高中物理阶段质量检测二万有引力与航天(含解析)新人教版

万有引力与航天(时间：60分钟；满分：100分)一、单项选择题(此题共6小题，每题6分，共36分)1．(2016·沈阳高一检测)以下说法切合史实的是( )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—地查验”证明了万有引力定律的正确性2．“嫦娥三号”在以下地点中，遇到月球引力最大的是( )A．太阳帆板睁开的地点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．、、、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星，此中、c的轨abca道订交于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地点如下图。以下说法中正确的选项是( )A．a、c的加快度大小相等，且大于B．b、c的角速度大小相等，且小于C．a、c的线速度大小相等，且小于

b的加快度a的角速度d的线速度D．a、c存在相撞危险4．星球上的物体离开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＝21。已知某星球的半径为r，它表面的重力加v1速度为地球表面重力加快度g的6，不计其余星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为( )A.grgrgrD.grB.C.3365．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)是共面的齐心圆B．某一经度线是共面的齐心圆C．赤道线是共面齐心圆，且卫星相对地面是运动的D．赤道线是共面齐心圆，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靠近高轨侦查卫星时，正确计算轨道向其发射“漆雾”弹，并在邻近侦察卫星时，压爆弹囊，让“漆雾”散开并喷向侦察卫星，喷散后强力吸附在侦察卫星的侦探镜头、太阳能板、电子侦探传感器等重点设施上，使之临时无效。以下说法正确的选项是( )A．攻击卫星在轨运行速度大于7.9km/sB．攻击卫星攻击前的速度比侦察卫星的速度小C．攻击卫星达成“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，联合万有引力常量便可计算出地球质量二、多项选择题(此题共4小题，每题6分，共24分)7．(2016·绍兴高一检测

)假定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就会以同样的角速度共同绕天体运行，且天体A和天体B绕天体C运动的轨道都是圆轨道，如下图。以下说法正确的选项是

(

C

)A．天体A做圆周运动的加快度小于天体B做圆周运动的加快度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，则下陈述法中，正确的选项是( )A．它们的周期之比是3∶1B．它们的线速度之比是1∶3C．它们的向心加快度之比是1∶9D．它们的向心力之比是1∶99．(2016·锦州高一检测)一些星球因为某种原由此发生缩短，假定该星球的直径减小到本来的四分之一，若缩短时质量不变，则与缩短前对比( )A．同一物体在星球表面遇到的重力增大到本来的4倍B．同一物体在星球表面遇到的重力增大到本来的16倍C．星球的第一宇宙速度增大到本来的4倍D．星球的第一宇宙速度增大到本来的2倍10．如下图，两颗星球构成的双星，在互相之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期同样的匀速圆周运动。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∶22C．m1做圆周运动的半径为5LD．2做圆周运动的半径为2m5L三、非选择题(此题共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，设向上的加快度a＝5m/s2，宇宙飞船顶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，地球表面重力加快度g取10m/s2)13．(16分)(2016·临湘高一检测)一组太空人乘坐太空穿越机，去维修距离地球表面6.0×105m的圆形轨道上的哈勃太空望远镜，机组人员使穿越机S进入与H同样的轨道并H封闭助推火箭，而望远镜则在穿越机前面数千米处，如下图。设G为引力常量，M为地球质量(已知地球半径R＝6.4×106m，地球表面重力加快度g＝9.8m/s2，地球的第一宇宙速度v＝7.9km/s)。在穿越机内，一质量为70kg的太空人的视重是多少？计算轨道上的重力加快度及穿越机在轨道上的速率和周期。答案1．分析：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—地查验”证明了万有引力定律的正确性，故C正确，A、B、D错误。Mm2．分析：选

B

依据

F＝Gr2，受月球引力最大的地点距月球球心近来，故应选

B。3．分析：选

A

a、c

的轨道订交于

P，说明两颗卫星的轨道半径相等，依据

MmGr2＝man可知，a、c的加快度大小相等，且大于

b的加快度，

A正确；依据

Mm2Gr2＝mωr

可知，b的角Mmv2速度小于a、c的角速度，B错误；依据Gr2＝mr可知，a、c的线速度大小相等，且大于d的线速度，C错误；因为a、c的轨道半径相等，周期相等，不存在相撞危险，D错误。Mm2v14．分析：选A该星球的第一宇宙速度：Gr2＝mr，在该星球表面处万有引力等于重力：Mmg＝gr，则第二宇宙速度v＝2v＝2×gr＝gr，故AG2＝m，由以上两式得vr6162163正确。5．分析：选D同步卫星相对地球静止，自西向东运行，全部的卫星都一定以地心为圆心，所以同步卫星在赤道上空，与赤道线是共面齐心圆，故D正确。6．分析：选C7.9km/s是地球卫星的最大围绕速度，A错误；攻击卫星攻击前在低Mmv2轨运行，轨道半径小于高轨侦察卫星，依据Gr2＝mr可知攻击卫星攻击前的速度比侦察卫星的速度大，B错误；攻击卫星达成“太空涂鸦”后减速做近心运动能返回低轨道上，C正确；Mm4π2依据Gr2＝mT2r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．分析：选BC因为天体A、B绕天体C运动的轨道都是圆轨道，依据n2a＝ωr，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对其引力的协力供给的，所以C正确，D错误。8．分析：选BC人造卫星绕地球转动时万有引力供给向心力，Mmnv24π2即Gr2＝ma＝mr＝mrT2，解得n＝M1GM1r331∶G2∝2，＝∝，＝2π∝r，故两颗人造卫星的周期之比2rrGMrr27∶1，线速度之比v1∶v2＝1∶3，向心加快度之比an1∶an2＝1∶9，向心力之比F1∶F2m1an2∶m2an2＝1∶18，故B、C正确，A、D错误。Mm9．分析：选BD由重力等于万有引力mg＝GR2可知，同一物体在星球表面遇到的重力增大为本来的16倍，A错误，B正确；由第一宇宙速度计算式v＝GMR可知，星球的第一宇宙速度增大为本来的两倍，C错误，D正确。10．分析：选AC设两星的运动半径分别为r1和r2，因为两星的周期同样，2π由ω＝T知，它们的角速度同样，B错误；两星之间的万有引力等于它们的向心力，112222即mrω＝mrω，3而r1＋r2＝L，所以r1＝5L，r2＝5L，C正确，D错误；又因v＝ωr，所以v1∶v2＝r1∶r2＝2∶3，正确。11．分析：由万有引力定律和牛顿第二定律得Mmv2Gr2＝mr解得v＝GMr故vArB1＝＝vBrA2答案：1∶2Mm12．分析：在地面邻近，GR2＝mgMm在高空中，GR＋h2＝mg′在宇宙飞船中，对证量为m的物体，由牛顿第二定律可得：F－mg′＝ma由以上三式解得：＝3.2×103kmh313．分析：(1)穿越机内的人处于完整失重状态，故视重为0。MmGMGM由mg＝GR