhì)量M，所以C正確；由于空間站自身的質(zhì)量未知，因此沒法算出空間站受到月球引力的大小，所以D不正確答案：ABC10已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍若某行星的平均密度為地球平均密度的一半，它的同步衛(wèi)星距其表面的高度

9、是其半徑的2.5倍，則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為()A6小時(shí)B12小時(shí)C24小時(shí) D36小時(shí)解析：設(shè)地球半徑為R，密度為1，自轉(zhuǎn)周期為T1，設(shè)行星半徑為r，密度為2，自轉(zhuǎn)周期為T2，根據(jù)萬有引力定律得GmGm122，T124小時(shí)由得T212小時(shí)，故選項(xiàng)B正確答案：B二、非選擇題(本題共2小題，共30分解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)11(15分)1990年5月，中國紫金山天文臺(tái)將1965年9月20日發(fā)現(xiàn)的第2752號(hào)小行星命名為吳健雄星，其直徑為32 km.若該行星的密度和地球的密度相同，則對(duì)該小行星而言，第一宇宙速度為多少？(已知地球半徑R16 400 km，地球的第一宇宙速度v18 km/s)解析：設(shè)小行星的第一宇宙速度為v2，其質(zhì)量為M2；地球的第一宇宙速度為v1，其質(zhì)量為M1，則有GmGm且M1RM2R得所以v2v18 km/s20 m/s.答案：20 m/s12(15分)已知某星球的質(zhì)量為地球質(zhì)量的9倍，半徑為地球半徑的一半求：(1)在該星球和地球表面附近，以同樣的初速度分別豎直上拋一個(gè)物體時(shí)，上升的最大高度之比是多少？(2)若從地球表面附近某高處(此高度較小)平拋一個(gè)物體，射程為60 m，則在該