人教版高中物理 必修二 第六章 万有引力与航天 单元试卷

人教版高中物理 必修二 第六章 万有引力与航天 单元试卷

一、单选题

1.在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献．下列关于科学家和他们的贡献的说法中符合史实的是（ ）

A. 伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因 B. 牛顿最早利用斜面实验研究了自由落体运动 C. 亚里士多德提出力是改变物体运动状态的原因 D. 牛顿利用扭秤实验验证了万有引力定律 2.物理学重视逻辑推理，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（ ） A. 电子的发现使人们认识到原子具有核式结构 B. 天然放射现象说明原子核内部是有结构的 C. α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的 D. 密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的 3.如图，航天飞机在完成太空任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的近地点，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（ ）

A. 在轨道Ⅱ上经过A的速度大于经过B的速度 B. 在轨道Ⅱ上经过A的速度等于在轨道Ⅰ上经过A 的速度 C. 在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度

4.中国在酒泉卫星发射中心采用长征四号乙运载火箭，成功发射首颗X射线空间天文卫星“慧眼”。并在引

力波事件发生时成功监测了引力波源所在的天区。已知“慧眼”在距地面550km的圆轨道上运行，则其（ ）A. 线速度大于第一宇宙速度 B. 向心加速度大于静止在地球赤道上物体的向心加速度 C. 角速度小于同步卫星的角速度 D. 运行周期大于地球自转周期

5.通过长期探索人类于17世纪发现了万有引力定律，该定律是由哪位科学家总结得出的（ ） A. 伽利略 B. 开普勒 C. 牛顿 D. 爱因斯坦

二、多选题

6.关于引力常量G，下列说法中正确的是（ ）

A. G值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值 B. 引力常量G的大小与两物体质量的乘积成反比，与两物体间距离的平方成正比

C. 引力常量G在数值上等于两个质量都是1kg的可视为质点的物体相距1m时的相互吸引力 D. 引力常量G是不变的，其值大小与单位制的选择无关

7.同步卫星的加速度为a1 ， 运行速度为v1 ， 地面附近卫星的加速度为a2 ， 运行速度为v2 ， 地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a3 ， 向心加速度为v3 ， 则（ ） A. v2＞v1＞v3 B. v3＞v1＞v2 C. a2＞a3＞a1 D. a2＞a1＞a3

8.如图，近地人造卫星和月球绕地球的运行轨道可视为圆．设卫星、月球绕地公转周期分别为T卫、T月 ， 地球自转周期为T地 ， 则（ ）

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A. T卫＜T月 B. T卫＞T月 C. T卫＜T地 D. T卫=T地

9.假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是（ ）

A. 地球的向心力变为缩小前的一半 B. 地球的向心力变为缩小前的

C. 地球绕太阳公转线速度大小与缩小前的相同 D. 地球绕太阳公转线速度大小变为缩小前的一半 10.人造地球卫星可以看起来相对地面静止，就是我们常说的同步卫星．地球半径为R，质量为M，自转周期为T，同步卫星距离地面高度为h，运行速度为v．下列表达式正确的是（ ） A. h=

﹣R B. h=

﹣R C. v=

D. v=

三、填空题

11.把木箱放在电梯的水平地板上，则下列运动中地板受到的压力超过木箱重力的是________ A. 电梯匀减速上升 B. 电梯匀加速上升 C. 电梯匀减速下降 D. 电梯匀速上升 12.本学期学习了《曲线运动》、《万有引力与航天》和《机械能守恒》的部分内容，请你写出三章里出现的计算公式（写出三个即可）________、________、________ ．

13.英国物理学家________ 在实验室里利用扭秤装置，通过几个铅球之间万有引力的测量，比较准确的得

11

出了G的数值．目前推荐的标准为G=6.67×10﹣________（填单位）

14.太阳系外行星“51peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为T，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的1/r，该中心恒星与太阳的质量比约为________，外行星“51peg b”的向心加速度与地球的向心加速度比约为________．（地球绕太阳运动的周期用T0表示）

15.西昌卫星发射中心的火箭发射架上，有一待发射的卫星，它随地球自转的线速度为v1 ， 周期为T1；发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动，线速度为v2、周期为T2；实施变轨后，使其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动，线速度为v3、周期为T3 ． 则v1、v2、v3的大小关系是________；T1、T2、T3的大小关系是________（用“＞”或“=”连接）

16.人造地球卫星在运行过程中由于受到微小的阻力，轨道半径将缓慢减小．在此运动过程中，卫星所受万有引力大小将________（填“减小”或“增大”）；其动能将________ （填“减小”或“增大”）．

四、解答题

17.火星的质量和半径分别约为地球的 约为多少？

18.一艘宇宙飞船绕一个不知名的、半径为R的行星表面飞行，环绕一周飞行时间为T.求该行星的质量和平均密度.

和

，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度

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19.嫦娥一号卫星开始绕地球做椭圆轨道运动,经过变轨、制动后,成为一颗绕月球做圆轨道运动的卫星.设卫星距月球表面的高度为h,做匀速圆周运动的周期为T .已知月球半径为R,引力常量为G,求:月球的质量M及月球表面的重力加速度g;

20.两颗靠得很近的天体称为双星，它们以两者连线上某点为圆心作相同角速度的匀速圆周运动，这样就不至于由于万有引力而吸引在一起。若两星间距为L，在相互万有引力的作用下，绕它们连线上某点O转动，且转动角速度为ω，求这两颗天体的总质量M（引力常量为G）。

21.已知地球半径为R ， 地面处重力加速度为g,万有引力恒量为G ， 如不考虑地球自转的影响，求地球的平均密度．

22.继神秘的火星之后，土星也成了全世界关注的焦点，经过近7年35.2亿公里在太空中风尘仆仆的创新后，美航空航天局和欧航空航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器抵达预定轨道，开始“拜访”土星及其卫星家族，这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测，若卡西尼号探测器进入绕土星飞行的轨道，在半径为R的土星上空离土星表面高度h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t．计算土星的质量和平均密度．（万有引力常量为G）

23.某星球的质量为M，在该星球表面某一倾角为θ的山坡上以初速度v0平抛一物体，经过时间t该物体落到山坡上．欲使该物体不再落回该星球的表面，至少应以多大的速度抛出该物体？（不计一切阻力，引力常量为G）

24.已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的7倍，某行星的同步卫星轨道半径约为该行星半径的3倍，该行星的自转周期约为地球自转周期的一半，那么该行星的平均密度与地球平均密度之比约为多少？

25.一个人造天体飞临某个行星，并进入行星表面的圆轨道，已经测出该天体环绕行星一周所用的时间为T，已知行星的半径为R，万有引力恒量为G，那么这颗行星的质量和密度各是多少？

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参

一、单选题 1. A 2.B 3. C 4. B 5. C 二、多选题 6. A,C 7. A,D 8.A,C 9. B,C 10.A,C 三、填空题 11. B,C 12.h=

；v=gt；

=

13.卡文迪许；N•m2/kg2 14.

；

15.v2＞v3＞v1；T1=T3＞T2 16.增大；增大 四、解答题

17. 解:根据星球表面的万有引力等于重力知道：

，得出：

，

火星的质量和半径分别约为地球的 和 ，所以火星表面的重力加速度：

18.解：研究飞船绕行星表面做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得： 解得：

根据密度公式得出：

19.解：卫星绕月球做匀速圆周运动,有

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解得

卫星在月球表面时

解得

20. 解：设双星A、B的质量分别为m1、m2。半径分别为r1和r2. 对A星分析： 对B星分析： 由于 由以上式可得

，

。

地球体积为：

联立可解得地球密

，得 ，得 。

21.解：由地球表面万有引力等于重力，可得： 度为：

22.解：由 =m （R+h） 又T=

得：

由 ，V=

得：

答：土星的质量为 ，平均密度为 ．

23.解：由题意可知是要求该星球上的“近地卫星”的绕行速度，也即为第一宇宙速度． 设该星球表面处的重力加速度为g，

由平抛运动可得 tanθ= = = ①

故g=

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对于该星球表面上的物体有 =mg ②

所以R=

而对于绕该星球做匀速圆周运动的“近地卫星”应有mg= ③

由 ①②③式得 v= =

答：欲使该物体不再落回该星球的表面，至少应以 24.解：设卫星轨道半径为r ， 中心天体半径为R。 由万有引力提供向心力可得 中心天体质量 中心天体体积为 由以上式可得，

。 。

的速度抛出该物体

由上式可知行星的平均密度与地球平均密度之比约为

.

25.解：研究人造天体绕行星表面做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得： 解得：

根据密度公式得出：

答：这颗行星的质量为 ，密度是

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