高中物理 第六章 万有引力与航天-5单元测试 新人教版必修2

用心 爱心 专心1A 地 球 A B C B 地 球 A B C C 地 球 A BC D 地 球 A C B 单元检测题 单元检测题 A A 第第 I I 卷卷 选择题 选择题 共共 3636 分 分 一 本题共本题共 1212 小题 每小题小题 每小题 3 3 分 共计分 共计 3636 分 分 在每小题给出的四个选项中 有一个或多个选项在每小题给出的四个选项中 有一个或多个选项 正确 全部选对得正确 全部选对得 3 3 分 选对但不全得分 选对但不全得 2 2 分 有错选或不答的得分 有错选或不答的得 0 0 分分 1 对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星 下列说法正确的是 A 人造地球卫星的实际绕行速率一定大于 7 9km s B 从卫星上释放的物体将作平抛运动 C 在卫星上可以用天平称物体的质量 D 我国第一颗人造地球卫星 周期是 6 84 103s 离地面高度比地球同步卫星离地面高度小 2 某载人宇宙飞船进入预定的圆形轨道后 宇航员测出了飞船绕地球 N 圈所用的时间 t 若地球 的质量 M 半径 R 和引力常量 G 均已知 则根据以上数据可以算出该飞船 ABD A 离地的高度 B 运行的速度 C 发射的速度 D 所受的向心力 3 地球同步卫星质量为m 离地高度为h 若地球半径为R0 地球表面处重力加速度为g0 地球 自转角速度为 则同步卫星所受的地球对它的万有引力的大小为 0 A 0B C D 以上结果都不正确 m R g Rh 0 2 0 0 2 m R g 0 2 00 4 3 4 神舟六号载人航天飞船经过 115 小时 32 分钟的太空飞行 绕地球飞行 77 圈 飞船返回舱终 于在 2005 年 10 月 17 日凌晨 4 时 33 分成功着陆 航天员费俊龙 聂海胜安全返回 已知万有引 力常量 G 地球表面的重力加速度 g 地球的半径 R 神舟六号飞船太空飞行近似为圆周运动 则下 列论述正确的是 A 可以计算神舟六号飞船绕地球的太空飞行离地球表面的高度 h B 可以计算神舟六号飞船在绕地球的太空飞行的加速度 C 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 D 神舟六号飞船绕地球的太空飞行速度比月球绕地球运行的速度要小 5 三颗人造地球卫星A B C在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动 且绕行方向相 同 已知RA RB RC 若在某一时刻 它们正好运行到同一条直线上 如图所示 那么再经过卫 星A的四分之一周期时 卫星A B C的位置可能是 地 球 A B C 用心 爱心 专心2 6 设地球半径为 R 地球表面的重力加速度为 g 则在距离地面高度 H R 的地方 下列说法正确 的是 A 质量为 m 的物体在该处的重力大小为mg 2 1 B 通过该处绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的运动的角速度为 2R g C 通过该处绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的运动的线速度为 2 gR D 通过该处绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的运动的周期为 2 g 2R 7 某星球的质量约为地球的 9 倍 半球约为地球的一半 若从地球上高h处平抛一物体 射程为 60 则在该星球上 从同样高度 以同样的初速度平抛同一物体 射程应为 A 10 B 15 C 90 D 360 8 两颗靠得较近的天体称为双星 它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动 因而不致于由 于万有引力作用而吸引在一起 下列说法中正确的是 A 它们所受向心力之比与其质量成正比 B 它们做匀速圆周运动的角速度之比是 1 1 C 它们做匀速圆周运动的轨道半径之比与其质量成反比 D 它们做匀速圆周运动的线速度大小与其质量成反比 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 卫星运动的速度为 卫星运动的周期为 4 Rg2gR 2 卫星运动的加速度为g 2 卫星的动能为mgR 4 以上叙述正确的是 A B C D 10 地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动 所受的向心力为F1 向心加速度为a1 线 速度为v1 角速度为 1 绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星 高度忽略 所受的向心力为 F2 向心加速度为a2 线速度为v2 角速度为 2 地球同步卫星所受的向心力为F3 向心加速度 为a3 线速度为v3 角速度为 3 地球表面重力加速度为g 第一宇宙速度为v 假设三者质量相 用心 爱心 专心3 等 则 A F1 F2 F3B a1 a2 g a3 C v1 v2 v v3D 1 3 2 11 2001 年 10 月 22 日 欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞 命名为 MCG6 30 15 由于黑洞的强大引力 周围物质大量掉入黑洞 假定银河系中心仅此一个黑洞 已知太阳系绕银河系中心匀速运转 下列哪一组数据可估算该黑洞的质量 A 地球绕太阳公转的周期和速度 B 太阳的质量和运行速度 C 太阳质量和到MCG6 30 15 的距离 D 太阳运行速度和到MCG6 30 15 的距离 12 2003 年 2 月 1 日 美国 哥伦比亚 号航天飞机在返回途中解体 造成人类航天史上又一悲 剧 若哥伦比亚号航天飞机是在赤道上空飞行的 轨道半径为r 飞行方向与地球的自转方向相同 设地球的自转角速度为 0 地球半径为R 地球表面重力加速度为g 在某时刻航天飞机通过赤道 上某建筑物的上方 则到它下次通过该建筑上方所需时间为 A 2 0 B 2 3 2 r gR 2 3 gR r 0 1 C 2 D 2 0 2 3 gR r 3 3 r gR 第第 IIII 卷卷 非选择题 非选择题 共共 6464 分 分 二 填空题 本题共二 填空题 本题共 6 小题 每小题小题 每小题 4 分 共分 共 24 分 把答案填在题中横线上或按题目要求作图 分 把答案填在题中横线上或按题目要求作图 13 我国神舟六号载人飞船成功发射和返回 标志着我国的航天事业发展到了一个很高的水 平 飞船在绕地球飞行的第 5 圈时进行变轨 由原来的椭圆轨道变为距地面高度为 h 的圆形轨道 已知地球半径为 R 地面处的重力加速度为 g 则飞船在圆形轨道上运行的速度 v 运行的周期 T 14 某星球表面上 宇航员测出小物块自由下落 h 高度的时间 t 乘宇宙飞船在靠近该星球表 面空间飞行 测得其环绕周期是 T 引力常量为 G 根据上述各量 则该星球的质量为 15 一颗人造卫星环绕某行星作匀速圆周运动 经过时间 t 卫星运行的路程为 s 卫星与行 星的中心连线转过的角度是 弧度 2 那么该卫星环绕行星运动的线速度大小 v 该行星的质量 M 万有引力恒量为 G 16 我国已公布力争发射 嫦娥一号 绕月卫星 已知月球的半径为 R 月球表面的重力加速 度为 g 为地球表面的重力加速度 则保证嫦娥一号绕月球做圆周运动的速度至少为 6 g 即月球的第一宇宙速度 绕行的最小周期为 17 我国将要发射一颗绕月运行的探月卫星 嫦娥 1 号 设该卫星的轨道是圆形的 且贴近 月球表面 已知月球的质量约为地球质量的 月球的半径约为地球半径的 地球上的第一宇宙速 1 81 1 4 度约为 7 9km s 则该探月卫星绕月运行的速率为 用心 爱心 专心4 18 两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动 它们的质量之比 m1 m2 p 轨道半径之比 r1 r2 q 则它们的公转周期之比 T1 T2 它们受到太阳的引力之比 F1 F2 三 计算题 本大题共三 计算题 本大题共 4 小题 共小题 共 40 分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演分 解答应写出必要的文字说明 方程式和重要演 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 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 19 10 分 2005 年 10 月 12 日 我国继 神舟 五号载人宇宙飞船后又成功地发射了 神舟 六 号载人宇宙飞船 飞船入轨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 飞船的返回舱于 10 月 17 日凌晨顺利降落在预定地点 两名宇航员安全返回祖国的怀抱 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 若地球表面的重力加速度 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 20 10 分 在某个半径为的行星表面 对于一个质量kg 的砝码 用弹簧称m105 R1 m 量 其重力的大小 请您计算该星球的第一宇宙速度是多大 注 第一宇宙速度N6 1 G 1 v 也即近地 最大环绕速度 本题可以认为物体重力大小与其万有引力的大小相等 1 v 用心 爱心 专心5 21 8 分 两颗靠得很近的天体 离其他天体非常遥远 靠相互吸引力一起以连线上某一点 为圆心分别作圆周运动 从而保持两者之间的距离不变 这样的天体称为 双星 现测得两星中心 距离为 R 运动周期为 T 求 双星的总质量 解 设双星的质量分别为 M1 M2 它们绕其连线上的 O 点以周期 T 作匀速圆周运动 由万有引 力定律及牛顿第二定律得 22 1212 12 22 22 M MM M GMR GMR RTRT 联立解得 22 12 2 8R MM GT 上述结果是否正确 若正确 请列式证明 若错误 请求出正确结果 22 12 分 火箭载着宇宙探测器飞向某行星 火箭内平台上还放有测试仪器 如图所示 火箭从 地面起飞时 以加速度竖直向上做匀加速直线运动 为地面附近的重力加速度 已知地球半 2 0 g 0 g 径为 R 1 升到某一高度时 测试仪器对平台的压力刚好是起飞前压力的 求此时火箭离地面的高 18 17 度 h 2 探测器与箭体分离后 进入行星表面附近的预定轨道 进行一系列科学实验和测量 若测得探测器环绕该行星运动的周期为 试问 该行星的平均密度为多少 0 T 假定行星为球体 且已知万有引力常量为 G 用心 爱心 专心6 参考答案参考答案 1 D 2 AB 3 BC 4 AB 5 C 6 C 7 A 8 BCD 9 B 10 D 11 D 12 A 13 14 hR gR v 2 2 3 2 gR hR T Gt Th M 64 43 2 15 v s t M s3 G t2 16 6 gR g R6 2 17 v 1 8km s 18 p q2 2 3 q 19 解析 1 飞船在圆轨道上做匀速圆周运动 运行的周期T n t 设飞船做圆运动距地面的高度为h 飞船受到地球的万有引力提供了飞船的向心力 根据万有 引力定律和牛顿第二定律 得 2 2 2 4 T hR m hR GMm 而地球表面上的物体受到的万有引力近似等于物体的重力 即 mg 2 R GMm 联立以上各式 解得h R 3 22 22 4n tgR 2 飞船运动的圆轨道的周长s 2 R h 动行的速度v 解得v T s t hR n 2 3 2 2 t ngR 20 解析 由重量和质量的关系知 Gmg 所以m s2 6 1 m G g 设 环绕该行星作近地飞行的卫星 其质量为 m 所以 应用牛顿第二定律有 解得 R v mgm 2 1 Rgv 1 代入数值得第一宇宙速度 m s 400 1 v 21 解析 解法错误 两星的转动半径不是R 分别为x与