人教版高中物理必修2第六章 万有引力与航天5. 宇宙航行 习题(7).doc

人教版高中物理必修2第六章万有引力与航天单元强化练习题（有答案）一、单选题1地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为g/4，则该处距地面球表面的高度为A（-1）RBRCRD2R2两个大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F，若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为()AFB16FCFD4F3拉格朗日点又称平动点，处于该点上的小物体在两个大物体的引力作用下，小物体与大物体基本保持相对静止，由瑞士科学家欧拉和法国数学家拉格朗日推算得出。这样的点在地月系统中共有五个，其中三个在地月连线上，如图所示，分别为L1，L2，L3。关于在这三个拉格朗日点上做圆周运动的三颗地球卫星，下列说法正确的是A三颗卫星运动的周期不相等BL1点处的卫星向心加速度比月球的向心加速度大CL2点处卫星的向心加速度最大D三颗卫星的线速度大小相等42016年9月15日，“天宫二号”空间实验室在我国酒泉卫星发射中心发射升空，10月17日7时30分，“神舟11号”飞船载着两名宇航员飞向太空，并于10月19日凌晨与“天宫二号”交会对接，如图是交会对接时的示意图，交会时“天宫二号”在前，“神舟11号”在后。“神舟11号”飞船与“天宫二号”交会对接是十分复杂的过程，在该过程中（）A宇航员看“天宫二号”是向前运动的B飞船应该直接发射到“天宫二号”运行的轨道上，然后慢慢加速追上并对接C飞船应该从低轨道加速追上“天宫二号”D对接过程中，飞船对“天宫二号”的作用力大于“天宫二号”对飞船的作用力5如图所示中的L1和L2称为地月连线中的拉格朗日点L1和拉格朗日点L2。在L1点处的物体可与月球同步绕地球转动。在L2点处附近的飞行器无法保持静止平衡，但可在地球引力和月球引力共同作用下围绕L2点绕行，且处于动态平衡状态。我国中继星鹊桥就是绕L2点转动的卫星，嫦娥四号在月球背面工作时所发出的信号通过鹊桥卫星传回地面，若鹊桥卫星与月球、地球两天体中心距离分别为R1、R2，信号传播速度为c。则A鹊桥卫星在地球上发射时的发射速度大于地球的逃逸速度B处于L1点的绕地球运转的卫星周期接近28天C嫦娥四号发出信号到传回地面的时间为D处于L1点绕地球运转的卫星其向心加速度a1大于地球同步卫星的加速度a26环绕地球做圆周运动的卫星，其运动的周期会随着轨道半径的变化而变化，某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T，作出如图所示图象，则可求得地球密度为（已知引力常量为G，地球的半径为R）（）ABCD72018年12月12日，我国发射的“嫦娥四号”探测器进入环月轨道1，12月30日实施变轨进入环月轨道2其飞行轨道如图所示，p点为两轨道的交点。如果嫦娥四号探测器在环月轨道1和环月轨道2上运动时，只受到月球的万有引力作用，环月轨道1为圆形轨道，环月轨道2为椭圆轨道。则以下说法正确的是（）A若已知嫦娥四号探测器环月轨道1的半径、运动周期和引力常量，则可以计算出月球的密度B若已知婦娥四号探测器环月轨道2的近月点到月球球心的距离、运动周期和引力常量，则可以计算出月球的密度C嫦娥四号探测器在环月轨道2上经过p点的速度小于在环月轨道1上经过P点的速度D娀四号探测器在环月轨道2时，从近月点运动向远月点P的过程中，加速度变大8两个质量相差悬殊的天体(如地球和月球)所在同一平面上有5个特殊点，如图中的L1、L2、L3、L4、L5所示，人们称之为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上，会在地球和月球共同引力作用下，几乎不消耗燃料而保持与月球同步绕地球做圆周运动。2019年1月3日，“嫦娥四号”成功着陆在月球背面，而它的探测器定点于L2点，下列说法正确的是A探测器在L2点处于平衡状态B探测器在L2点所受地球和月球引力的合力比在L1点小C探测器与月球绕地球做圆周运动的周期之比等于它们的轨道半径之比D探测器与月球绕地球做圆周运动的线速度之比等于它们的轨道半径之比9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.据此可求得地球的第一宇宙速度为( )ABCD10牛顿发现了万有引力定律，清楚地向人们揭示了复杂运动后面隐藏着简洁的科学规律。已知地球质量为木星质量的p倍，地球半径为木星半径的q倍，下列说法正确的是A地球表面的重力加速度为木星表面的重力加速度的倍B地球的第一宇宙速度是木星“第一宇宙速度”的倍C地球近地圆轨道卫星的角速度为木星“近木”圆轨道卫星角速度的倍D地球近地圆轨道卩星运行的周期为木星“近木”圆轨道卫星运行的周期的倍11关于高中物理实验中用到的思想方法，下列说法不正确的是（）A图甲为著名的伽利略斜面实验，应用了理想实验的方法B图乙为研究加速度a和外力F、质量m的关系实验，主要应用了控制变量的方法C图丙为探究合力与分力的关系实验，主要应用了极限的思想方法D图丁为卡文迪许通过扭秤测量引力常量的实验，应用了放大的思想方法12如图所示，A是地球的同步卫星，B是地球的近地卫星，C是地面上的物体，A、B、C质量相等，均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设A、B、C做圆周运动的向心加速度为aA、aB、aC，周期分别为TA、TB、TC，A、B、C做圆周运动的动能分别为EkA、EkB、EkC。不计A、B、C之间的相互作用力，下列关系式正确的是（）AaB=aCaABaBaAaCCTA=TBTCDEkAEkB=EkC二、多选题13关于万有引力定律，下列说法正确的是：A牛顿借助自己的力学成就对前人的研究成果进行分析，总结出万有引力定律B卡文迪许用扭秤实验证明万有引力定律是正确的，并测出万有引力恒量C万有引力恒量的单位为kg2m2D万有引力定律仅适用于天体之间14如图所示，在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员静止（相对空间舱）“站”于舱内朝向地球一侧的“地面”上，下列说法正确的是A宇航员此时处于受力平衡状态B空间站的运行速度一定小于7.9km/sC宇航员与“地面”之间无弹力作用D若宇航员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15发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于p点，轨道2、3相切于Q点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A卫星在轨道2上经过Q点时的速率小于它在轨道3上经过Q点时的速率B卫星在圆轨道3上运行的速率大于在圆轨道1上运行的速率C卫星在轨道1上经过P点时的加速度等于它在轨道2上经过P点时的加速度D卫星在轨道2上经过Q点时的加速度小于它在轨道3上经过Q点时的加速度16如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，设卫星在1轨道和3轨道正常运行的速度和加速度分别为v1、v3和a1、a3，在2轨道经过P点时的速度和加速度为v2和a2，且当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时周期分别为T1、T2、T3，以下说法正确的是Av1v2v3Bv1v3v2Ca1a2a3DT3T2T117宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量也相同，现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示。设这三个星体的质量均为m，且两种系统中各星间的距离已在图甲、乙中标出，引力常量为G，则下列说法中正确的是（）A直线三星系统中星体做圆周运动的线速度大小为B直线三星系统中星体做圆周运动的周期为C三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为D三角形三星系统中每颗星做圆周运动的加速度大小为18我国目前的低轨道太空探测技术以及处于世界领先地位。若将探测器送到火星附近使其绕火星做匀速圆周运动，如图所示，探测器测得火星相对探测器的张角为，火星半径为R，探测器绕火星做匀速圆周运动的轨道半径为r，探测器绕火星做圆周运动的周期为T，万有引力常量为G，根据这些量可求出（）A火星的质量M=B火星的第一宇宙速度C火星的加速度g=D火星的密度=19“鹊桥”号是世界首颗运行于地月拉格朗日L2点附近的中继通信卫星，如图它以地月连线为轴做圆周运动，同时随月球绕地球运转。已知地球质量为M，月球质量为m，月球的轨道半径为r，公转周期为T，引力常数为G；当卫星处于地月拉格朗日点L1或L2时，都能随月球同步绕地球做圆周运动。则以下说法正确的是A“鹊桥”号仅受月球引力作用B在L2点工作的卫星比在L1点工作的卫星的线速度大C在拉格朗日L1点工作的卫星，受到地球的引力一定大于月球对它的引力D拉格朗日L2点与地心的距离为三、解答题20某行星的半径是地球的 2 倍，质量是地球的4 倍，已知地球表面的重力加速度g取10 m/s2，求：（1) 该行星表面的重力加速度大小。（2）若地球的第一宇宙速度为8 km/s ，求该行星的第一宇宙速度是多大？212019年1月3日上午10点26分，我国“嫦娥四号”月球探测器不负众望，成功的在月球背面软着陆。“嫦娥四号”在被月球“捕捉”后环月轨道运行一段时间后，调整环月轨道高度和倾角，并开展与中继星的中继链路在轨测试、以及导航敏感器的在轨测试，从而确保探测器最终能进入预定的着陆区，再择机实施月球背面软着陆。假设“嫦娥四号”探月卫星绕行n圈的时间为t.已知月球半径为R，月球表面处的重力加速度为g月,引力常量为G.试求：（1）月球的质量M（2）月球的第一宇宙速度（3）“嫦娥四号”探测卫星离月球表面的高度。22在“勇气号”火星探测器着陆的最后阶段,着陆器降落到火星表面上,在经过多次弹跳才停下来,假设着陆器第一次落到火星表面弹起后,到达最高点时高度为h,速度方向是水平的,速度大小为vo,已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r,周期T,火星可视为半径为ro的均匀球体。求：(1)火星表面的重力加速度；(2)它第二次落到火星表面时速度大小,(计算时不计大气阻力).23“玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”月球车在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G求：（1）月球表面重力加速度；（2）月球的质量和月球的第一宇宙速度；（3）月球同步卫星离月球表面高度。24某星球的质量约为地球的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高h处平抛一物水平射程为60m，则，试求：（1）该星球表面重力加速度与地球表面重力加速度的比值（2）在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体的水平射程25我国在酒泉卫星发射中心成功发射“神舟”五号载入试验飞船，飞船绕地球14圈后，地面控制中心发出返回指令，飞船启动制动发动机、调整姿态后，在内蒙古中部地区平