高一物理人教版必修二第六章万有引力与航天单元检测

2018年高一物理人教版必修二第六章万有引力与航天单元检测一、单选题（本大题共11小题，共分）1.关于开普勒第三定律的表达式a3T2=A.k与a3成正比B.k与TC.k值与a和T都有关系D.k值只与中心天体有【答案】D【解析】开普勒第三定律a3T2=k中的常数k只与中心天体有关，与a和T无关，故2.关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是()A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动，太阳处在一个焦点上B.所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等C.离太阳越近的行星的运动周期越长D.行星绕太阳在椭圆轨道上运动时，线速度大小始终不变【答案】B【解析】【详解】开普勒行星运动第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上。故A错误。开普勒行星运动第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，可知离太阳越近的行星的运动周期越短，故B正确，C错误；由开普勒第二定律可知，日星连线相同时间内扫过面积相等，行星绕太阳在椭圆轨道上运动时，线速度大小在变化，越靠近太阳，线速度越大，反之则越小。故D错误。故选B。【点睛】正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键，注意公转周期与自转周期的区别，线速度的大小变化与间距的关系．3.如图所示，将质量为m的物体(可看做质点)，放在离地面高度为h的P点，已知地球半径为R、质量为M，万有引力常量为G，则物体受到地球的万有引力大小为(

)A.F=GMmR2【答案】D【解析】根据万有引力定律可知，物体受到地球的万有引力大小为F=G4.火星的质量和半径分别约为地球的0.1倍和0.5倍，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为()A.0.2gB.0.4gC.2.5g【答案】B【解析】试题分析：根据星球表面的万有引力等于重力列出等式表示出重力加速度．通过火星的质量和半径与地球的关系找出重力加速度的关系．根据星球表面的万有引力等于重力知道GmMR火星的质量和半径分别约为地球的110和所以火星表面的重力加速度g′考点：万有引力定律及其应用．点评：求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先根据物理规律用已知的物理量表示出来，再进行之比．视频5.已知某天体的第一宇宙速度为8km/s，该星球半径为R，则在距离该星球表面高度为3RA.22km/sB.【答案】C【解析】第一宇宙速度v=GMR=8k6.我国将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神州十一号”飞船与“天宫二号”对接.假设“天宫二号”与“神州十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是A.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接【答案】C【解析】试题分析：在同一轨道上运行加速做离心运动，减速做向心运动均不可实现对接．则AB错误；飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，则其做离心运动可使飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接．则C正确；飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，则其做向心运动，不可能与空间实验室相接触．则D错误．故选C．考点：人造地球卫星【名师点睛】此题是关于人造卫星的变轨问题，明确正常运行的卫星加速做离心运动会达到高轨道，若减速则会做向心运动达到低轨道。视频7.若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星的质量是地球的18倍，半径是地球的2A.16km/sB.24【答案】B【解析】第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，GMmR2=mv2【点睛】本题关键是根据第一宇宙速度的表达式列式求解，其中第一宇宙速度为贴近星球表面飞行的卫星的环绕速度！求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较．8.两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，质量之比为1：2，轨道半径之比为1：2，则()A.线速度大小之比为1：2B.运行的周期之比为1：2C.向心加速度大小之比为4：1D.它们的向心力大小之比为4：1【答案】C【解析】【分析】根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论即可．【详解】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有GMmr2=mv2r=mω2r=m（2πT）2r=ma，解得加速度a=GMr2，速度公式v=GMr，周期9.“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道直奔月球，在距月球表面200km的P点进行第一次变轨后被月球捕获，先进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图所示.之后，卫星在P点又经过两次变轨，最后在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动.对此，下列说法正确的是学。科。网...学。科。网...A.卫星在轨道Ⅲ上运动的速度大于月球的第一宇宙速度B.卫星在轨道Ⅱ上运动周期比在轨道Ⅰ上长C.卫星在轨道Ⅱ上运动到P点的速度大于沿轨道Ⅰ运动到P点的速度D.卫星在轨道Ⅲ上运动到P点的加速度等于沿轨道Ⅱ运动到P点的加速度【答案】D【解析】卫星从轨道Ⅲ进入轨道Ⅱ必须在P点加速，卫星在轨道Ⅲ上运动到P点的速度小于在轨道Ⅱ上运动到P点的速度，选项A错误；根据开普勒第三定律R3T2＝K，半长轴越长，周期越大，所以卫星在轨道Ⅰ运动的周期最长，故B正确；从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ和从轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ，都要减速做近心运动，故其机械能要减小，故卫星在轨道Ⅲ上运行的机械能最小，故C正确．卫星在轨道Ⅲ上在P点和在轨道Ⅰ在P点的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律，加速度相等．故二、多选题（本大题共4小题，共分）10.三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，某时刻A、B相距最近，如图所示。已知地球自转周期为T1，B的周期为TA.A加速可追上同一轨道上的CB.经过时间T1T22(C.A、C向心加速度大小相等，且大于B的向心加速度D.A、B与地心连线在相同时间内扫过的面积不等【答案】BD【解析】（1）卫星A加速后做离心运动，轨道变高，不可能追上卫星C，故A错误；（2）AB卫星由相距最近至相距最远时，圆周运动转过的角度差为π，所以可得：ω其中：ωA=2πT1，ω（3）根据万有引力提供向心加速度，得a=GMr2。由该式可知，卫星A、卫星C（4）绕地球运动的卫星与地心连线在相同时间t内扫过的面积：s=1则：s=t2⋅GMr，可知11.2011年9月29日，我国自行设计、制造“天宫一号”空间实验室发射成功，开创了我国航天事业的新纪元.“天宫一号”经过变轨后绕地球做圆周运动，运行周期为90min.关于“天宫一号”A.“天宫一号”的向心加速最大B.同步通信卫星的角速度最大C.赤道上随地球自转物体线速度最小D.“天宫一号”的速度大于7.9【答案】AC【解析】试题分析：由题意知天宫一号的周期小于同步卫星的周期，根据GMmr2=mr4π2T2知r天<r同．由GMmr2=m考点：解答本题要先根据天宫一号与同步卫星的周期关系确定半径的关系，其次要知道在赤道上随地球自转的物体的周期等于同步卫星的周期，再灵活选用万有引力提供向心力的公式解答；本题中容易犯错误的地方是赤道上随地球自转的物体，所受万有引力不完全提供向心力，不适用万有引力提供向心力的公式．12.关于所有的地球同步卫星，下列说法正确的是()A.向心力相同B.周期相同C.向心加速度相同D.离地心的距离相同【答案】BD【解析】由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据公式GMmR2=m4π2T2R，解得【点睛】地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度大小．13.宇宙两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转，称之为双星系统.设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示.若AO>A.星球A的质量小于星球B的质量B.星球A的线速度大于星球B的线速度C.星球A受到的向心力大于星球B受到的向心力D.星球A的向心加速度小于星球B的向心加速度【答案】AB【解析】AB、双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，根据万有引力提供向心力公式得：Gm1m2L2=m1ω2r1=mB、根据T=2πω可知星球A的周期等于星球C、根据v=ωr可知，星球A的线速度一定大于星球B的线速度，故D、根据a=ω2r可知，星球A的向心加速度一定大于星球B故选CD。【点睛】双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，根据向心力公式判断质量关系，根据v=ωr判断线速度关系，根据三、计算题（本大题共3小题，共分）14.天文学中把两颗距离比较近，又与其它星体距离比较远的星体叫做双星，双星的间距是一定的.设双星的质量分别是m1、m2，星球球心间距为(1(2【答案】（1）两星的轨道半径分别为m2m1+m2L【解析】【分析】双星靠相互间的万有引力提供