2022高中物理第5章万有引力定律及其应用43单元测试鲁科版必修2

第5章《万有引力定律及其应用》单元测试1我国未来将成立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站．如图

1所示，封闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球凑近，并将与空间站在

B处对接，已知空间站绕月轨道半径为

r，周期为T，万有引力常量为

G，下列说法中正确的选项是A．图中航天飞机正加快飞向

处B．航天飞机在

B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速

图

1C．根据题中条件能够算出月球质量D．根据题中条件能够算出空间站受到月球引力的大小解析：月球对航天飞机的引力与其速度的夹角小于

90°，故航天飞机飞向

B处时速度增大，即加快，A正确；B处基本上是椭圆轨道的近月点，航天飞机在该地方受月球引力小于它所需的向心力，而在圆形轨道上运动时要求月球引力等于所需向心力，故B正确；由G错误!＝mr错误!知月球质量可表示为M＝错误!，C正确；因空间站的质量未知，故D错误．答案：ABC2．性测试为纪念伽利略将望远镜用于天文观察400周年，宇宙”为主题的国际天文年．我国发射的“嫦娥一号”卫星绕月球经过一年多的运行，达成了预定任务，于分成功撞月．如图2所示为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图，卫星在控制点1开始进入撞月轨道．假定卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R，周期为T，引力常量为G根据题中信息，以下说法正确的选项是图2A．能够求出月球的质量B．能够求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力C．“嫦娥一号”卫星在控制点1处应加快D．“嫦娥一号”在地面的发射速度大于11.2km/解析：由错误!＝m错误!R可得月球质量M＝错误!，A正确；但因不知“嫦娥一号”卫星的质量，无法求出月球对“嫦娥一号”的引力，B错误；“嫦娥一号”从控制点1处开始做向心运动，应在控制点1处减速，C错误；“嫦娥一号”最终未脱离地球束缚和月球一齐绕地球运动．因此在地面的发射速度小于

11.2km/

，D错误．答案：A3．“嫦娥一号”月球探测器在围绕月球运行过程中，设探测器运行的轨道半径为

r，运行速率为

v，当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时A．r、v

都将略为减小B．r、v都将保持不变C．r

将略为减小，

v将略为增大D．r

将略为增大，

v将略为减小解析：当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时，

受到的万有引力即向心力会变大，故探测器的轨道半径会减小，由

v＝错误!得出运行速率

v将增大，故选

C答案：C底考试一物体从一行星表面某高度处自由下落不计阻力．自开始下落计时，获得物体离行星表面高度h随时间t变化的图象如图3所示，则根据题设条件能够计算出图1A．行星表面重力加快度的大小图3B．行星的质量C．物体落到行星表面时速度的大小D．物体受到行星引力的大小解析：从题中图象看到，下落的高度和时间已知初速度为0，所以能够求出行星表面的加快度和落地的速度，因为物体的质量未知，不能求出物体受到行星引力的大小，又因为行星的半径未知，不能求出行星的质量．答案：AC5．阳系外10颗最奇特的行星，包括天文学家1990年发现的第一颗太阳系外行星以及最新发现的可能适合居住的行星．在这10颗最奇特的行星中排名第三的是一颗不断缩小的行星，命名为HD209458b，它的一年只有个地球日．这颗行星以极近的距离绕恒星运转，因此它的大气层不断被恒星风吹走．据科学家估计，这颗行星每秒就丢掉起码10000吨物质，最终这颗缩小行星将只剩下一个死核．假定该行星是以其球心为中心平均减小的，且其绕恒星做匀速圆周运动．下列说法正确的选项是A．该行星绕恒星运行周期会不断增大B．该行星绕恒星运行的速度大小会不断减小C．该行星绕恒星运行周期不变D．该行星绕恒星运行的线速度大小不变解析：由于该行星是以其球心为中心平均减小的，所以其运行的半径不变，由于该行星的质量改变而恒星的质量不变，由错误!＝错误!和错误!＝错误!可知，周期和线速度大小均不改变．选项C、D正确．答案：CD6．如图4所示，在同一轨道平面上的三个人造地球卫星A、B、C在某一时刻恰幸亏同一直线上，下列说法正确的有图4A．根据v＝错误!，可知vA＜vB＜vCB．根据万有引力定律，FA＞FB＞FCC．向心加快度aA＞aB＞aCD．运动一周后，C先回到原地址解析：由错误!＝m错误!＝ma可得：v＝错误!故vA＞vB＞vC，不可用v＝错误!比较v的大小，因卫星所在处的

g

不同，A错误；由

a＝错误!，可得

aA＞aB＞aC，C正确；万有引力

F＝错误!，但不知各卫星的质量大小关系，无法比较

FA、FB、FC的大小，

B错误；由

T＝错误!可知，

C的周期最大，最晚回到原地址，故

D错误．答案：C7．宇宙中两个星球能够组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动．根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断迟缓增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的选项是A．双星相互间的万有引力减小B．双星做圆周运动的角速度增大C．双星做圆周运动的周期增大D．双星做圆周运动的半径增大解析：距离增大万有引力减小，A正确；由m1r1ω2＝m2r2ω2及r1＋r2＝r得，r1＝错误!，r2＝错误!，可知D正确；F＝G错误!＝m1r1ω2＝m2r2ω2，r增大F减小，r1增大，故减小，B错；由T＝错误!知C正确．答案：B8．有一宇宙飞船到了某行星上该行星没有自转运动，以速度v凑近行星表面匀速飞翔，测出运动的周期为T，已知引力常量为G，则可得A．该行星的半径为错误!B．该行星的平均密度为错误!C．无法测出该行星的质量D．该行星表面的重力加快度为错误!解析：由T＝错误!可得：R＝错误!，A正确；由错误!＝m错误!可得：M＝错误!，C错误；由M＝错误!πR3·ρ得：ρ＝错误!，B正确；由错误!＝mg得：g＝错误!，正确．答案：ABD9．在2022～国就先后成功发射了三艘载人飞船：“神舟五号”于2003年10月15日9时升空，飞翔21小时11分钟，合计14圈后安全返回；“神舟六号”于空，飞翔115小时32分钟，合计77圈后安全返回；“神舟七号”于空，飞翔68小时27分钟，共计45圈后安全返回．三艘载人飞船绕地球运行均可看做匀速圆周运动，则下列判断正确的选项是A．它们绕地球飞翔时所受的万有引力一定相等B．能够认为它们绕地球飞翔的线速度大小相同C．它们在绕地球飞翔的过程中，宇航员处于平衡状态D．飞船中的宇航员可使用弹簧测力计来测量自己所受到的重力解析：经过计算发现三艘载人飞船绕地球运行的周期近似相等，根据开普勒第三定律可知：三艘载人飞船绕地球飞翔的半径是相等的．所以它们绕地球飞翔的线速度大小相同，但三艘载人飞船的质量不一定相等，因而它们所受的万有引力不一定相等．它们在绕地球飞翔的过程中，宇航员不是处于平衡状态，而是处于失重状态，因而宇航员不能使用弹簧测力计来测量自己所受到的重力，故只有B正确．答案：B10．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，将卫星送入同图5步圆轨道3轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于000km＝0.2kg的小球，从轨道AB上高H处的某点静止滑下，使劲传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应的F大小，F随H的变化关系如图乙所示．求：图6圆轨道的半径及星球表面的重力加快度．该星球的第一宇宙速度．解析：1小球过C点时知足F＋mg＝m错误!2又根据mgH－2r＝错误!mvCG，忽略月球的联立解得F＝错误!H－5mg由题图可知：H1＝0.5m时F1＝0；可解得r＝0.2m22g＝5m/2H＝1.0m时F＝5N；可解得2据m错误!＝mg可得v＝错误!＝5×103m/答案：10.2m5m/225×103m/12．中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2022年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备．设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞翔，飞船上备有以下实验仪器：A计时表一只；B弹簧测力计一把；的物体一个；D天平一只附砝码一盒．在飞船贴近月球表面时可近似当作绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在凑近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量，利用上述两次测量的物理量能够推导出月球的半径和质量．已知引力常量为自转的影响说明机器人是怎样进行第二次测量的试推导用上述测量的物理量表示的月球半径和质量的表达式．解析：1机器人在月球上用弹簧测力计竖直悬挂物体，静止时读出弹簧测力计的读数F，即为物体在月球