18学年高中物理阶段质量检测二万有引力与航天2180122361

PAGEPAGE1。。内部文件，版权追溯内部文件，版权追溯内部文件，版权追溯阶段质量检测(二)万有引力与航天(时间：60分钟；满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1．(2016·沈阳高一检测)下列说法符合史实的是()A．牛顿发现了行星的运动规律B．胡克发现了万有引力定律C．卡文迪许测出了引力常量G，被称为“称量地球重量的人”D．伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性2．“嫦娥三号”在下列位置中，受到月球引力最大的是()A．太阳帆板展开的位置B．月球表面上的着陆点C．环月椭圆轨道的近月点D．环月椭圆轨道的远月点3．a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星，其中a、c的轨道相交于P(图中未画出)，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道位于同一平面。某时刻四颗人造卫星的运行方向及位置如图所示。下列说法中正确的是()A．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度B．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度C．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度D．a、c存在相撞危险4．星球上的物体脱离该星球引力所需要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＝eq\r(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面重力加速度g的eq\f(1,6)，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为()A.eq\r(\f(gr,3))B.eq\r(\f(gr,6))C.eq\f(gr,3)D.eq\r(gr)5．我国发射的“天链一号01星”是一颗同步卫星，其运动轨道与地球表面上的()A．某一纬度线(非赤道)是共面的同心圆B．某一经度线是共面的同心圆C．赤道线是共面同心圆，且卫星相对地面是运动的D．赤道线是共面同心圆，且卫星相对地面是静止的6．(2016·淄博高一检测)“太空涂鸦”技术就是使低轨运行的攻击卫星在接近高轨侦查卫星时，准确计算轨道向其发射“漆雾”弹，并在临近侦查卫星时，压爆弹囊，让“漆雾”散开并喷向侦查卫星，喷散后强力吸附在侦查卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上，使之暂时失效。下列说法正确的是()A．攻击卫星在轨运行速度大于7.9km/sB．攻击卫星进攻前的速度比侦查卫星的速度小C．攻击卫星完成“太空涂鸦”后应减速才能返回低轨道上D．若攻击卫星周期已知，结合万有引力常量就可计算出地球质量二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)7．(2016·绍兴高一检测)假设在宇宙中存在这样三个天体A、B、C，它们在一条直线上，天体A离天体B的高度为某值时，天体A和天体B就会以相同的角速度共同绕天体C运转，且天体A和天体B绕天体C运动的轨道都是圆轨道，如图所示。以下说法正确的是()A．天体A做圆周运动的加速度小于天体B做圆周运动的加速度B．天体A做圆周运动的线速度大于天体B做圆周运动的线速度C．天体A做圆周运动的向心力大于天体C对它的万有引力D．天体A做圆周运动的向心力等于天体C对它的万有引力8．两颗人造卫星质量之比是1∶2，轨道半径之比是3∶1，则下述说法中，正确的是()A．它们的周期之比是eq\r(3)∶1B．它们的线速度之比是1∶eq\r(3)C．它们的向心加速度之比是1∶9D．它们的向心力之比是1∶99．(2016·锦州高一检测)一些星球由于某种原因而发生收缩，假设该星球的直径缩小到原来的四分之一，若收缩时质量不变，则与收缩前相比()A．同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的4倍B．同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的16倍C．星球的第一宇宙速度增大到原来的4倍D．星球的第一宇宙速度增大到原来的2倍10．如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星球之间的距离为L，质量之比m1∶m2＝3∶2，则可知()A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为2∶3B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3∶2C．m1做圆周运动的半径为eq\f(2,5)LD．m2做圆周运动的半径为eq\f(2,5)L三、非选择题(本题共3小题，共40分)11．(10分)“东方一号”人造地球卫星A和“华卫二号”人造卫星B，它们的质量之比为mA∶mB＝1∶2，它们的轨道半径之比为2∶1，求卫星A与卫星B的线速度大小之比。12．(14分)火箭发射“神舟”号宇宙飞船开始阶段是竖直升空，设向上的加速度a＝5m/s2，宇宙飞船中用弹簧测力计悬挂一个质量为m＝9kg的物体，当飞船升到某高度时，弹簧测力计示数为85N，那么此时飞船距地面的高度是多少？(地球半径R＝6400km，地球表面重力加速度g取10m/s2)13．(16分)(2016·临湘高一检测)一组太空人乘坐太空穿梭机，去修理距离地球表面6.0×105m的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H，机组人员使穿梭机S进入与H相同的轨道并关闭助推火箭，而望远镜则在穿梭机前方数千米处，如图所示。设G为引力常量，M为地球质量(已知地球半径R＝6.4×106m，地球表面重力加速度g＝9.8m/s2，地球的第一宇宙速度v＝7.9km/s)。(1)在穿梭机内，一质量为70kg的太空人的视重是多少？(2)计算轨道上的重力加速度及穿梭机在轨道上的速率和周期。答案1．解析：选C由物理学史可知，开普勒发现了行星的运动规律，牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量G，牛顿用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性，故C正确，A、B、D错误。2．解析：选B根据F＝Geq\f(Mm,r2)，受月球引力最大的位置距月球球心最近，故应选B。3．解析：选Aa、c的轨道相交于P，说明两颗卫星的轨道半径相等，根据Geq\f(Mm,r2)＝man可知，a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度，A正确；根据Geq\f(Mm,r2)＝mω2r可知，b的角速度小于a、c的角速度，B错误；根据Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)可知，a、c的线速度大小相等，且大于d的线速度，C错误；由于a、c的轨道半径相等，周期相等，不存在相撞危险，D错误。4．解析：选A该星球的第一宇宙速度：Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v\o\al(2,1),r)，在该星球表面处万有引力等于重力：Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(g,6)，由以上两式得v1＝eq\r(\f(gr,6))，则第二宇宙速度v2＝eq\r(2)v1＝eq\r(2)×eq\r(\f(gr,6))＝eq\r(\f(gr,3))，故A正确。5．解析：选D同步卫星相对地球静止，自西向东运转，所有的卫星都必须以地心为圆心，因此同步卫星在赤道上空，与赤道线是共面同心圆，故D正确。6．解析：选C7.9km/s是地球卫星的最大环绕速度，A错误；攻击卫星进攻前在低轨运行，轨道半径小于高轨侦查卫星，根据Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)可知攻击卫星进攻前的速度比侦查卫星的速度大，B错误；攻击卫星完成“太空涂鸦”后减速做近心运动能返回低轨道上，C正确；根据Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r可知，计算地球质量，除了知道攻击卫星周期、万有引力常量，还需知道攻击卫星的轨道半径，D错误。7．解析：选BC由于天体A、B绕天体C运动的轨道都是圆轨道，根据an＝ω2r，v＝ωr可知A错误，B正确；天体A做圆周运动的向心力是由天体B和C对其引力的合力提供的，所以C正确，D错误。8．解析：选BC人造卫星绕地球转动时万有引力提供向心力，即Geq\f(Mm,r2)＝man＝meq\f(v2,r)＝mreq\f(4π2,T2)，解得an＝Geq\f(M,r2)∝eq\f(1,r2)，v＝eq\r(\f(GM,r))∝eq\f(1,\r(r))，T＝2πeq\r(\f(r3,GM))∝eq\r(r3)，故两颗人造卫星的周期之比T1∶T2＝eq\r(27)∶1，线速度之比v1∶v2＝1∶eq\r(3)，向心加速度之比an1∶an2＝1∶9，向心力之比F1∶F2＝m1an2∶m2an2＝1∶18，故B、C正确，A、D错误。9．解析：选BD由重力等于万有引力mg＝Geq\f(Mm,R2)可知，同一物体在星球表面受到的重力增大为原来的16倍，A错误，B正确；由第一宇宙速度计算式v＝eq\r(\f(GM,R))可知，星球的第一宇宙速度增大为原来的两倍，C错误，D正确。10．解析：选AC设两星的运动半径分别为r1和r2，由于两星的周期相同，由ω＝eq\f(2π,T)知，它们的角速度相同，B错误；两星之间的万有引力等于它们的向心力，即m1r1ω2＝m2r2ω2，而r1＋r2＝L，所以r1＝eq\f(2,5)L，r2＝eq\f(3,5)L，C正确，D错误；又因v＝ωr，所以v1∶v2＝r1∶r2＝2∶3，A正确。11．解析：由万有引力定律和牛顿第二定律得Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)解得v＝eq\r(\f(GM,r))故eq\f(vA,vB)＝eq\r(\f(rB,rA))＝eq\f(1,\r(2))答案：1∶eq\r(2)12．解析：在地面附近，Geq\f(Mm,R2)＝mg在高空中，Geq\f(Mm,R＋h2)＝mg′在宇宙飞船中，对质量为m的物体，由牛顿第二定律可得：F－mg′＝ma由以上三式解得：h＝3.2×103km答案：3.2×103km13．解析：(1)穿梭机内的人处于完全失重状态，故视重为0。(2)由mg＝Geq\f(Mm,R2)，得g＝eq\f(GM,R2)，g′＝eq\f(GM,r2)则eq\f(g′,g)＝eq\f(R2,r2)≈0.84所以轨道上的重力加速度g′＝