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或高一物理同步检测八第六章单元测试（A卷）第卷（选择题 共40分）一、本题共10小题，每小题4分，共40分.在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确.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下列说法中正确的是( )A.万有引力定律揭示了自然界中物体间普遍存在着一种基本相互作用引力作用规律B.卡文迪许用实验的方法证明了万有引力定律C.引力常量的单位是Nm2/kg2D.两个质量为1 kg的质点相距1 m时的万有引力为6.67 N答案：ABC解析：万有引力是自然界物体间普遍存在的一种基本相互作用.但牛顿发现万有引力定律时,并没有给出万有引力常量G的数值.卡文迪许用扭秤实验巧妙地测出了G的数值,也就证明了万有引力定律.引力常量G=6.6710-11 Nm2/kg2.两个质量是1 kg的质点相距1 m时的万有引力：F=6.6710-11 N=6.6710-11 N，因此只有D错误.2一个半径比地球大2倍，质量是地球36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的（ ）A.6倍 B.18倍 C.4倍 D.13.5倍答案：C解析：在地球表面处：G=mg在某星球表面处：G=mg故=4即正确选项为C.3美国天文学家于2004年3月15日宣布，他们发现了可能成为太阳系第十大行星的以女神“塞德娜”命名的红色天体.如果把该行星的轨道近似为圆轨道，则它绕太阳公转的轨道半径约为地球绕太阳公转轨道半径的470倍，是迄今为止发现的离太阳最远的太阳系行星.该天体半径约为1 000 km,约为地球半径的.由此可以估算出它绕太阳公转的周期最接近（ ）A.15年 B.60年 C.470年 D.104年答案：D解析：设太阳的质量为M，行星的质量为m，行星做匀速圆周运动的周期为T，它们之间的距离为r，根据牛顿第二定律和万有引力定律：G得：可见，对所有绕太阳做匀速圆周运动的行星来说，它们轨道半径的三次方与运动周期的二次方的比值都是一个常数，故整理得:(=4703，T星=T地=1.02104年，所以D正确.4据国家航天局计划，2007年将发射一艘绕月球飞行的飞船.设另有一艘绕地球飞行的飞船，它们都沿圆形轨道运行并且质量相等，绕月球飞行的飞船的轨道半径是绕地球飞行的飞船轨道半径的.已知地球质量是月球质量的81倍，则绕地球飞行的飞船与绕月球飞行的飞船相比较（ ）A.向心加速度之比为61B.线速度之比为92C.周期之比为89D.动能之比为814答案：BCD解析：飞船的向心力由万有引力提供，F=G，飞船的向心加速度a=,，A错.利用G=mr可知B、C正确.两飞船质量相等，故动能之比等于速度比的平方，D正确.5关于地球同步卫星，下列说法中正确的是( )A.它的加速度小于9.8 m/s2B.它的周期是24 h,且轨道平面与赤道平面重合C.它处于平衡状态,距地面高度一定D.它的线速度大于7.9 km/s答案：AB解析：地球同步卫星的公转与地球的自转同步,它相对于地面静止,并且只能处在赤道的正上方，因此B选项正确.在轨道上运行的地球同步卫星,只受万有引力作用,因它的轨道半径远大于地球半径,因此它受到的地球引力小于它在地面处受到的引力,加速度小于g=9.8 m/s2.虽然距地面高度一定，但不是平衡状态，所以C选项错误,A选项正确.根据G=m,得v=,显然卫星的轨道半径越大,其绕行速度会越小，所以地球同步卫星的速度一定小于第一宇宙速度7.9 km/s，所以A,B正确.6某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的3/2倍，则此行星的第一宇宙速度约为（ ）A.2 km/s B.4 km/s C.16 km/s D.32 km/s答案：C解析：根据G得：v=所以=2故v行=2v地=27.9 km/s16 km/s.7一艘宇宙飞船绕一颗不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，只需测定（ ）A.运行周期 B.环绕半径C.行星的体积 D.运动速度答案：A解析：因为Gr得 M=又=，故只需测定运行周期.8宇宙飞船要与轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站（ ）A.只能从较低轨道上加速B.只能从较高轨道上加速C.只能从同空间站同一高度轨道上加速D.无论在什么轨道上，只要加速,都行答案：A解析：设飞船在圆形轨道上运动的角速度为，由G=m2(h+R)得=，可见在较低轨道（h较小）运行时，较大.又因为在圆形轨道上运动的飞船，其线速度满足以下关系：G，若加速，就会使mG而做离心运动，使h增大，所以B、C、D都是错误的，A正确.9在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g,则（ ）A.卫星运动的速度为B.卫星运动的周期为4C.卫星运动的加速度为gD.卫星的动能为mRg答案：D解析：由卫星绕地球做圆周运动，重力等于万有引力，G=mg又G,得g=g.卫星绕地球做圆周运动的向心力由万有引力提供，mg=m,得v= 又mg=m()2R,得T=4卫星动能Ek=mv2=mRg.10(2005高考天津理综卷，21)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 m到10 m的岩石、尘埃，类似于卫星，它们与土星中心的距离从7.3104 km延伸到1.4105 km.已知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6.6710-11 Nm2/kg2,则土星的质量约为（估算时不考虑环中颗粒间的相互作用）（ ）A.9.01018 kg B.6.41023 kgC.9.01026 kg D.6.41026 kg答案：D解析：根据万有引力定律和牛顿第二定律得：G=mr,所以M= kg=6.41026 kg.第卷(非选择题 共60分)二、本题共5小题，每小题4分，共20分.把答案填在题中横线上或按题目要求作答.11已知地面的重力加速度为g，距地面高度为地球半径处的重力加速度是_.答案：g/4解析：物体所受的重力与地球对它的引力近似相等即mg=G mg=G得g=()2g=()2g=g/4.12已知地球半径为6.4106 m，又知月球绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动，则可估算从月球到地心的距离约为_ m.（结果只保留一位有效数字）答案：4108解析：对月球:G=mr，在地球表面有g=,把R=6.4106 m,T=30天代入上式求解得r=4108 m.13.2005年10月12日上午，“神舟”六号飞船完成箭船分离后，首先进入预定的椭圆轨道运行，其近地点距地面约200 km，远地点距地面约343 km,绕地球飞行五圈后，地面发出指令，使飞船上的发动机在远地点自动点火，实行第一次变轨，使飞船在距地面343 km的圆轨道上飞行.这次点火喷气的推力是_，目的是使飞船_.答案：动力 加速解析：这次飞船在远地点点火变轨，使飞船由椭圆轨道变为圆轨道，喷气的推力是动力，目的是使飞船加速，以顺利完成变轨.14地球的公转轨道接近于圆，但彗星的轨道半径则是一个非常扁的圆.天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍（如下图所示），并预言这颗彗星每隔一定时间就会出现.哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星.哈雷彗星最近出现在地球附近的时间是1986年，则它下次飞临地球的时间是_年. 1986年拍摄到的哈雷彗星答案：2062解析：设r1、T1分别表示地球公转半径和周期，r2、T2分别表示哈雷彗星的轨道半长轴和运行周期，根据开普勒第三定律得： T2=()3=T年76.4年故哈雷彗星下次临近地球的时间是：1986年+76年=2062年.15在某一星球上，宇航员用一弹簧秤称得一个质量为m的物体的重力为F.乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期为T.已知万有引力常量为G，试求该星球的质量为_.答案：解析：设星球半径为R，飞船质量为m1，星球质量为M.在星球表面，物体的重力等于万有引力F=G.对飞船，由牛顿第二定律得：G R.由以上两式可解得：M=.三、本题共4小题，每小题10分，共40分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位.16利用所学知识，推导第一宇宙速度表达式v=.答案：见解析解析：靠近地球表面运行的卫星质量为 m，其轨道半径近似等于地球半径R，且可以认为重力提供它做圆周运动的向心力，即mg=m得v=此速度是卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，即第一宇宙速度.17(2006高考四川卷，23)荡秋千是大家喜爱的一项体育活动.随着科技的迅速发展，将来的某一天，同学们也许会在其他星球上享受荡秋千的乐趣.假设你当时所在星球的质量为M、半径为R，可将人视为质点，秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90，万有引力常量为G.那么，（1）该星球表面附近的重力加速度g星等于多少？（2）若经过最低位置的速度为v0，你能上升的最大高度是多少？答案：（1）g星= （2）h=解析：（1）设人的质量为m，在星球表面附近的重力等于万有引力，有mg星=解得g星=.（2）设人能上升的最大高度为h，由功能关系得mg星h=mv02解得h=.18地球半径为6 400 km,卫星环绕地球做匀速圆周运动的最短周期为84 min,求地球的平均密度.答案：5.56103 kg/m3解析：卫星贴近地球表面运转时周期最小，此时卫星的轨道半径近似等于地球半径.由G=m()2R,得M=又地球的体积V=R3所以平均密度=联立以上三式求解得=,代入数据得:=5.56103 kg/m3.19欧洲开发的全球卫星定位系统“伽利略计划”进入部署和使用阶段.“伽利略计划”将发射30颗卫星，全球卫星定位系统采用的是“移动卫星”，它与电视转播用的“地球同步卫星”不同.同步卫星的轨道平面与地球赤道平面重合，离地面的高度只能为一