高中物理第六章万有引力与航天限时检测练习新人教版必修2

【成才之路】2015-2016学年高中物理 第六章 万有引力与航天限时

检测练习 新人教版必修2

本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题 共40分)

一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)

1．(华中师大附中2014～2015学年高一下学期期中)在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献，下列说法中错误的是( )

A ．德国天文学家开普勒对他的导师——第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律

B ．英国物理学家卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”首先较准确的测定了万有引力常量

C ．伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性

D ．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

答案：C

解析：根据物理学史可知C 错，ABD 正确。

2.如图所示，A 为静止于地球赤道上的物体，B 为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，C 为绕地球做圆周运动的卫星，P 为B 、C 两卫星轨道的交点。已知A 、B 、C 绕地心运动的周期相同，相对于地心，下列说法中正确的是( )

A ．物体A 和卫星C 具有相同大小的线速度

B ．物体A 和卫星

C 具有相同大小的加速度

C ．卫星B 在P 点的加速度与卫星C 在该点的加速度一定相同

D ．卫星B 在P 点的线速度与卫星C 在该点的线速度一定相同 答案：C

解析：物体A 和卫星B 、C 周期相同，故物体A 和卫星C 角速度相同，但半径不同，根据v ＝ωR 可知二者线速度不同，A 项错；根据a ＝Rω2

可知，物体A 和卫星C 向心加速度不同，B 项错；根据牛顿第二定律，卫星B 和卫星C 在P 点的加速度a ＝GM

r

2，故两卫星在P 点的加速度相同，C 项正确；卫星C 做匀速圆周运动，万有引力完全提供向心力，卫星B 轨道为椭圆，故万有引力与卫星C 所需向心力不相等，二者线速度一定不相等，D 项错。

3．(湖南师大附中2013～2014学年高一下学期期中)如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说

法正确的是( )

A ．根据v ＝gr ，可知v A

B

B ．根据万有引力定律，可知卫星所受地球引力F A >F B >F

C C ．角速度ωA >ωB >ωC

D ．向心加速度a A

解析：设地球质量为M ，卫星质量为m ，卫星做圆周运动的半径为r ，由G Mm r 2＝m v 2r

＝mω2r

＝ma 得，v ∝

1

r ，ω∝

1

r 3

，a ∝1

r

2。因为r A v B >v C ，A 错。ωA >ωB >ωC ，C

对。a A >a B >a C ，D 错。而F ∝m r

2，由于三个卫星的质量关系未知，故无法确定卫星所受地球引力的大小关系，B 错。

4．若取地球的第一宇宙速度为8km/s ，某行星质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为( )

A ．16km/s

B ． 32km/s

C ．4km/s

D ．2km/s

答案：A

解析：第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，对于近地卫星其轨道半径近似等于星球半径，所受万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律得：

G Mm r 2＝m v 2

r ，解得：v ＝GM

r

。

因为行星的质量M ′是地球质量M 的6倍，半径R ′是地球半径R 的1.5倍，故

v ′v

＝GM ′R ′

GM R

＝M ′R

MR ′

＝2， 即v ′＝2v ＝2×8km/s＝16km/s ，A 正确。

5．(河北衡水中学2014～2015学年高一下学期调研)图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命。图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心，轨道半径之比为1∶4。若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则下列说法正确的是( )

A ．在图示轨道上，“轨道康复者”的速度大于7.9km/s

B ．在图示轨道上，“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍

C ．在图示轨道上，“轨道康复者”的周期为3h ，且从图示位置开始经1.5h 与同步卫星的距离最近

D ．若要对该同步卫星实施拯救，“轨道康复者”应从图示轨道上加速，然后与同步卫星对接

答案：D

解析：卫星的环绕速度不可能大于7.9km/s ，A 错；根据a ＝GM

r

2可知B 错；离同步卫星最近的时间应大于1.5h ，C 错；要追上同步卫星需加速，D 对。

6.下列关于人造地球卫星与宇宙飞船的说法中，正确的是( )

①如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力常量，就可以算出地

球的质量

②两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期都一定相同

③原来在某一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要使后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者的速率增大一些即可

④一只绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞行速度减小

A ．①②

B ．②③

C ．①③

D ．②④

答案：A

解析：根据F ＝G Mm r 2＝m 4π2

T 2r 可知，若知道人造卫星的轨道半径和它的周期就可以算出

地球的质量即①正确，由G Mm r 2＝mv 2

r

可知，两颗人造卫星，只要它们的绕行速率相等，它们的

绕行半径一定相同，周期也一定相同，即②正确，原来某一轨道上沿同一方向绕行的卫星，

一前一后，若后一卫星的速率增大，则F ＝G Mm r 2

r ，那么后一卫星将做离心运动，故③错，

由GMm r 2＝mv 2

r

知v ＝GM

r

，飞船飞行速度与其质量m 无关，故④错误，综上所述A 正确。 7．北京时间2005年7月4日下午1时52分(美国东部时间7月4日凌晨1时52分)探测器成功撞击“坦普尔一号”彗星，投入彗星的怀抱，实现了人类历史上第一次对彗星的“大对撞”，如图所示。假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是( )

A ．绕太阳运动的角速度不变