高中物理 第六章 万有引力与航天章末检测1

PAGEPAGE4第六章万有引力与航天(时间：90分钟总分值：100分)一、选择题(此题共10小题，每题4分，共40分)1．以下关于万有引力定律的说法正确的选项是()A．万有引力定律是卡文迪许发现的B．万有引力定律适用于自然界中的任何两个物体之间C．万有引力定律公式F＝eq\f(Gm1m2,r2)中的G是一个比例常数，是没有单位的D．万有引力定律公式说明当r等于零时，万有引力为无穷大2．关于地球的第一宇宙速度，以下说法中正确的选项是()A．它是人造地球卫星环绕地球运转的最小速度B．它是近地圆形轨道上人造卫星的运行速度C．它是能使卫星进入近地轨道的最小发射速度D．它是能使卫星进入近地轨道的最大发射速度3．2010年1月17日0时12分，我国成功发射北斗二号卫星并定点于地球同步卫星轨道，如图1所示．北斗二号卫星与近地表面做匀速圆周运动的卫星相比()A．北斗二号卫星的线速度更大B．北斗二号卫星的周期更大C．北斗二号卫星的角速度更大D．北斗二号卫星的向心加速度更大图14．人造地球卫星进入轨道做匀速圆周运动，下面说法中正确的选项是()A．卫星内的物体失重，卫星本身没失重B．卫星内的物体不再受万有引力作用C．卫星内物体仍受万有引力作用D．卫星内的物体不受万有引力作用而受向心力作用5．美国的“大鸟”侦察卫星可以发现地面上边长仅为0.36m的方形物体，它距离地面高度仅有16km，理论和实践都说明：卫星离地面越近，它的分辨率就越高，那么分辨率越高的卫星()A．向心加速度一定越大B．角速度一定越小C．周期一定越大D．线速度一定越大6．某些星球和组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率，如果超过了该速率，星球的万有引力将缺乏以维持其赤道附近的物体做圆周运动．由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T，以下关系式正确的选项是()A．T＝2πeq\r(\f(R3,GM))B．T＝2πeq\r(\f(3R2,GM))C．T＝eq\r(\f(π,Gρ))D．T＝eq\r(\f(3π,Gρ))7．我国已于年底发射“天宫一号”目标飞行器．“天宫一号”既是交会对接目标飞行器，也是一个空间实验室，将以此为平台开展空间实验室的有关技术验证．假设“天宫一号”绕地球做半径为r1、周期为T1的匀速圆周运动，地球绕太阳做半径为r2、周期为T2的匀速圆周运动，已知万有引力常量为G，那么根据题中的条件，可以求得()A．太阳的质量B．“天宫一号”的质量C．“天宫一号”与地球间的万有引力D．地球与太阳间的万有引力8．假设取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，那么这颗行星上的第一宇宙速度约为()A．16km/sB．32km/sC．4km/sD．2km/s9．有两颗行星A、B，在两个行星外表附近各有一颗卫星，如果这两颗卫星运动的周期相等，以下说法正确的选项是()A．行星A、B外表重力加速度之比等于它们的半径之比B．两卫星的线速度一定相等C．行星A、B的质量和半径一定相等D．行星A、B的密度一定相等10．已知万有引力常量G，在以下给出的情景中，能根据测量数据求出月球密度的是()A．在月球外表使一个小球做自由落体运动，测出落下的高度H和时间tB．发射一颗贴近月球外表绕月球做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的周期TC．观察月球绕地球的圆周运动，测出月球的直径D和月球绕地球运行的周期TD．发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出卫星离月球外表的高度H和卫星的周期T二、填空题(此题共2小题，共14分)11．(6分)2011年4月10日，我国成功发射第8颗北斗导航卫星，建成以后北斗导航卫星系统将包含多颗地球同步卫星，这有助于减少我国对GPS导航系统的依赖，GPS由运行周期为12小时的卫星群组成，设北斗导航系统的同步卫星和GPS导航卫星的轨道半径分别为R1和R2，向心加速度分别为a1和a2，那么R1∶R2＝________，a1∶a2＝________.(可用根式表示)12．(8分)我国航天方案的下一目标是登上月球，当飞船靠近月球外表的圆形轨道绕行几圈后登陆月球，飞船上备有以下实验器材：A．计时表一只；B．弹簧测力计一个；C．已知质量为m的物体一个；D．天平一只(附砝码一盒)．已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量，依据测量的数据，可求出月球的半径R及月球的质量M(已知引力常量为G)(1)两次测量所选用的器材分别为________、________和________(填选项前的字母)．(2)两次测量的物理量是________和________．(3)试用所给物理量的符号分别写出月球半径R和质量M的表达式．R＝________，M＝________.三、计算题(此题共5小题，共46分)13．(8分)已知火星的半径约为地球半径的eq\f(1,2)，火星质量约为地球质量的eq\f(1,9).假设一物体在地球外表所受重力比它在火星外表所受重力大49N，那么这个物体的质量是多少？(g取9.8m/s2)14.(8分)一颗在赤道上空飞行的人造地球卫星，其轨道半径为r＝3R(R为地球半径)，已知地球外表重力加速度为g，那么该卫星的运行周期是多大？运行速率是多大？15．(8分)我国“嫦娥一号”月球探测器在绕月球成功运行之后，为进一步探测月球的详细情况，又发射了一颗绕月球外表飞行的科学试验卫星．假设该卫星绕月球做圆周运动，月球绕地球也做圆周运动，且轨道都在同一平面内．已知卫星绕月球运动的周期T0，地球外表处的重力加速度g，地球半径R0，月心与地心间的距离r，引力常量G，试求：(1)月球的平均密度ρ；(2)月球绕地球运动的周期T.16.(10分)已知地球半径为R，一只静止在赤道上空的热气球(不计气球距地球外表的高度)绕地心运动的角速度为ω0，在距地面h高处的圆形轨道上有一颗人造地球卫星，设地球的质量为M，热气球的质量为m，人造地球卫星的质量为m1.根据上述条件，有一位同学列出了以下两个式子：对热气球有：Geq\f(Mm,R2)＝mωeq\o\al(2,0)R对人造地球卫星有：Geq\f(Mm1,R＋h2)＝m1ω2(R＋h)进而求出人造地球卫星绕地球运行的角速度ω.你认为该同学的解法是否正确？假设认为正确，请求出结果．假设认为错误，请补充一个条件后，再求出ω.17．(12分)已知地球半径为R，地球外表重力加速度为g，万有引力常量为G，不考虑地球自转的影响．(1)求卫星环绕地球运行的第一宇宙速度v1；(2)假设卫星绕地球做匀速圆周运动且运行周期为T，求卫星运行半径r；(3)由题目所给条件，请提出一种估算地球平均密度的方法，并推导出密度表达式．

答案1．B2．BC3．B4．C5．AD6．AD7．AD8．A9．AD10．B11.eq\r(3,4)eq\f(\r(3,4),4)12．(1)ABC(2)飞船绕月球运行的周期T质量为m的物体在月球外表所受重力的大小F(3)eq\f(FT2,4π2m)eq\f(F3T4,16π4Gm3)13．9kg14．6πeq\r(\f(3R,g))eq\r(\f(gR,3))15．(1)eq\f(3π,GT\o\al(2,0))(2)eq\f(2πr,R0)eq\r(\f(r,g))16．该同学的解法不正确．对人造卫星所列方程正确，但对热气球，其静止在赤道上是因为所受浮力与其重力平衡，而不是因为万有引力提供做圆周运动的向心力．其一可补充地球外表重力加速度g，对热气球有：eq\f(GMm,R2)＝mg对人造地球卫星：eq\f(GMm1,R＋h2)＝m1ω2(R＋h)．联立以上两式得ω＝eq\f(R\r(gR＋h),R＋h2)，其二可补充同步卫星离地面的高度h0，那么对同步卫星：e