物理人教版高中必修2人教版高一物理必修二第六章：《万有引力与航天》单元测试题(有答案)

1、万有引力与航天单元测试题、选择题1.对于万有引力定律的表达式F = G-,下列说法正确的是（）rA.公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B.当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C. m与m2受到的引力总是大小相等的，而与 m和m2是否相等无关D. m与m受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力答案：AC2.（2012北京理综）关于环绕地球运行的卫星，下列说法正确的是（）。A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C.在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同D.沿不同轨道

2、经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合R32答案：B解析：环绕地球运动的卫星，由开普勒第三定律T =常数，当椭圆轨道半长轴与圆形轨 的半径相等时，两颗卫星周期相同，选项A错误;沿椭圆轨道运行的卫星，只有引力做功，机械能 守恒，在轨道上相互对称的地方（到地心距离相等的位置）速率相同，选项B正确;所有地球同步_22GMm 4 TtmRjGMT卫星相对地面静止，运行周期都等于地球自转周期，由-R T2 ,R=V 4/，轨道半径都相同，选项C错误；同一轨道平面不同轨道半径的卫星，相同轨道半径、不同轨道平面的卫星，都有可能（不同日刻）经过北京上空，选项D错误。3、1970年4月24日，我国自行

3、设计、制造的第一颗人造地球卫星东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元。 如图所示，东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点M和 远地点N的高度分别为 439 km和2 384小,则（ ）。A.卫星在M点的势能大于 N点的势能 、-B.卫星在M点的角速度大于 N点的角速度C.卫星在M点的加速度大于 N点的加速度D.卫星在N点的速度大于 7.9 km/s答案：BC解析:卫星从M点到N点，万有引力做负功，势能增大,A项错误油开普勒第二定律知,M点的 角速度大于N点的角速度，B项正确；由于卫星在 M点所受万有引力较大，因而加速度较大，C 项正确；卫星在远地点N的速度小于其在该点做圆周运动的

4、线速度，而第一宇宙速度7.9 km/s是线速度的最大值，D项错误。4 .以下关于宇宙速度的说法中正确的是（）.（A）第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度（B）第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最小速度（C）人造地球卫星运行时的速度一定小于第二宇宙速度(D)地球上的物体无论具有多大的速度都不可能脱离太阳的束缚答案：AC5 .航天飞机中的物体处于失重状态，是指这个物体()(A)不受地球的吸引力(B)受到地球吸引力和向心力的作用而处于平衡状态(C)受到向心力和离心力的作用而处于平衡状态(D)对支持它的物体的压力为零答案：D6 .关于同步卫星(它相对于地面静止不动)，下列说法中正确的是().(A

5、)它一定在赤道上空(B)同步卫星的高度和速率是确定的值(C)它运行的线速度一定小于第一宇宙速度(D)它运行的线速度一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间ABC7 .假如作圆周运动的人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍后仍作圆周运动，则().(A)根据公式v=cor可知，卫星运动的线速度将增大到原来的 2倍2i(B)根据公式F=m可知，卫星所需的向心力将减小到原来的一r2(C)根据公式F = Gm2可知，地球提供的向心力将减小到原来的-r4(D)根据上述(B)和(C)中给出的公式可知，卫星运动的线速度将减小到原来的答案：CD8 .若已知某行星绕太阳公转的半径为r,公转周期为T,万有引力常量为 G,

6、则由此可求出().(A)某行星的质量(B)太阳的质量(C)某行星的密度(D)太阳的密度答案：B9 .一个半径是地球 3倍、质量是地球36倍的行星，它表面的重力加速度是地面重力加速度的().(A)4 倍 (B)6 倍 (C)13.5 倍 (D)18 倍答案：A10 .由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径减小了，那么卫星的().(A)速率变大，周期变小(B)速率变小，周期变大(C)速率变大，周期变大(D)速率变小，周期变小答案：A11 .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p后经点火将卫星送入椭圆轨道2,然后再次点火，将卫星送入同步轨道 /I3.轨道1、2相切于Q点，2、3

7、相切于P点，则当卫星分别在 1、2、3(轨道上正常运行时，下列说法中正确的是().卜(A)卫星在轨道3上的速率大于在轨道 1上的速率?/(B)卫星在轨道3上的角速度大于在轨道 1上的角速度(C)卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道 2上经过Q点时的加速度 (D)卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道 3上经过P点时的加速度 答案：D12.假设地球的质量不变,而地球的半径增大到原来的2倍.那么从地球发射人造卫星的第试题试卷宇宙速度的大小应为原来的A. J2倍B. 2倍,2C.-倍 D.2 倍212.【解析】选B.因第一宇宙速度即为地球近地卫星的线速度,2Mmv /口G 2 im 4

8、寸 v=R2RGM ,故M不变，R变为原来的两倍时，v减小为原来的1213 .质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动，已知月球质量为M,月球半径为R,月球表面重力加速度为g,引力常量为 G不考虑月球自转的影响，则航天器的()A.线速度v= J，mB.C.运行周期T=2兀 R D. g向心加速度a= GmR213、【解析】选C.月球对探月航天器的万有引力提供探月航天器在月球附近做匀速圆周运动所需要的向心力，根据牛顿第二定律列方程得2G Mm = mv =mE 2=ma则探月航天器的R2R线速度为v=GM,选项A错误.其加速度GM a=R2,选项D错误.又知，在月球

9、附近满足G Mm=mg=mR)2,因此探月航天器的角速度 3 = 但,其周期为丁=生=2兀/R ,选项BR2 R g错误、选项C正确.14 .人造卫星进入轨道做匀速圆周运动时，关于卫星内的物体，下列说法正确的是()。A.处于完全失重状态，所受重力为零B.处于完全失重状态，所受重力不为零C.处于不完全失重状态，所受重力不为零D.处于平衡状态，即所受的合外力为零答案：B解析：卫星内的物体所受万有引力提供其做圆周运动的向心力，且物体所受重力不为零，故选项B正确。15 .星球上的物体在星球表面附近绕星球做匀速圆周运动所必须具备的速度v1叫做第一宇宙速度，物体脱离星球引力所需要的最小速度v2叫做第二宇宙

10、速度 ，v2与v1的关系是v2= v1。已知某星球的半径为r,它表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的1/6。若不计其他星球的影响，则该星球的第一宇宙速度v1和第二宇宙速度 v2分别是()。A.v1=再2=河B.v1 =/ _Jr6 ,v2= 3gr grC.v1= 6 ,v2= 3答案：BD.v1 =, gr ,v2=3解析：对于贴着星球表面的卫星2士 胡=?mg=m r ,解得：v1=6 6，又由v2= J2 v1,可求出16 .(2012课标全国理综)假设地球是一半径为 R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为do已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小

11、之比为()。ddA.1- R B.1+ RR -dRC.( R )2D.( R -d )2答案：A解析:设位于矿井底部的小物体的质量为m,则地球对它的引力为半径为 (R-d)的部分地球”对GM m7Tz 22它的引力，地球的其他部分对它的引力为零，有mg=(R-d);对位于地球表面的物体m有GMmM (R -d)3mg= R2 ，根据质量分布均匀的物体的质量和体积成正比可得M -R3，由以上三式可g d得g =1- R，选项A正确。二、计算题。17 .宇航员站在星球表面上某高处，沿水平方向抛出一小球，经过时间t小球落回星球表面,测得抛出点和落地点之间的距离为 L.若抛出时的速度增大为原来的 2

12、倍，则抛出点到落地 点之间的距离为 J3L .已知两落地点在同一水平面上，该星球半径为R,求该星球的质量.(1998年全国高考试题)答案:2LR23Gt218.已知月球半径为 R,月球表面的重力加速度为 go,飞船在绕月球的圆形轨道I上运动,轨道半径为r, r=4R,到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道n ,到达轨道的近月点B时再次点火进入近月轨道出绕月球做圆周运动.已知引力常量G.求：(1)月球的质量；(2)飞船在轨道I上的运行速率；(3)飞船在轨道出上绕月运行一周所需的时间.18.【解析】(1)设月球的质量为 M对月球表面上质量为 m2Mm . /口g0R的物体有G 2- = m g0得M=RG(2)设飞船的质量为m,对于圆形轨道I的飞船运动,八 Mmv1有 G 2 =m 14R4R解得飞船在轨道I运动的速率为V1=.而(3)设飞船在轨道出绕月球运行一周所需的时间为有mg=m(空)2R解得丁=2兀T答案：哈会瓯219、(12分).神舟五号载人飞船在绕地球飞行的第R兀 I go5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度h= 342 km的圆形轨道.已知地球半径 一一 一 _ 3R = 6.37 10 km,地面处的重力加速度g =10m/s2.试导出飞船在