高中物理第六章 单元检测
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第六章力与运动一、单选题(共12题;共24分)1。
一种巨型娱乐器械可以使人体验超重和失重感受,其座舱套在竖直柱子上,由升降机送上几十米的高处,然后让座舱自由落下.落到一定位置时,制动系统启动,座舱做减速运动,到地面时刚好停下.对上述过程,关于座舱中的人所处的状态,以下判断正确的是() A。
座舱在整个运动过程中人都处于超重状态 B. 座舱在减速运动的过程中人处于失重状态C。
座舱在自由下落的过程中人处于失重状态D。
座舱在自由下落的过程中人处于超重状态2.力学中,选定下列哪组物理量为基本物理量( )A. 力、长度、质量B. 位移、质量、时间 C. 长度、力、时间 D. 长度、质量、时间3.在一个竖直方向运动的密闭升降机内,用弹簧秤挂着一个已知质量的砝码,当地的重力加速度已知.根据弹簧秤的读数,我们可以知道( )A. 升降机加速度的大小和方向B。
升降机速度的大小和方向C。
升降机加速度的大小和速度的方向 D. 升降机加速度的大小和方向以及速度的方向4。
在光滑水平面上,有一个物体同时受到两个水平力F1与F2的作用,在第1s内物体保持静止状态.若力F1与F2随时间的变化关系如图所示,则物体()A。
在第2 s内做加速运动,加速度大小逐渐减小,速度逐渐增大B。
在第3 s内做加速运动,加速度大小逐渐增大,速度逐渐增大C。
点囤市安抚阳光实验学校第6章《力与运动》单元测试一.选择题:每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确1.现在两个质量相同的物体,一个置于光滑水平面上,另一个置于粗糙水平面上,用相同的水平力推物体,两者的运动状态改变难易程度是()A.因为两者质量一样,所以运动状态改变难易程度一样B.因为两者受到相同的水平推力,所以运动状态改变难易一样C.光滑水平面上的物体运动状态容易改变D.粗糙水平面上的物体运动状态容易改变2.如图天花板上用细绳吊起两个用轻弹簧相连的两个质量相同的小球。
两小球均保持静止。
当突然剪断细绳时,上面小球A与下面小球B的加速度为()A.a1=g a2=g B.a1=2g a2=gC.a1=2g a2=0 D.a1=0 a2=g3.如图所示,在绝缘的光滑水平面上固着质量的a、b、c三个带电小球,三球共线,若释放a球,a球的初始加速度为-1m/s2(选向右为正方向);若释放c球,其初始加速度为3m/s2,则释放b 球,其初始加速度是A.2m/s2 B.1m/s2 C.-2m/s2 D.-1m/s24.如图示,倾斜索道与水平面夹角为370,当载人车箱与钢索匀加速向上运动时,车箱中的人对箱底的压力为其体重的1.25倍(车箱底始终保持水平),则车箱对人的摩擦力是体重的()A41倍 B31倍 C45倍 D34倍5.如图示,轻质弹簧上面固一块质量不计的薄板竖立在水平面上,在薄板上放重物,用手将重物向下压缩到一程度后,突然将手撤去,则重物将被弹簧弹射出去,则在弹射过程中(重物与薄板脱离之前)重物的运动情况是()A、一直加速运动B、匀加速运动C、先加速运动后减速运动D、先减速运动后加速运动6.如图,质量为M的斜面放在粗糙的水平地面上。
几个质量都是m的不同物块,先后在斜面上以不同的加速度向下滑动,斜面始终保持静止不动。
下列关于水平地面对斜面底部的支持力和静摩擦力的几种说法中正确的有( )A.匀速下滑时,支持力N m M g=+(),静摩擦力为零;B.匀加速下滑时,支持力N m M g<+(),静摩擦力的方向水平向左;C.匀减速下滑时,支持力N m M g>+(),静摩擦力的方向水平向右;D.无论怎样下滑,总是N m M g=+(),静摩擦力为零。
人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》单元测试题(解析版)一、单项选择题(每题只要一个正确答案)1.物理学开展历史中,在先人研讨基础上经过多年的尝试性计算,首先宣布行星运动的三个定律的迷信家是()A.哥白尼B.第谷C.伽利略D.开普勒2.经过一个减速装置对电子加一很大的恒力,使电子从运动末尾减速,那么对这个减速进程,以下描画正确的选项是()A.依据牛顿第二定律,电子将不时做匀减速直线运动B.电子先做匀减速直线运动,后以光速做匀速直线运动C.电子末尾近似于匀减速直线运动,后来质量增大,牛顿运动定律不再适用D.电子是微观粒子,整个减速进程基本就不能用牛顿运动定律解释3.卫星绕某一行星的运动轨道可近似看成是圆轨道,观察发现每经过时间t,卫星运动所经过的弧长为L,该弧长对应的圆心角为θ弧度,如下图.万有引力常量为G,由此可计算出太阳的质量为()A.M=B.M=C.D.4.宇宙中有这样一种三星系统,系统由两个质量为m的小星体和一个质量为M的大星体组成,两个小星体围绕大星体在同一圆形轨道上运转,轨道半径为r.关于该三星系统的说法中正确的选项是 ( )①在动摇运转状况下,大星体提供两小星体做圆周运动的向心力②在动摇运转状况下,大星体应在小星体轨道中心,两小星体在大星体相对的两侧③小星体运转的周期为T=④大星体运转的周期为T=A.①③ B.②③ C.①④ D.②④5.设在地球上和某天体上以相反的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k(均不计阻力),且地球与该天体的半径之比也为k,那么地球与此天体的质量之比为()A. 1B.k2C.k D.6.我国绕月探测工程的预先研讨和工程实施已取得重要停顿.设地球、月球的质量区分为m1、m2,半径区分为R1、R2,天然地球卫星的第一宇宙速度为v,对应的盘绕周期为T,那么盘绕月球外表左近圆轨道飞行的探测器的速度和周期区分为()A.v,T B.v,TC.v,T D.v,T7.土星周围有美丽壮观的〝光环〞,组成环的颗粒是大小不等、线度从1 μm到10 m的岩石、尘埃,相似于卫星,它们与土星中心的距离从7.3×104km延伸到1.4×105km.环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14 h,引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2,那么土星的质量约为(预算时不思索环中颗粒间的相互作用)()A. 9.0×1016kg B. 6.4×1017kg C. 9.0×1025kg D. 6.4×1026kg8.一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星外表飞行,要测定该行星的密度,仅仅需求()A.测定飞船的运转周期B.测定飞船的盘绕半径C.测定行星的体积D.测定飞船的运转速度9.甲、乙为两颗地球卫星,其中甲为地球同步卫星,乙的运转高度低于甲的运转高度,两卫星轨道均可视为圆轨道.以下判别正确的选项是()A.乙的周期大于甲的周期B.乙的速度大于第一宇宙速度C.甲的减速度小于乙的减速度D.甲在运转时能经过北极的正上方10.冥王星与其左近的另一星体卡戎可视为双星系统,质量比约为7∶1,同时绕它们连线上某点O 做匀速圆周运动.由此可知,冥王星绕O点运动的().A.轨道半径约为卡戎的B.角速度大小约为卡戎的C.线速度大小约为卡戎的7倍D.向心力大小约为卡戎的7倍11.火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运转,依据开普勒行星运动定律可知()A.火星与木星公转周期相等B.火星和木星绕太阳运转速度的大小一直不变C.太阳位于木星运转椭圆轨道的某焦点上D.相反时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积12.某星球的半径为R,在其外表上方高度为aR的位置,以初速度v0水平抛出一个金属小球,水平射程为bR,a,b均为数值极小的常数,那么这个星球的第一宇宙速度为()A.v0B.v0C.v0D.v013.关于我国发射的〝亚洲一号〞地球同步通讯卫星的说法,正确的选项是()A.假定其质量加倍,那么轨道半径也要加倍B.它在北京上空运转,故可用于我国的电视广播C.它以第一宇宙速度运转D.它运转的角速度与地球自转角速度相反14.天然卫星盘绕地球运转的速率v=,其中g为空中处的重力减速度,R为地球半径,r为卫星离地球中心的距离.以下说法正确的选项是()A.从公式可见,盘绕速度与轨道半径成正比B.从公式可见,盘绕速度与轨道半径的平方根成正比C.从公式可见,把天然卫星发射到越远的中央越容易D.以上答案都不对15.如下图,A为地球赤道上的物体,B为地球同步卫星,C为地球外表上北纬60°的物体.A、B的质量相反.那么以下关于A、B和C三个物体的说法中,正确的选项是()A.A物体遭到的万有引力小于B物体遭到的万有引力B.B物体的向心减速度小于A物体的向心减速度C.A、B两物体的轨道半径的三次方与周期的二次方的比值相反D.A和B线速度的比值比C和B线速度的比值大,都小于1二、多项选择题(每题至少有两个正确答案)16.(多项选择)2021年12月2日,我国探月卫星〝嫦娥三号〞在西昌卫星发射中心成功发射升空,飞行轨道表示图如下图.〝嫦娥三号〞从空中发射后奔向月球,先在轨道∶上运转,在P点从圆形轨道∶进入椭圆轨道∶,Q为轨道∶上的近月点,那么〝嫦娥三号〞在轨道∶上()〝嫦娥三号〞飞行轨道表示图A.运转的周期小于在轨道∶上运转的周期B.从P到Q的进程中速率不时增大C.经过P的速度小于在轨道∶上经过P的速度D.经过P的减速度小于在轨道∶上经过P的减速度17.(多项选择)假设地球自转角速度增大,关于物体所受的重力,以下说法正确的选项是()A.放在赤道空中上的物体的万有引力不变B.放在两极空中上的物体的重力不变C.放在赤道空中上的物体的重力减小D.放在两极空中上的物体的重力添加18.(多项选择)〝嫦娥一号〞探月卫星发起机封锁,轨道控制完毕,卫星进上天月转移轨道,图中MN之间的一段曲线表示转移轨道的一局部,P是轨道上的一点,直线AB过P点且和两边轨道相切,以下说法中正确的选项是()A.卫星在此段轨道上,动能不变B.卫星经过P点时动能最小C.卫星经过P点时速度方向由P指向BD.卫星经过P点时减速度为019.2021年中国将发射〝天宫二号〞空间实验室,并发射〝神舟十一号〞载人飞船和〝天舟一号〞货运飞船,与〝天宫二号〞交会对接.〝天宫二号〞估量由〝长征二号F〞改良型无人运载火箭或〝长征七号〞运载火箭从酒泉卫星发射中心发射升空,由长征运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上,B点距离空中的高度为h,地球的中心位于椭圆的一个焦点上.〝天宫二号〞飞行几周后停止变轨进人预定圆轨道,如下图.〝天宫二号〞在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t,引力常量为G,地球半径为R.那么以下说法正确的选项是()A.〝天宫二号〞从B点沿椭圆轨道向A点运转的进程中,引力为动力B.〝天宫二号〞在椭圆轨道的B点的向心减速度大于在预定圆轨道上B点的向心减速度C.〝天宫二号〞在椭圆轨道的B点的速度大于在预定圆轨道上B点的速度D.依据标题所给信息,可以计算出地球质量20.(多项选择)在中国航天骄人的业绩中有这些记载:〝天宫一号〞在离空中343 km的圆形轨道上飞行;〝嫦娥一号〞在距月球外表高度为200 km的圆形轨道上飞行;〝北斗〞卫星导航系统由〝同步卫星〞(地球运动轨道卫星,在赤道平面,距赤道的高度约为 36 000千米)和〝倾斜同步卫星〞(周期与地球自转周期相等,但不定点于某地上空)等组成.那么以下剖析正确的选项是()A.设〝天宫一号〞绕地球运动的周期为T,用G表示引力常量,那么用表达式求得的地球平均密度比真实值要小B.〝天宫一号〞的飞行速度比〝同步卫星〞的飞行速度要小C.〝同步卫星〞和〝倾斜同步卫星〞同周期、同轨道半径,但两者的轨道平面不在同一平面内D.〝嫦娥一号〞与地球的距离比〝同步卫星〞与地球的距离小三、填空题21.地球半径为R,质量为M,自转周期为T.一个质量为m的物体放在赤道处的海平面上,那么物体遭到的万有引力F=______,重力G=______.22.对太阳系的行星,由公式=,F=,=k可以失掉F=________,这个公式说明太阳对不同行星的引力,与________成正比,与________成正比.23.地球赤道上的物体A,近地卫星B(轨道半径等于地球半径),同步卫星C,假定用TA、TB、TC;v A、v B、v C;区分表示三者周期,线速度,那么满足________,________.24.据报道,美国方案2021年末尾每年送15 000名游客上太空旅游.如下图,当航天器围绕地球做椭圆运转时,近地点A的速率________(填〝大于〞〝小于〞或〝等于〞)远地点B的速率.25.如下图是某行星围绕太阳运转的表示图,那么行星在A点的速率________在B点的速率.四、计算题26.假定几年后,你作为航天员登上了月球外表,假设你月球半径R,那么你用一个弹簧测力计和一个质量的砝码m,能否测出月球的质量M?怎样测定?27.宇宙中两个相距较近的天体称为〝双星〞,它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,但两者不会因万有引力的作用而吸引到一同.设两者的质量区分为m1和m2,两者相距为L.求:(1)双星的轨道半径之比;(2)双星的线速度之比;(3)双星的角速度.答案解析1.【答案】D【解析】哥白尼提出了日心说,第谷对行星停止了少量的观察和记载,开普勒在第谷的观察记载的基础上提出了行星运动的三个定律,选项D正确,A、B、C错误.2.【答案】C【解析】电子在减速装置中由运动末尾减速,末尾阶段速度较低,远低于光速,此时牛顿运动定律基本适用,可以以为在它被减速的最后阶段,它做匀减速直线运动.随着电子的速度越来越大,接近光速时,相对论效应越来越大,质量加大,它不再做匀减速直线运动,牛顿运动定律不再适用.3.【答案】B【解析】线速度为v=∶角速度为ω=∶依据线速度和角速度的关系公式,有v=ωr∶卫星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,依据牛顿第二定律,有G=mvω∶联立解得M=,应选项B正确.4.【答案】B【解析】三星应该在同不时线上,并且两小星体在大星体相对的两侧,只要这样才干使某一小星体遭到大星体和另一小星体的引力的合力提供向心力.由G+G=mr2,解得小星体的周期T=,所以选项B正确.5.【答案】C【解析】在地球上:h=某天体上;h′=由于=k所以=k依据G=mg,G=mg′可知=又由于=k联立得:=k6.【答案】A【解析】由向心力公式=,=,两式联立,得v2=v;由T2=,T=,两式联立,得T2=T,故A项正确.7.【答案】D【解析】环的外缘颗粒绕土星做圆周运动,依据万有引力提供向心力,列出等式:G=mR()2M=,其中R为轨道半径,大小为1.4×105km,T为周期,约为14 h.代入数据得:M≈6.4×1026kg.8.【答案】A【解析】取飞船为研讨对象,由G=mR及M=πR3ρ,知ρ=,应选A.9.【答案】C【解析】天然卫星绕地球做匀速圆周运动,依据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有:G=m=mω2r=m()2r=ma解得:v=∶T=2π∶a=∶由∶∶∶式可以知道,天然卫星的轨道半径越大,线速度越小、周期越大、减速度越小,由于甲卫星的高度大,轨道半径大,故甲卫星的线速度小、周期大,减速度小;第一宇宙速度是近地圆轨道的盘绕速度,也是圆轨道运转的最大速度;那么C正确;甲只能在赤道上空,那么D错误,应选C.10.【答案】A【解析】设冥王星和卡戎的质量区分为m1和m2,轨道半径区分为r1和r2,它们之间的距离为L.冥王星和卡戎绕它们连线上的某点做匀速圆周运动,转动周期和角速度相反,选项B错误;关于冥王星有=m1ω2r1,关于卡戎有=m2ω2r2,可知m1ω2r1=m2ω2r2,故==,选项A正确;又线速度v=ωr,故线速度大小之比==,选项C错误;因两星的向心力均由它们之间的万有引力提供,故大小相等,选项D错误.11.【答案】C【解析】依据开普勒第三定律,=k,k为常量,火星与木星公转的半径不等,所以火星与木星公转周期不相等,故A错误;开普勒第二定律:对每一个行星而言,太阳与行星的连线在相反时间内扫过的面积相等.行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不时变化,故B错误;相反时间内,太阳行星的连线在相反时间内扫过的面积相等是对同一个行星而言,故D错误;开普勒第一定律的内容为一切行星区分沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动,太阳处于椭圆的一个焦点上,故C正确.12.【答案】A【解析】设该星球外表重力减速度为g,小球落地时间为t,抛出的金属小球做平抛运动,依据平抛运动规律得aR=gt2,bR=v0t,联立以上两式解得g=,第一宇宙速度即为该星球地表卫星线速度,依据地表卫星重力充任向心力得mg=m,所以第一宇宙速度v===v0,应选项A正确.13.【答案】D【解析】由G=m得r=,可知轨道半径与卫星质量有关,A错.同步卫星的轨道平面必需与赤道平面重合,即在赤道上空运转,不能在北京上空运转,B错.第一宇宙速度是卫星在最低圆轨道上运转的速度,而同步卫星在高轨道上运转,其运转速度小于第一宇宙速度,C错.所谓〝同步〞就是卫星坚持与空中赤道上某一点相对运动,所以同步卫星的角速度与地球自转角速度相反,D对.14.【答案】B【解析】由于g是地球外表处的重力减速度,R是地球半径,都是定值,依据v=可得盘绕速度与轨道半径的平方根成正比,B正确,A、D错误;虽然r越大,v越小,但把卫星发射到越远的中央火箭会有更多的动能转化为重力势能,需求的发射速度就越大,C错误.15.【答案】D【解析】依据万有引力定律F=G,且A、B的质量相反,可知,间距越大的,引力越小,因此A物体遭到的万有引力大于B物体遭到的万有引力,故A错误;由an=ω2r,因A与B的角速度相反,当半径越大时,那么向心减速度越大,故B错误;A在地球外表,不是盘绕地球做匀速圆周运动,因此不满足开普勒第三定律,故C错误;依据v=ωr,可知,B点线速度最大,而C的线速度最小,因此A与B的线速度之比,C与B的线速度之比,均小于1,再依据同步卫星轨道半径约是地球半径的5.7倍,那么=,C为地球外表上北纬60°的物体,那C轨道半径为地球半径的一半,那么=,因此=,故D正确.16.【答案】ABC【解析】依据开普勒第三定律=k,可判别嫦娥三号卫星在轨道∶上的运转周期小于在轨道∶上的运转周期,A正确;由于P点是远地点,Q点是近地点,故从P点到Q点的进程中速率不时增大,B正确;依据卫星变轨特点可知,卫星在P点从圆形轨道∶进入椭圆轨道∶要减速,C正确;依据牛顿第二定律和万有引力定律可判别在P点,卫星的减速度是相反的,D错误.17.【答案】ABC【解析】地球自转角速度增大,物体遭到的万有引力不变,选项A正确;在两极,物体遭到的万有引力等于其重力,那么其重力不变,选项B正确,D错误;而对放在赤道空中上的物体,F万=G+mω2R,由于ω增大,那么G重减小,选项C正确.重18.【答案】BCD19.【答案】AD【解析】〝天宫二号〞从B点沿椭圆轨道向A点运转的进程中,速度是变大的,故遭到的地球引力为动力,所以A正确;在B点〝天宫二号〞发生的减速度都是由万有引力发生的,由于同在B 点万有引力大小相等,故不论在哪个轨道上运动,在B点时万有引力发生的减速度大小相等,故B 错误;〝天宫二号〞在椭圆轨道的B点的减速后做离心运动才干进入预定圆轨道,故〝天宫二号〞在椭圆轨道的B点的速度小于在预定圆轨道的B点的速度,故C错误;〝天宫二号〞在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t,故周期为T=,依据万有引力提供向心力G=m,得地球的质量M==,故D正确.20.【答案】AC【解析】设地球轨道半径为R,〝天宫一号〞的轨道半径为r,运转周期为T,地球密度为ρ,那么有=m()2r,M=ρ·,解得ρ=,A正确;轨道半径小,运动速度大,B错误;〝同步卫星〞和〝倾斜同步卫星〞周期相反,那么轨道半径相反,轨道平面不同,C正确;〝嫦娥一号〞绕月球运动,与地球距离大于同步卫星与地球距离,D错误.21.【答案】-【解析】依据万有引力定律的计算公式,得F万=.物体的重力等于万有引力减去向心力,即mg=F万-F向=-.22.【答案】行星的质量行星和太阴间距离的二次方【解析】=k与F=得F=,再与=k联立消去T可以失掉F=,这个公式说明太阳对不同行星的引力与行星的质量成正比,与行星和太阴间距离的二次方成正比.23.【答案】TA=TC>TB v B>v C>v A【解析】卫星A为同步卫星,周期与C物体周期相等,依据卫星绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力得周期T=2π,所以TA=TC>TB;AC比拟,角速度相等,由v=ωr,可知v A<v C;BC比拟,同为卫星,由天然卫星的速度公式v=,可知v B>v C,故TA=TC>TB,v B>v C>v A.24.【答案】大于【解析】25.【答案】大于【解析】26.【答案】将砝码挂在弹簧测力计上,测出弹簧测力计的读数F,由F=mg月,得g月=①在月球外表,砝码的重力应等于月球的引力,mg月=G,那么M=,②将①代入②,解得M==.故能测出月球的质量,用弹簧测力计测出砝码的重力F,依据表达式M=求出月球质量.【解析】将砝码挂在弹簧测力计上,测出弹簧测力计的读数F,由F=mg月,得g月=①在月球外表,砝码的重力应等于月球的引力,mg月=G,那么M=,②将①代入②,解得M==.故能测出月球的质量,用弹簧测力计测出砝码的重力F,依据表达式M=求出月球质量.27.【答案】(1)(2)(3)【解析】这两颗星必需各自以一定的速度绕某一中心转动才不至于因万有引力而被吸引在一同,从而坚持两星间距离L不变,且两者做匀速圆周运动的角速度ω必需相反.如下图,两者轨迹圆的圆心为O,圆半径区分为R1和R2.由万有引力提供向心力,有G=m1ω2R1①G=m2ω2R2②(1)由,得=.(2)由于v=ωR,所以==.(3)由几何关系知R1+R2=L③联立①②③式解得ω=.。
高一物理(必修二)《第六章圆周运动》单元测试卷及答案-人教版一、单选题1. 2022年的北京冬奥会,任子威获得短道速滑1000米项目的金牌,如图是他比赛中正沿圆弧形弯道匀速率滑行,则他( )A. 所受的合力为零,做匀速运动B. 所受的合力恒定,做匀加速运动C. 所受的合力变化,做变加速运动D. 所受的合力恒定,做变加速运动2. 如图为车牌自动识别系统的直杆道闸,离地面高为1m的细直杆可绕O在竖直面内匀速转动.汽车从自动识别线ab处到达直杆处的时间为3.3s,自动识别系统的反应时间为0.3s;汽车可看成高1.6m的长方体,其左侧面底边在aa′直线上,且O到汽车左侧面的距离为0.6m,要使汽车安全通过道闸,直杆转动的角速度至少为( )A. π4rad/s B. 3π4rad/s C. π6rad/s D. π12rad/s3. 如图为一个地球仪绕与其“赤道面”垂直的“地轴”匀速转动的示意图。
Q点和P点位于同一条“经线”上、Q点和M点位于“赤道”上,O为球心。
下列说法正确的是( )A. Q、P的线速度大小相等B. Q、M的角速度大小相等C. P、M的向心加速度大小相等D. P、M的向心加速度方向均指向O4. C919中型客机全称COMACC919,是我国首款按照最新国际适航标准,具有自主知识产权的干线民用飞机,由中国商用飞机有限责任公司研制,当前己有6架C919飞机完成取证试飞工作,预计2021年正式投入运营。
如图所示的是C919客机在无风条件下,飞机以一定速率v在水平面内转弯,如果机舱内仪表显示机身与水平面的夹角为θ,转弯半径为r,那么下列的关系式中正确的是( )A. r=v2gtanθB. r=√v2gtanθC. r=v2tanθgD. r=v gtanθ5. 2022年10月12日下午,“天宫课堂”第三课圆满完成,神舟十四号飞行乘组航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲面向广大青少年进行了精彩的太空授课,来自全国的中小学生共同观看了这一堂生动的太空科普课。
第六章万有引力与航天一、单选题1.“嫦娥三号”探测器由“长征三号”乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射, 首次实现月球软着陆和月面巡视勘察. “嫦娥三号”的部分飞行轨道示意图如图所示. 假设“嫦娥三号”在圆轨道和椭圆轨道上运动时, 只受到月球的万有引力. 下列说法中正确的是( )A. “嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中, 速度逐渐变小B. “嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中, 月球的引力对其做负功C.若已知“嫦娥三号”在圆轨道上运行的半径、周期和引力常量, 则可计算出月球的密度D. “嫦娥三号”在椭圆轨道经过P点时和在圆形轨道经过P点时的加速度相等2.假设地球可视为质量均匀分布的球体.已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0, 在赤道的大小为g;地球自转的周期为T, 引力常量为G, 则地球的密度为( )A.B.C.D.3.“空间站”是科学家进行天文探测和科学实验的特殊而又重要的场所. 假设“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运动, 其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一, 且运行方向与地球自转方向一致. 下列说法正确的有( )A. “空间站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度B. “空间站”运行的速度等于同步卫星运行速度的倍C. 站在地球赤道上的人观察到它向西运动D. 在“空间站”工作的宇航员因受到平衡力而在舱中悬浮或静止4.下列说法正确的是( )A. 以牛顿运动定律为基础的经典力学因其局限性而没有存在的价值B. 物理学的发展, 使人们认识到经典力学有它的适用范围C.相对论和量子力学的出现, 是对经典力学的全盘否定D. 经典力学对处理高速运动的宏观物体具有相当高的实用价值5.设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k(均不计阻力), 且已知地球与该天体的半径之比也为k, 则地球与此天体的质量之比为( )A. 1B.k2C.kD.6.将火星和地球绕太阳的运动近似看成是同一平面内的同方向绕行的匀速圆周运动, 已知火星的轨道半径r1=2.3×1011m, 地球的轨道半径为r2=1.5×1011m, 根据你所掌握的物理和天文知识, 估算出火星与地球相邻两次距离最小的时间间隔约为( )A. 1年B. 2年C. 3年D. 4年7.2012年10月10日太空探索技术公司(SpaceX)的“龙”飞船已与国际空间站成功对接. “龙”飞船运抵了许多货物, 包括实验器材、备件、空间站宇航员所需的衣服和食品以及一个冰箱, 冰箱里还装有冰激凌, 下列相关分析中正确的是( )A. “龙”飞船的发射速度, 国际空间站的运行速度均小于第一宇宙速度B. “龙”飞船欲实现对接, 必须在国际空间站的后下方, 伺机喷气减速变轨, 实现对接C.“龙”飞船喷气加速前, “龙”飞船与国际空间站的加速度大小相等D. 空间站中收到的冰激凌处于完全失重状态8.设地球表面重力加速度为g0, 物体在距离地心4R(R是地球的半径)处, 由于地球的引力作用而产生的加速度为g, 则为( )A. 1B.C.D.9.关于地球的第一宇宙速度, 下列表述正确的是( )A. 第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度B. 第一宇宙速度又叫脱离速度C. 第一宇宙速度跟地球的质量无关D. 第一宇宙速度跟地球的半径无关10.下列说法正确的是( )A. 伽利略在探究物体下落规律的过程中用到的科学方法是: 提出问题、猜想、数学推理、实验验证、合理外推、得出结论B. 牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例情况, 所以, 牛顿第一定律可以不学C. 牛顿在寻找万有引力的过程中, 他既没有利用牛顿第二定律, 也没有利用牛顿第三定律, 只利用了开普勒第三定律D.第谷通过自己的观测, 发现行星运行的轨道是椭圆, 发现了行星运动定律二、多选题11.(多选)“嫦娥一号”探月卫星发动机关闭, 轨道控制结束, 卫星进入地月转移轨道, 图中MN 之间的一段曲线表示转移轨道的一部分, P是轨道上的一点, 直线AB过P点且和两边轨道相切, 下列说法中正确的是( )A. 卫星在此段轨道上, 动能不变B. 卫星经过P点时动能最小C. 卫星经过P点时速度方向由P指向BD. 卫星经过P点时加速度为012.(多选)在物理学的发展过程中, 许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步. 下列表述符合物理学史实的是( )A.开普勒认为只有在一定的条件下, 弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比B. 伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性C. 卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值D. 牛顿认为在足够高的山上以足够大的水平速度抛出一物, 物体就不会再落回地球上13.(多选)宇宙中, 两颗靠得比较近的恒星, 只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转, 称之为双星系统.在浩瀚的银河系中, 多数恒星都是双星系统.设某双星系统P、Q绕其连线上的O点做匀速圆周运动, 如图所示.若PO>OQ, 则( )A. 星球P的质量一定大于Q的质量B. 星球P的线速度一定大于Q的线速度C. 双星间距离一定, 双星的质量越大, 其转动周期越大D. 双星的质量一定, 双星之间的距离越大, 其转动周期越大14.(多选)有a, b, c, d四颗地球卫星, a还未发射, 在地球赤道上随地球表面一起转动, b处于地面附近的近地轨道上做圆周运动, c是地球同步卫星, d是高空探测卫星, 各卫星排列位置如图所示, 则有( )A. a的向心加速度等于重力加速度gB. b在相同时间内转过的弧长最长C. c在4h内转过的圆心角是D. d的运动周期可能是30 h15.(多选)已知地球质量为M, 半径为R, 自转周期为T, 地球同步卫星质量为m, 引力常量为G.有关同步卫星, 下列表述正确的是( )A. 卫星距地面的高度为B. 卫星的运行速度小于第一宇宙速度C. 卫星运行时受到的向心力大小为GD. 卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度三、计算题16.经过天文望远镜长期观测, 人们在宇宙中已经发现了许多双星系统, 通过对它们的研究, 使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识, 双星系统由两个星体组成, 其中每个星体的大小都远小于两星体之间的距离, 一般双星系统距离其他星体很远, 可以当作孤立系统来处理(即其它星体对双星的作用可忽略不计). 现根据对某一双星系统的光度学测量确定: 该双星系统中每个星体的质量都是m, 两者相距L, 它们正围绕两者连线上的某一点做匀速圆周运动.(1)试计算该双星系统的运动周期T1.(2)若实际中观测到的运动周期为T2,T2与T1并不是相同的, 目前有一种流行的理论认为, 在宇宙中可能存在一种观测不到的暗物质, 它均匀地充满整个宇宙, 因此对双星运动的周期有一定的影响. 为了简化模型, 我们假定在如图所示的球体内(直径看作L)均匀分布的这种暗物质才对双星有引力的作用, 不考虑其他暗物质对双星的影响, 已知这种暗物质的密度为ρ, 求T1∶T2.17.为了研究太阳演化进程, 需要知道太阳目前的质量M.已知地球半径R=6.4×106m, 地球质量m =6.0×1024kg, 日地中心的距离r=1.5×1011m, 地球表面处的重力加速度g=10 m/s2,1年约为3.2×107s, 试估算太阳目前的质量M.18.假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星.若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T1, 已知万有引力常量为G.(1)则该天体的密度是多少?(2)若这颗卫星距该天体表面的高度为h, 测得在该处做圆周运动的周期为T2, 则该天体的密度又是多少?四、填空题19.牛顿运动定律和万有引力定律在_____、_________、__________的广阔的领域, 包括天体力学的研究中经受了实践的检验, 取得了巨大的成就.20.地球赤道上的物体A, 近地卫星B(轨道半径等于地球半径), 同步卫星C, 若用TA.TB.TC;vA.vB.vC;分别表示三者周期, 线速度, 则满足________, ________.21.宇航员在某星球表面, 将一小球从离地面h高处以初速v0水平抛出, 测出小球落地点与抛出点间的水平位移为s, 若该星球的半径为R, 万有引力常量为G, 则该星球表面重力加速度为__________, 该星球的平均密度为__________.22.两行星A和B各有一颗卫星a和b, 卫星的圆轨道接近各自行星表面, 如果两行星质量之比MA∶MB=2∶1, 两行星半径之比RA∶RB=1∶2, 则两个卫星周期之比Ta∶Tb=________, 向心加速度之比为________.23.已知绕中心天体做匀速圆周运动的星体的轨道半径r, 运动周期为T,(1)中心天体的质量M=____;(2)若中心天体的半径为R, 则其平均密度ρ=____;(3)若星体在中心天体表面附近做匀速圆周运动, 则其平均密度ρ=____.答案解析1.【答案】D【解析】“嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中, 月球对卫星的引力做正功, 动能增大, 则速度增大, 故A.B错误;根据万有引力等于向心力, 有G =m , 得M=, 据此可知若已知“嫦娥三号”在圆轨道上运行的半径、周期和引力常量, 可求出月球的质量, 但月球的体积未知, 不能求出月球的密度, 故C错误;对于“嫦娥三号”, 有G =ma, a=, 在P点, M和r 相同, 则嫦娥三号在椭圆轨道经过P点时和在圆形轨道经过P点时的加速度相等, 故D正确. 2.【答案】B【解析】根据万有引力与重力的关系解题.物体在地球的两极时: mg0=G ;物体在赤道上时mg+m2R=G.以上两式联立, 解得地球的密度ρ=.故选项B正确, 选项A、C、D错误.3.【答案】A【解析】由v同步=, v空间站=, 则B错. 再结合v=ωr, 可知ω空间站>ω地球, 所以人观察到它向东运动, C错. 空间站的宇航员只受万有引力, 受力不平衡, 所以D错.4.【答案】B【解析】牛顿运动定律能够解决宏观物体的低速运动问题, 在生产、生活及科技方面起着重要作用;解决问题时虽然有一定误差, 但误差极其微小, 可以忽略不计;故经典力学仍可在一定范围内适用. 虽然相对论和量子力学更加深入科学地认识自然规律, 它是科学的进步, 但并不表示对经典力学的否定, 故选项B正确. A.C错误;经典力学不能用于处理高速运行的物体;故D错误.5.【答案】C【解析】在地球上: h=某天体上;h′=因为=k所以=k根据G =mg, G =mg′可知=又因为=k联立得: =k6.【答案】B【解析】根据开普勒第三定律可得=, 解得=≈, 因为T地=1年, 所以T火≈1.9年, 火星与地球转过的角度之差Δθ=2π时, 相邻再次相距最近, 故有( -)t=2π, 解得t≈2.1, 近似为2年, 故B正确.7.【答案】D【解析】第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度, 所以“龙”飞船的发射速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间, 故A错误;“龙”飞船欲实现对接, 必须在国际空间站的后下方, 伺机喷气加速做离心运动, 可以实现对接, 故B错误;“龙”飞船喷气加速前, 在国际空间站的后下方, 根据a =得“龙”飞船与国际空间站的加速度不相等, 故C错误;空间站中收到的冰激凌只受重力, 处于完全失重状态, 故D正确.8.【答案】D【解析】地球表面处的重力加速度和离地心高4R处的加速度均由地球对物体的万有引力产生, 所以有:地面上: G=mg0①离地心4R处: G=mg②由①②两式得=( )2=, 故D正确.9.【答案】A【解析】第一宇宙速度是物体在地面附近做匀速圆周运动的速度, A对, B错;根据G =m 得v =, 可见第一宇宙速度与地球的质量和半径有关, C.D错.10.【答案】A【解析】A项是伽利略在探究物体下落规律的过程中用到的科学方法, A正确;牛顿第一定律指出, 物体“不受外力”作用时的运动状态, 或者是静止不动, 或者是做匀速直线运动. 牛顿第二定律: 物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比, 跟物体的质量成反比, 加速度的方向跟合外力的方向相同. B错误;牛顿在寻找万有引力的过程中, 他利用了牛顿第二定律, 牛顿第三定律和开普勒第三定律, C错误;开普勒在第谷观测数据的基础上总结出了行星运动三定律, D错误.11.【答案】BCD12.【答案】CD【解析】胡克认为只有在一定的条件下, 弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比, 故A错误;牛顿用“月-地检验”证实了万有引力定律的正确性, 故B错误;卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值, 故C正确;牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体, 物体就不会再落在地球上, 故D正确;故选C.D.13.【答案】BD【解析】根据万有引力提供向心力m1ωr1=m2ωr2, r1>r2, 所以m1<m2, 即P的质量一定小于Q的质量, 故A错误. 双星系统角速度相等, 根据v=ωr, 且PO>OQ, P的线速度大于Q的线速度, 故B正确. 设两星体间距为L, O点到P的距离为r1, 到Q的距离为r2, 根据万有引力提供向心力: =m1 r1=m2 r2, 解得周期T=2π, 由此可知双星的距离一定时, 质量越大周期越小, 故C错误;总质量一定, 双星之间的距离越大, 转动周期越大, 故D正确. 故选B.D.14.【答案】BCD【解析】a受到万有引力和地面支持力, 由于支持力等于重力, 与万有引力大小接近, 所以向心加速度远小于重力加速度, 选项A错误;由v=知b的线速度最大, 则在相同时间内b转过的弧长最长, 选项B正确;c为同步卫星, 周期Tc=24 h, 在4 h内转过的圆心角=·2π=, 选项C正确;由T=知d的周期最大, 所以Td>Tc=24 h, 则d的周期可能是30 h, 选项D正确.15.【答案】BD【解析】根据万有引力提供向心力, G =m (H+R), 卫星距地面的高度为H=-R, A错;根据G =m , 可得卫星的运行速度v=, 而第一宇宙速度为, 故B对;卫星运行时受到的向心力大小为Fn=G , C错;根据G =man, 可得卫星运行的向心加速度为an=G , 而地球表面的重力加速度为g=G , D 对.16.【答案】(1)T1=2π(2)T1∶T2=∶1【解析】(1)两星的角速度相同, 故F=mr1ω;F=mr2ω而F=G可得r1=r2①两星绕连线的中点转动, 则=m··ω解得ω1=②所以T1===2π③(2)由于暗物质的存在, 双星的向心力由两个力的合力提供, 则G+G=m·L·ω2④M为暗物质质量, M=ρV=ρ·π( )3⑤联立④⑤式得: ω=⑥T2==⑦联立③⑦式解得: T1∶T2=∶1⑧.17.【答案】1.90×1030kg【解析】地球绕太阳做圆周运动, 万有引力提供向心力, 根据万有引力定律和牛顿第二定律有G =mr ①对地球表面附近质量为m′的物体有G=m′g②联立①②两式解得M=≈1.90×1030kg.18.【答案】(1)(2)【解析】(1)设卫星的质量为m, 天体的质量为M, 卫星贴近天体表面运动时有G =m R, M=.根据数学知识可知天体的体积为V=πR3, 故该天体的密度为ρ===.(2)卫星距天体表面距离为h时, 忽略自转有:G=m(R+h)M=ρ===.19.【答案】宏观低速弱引力【解析】略20.【答案】TA=TC>TB v B>v C>v A【解析】卫星A为同步卫星, 周期与C物体周期相等, 根据卫星绕地球做圆周运动, 万有引力提供向心力得周期T=2π, 所以TA=TC>TB;AC比较, 角速度相等, 由v=ωr, 可知vA<vC;BC比较, 同为卫星, 由人造卫星的速度公式v=, 可知vB>vC,故TA=TC>TB, vB>vC>vA.21.【答案】(1)(2)【解析】(1)设该星球的密度为ρ、重力加速度为g, 小球在该星球表面做平抛运动则: 水平方向: s=v0t, 竖直方向: h=gt2, 联立得: g=.(2)该星球表面的物体受到的重力等于万有引力:mg=G , 该星球的质量为:M=ρ·πR3, 联立得:ρ=22.【答案】1∶48∶1【解析】卫星做圆周运动时, 万有引力提供圆周运动的向心力, 有: G=mR, 得T=2π.故=·=, 由G=ma, 得a=G,故=·=.23.【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)根据万有引力提供圆周运动向心力有G =mr , 可得中心天体的质量M=.(2)根据密度公式可知, 中心天体的平均密度ρ===.(3)当星体在中心天体附近匀速圆周运动时有r=R, 所以中心天体的平均密度ρ=.Welcome To Download 欢迎您的下载, 资料仅供参考!。
额份市来比阳光实验学校2021第二学期高一年级物理Ⅱ第六章单元测试卷〔考试时间:45分钟总分:100分〕 202说明:在以下的题目中假设没有特别说明,g取10m/s2一.单项选择题〔此题共10小题,每题4分,共40分.在每题给出的四个选项中只有一个选项正确〕1.以下说法符合史实的是〔〕A.牛顿发现了行星的运动规律 B.开普勒发现了万有引力律C.卡文迪许第一次在室里测出了万有引力常量 D.牛顿发现了海王星和冥王星2.“神舟六号〞的发射,可以预见,随着员在轨道舱内停留时间的增加,体育锻炼成了一个必不可少的环节,以下器材适员在轨道舱中进行锻炼的是〔〕A.哑铃 B.弹簧拉力器 C.单杠 D.跑步机3.家们推测,太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上,从地球上看,它永远在太阳的反面,人类一直未能发现它,可以说是“隐居〞着的地球的“孪生兄弟〞.由以上信息可以确〔〕A.这颗行星的公转周期与地球相B.这颗行星的半径于地球的半径C.这颗行星的密度于地球的密度D.这颗行星上同样存在着生命4.关于环绕地球运转的人造地球卫星,有如下几种说法,其中正确的选项是〔〕A.轨道半径越大,速度越小,周期越长B.轨道半径越大,速度越大,周期越短C.轨道半径越大,速度越大,周期越长D.轨道半径越小,速度越小,周期越长5.行星绕恒星的运动轨道我们近似成圆形,那么它运行的周期T的平方与轨道半径R的三次方的比例常数k,即32RTk,那么常数k的大小〔〕A.行星的质量有关 B.只与恒星的质量有关C.与恒星的质量及行星的质量没有关系 D.与恒星的质量及行星的质量有关系6.假设行星绕太阳公转的半径为r,公转的周期为T,万有引力恒量为G,由此可求出( )A.某行星的质量B.太阳的质量 C.某行星的密度D.太阳的密度7.如果两颗行星质量之比为M1:M2 =1:1,两行星半径之比为R1:R2=4:1,那么两行星外表的重力加速度之比g a:g b于〔〕A.4: 1 B.1:8 C.1:16 D. 1:18.假设一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍,仍做圆周运动,那么〔〕A.根据公式v=ωr,可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍B.根据公式F=mrv2,可知卫星所需的向心力将减小到原来的21C .根据公式F =G 2r Mm ,可知地球提供的向心力将减小到原来的41 D .根据公式T=2πr/v ,可知卫星运动的周期将增大到原来的2倍。
第六章章节同步练习题基础练1.一颗质量为m 的卫星绕质量为M 的行星做匀速圆周运动,则卫星的周期( )A .与卫星的质量无关B .与卫星的运行速度成正比C .与行星质量M 的平方根成正比D .与卫星轨道半径的32次方有关2.绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中有一质量为10kg 的物体挂在弹簧测力计上,这 时弹簧测力计的示数( )A .等于98 NB .小于98 NC .大于98 ND .等于03.物体在月球表面的重力加速度是在地球表面的重力加速度的16,这说明了( )A .地球的半径是月球半径的6倍B .地球的质量是月球质量的6倍C .月球吸引地球的力是地球吸引月球的力的16D .物体在月球表面的重力是其在地球表面重力的164.在太空运行了15年的俄罗斯“和平号”轨道空间站已于2000年3月23日坠毁,其 残骸洒落在南太平洋预定海域.坠毁前,因受高空稀薄空气阻力和地面控制作用的影响, 空间站在绕地球运转(可看作做圆周运动)的同时逐渐地向地球靠近,这个过程中空间站 运动的( )A .角速度逐渐减小B .线速度逐渐减小C .加速度逐渐减小D .周期逐渐减小5.1990年5月,紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星,该小行星的半径为16km .若将此小行星和地球均看成是质量分布均匀的球体,小行星密度与地 球相同.已知地球半径R =6400km 加速度为( )A .400m /s 2B .1400m /s 2 C .20m /s 2D .120m /s 26.我国发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的路线示意图,如图1所示,卫星由地面发射后,经过发射轨道进入停泊轨道,然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道,再 次调速后进入工作轨道,卫星开始对月球进行探测.已知地球与月球的质量之比为a , 卫星的停泊轨道与工作轨道半径之比为b ,卫星在停泊轨道和工作轨道上均可视为做匀 速圆周运动,则( )图1A .卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为a bB .卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为abC .卫星在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度D .卫星从停泊轨道转移到地月转移轨道,卫星必须加速提升练7.“嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中,设探测器运行的轨道半径为r ,运行速率为v ,当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时( )A .r 、v 都将略为减小B .r 、v 都将保持不变C .r 将略为减小,v 将略为增大D .r 将略为增大,v 将略为减小8.地球同步卫星离地心距离为r ,运行速率为v 1,加速度为a 1,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a 2,第一宇宙速度为v 2,地球半径为R ,则以下正确的是( )A .a 1a 2=r RB .a 1a 2=⎝ ⎛⎭⎪⎫r R 2C .v 1v 2=r RD .v 1v 2=12r R9.星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度.星球的第二宇宙速度v 2与第一宇宙速度v 1的关系是v 2=2v 1.已知某星球的半径为r ,它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的1/6,不计其它星球的影响,则该星球的第二宇宙速度为( )A .grB .16gr C .13gr D .13gr10.如图2所示是“嫦娥一号奔月”示意图,卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨, 进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星,并开展对月球的探测.下列 说法正确的是( )图2A .发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B .在绕月圆轨道上,卫星周期与卫星质量有关C .卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D .在绕月圆轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力11.2005年我国成功地发射了中国历史上的第二艘载人宇宙飞船——“神舟六号”,飞船于2005年10月12日9时0分在中国酒泉卫星发射场用长征2号F 运载火箭发射成 功,飞船返回舱于2005年10月17日4时33分成功着陆,飞船共飞行115h 32min ,绕 地球飞行77圈,行程约3.25×106km ,下列说法中正确的是( )A .飞船由火箭承载升空过程中,飞船中的宇航员处于超重状态B .飞船返回舱打开减速伞下降的过程中,飞船中的宇航员处于失重状态C .“神舟”六号飞船绕地球飞行的速度比月球绕地球运行的速度要大D .“神舟”六号飞船绕地球飞行的周期比月球绕地球运行的周期要大12.围绕土星的卫星众多,其中土卫五和土卫六的半径之比为R 5R 6,质量之比为m 5m 6,围绕土星做圆周运动的半径之比为r 5r 6,下列判断中正确的是( )A .土卫五和土卫六的公转周期之比为⎝ ⎛⎭⎪⎫r 5r 632 B .土星对土卫五和土卫六的万有引力之比为m 5m 6⎝ ⎛⎭⎪⎫r 6r52C .土卫五和土卫六围绕土星做圆周运动的加速度之比为m 5m 6⎝ ⎛⎭⎪⎫R 6R52D .土卫五和土卫六的公转速度之比为⎝ ⎛⎭⎪⎫r 6r 512 题 号 123456789101112答 案13.图3两个靠得很近的天体,离其他天体非常遥远,它们以其连线上某一点O 为圆心各自做匀 速圆周运动,两者的距离保持不变,科学家把这样的两个天体称为“双星”,如图3所示.已知双星的质量分别为m 1和m 21和r 2, 以及运行的周期T.14.图4如图4所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P 点沿水平方向以初速度 v 0抛出一个小球,测得小球经时间t 落到斜坡上另一点Q ,斜面的倾角为θ,已知该星球半径为R ,引力常量为G ,求:(1)该星球表面的重力加速度g ; (2)该星球的第一宇宙速度v ;(3)人造卫星绕该星球做匀速圆周运动的最小周期T.习题课4.D [空间站做圆周运动时,万有引力提供向心力,GMm r 2=ma =m v 2r ,得:v =GMr ,a =GM r2.可见,轨道半径越小,加速度越大,线速度越大;由T =2πr v得周期减小,由ω=2πT得角速度增大,D 正确.]5.B [因为质量分布均匀的球体的密度ρ=3M 4πR 3,所以地球表面的重力加速度g =GMR 2=4πGRρ3,吴健雄星表面的重力加速度g ′=GM ′r 2=4πGrρ3,因此g g ′=Rr =400,故选项B正确.]6.AD7.C [当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时,相当于探测器和月球重心间的距离变小了,由万有引力定律F =GMmr 2可知,探测器所受月球的引力将增大,这时的引力略大于探测器以原来轨道半径运行所需要的向心力,探测器将做靠近月球的运动,使轨道半径略为减小,而且月球的引力对探测器做正功,使探测器的速度略微增大,故A 、B 、D 选项错误,C 选项正确.]8.AD [设地球质量为M ,同步卫星的质量为m 1,地球赤道上的物体质量为m 2,在地球表面绕地球做匀速圆周运动的物体的质量为m 2′,根据向心加速度和角速度的关系有a 1=ω21r ,a 2=ω22R ,ω1=ω2故a 1a 2=r R,选项A 正确. 由万有引力定律有G Mm 1r 2=m 1v 21r ,G Mm 2′R 2=m 2′v 22R由以上两式解得v 1v 2=R r=12r R,可知,选项D 正确.]9.C [该星球表面的重力加速度g ′=g 6,星球第一宇宙速度为v 1′=g ′r =gr6,则第二宇宙速度v 2′=2g ′r =gr3.]10.C [“嫦娥一号”要想脱离地球的束缚而成为月球的卫星,其发射速度必须达到第一宇宙速度,若发射速度达到第三宇宙速度,“嫦娥一号”将脱离太阳系的束缚,故选项A错误;在绕月球运动时,月球对卫星的万有引力完全提供向心力,则G Mm r 2=m 4π2rT2,T =2πr 3GM ,即卫星周期与卫星质量无关,故选项B 错误;卫星所受月球的引力F =G Mmr2,故选项C 正确;在绕月圆轨道上,卫星受地球的引力小于受月球的引力,故选项D 错误.]11.AC [宇航员处于超重状态还是失重状态取决于他的加速度方向而不是速度方向,飞船加速升空过程中,加速度方向与速度方向相同,方向向上,所以此过程中处于超重状态,A 项正确;返回舱减速下降过程中,加速度方向与速度方向相反,方向向上,所以下降过程也处于超重状态,B 项不正确;由题目已知条件容易计算出飞船绕地球飞行的周期比月球环绕地球运行的周期(约27天)小得多,D 项不正确;由G Mm r 2=m 4π2T 2r 可知,月球轨道半径大于飞船的轨道半径,再由G Mm r 2=m v 2r可知,轨道半径越小,运行速度越大,所以飞船的运行速度大于月球环绕地球运行的速度,C 项正确.]12.ABD13.Lm 2m 1+m 2 Lm 1m 1+m 22πL 3G m 1+m 2解析 m 1、m 2做匀速圆周运动的半径分别为R 1、R 2,它们的向心力是由它们之间的万有引力提供,所以G m 1m 2L 2=m 14π2T 2r 1,G m 1m 2L 2=m 24π2T2r 2.且r 1+r 2=L . 由以上三式得r 1=Lm 2m 1+m 2,r 2=Lm 1m 1+m 2,T =2πL 3G m 1+m 2.14.(1)2v 0tan θt(2)2v 0R tan θt(3)π2Rtv 0tan θ解析 (1)设物体下落高度为h ,由平抛运动规律有h =12gt 2① x =v 0t②再由三角形的几何知识有tan θ=h x③由①②③式解得g =2v 0tan θt④(2)由星球表面物体的重力等于万有引力,有mg =GMm R2⑤物体在星球表面做圆周运动的环绕速度即为第一宇宙速度,且万有引力提供做圆周运动的向心力有GMm R 2=m v 2R⑥由④⑤⑥式解得v =2v 0R tan θt.⑦(3)人造卫星的轨道半径和星球半径相等时周期最小,有GMm R 2=m (2πT)2R⑧由④⑤⑧式解得T =π2Rtv 0tan θ.。
高中物理人教A版(2019)必修二第六章圆周运动单元训练卷物理考试注意事项:1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写2、提前xx 分钟收取答题卡第Ⅰ卷客观题第Ⅰ卷的注释(共6题;共24分)1.(4分)下列关于向心力的说法中正确的是()A.物体由于做圆周运动而产生了一个向心力B.向心力会改变做圆周运动物体的速度大小C.做匀速圆周运动的物体其向心力即为其所受的合力D.做匀速圆周运动的物体其向心力是不变的2.(4分)“旋转纽扣”是一种传统游戏。
如图,先将纽扣绕几圈,使穿过纽扣的两股细绳拧在一起,然后用力反复拉绳的两端,纽扣正转和反转会交替出现。
拉动多次后,纽扣绕其中心的转速可达50r/s,此时纽扣上距离中心1cm处的点向心加速度大小约为()A.10m/s2B.100m/s2C.1000m/s2D.10000m/s23.(4分)某教室内墙壁上挂有一只走时准确的石英钟,盘有时针、分针和秒针,如图所示。
关于它们的转动情况描述正确的是()A.时针与分针转动的角速度之比为1∶60B.时针与秒针转动的角速度之比为1∶3600C.分针与秒针转动的角速度之比为1∶60D.分针与秒针转动的周期之比为1∶124.(4分)如图所示,一半径为R的圆筒可绕其轴心OO′在水平面内匀速转动。
一质量为m可视为质点的物块紧贴在圆筒的内壁随圆筒一起转动而不滑下,物块与圆筒内壁之间的动摩擦因数为μ,最大静摩擦力等于滑动摩擦力,重力加速度为g。
下列说法正确的是()A.小球受重力、弹力、摩擦力和向心力B.由重力、弹力和摩擦力的合力提供物块运动的向心力C.圆筒转动的角速度越大时,物块所受的摩擦力越大D.圆筒转动的周期不能低于2π√μRg5.(4分)如图所示,一球体绕轴O1O2以角速度ω匀速旋转,A,B为球体上两点,下列几种说法中正确的是()A.A,B两点具有相同的角速度B.A,B两点具有相同的线速度C.A,B两点的向心加速度的方向都指向球心D.A,B两点的向心加速度之比为2:16.(4分)如图所示,长为L不可伸长的轻绳,一端拴着小球,另一端系在竖直细杆上。
第六章单元检测卷(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10个小题,每小题4分,共40分)1.第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度,则有( ) A.被发射的物体质量越大,第一宇宙速度越大B.被发射的物体质量越小,第一宇宙速度越大C.第一宇宙速度与被发射物体的质量无关D.第一宇宙速度与地球的质量有关2.美国的“大鸟”侦察卫星可以发现地面上边长仅为0.36m的方形物体,它距离地面高度仅有16km,理论和实践都表明:卫星离地面越近,它的分辨率就越高,那么分辨率越高的卫星( )A.向心加速度一定越大B.角速度一定越小C.周期一定越大D.线速度一定越大3.卫星在到达预定的圆周轨道之前,运载火箭的最后一节火箭仍和卫星连接在一起(卫星在前,火箭在后),先在大气层外某一轨道a上绕地球做匀速圆周运动,然后启动脱离装置,使卫星加速并实现星箭脱离,最后卫星到达预定轨道b,关于星箭脱离后,下列说法正确的是( )A.预定轨道b比某一轨道a离地面更高,卫星速度比脱离前大B.预定轨道b比某一轨道a离地面更低,卫星的运行周期变小C.预定轨道b比某一轨道a离地面更高,卫星的向心加速度变小D.卫星和火箭仍在同一轨道上运动,卫星的速度比火箭大4.火星有两颗卫星,分别是火卫一和火卫二,它们的轨道近似为圆.已知火卫一的周期为7小时39分,火卫二的周期为30小时18分,则两颗卫星相比( ) A.火卫一距火星表面较近B.火卫二的角速度较大C.火卫一的运动速度较大D.火卫二的向心加速度较大5.火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目.假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期为T1,神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T2,火星质量与地球质量之比为p,火星半径与地球半径之比为q,则T1和T2之比为( )A.qp3B.1pq3C.pq3D.q3p6.把火星和地球都视为质量均匀分布的球体.已知地球半径约为火星半径的2倍,地球质量约为火星质量的10倍.由这些数据可推算出( )A.地球表面和火星表面的重力加速度之比为5∶1B.地球表面和火星表面的重力加速度之比为10∶1C.地球和火星的第一宇宙速度之比为5∶1D.地球和火星的第一宇宙速度之比为10∶17.有两颗质量相同的人造卫星,其轨道半径分别是r A、r B,且r A=r B/4,那么下列判断中正确的是( )A.它们的周期之比T A∶T B=1∶4 B.它们的线速度之比v A∶v B=8∶1 C.它们所受的向心力之比F A∶F B=8∶1 D.它们的角速度之比ωA∶ωB=8∶1 8.已知万有引力常量为G,在太阳系中有一颗行星的半径为R,若在该星球表面以初速度v0竖直上抛一物体,则该物体上升的最大高度为H.已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略不计.则根据这些条件,可以求出的物理量是( )A.该行星的密度B.该行星的自转周期C.该星球的第一宇宙速度D.该行星附近运行的卫星的最小周期9.2009年2月11日,一颗美国商业卫星与一颗俄罗斯废弃的军用通信卫星在俄罗斯的西伯利亚北部上空790km处发生碰撞,两颗卫星的质量分别为450kg和560kg,若近似认为这两颗卫星的轨道为匀速圆周运动轨道,且相撞前两颗卫星都在各自预定的轨道上运行.则关于这两颗卫星的描述正确的是( )A.这两颗卫星均为地球同步卫星B.这两颗卫星的运行速度均大于7.9km/sC.这两颗卫星的运行周期是相同的D.这两颗卫星的向心加速度的大小是相同的10.图1如图1所示,卫星A、B、C在相隔不远的不同轨道上,以地心为中心做匀速圆周运动,且运动方向相同,若某时刻三颗卫星恰好在同一直线上,则当卫星B经过一个周期时,下列关于三颗卫星的位置说法中正确的是( )A.三颗卫星的位置仍然在同一条直线上B.卫星A位置超前于B,卫星C位置滞后于BC.卫星A位置滞后于B,卫星C位置超前于BD.由于缺少条件,无法确定它们的位置关系题1234567891011.火星的半径是地球半径的1/2,火星质量约为地球质量的1/10,忽略火星和地球的自转,如果地球上质量为60kg的人到火星上去,则此人在火星表面的质量是________kg,所受的重力是________N;在火星表面上由于火星的引力产生的加速度是________m/s2.在地球表面上可举起60 kg杠铃的人,到火星上用同样的力可举起质量是________kg 的杠铃.(g取9.8 m/s2)12.1969年7月21日,美国宇航员阿姆斯特朗在月球上留下了人类第一只脚印,迈出了人类征服月球的一大步.在月球上,如果阿姆斯特朗和同伴奥尔德林用弹簧秤称量出质量为m的仪器的重力为F;而另一位宇航员科林斯驾驶指令舱,在月球表面附近飞行一周,记下时间为T,根据这些数据写出月球质量的表达式M=________.三、计算题(本题共4个小题,共44分)13.(10分)2008年10月我国发射的“月球探测轨道器”LRO,每天在距月球表面50km的高空穿越月球两极上空10次.若以T表示LRO在离月球表面高h处的轨道上做匀速圆周运动的周期,以R表示月球的轨道半径,求:(1)LRO运行时的加速度a;(2)月球表面的重力加速度g.14.(10分)已知一只静止在赤道上空的热气球(不计气球离地高度)绕地心运动的角速度为ω0,在距地面h高处圆形轨道上有一颗人造地球卫星.设地球质量为M,半径为R,热气球的质量为m,人造地球卫星的质量为m1.根据上述条件,有一位同学列出了以下两个式子:对热气球有:G Mm R2=mω20R 对人造地球卫星有:GMm 1R +h2=m 1ω2(R +h )进而求出了人造地球卫星绕地球运行的角速度ω.你认为这个同学的解法是否正确?若认为正确,请求出结果;若认为不正确,请补充一 个条件后,再求出ω.15.(12分)2005年10月12日,我国成功地发射了“神舟六号”载人飞船,飞船进入轨道运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行,经过了近5天的运行后,飞船的返回舱顺利降落在预定地点.设“神舟六号”载人飞船在圆轨道上绕地球运行n 圈所用的时间为t ,若地球表面重力加速度为g ,地球半径为R ,求: (1)飞船的圆轨道离地面的高度; (2)飞船在圆轨道上运行的速率.16.(12分)A 、B 两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做匀速圆周运动.地球半径为R ,A 卫星离地面的高度为R ,B 卫星离地面高度为3R ,则: (1)A 、B 两卫星周期之比T A ∶T B 是多少?(2)若某时刻两卫星正好通过地面同一点的正上方,则A 卫星至少经过多少个周期两卫星相距最远?第六章 万有引力与航天1.CD [第一宇宙速度v =GMR与地球质量M 有关,与被发射物体的质量无关.] 2.AD [由万有引力提供向心力有GMm r 2=m v 2r =mω2r =m 4π2T 2r =ma n ,可得a n =GM r2,r 越小,a n 越大,A 正确;v =GMr ,r 越小,v 越大,D 正确;ω=GMr 3,r 越小,ω越大,B 错误;T =4π2r3GM,r 越小,T 越小,C 错误.]3.C [火箭与卫星脱离时,使卫星加速,此时G Mm r 2<m v 2r,卫星将做离心运动,到达比a更高的预定轨道;由G Mmr 2=ma n 得a n =GM r2,即r 越大,卫星的向心加速度越小.]4.AC [由万有引力提供向心力可得G Mm r 2=m (2πT )2r ,即T 2=4π2r 3GM,知选项A 是正确的;同理可得v 2=GM r ,知选项C 是正确的;由ω=2πT 知选项B 是错误的;由a n =F 万m =GMm r 2m =GM r2,可知选项D 是错误的.]5.D [设中心天体的质量为M ,半径为R ,当航天器在星球表面飞行时,由G Mm R2=m (2πT)2R和M =ρV =ρ·43πR 3解得ρ=3πGT2,即T =3πρG∝1ρ,又因为ρ=M V =M 43πR 3∝MR 3,所以T ∝R 3M .代入数据得T 1T 2=q 3p.选项D 正确.] 6.C [设地球质量为M ,半径为R ,火星质量为M ′,半径为R ′,根据万有引力定律有G Mm R 2=mg ,G M ′m ′R ′2=m ′g ′,g g ′=MR ′2M ′R 2=52, 又G Mm R 2=mv 2R,v =GMR,同理有v ′=GM ′R ′,vv ′=MR ′M ′R=5,故选C.] 7.D [由G Mm r 2=ma n =m v 2r =mω2r =m 4π2T2r 知D 对.]8.ACD [由题意知,行星表面的重力加速度g =v 202H ,而g =G M R 2,所以M =v 20R22GH,密度ρ=M43πR 3=3v 28πGHR ,A 对.第一宇宙速度v =gR =v 20R2H =v 0R2H,C 对.行星附近卫星的最小周期T =2πrv=2πR g =2πv 02RH ,D 对.] 9.CD [俄罗斯的西伯利亚北部在北半球,经过其上空的卫星是非同步卫星,A 错;因其轨道半径大于地球半径,故运行速度均小于7.9 km/s ,B 错;因轨道半径相同,所以它们的周期是相同的,向心加速度的大小也相同,C 、D 正确.]10.B [由G Mm r 2=m 4π2T2r 得T =2πr 3GM,因r A <r B <r C ,故T A <T B <T C ,B 对.] 11.60 235.2 3.92 150解析 人在地球上质量为60kg ,到火星上质量仍为60kg.忽略自转时,火星(地球)对物体的引力就是物体在火星(地球)上所受的重力,则人在火星上所受的重力为mg 火=G M 火m R 2火=G 110M 地m14R 2地==25mg 地=235.2N火星表面上的重力加速度为g 火=25g 地=3.92m/s 2人在地球表面和在火星表面用同样的力举起物体的重力相等,设在火星上能举起物体的质量为m ′,则有mg 地=m ′g 火,m ′=g 地g 火m =9.83.92×60kg=150kg 12.T 4F 316π4Gm3 解析 在月球表面质量为m 的物体重力近似等于物体受到的万有引力.设月球的半径为R ,则由F =GMmR2,得R =GMm F① 设指令舱的质量为m ′,指令舱在月球表面飞行,其轨道半径等于月球半径,做圆周运动的向心力等于万有引力,则有GMm ′R 2=m ′(2πT)2R ② 由①②得M =T 4F 316π4Gm3.13.(1)(R +h )4π2T2 (2)4π2R +h 3T 2R 2解析 (1)LRO 运行时的加速度 a =(R +h )ω2=(R +h )4π2T2.①(2)设月球的质量为M ,LRO 的质量为m ,根据万有引力定律与牛顿第二定律有G Mm R +h2=ma ②在月球表面附近的物体m ′受的重力近似等于万有引力,即G Mm ′R 2=m ′g ③ 由①②③式得g =4π2R +h 3T 2R2.14.见解析解析 不正确.热气球不同于人造卫星,热气球静止在空中是因为浮力与重力平衡,它绕地心运动的角速度应等于地球自转的角速度.(1)若补充地球表面的重力加速度为g ,可以认为热气球受到的万有引力近似等于其重力,则有G Mm R2=mg与第二个等式联立可得ω=R R +hgR +h.(2)若补充同步卫星的离地高度为H ,有:GMm ′R +H2=m ′ω20(R +H )与第二个等式联立可得ω=ω032R H R h15.(1)3gR 2t 24π2n 2-R (2)32πngR 2t解析 (1)飞船在轨道上做圆周运动,运动的周期T =tn,设飞船做圆周运动距地面的高度为h ,飞船的质量为m ,万有引力提供飞船做圆周运动的向心力,即GMm R +h2=m4π2R +hT 2,而地球表面上质量为m ′的物体受到的万有引力近似等于物体的重力,即GMm ′R 2=m ′g ,联立解得h =3gR 2t 24π2n2-R . (2)飞船运行的速度v =2πR +hT ,所以v =32πngR 2t. 16.(1)1∶2 2 (2)0.77 解析 (1)由T =4π2r3GM得T A =4π22R3GM,T B =4π24R3GM,所以T A ∶T B =1∶2 2.(2)设经过时间t 两卫星相距最远,则t T A =t T B +12即t T A =t 22T A +12,所以t =4+27T A ≈0.77T A ,故A 卫星至少经过0.77个周期两卫星相距最远.。
高中物理第六章万有引力与航天-4单元测试新人教版必修2 单元检测题(B)第I卷(选择题共36分)一、本题共12小题;每小题3分,共计36分。
在每小题给出的四个选项中,有一个或多个选项正确,全部选对得3分;选对但不全得2分;有错选或不答的得0分.1.下列说法符合史实的是 ( )A.牛顿发现了行星的运动规律 B.开普勒发现了万有引力定律 C.卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量 D.牛顿发现了海王星和冥王星2.在圆轨道上运行的国际空间站里,一宇航员A静止(相对空间舱)“站”于舱内朝向地球一侧的“地面”B上,如图所示,下列说法正确的是()A. 宇航员A不受地球引力作用B. 宇航员A所受地球引力与他在地面上所受重力相等C. 宇航员A与“地面”B之间无弹力作用D. 若宇航员A将手中一小球无初速(相对于空间舱)释放,该小球将落到“地”面B 3.已知火星的半径为R,在火星表面以初速度VO,竖直向上抛一个小球,经时间t落回出发点。
若在火星上发射一颗环绕火星做匀速圆周运动的卫星,以下论述正确的是:( )A.卫星的线速度不可能小于(2RV0/t)B.卫星的加速度不可能小于2V0/tC.卫星的角速度不可能小于(2V0/Rt)1/2 1/2D.卫星的周期不可能小于(2Rπt/V0)21/24.某同学通过直播得知“神舟”六号在圆轨道上运转一圈的时间小于24小时,由此他将其与同步卫星进行比较而得出以下结论,其中正确的是()A.“神舟”六号运行的向心加速度大于同步卫星的向心加速度B.“神舟”六号在圆轨道上的运行速率小于同步卫星的速率 C.“神舟”六号在圆轨道上的运行角速度小于同步卫星的角速度D.“神舟”六号运行时离地面的高度小于同步卫星的高度 5.人造地球卫星绕地球做圆周运动,假如卫星的线速度减小到原来的则()1,卫星仍做圆周运动,2A.卫星的向心加速度减小到原来的11 B.卫星的角速度减小到原来的 42C.卫星的周期增大到原来的8倍 D.卫星的周期增大到原来的2倍6.设地球的质量为M,平均半径为R,自转角速度为ω,引力常量为G,则有关同步卫星的说法正确的是 ( )A.同步卫星的轨道与地球的赤道在同一平面内 B.同步卫星的离地高度为h?3GM?2C.同步卫星的离地高度为h?3GM?2?RD.同步卫星的角速度为ω,线速度大小为3GM?7.星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度.星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1,的关系是v2=2 v1.已知某星球的半径为r ,它表面的重力加速度为地球表1面重力加速度g 的 ,不计其他星球的影响,则该星球的第二宇宙速度为 ( )6A.gr B.1gr C.611gr D. gr 338.某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如它的轨道半径增加到原来的n倍后,仍能够绕地球做匀速圆周运动,则:()A.根据v??r,可知卫星运动的线速度将增大到原来的n倍。
章末检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题共10个小题,每小题4分,共40分)1.第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度,则有() A.被发射的物体质量越大,第一宇宙速度越大B.被发射的物体质量越小,第一宇宙速度越大C.第一宇宙速度与被发射物体的质量无关D.第一宇宙速度与地球的质量有关2.美国的“大鸟”侦察卫星可以发现地面上边长仅为0.36 m的方形物体,它距离地面高度仅有16 km,理论和实践都表明:卫星离地面越近,它的分辨率就越高,那么分辨率越高的卫星()A.向心加速度一定越大B.角速度一定越小C.周期一定越大D.线速度一定越大3.卫星在到达预定的圆周轨道之前,运载火箭的最后一节火箭仍和卫星连接在一起(卫星在前,火箭在后),先在大气层外某一轨道a上绕地球做匀速圆周运动,然后启动脱离装置,使卫星加速并实现星箭脱离,最后卫星到达预定轨道b,关于星箭脱离后,下列说法正确的是()A.预定轨道b比某一轨道a离地面更高,卫星速度比脱离前大B.预定轨道b比某一轨道a离地面更低,卫星的运行周期变小C.预定轨道b比某一轨道a离地面更高,卫星的向心加速度变小D.卫星和火箭仍在同一轨道上运动,卫星的速度比火箭大4.火星有两颗卫星,分别是火卫一和火卫二,它们的轨道近似为圆.已知火卫一的周期为7小时39分,火卫二的周期为30小时18分,则两颗卫星相比() A.火卫一距火星表面较近B.火卫二的角速度较大C.火卫一的运动速度较大D.火卫二的向心加速度较大5.火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目.假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期为T1,神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T2,火星质量与地球质量之比为p,火星半径与地球半径之比为q,则T1和T2之比为()A.qp3B.1pq3 C.pq3 D.q3p6.把火星和地球都视为质量均匀分布的球体.已知地球半径约为火星半径的2倍,地球质量约为火星质量的10倍.由这些数据可推算出()A.地球表面和火星表面的重力加速度之比为5∶1B.地球表面和火星表面的重力加速度之比为10∶1C.地球和火星的第一宇宙速度之比为5∶1D.地球和火星的第一宇宙速度之比为10∶17.有两颗质量相同的人造卫星,其轨道半径分别是r A、r B,且r A=r B/4,那么下列判断中正确的是()A.它们的周期之比T A∶T B=1∶4 B.它们的线速度之比v A∶v B=8∶1 C.它们所受的向心力之比F A∶F B=8∶1 D.它们的角速度之比ωA∶ωB=8∶18.已知万有引力常量为G,在太阳系中有一颗行星的半径为R,若在该星球表面以初速度v0竖直上抛一物体,则该物体上升的最大高度为H.已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略不计.则根据这些条件,可以求出的物理量是()A.该行星的密度B.该行星的自转周期C.该星球的第一宇宙速度D.该行星附近运行的卫星的最小周期9.2017年2月11日,一颗美国商业卫星与一颗俄罗斯废弃的军用通信卫星在俄罗斯的西伯利亚北部上空790 km处发生碰撞,两颗卫星的质量分别为450 kg和560 kg,若近似认为这两颗卫星的轨道为匀速圆周运动轨道,且相撞前两颗卫星都在各自预定的轨道上运行.则关于这两颗卫星的描述正确的是()A.这两颗卫星均为地球同步卫星B.这两颗卫星的运行速度均大于7.9 km/sC.这两颗卫星的运行周期是相同的D.这两颗卫星的向心加速度的大小是相同的10.图1如图1所示,卫星A、B、C在相隔不远的不同轨道上,以地心为中心做匀速圆周运动,且运动方向相同,若某时刻三颗卫星恰好在同一直线上,则当卫星B经过一个周期时,下列关于三颗卫星的位置说法中正确的是()A.三颗卫星的位置仍然在同一条直线上B.卫星A位置超前于B,卫星C位置滞后于BC.卫星A位置滞后于B,卫星C位置超前于BD.由于缺少条件,无法确定它们的位置关系11.火星的半径是地球半径的1/2,火星质量约为地球质量的1/10,忽略火星和地球的自转,如果地球上质量为60 kg的人到火星上去,则此人在火星表面的质量是________kg,所受的重力是________N;在火星表面上由于火星的引力产生的加速度是________m/s2.在地球表面上可举起60 kg杠铃的人,到火星上用同样的力可举起质量是________kg 的杠铃.(g取9.8 m/s2)12.1969年7月21日,美国宇航员阿姆斯特朗在月球上留下了人类第一只脚印,迈出了人类征服月球的一大步.在月球上,如果阿姆斯特朗和同伴奥尔德林用弹簧秤称量出质量为m的仪器的重力为F;而另一位宇航员科林斯驾驶指令舱,在月球表面附近飞行一周,记下时间为T,根据这些数据写出月球质量的表达式M=________.三、计算题(本题共4个小题,共44分)13.(10分)2008年10月我国发射的“月球探测轨道器”LRO,每天在距月球表面50 km的高空穿越月球两极上空10次.若以T表示LRO在离月球表面高h处的轨道上做匀速圆周运动的周期,以R表示月球的轨道半径,求:(1)LRO运行时的加速度a;(2)月球表面的重力加速度g.14.(10分)已知一只静止在赤道上空的热气球(不计气球离地高度)绕地心运动的角速度为ω0,在距地面h 高处圆形轨道上有一颗人造地球卫星.设地球质量为M ,半径为R , 热气球的质量为m ,人造地球卫星的质量为m 1.根据上述条件,有一位同学列出了以下 两个式子:对热气球有:G MmR2=mω20R 对人造地球卫星有:G Mm 1(R +h )2=m 1ω2(R +h ) 进而求出了人造地球卫星绕地球运行的角速度ω.你认为这个同学的解法是否正确?若认为正确,请求出结果;若认为不正确,请补充一 个条件后,再求出ω.15.(12分)2005年10月12日,我国成功地发射了“神舟六号”载人飞船,飞船进入轨道运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行,经过了近5天的运行后,飞船的返回舱顺利降落在预定地点.设“神舟六号”载人飞船在圆轨道上绕地球运行n 圈所用的时间为t ,若地球表面重力加速度为g ,地球半径为R ,求: (1)飞船的圆轨道离地面的高度; (2)飞船在圆轨道上运行的速率.16.(12分)A 、B 两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做匀速圆周运动.地球半径为R ,A 卫星离地面的高度为R ,B 卫星离地面高度为3R ,则: (1)A 、B 两卫星周期之比T A ∶T B 是多少?(2)若某时刻两卫星正好通过地面同一点的正上方,则A 卫星至少经过多少个周期两卫星相距最远?第六章 万有引力与航天1.CD [第一宇宙速度v =GMR与地球质量M 有关,与被发射物体的质量无关.] 2.AD [由万有引力提供向心力有GMm r 2=m v 2r =mω2r =m 4π2T 2r =ma n ,可得a n =GM r2,r越小,a n 越大,A 正确;v =GM r ,r 越小,v 越大,D 正确;ω=GMr 3,r 越小,ω越大,B 错误;T =4π2r 3GM,r 越小,T 越小,C 错误.]3.C [火箭与卫星脱离时,使卫星加速,此时G Mm r 2<m v2r,卫星将做离心运动,到达比a 更高的预定轨道;由G Mm r 2=ma n 得a n =GMr2,即r 越大,卫星的向心加速度越小.]4.AC [由万有引力提供向心力可得G Mm r 2=m (2πT )2r ,即T 2=4π2r 3GM,知选项A 是正确的;同理可得v 2=GM r ,知选项C 是正确的;由ω=2πT 知选项B 是错误的;由a n =F 万m =GMm r 2m=GMr2,可知选项D 是错误的.] 5.D [设中心天体的质量为M ,半径为R ,当航天器在星球表面飞行时,由G MmR2=m (2πT )2R 和M =ρV =ρ·43πR 3解得ρ=3πGT 2,即T =3πρG ∝1ρ,又因为ρ=M V =M 43πR 3∝M R3,所以T ∝R 3M .代入数据得T 1T 2=q 3p.选项D 正确.]6.C [设地球质量为M ,半径为R ,火星质量为M ′,半径为R ′,根据万有引力定律有G Mm R 2=mg ,G M ′m ′R ′2=m ′g ′,g g ′=MR ′2M ′R 2=52, 又G Mm R 2=m v 2R ,v =GMR ,同理有v ′=GM ′R ′,v v ′=MR ′M ′R=5,故选C.]7.D [由G Mm r 2=ma n =m v 2r =mω2r =m 4π2T2r 知D 对.]8.ACD [由题意知,行星表面的重力加速度g =v 202H ,而g =G M R 2,所以M =v 20R22GH,密度ρ=M 43πR 3=3v 208πGHR ,A 对.第一宇宙速度v =gR =v 20R2H =v 0R 2H ,C 对.行星附近卫星的最小周期T =2πr v =2πR g =2πv 02RH ,D 对.]9.CD [俄罗斯的西伯利亚北部在北半球,经过其上空的卫星是非同步卫星,A 错;因其轨道半径大于地球半径,故运行速度均小于7.9 km/s ,B 错;因轨道半径相同,所以它们的周期是相同的,向心加速度的大小也相同,C 、D 正确.]10.B [由G Mm r 2=m 4π2T 2r 得T =2πr 3GM,因r A <r B <r C ,故T A <T B <T C ,B 对.]11.60 235.2 3.92 150解析 人在地球上质量为60 kg ,到火星上质量仍为60 kg.忽略自转时,火星(地球)对物体的引力就是物体在火星(地球)上所受的重力,则人在火星上所受的重力为mg 火=G M 火m R 2火=G 110M 地m 14R 2地==25mg 地=235.2 N火星表面上的重力加速度为g 火=25g 地=3.92 m/s 2人在地球表面和在火星表面用同样的力举起物体的重力相等,设在火星上能举起物体的质量为m ′,则有mg 地=m ′g 火,m ′=g 地g 火m =9.83.92×60 kg =150 kg12.T 4F 316π4Gm3 解析 在月球表面质量为m 的物体重力近似等于物体受到的万有引力.设月球的半径为R ,则由F =GMmR 2,得R =GMm F①设指令舱的质量为m ′,指令舱在月球表面飞行,其轨道半径等于月球半径,做圆周运动的向心力等于万有引力,则有G Mm ′R 2=m ′(2πT)2R ②由①②得M =T 4F 316π4Gm3.13.(1)(R +h )4π2T 2 (2)4π2(R +h )3T 2R 2解析 (1)LRO 运行时的加速度a =(R +h )ω2=(R +h )4π2T2. ①(2)设月球的质量为M ,LRO 的质量为m ,根据万有引力定律与牛顿第二定律有GMm(R +h )2=ma ②在月球表面附近的物体m ′受的重力近似等于万有引力,即G Mm ′R2=m ′g ③由①②③式得g =4π2(R +h )3T 2R 2.14.见解析解析 不正确.热气球不同于人造卫星,热气球静止在空中是因为浮力与重力平衡,它绕地心运动的角速度应等于地球自转的角速度.(1)若补充地球表面的重力加速度为g ,可以认为热气球受到的万有引力近似等于其重力,则有G MmR2=mg与第二个等式联立可得ω=R R +h gR +h.(2)若补充同步卫星的离地高度为H ,有: G Mm ′(R +H )2=m ′ω20(R +H ) 与第二个等式联立可得ω=ω032R H R h骣+琪琪+桫15.(1)3gR 2t 24π2n 2-R (2)32πngR 2t解析 (1)飞船在轨道上做圆周运动,运动的周期T =tn,设飞船做圆周运动距地面的高度为h ,飞船的质量为m ,万有引力提供飞船做圆周运动的向心力,即GMm(R +h )2=m 4π2(R +h )T 2,而地球表面上质量为m ′的物体受到的万有引力近似等于物体的重力,即GMm ′R 2=m ′g ,联立解得h =3gR 2t 24π2n 2-R .(2)飞船运行的速度v =2π(R +h )T ,所以v =32πngR 2t.16.(1)1∶22 (2)0.77解析 (1)由T =4π2r 3GM 得T A =4π2(2R )3GM ,T B =4π2(4R )3GM,所以T A ∶T B =1∶2 2.(2)设经过时间t 两卫星相距最远,则t T A =t T B +12即t T A =t 22T A +12,所以t =(4+2)7T A ≈0.77T A ,故A 卫星至少经过0.77个周期两卫星相距最远.。