高中物理 第六章 萬有引力與航天章末檢測

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第六章 萬有引力與航天章末檢測一、選擇題（本題9個小題,每小題6分，共54分.15題為單項選擇題,69題為多項選擇題）1火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據(jù)開普勒行星運動定律可知（）a太陽位于木星運行軌道的中心b火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等c火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方d相同時間內(nèi),火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積解析：火星和木星在橢圓軌道上繞太陽運行時，太陽位于橢圓軌道的一個焦點上，故選項a錯誤；由于火星和木星在不同的軌道上運行，且是橢圓軌道，速度大小變化，火星和木星的運行速度大小不一定相等，選項b錯誤

2、；由開普勒第三定律可知選項c正確；由于火星和木星在不同的軌道上,火星與太陽連線在相同時間內(nèi)掃過的面積相等,但不一定等于相同時間內(nèi)木星與太陽連線掃過的面積，選項d錯誤答案：c2地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的81倍，一飛行器位于地球與月球之間,當?shù)厍驅(qū)λ囊驮虑驅(qū)λ囊Υ笮∠嗟葧r，飛行器距月球球心的距離與月球球心距地球球心之間的距離之比為（）a1:9 b9：1c1:10 d10:1解析：設(shè)月球質(zhì)量為m，則地球質(zhì)量為81m，地月間距離為r，飛行器質(zhì)量為m0，當飛行器距月球球心的距離為r時，地球?qū)λ囊Φ扔谠虑驅(qū)λ囊Γ瑒tgg,所以9，r10r，r：r1：10，故選項c正確答案：c3如圖所示，拉格

3、朗日點l1位于地球和月球連線上,處在該點的物體在地球和月球引力的共同作用下，可與月球一起以相同的周期繞地球運動據(jù)此，科學(xué)家設(shè)想在拉格朗日點l1建立空間站，使其與月球同周期繞地球運動以a1、a2分別表示該空間站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步衛(wèi)星向心加速度的大小以下判斷正確的是()aa2a3a1 ba2a1a3ca3a1a2 da3a2a1解析：空間站和月球繞地球運動的周期相同，由a2r知，a2a1;對地球同步衛(wèi)星和月球，由萬有引力定律和牛頓第二定律得mrma，因t同步t月，則r同步a2,故選項d正確答案：d4(2016天津理綜3)我國即將發(fā)射“天宮二號”空間實驗室，之后發(fā)射“神舟十一號

4、飛船與“天宮二號”對接假設(shè)“天宮二號”與“神舟十一號”都圍繞地球做勻速圓周運動,為了實現(xiàn)飛船與空間實驗室的對接，下列措施可行的是（)a使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行，然后飛船加速追上空間實驗室實現(xiàn)對接b使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行，然后空間實驗室減速等待飛船對接c飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實驗室,兩者速度接近時實現(xiàn)對接d飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實驗室，兩者速度接近時實現(xiàn)對接解析：若使飛船與空間站在同一軌道上運行，然后飛船加速，所需向心力變大，則飛船將脫離原軌道而進入更高的軌道，不能實現(xiàn)對接,選項a錯誤；若使飛船

5、與空間站在同一軌道上運行，然后空間站減速,所需向心力變小，則空間站將脫離原軌道而進入更低的軌道,不能實現(xiàn)對接，選項b錯誤；要想實現(xiàn)對接,可使飛船在比空間試驗室半徑較小的軌道上加速,然后飛船將進入較高的空間試驗室軌道，逐漸靠近空間實驗室后，兩者速度接近時實現(xiàn)對接,選項c正確；若飛船在比空間實驗室半徑較小的軌道上減速,則飛船將進入更低的軌道,不能實現(xiàn)對接，選項d錯誤答案：c5冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng),質(zhì)量比約為7：1，同時繞它們連線上某點o做勻速圓周運動,由此可知，冥王星繞o點運動的(）a軌道半徑約為卡戎的b角速度大小約為卡戎的c線速度大小約為卡戎的7倍d向心力大小約為卡戎的7倍

6、解析：冥王星與卡戎間的引力提供它們運動的向心力，向心力相等，d項錯；雙星系統(tǒng)，角速度相等，b項錯 設(shè)冥王星質(zhì)量為m,軌道半徑為r1，卡戎質(zhì)量為m，軌道半徑為r2，兩星間距離為r。 對于冥王星:gmm/r2m2r1， 對于卡戎星:gmm/r2m2r2, 由/可得：r1/r2m/m1/7,所以，a項對 線速度vr，同樣可推知c項錯答案：a6俄羅斯正在建造新一代探月飛船，計劃在2029年實現(xiàn)載人登陸月球表面已知引力常量g、月球中心到地球中心的距離r和月球繞地球運行的周期t，僅利用這三個數(shù)據(jù)，可以估算出的物理量有()a月球的質(zhì)量b地球的質(zhì)量c地球的半徑d月球繞地球運行速度的大小解析：由天體運動的受力特

7、點得gmr，可得地球的質(zhì)量m.由周期和線速度的關(guān)系可得月球繞地球運行速度的大小v。故選bd。答案:bd7如圖所示，一飛行器圍繞地球沿半徑為r的圓軌道1運動經(jīng)p點時，啟動推進器短時間向前噴氣使其變軌，2、3是與軌道1相切于p點的可能軌道則飛行器（）a變軌后將沿軌道3運動b相對于變軌前運行周期變長c變軌前、后在兩軌道上經(jīng)p點的速度大小相等d變軌前、后在兩軌道上經(jīng)p點的加速度大小相等解析:推進器短時間向前噴氣，飛行器將被減速,故選項c錯誤；此時有g(shù)m，所以飛行器將做向心運動，即變軌后將沿較低軌道3運動，故選項a正確；根據(jù)開普勒第三定律可知，公轉(zhuǎn)周期將變短，故選項b錯誤；由于變軌前、后在兩軌道上經(jīng)p點

8、時，所受萬有引力不變，因此加速度大小不變，故選項d正確答案:ad8在圓軌道上做勻速圓周運動的國際空間站里，一宇航員手拿一只小球相對于太空艙靜止“站立于艙內(nèi)朝向地球一側(cè)的“地面上，如圖所示下列說法正確的是（)a宇航員相對于地球的速度介于7.9 km/s與11.2 km/s之間b若宇航員相對于太空艙無初速度釋放小球，小球?qū)⒗^續(xù)做勻速圓周運動c宇航員不受地球的引力作用d宇航員對“地面”的壓力等于零解析：7.9 km/s是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，也是衛(wèi)星環(huán)繞地球運行的最大速度可見，所有環(huán)繞地球運轉(zhuǎn)的衛(wèi)星、飛船等，其運行速度均小于7。9 km/s，故a錯誤；若宇航員相對于太空艙無初速度釋放小球，由于慣性,小

9、球仍具有原來的速度,所以地球?qū)π∏虻娜f有引力正好提供它做勻速圓周運動需要的向心力，即gm，故選項b正確；在太空中，宇航員也要受到地球引力的作用,選項c錯誤；在宇宙飛船中，宇航員處于完全失重狀態(tài)，故選項d正確答案：bd9三顆人造地球衛(wèi)星a、b、c繞地球做勻速圓周運動，如圖所示，已知mambmc，則對于三顆衛(wèi)星,正確的是（）a運行線速度關(guān)系為vavbvcb運行周期關(guān)系為tatbtcc向心力大小關(guān)系為fafbvbvc,選項a正確；由gmr得t2，所以tatbtc，選項b正確；由gman得ang，所以aaabac，又mambfb，fbfc，選項c錯誤；三顆衛(wèi)星都繞地球運行，故由開普勒第三定律得,選項d

10、正確答案：abd二、非選擇題（本題3小題，共46分）10(14分)我國航天技術(shù)飛速發(fā)展，設(shè)想數(shù)年后宇航員登上了某星球表面宇航員從距該星球表面高度為h處，沿水平方向以初速度v拋出一小球，測得小球做平拋運動的水平距離為l，已知該星球的半徑為r，引力常量為g.求:（1)該星球表面的重力加速度（2）該星球的平均密度解析：(1）小球在星球表面做平拋運動,有l(wèi)vt，hgt2,解得g。(2）在星球表面滿足mg又mr3，解得.答案：(1)（2）11(16分）某星球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的9倍，半徑為地球半徑的一半，若從地球表面高為h處平拋一物體，水平射程為60 m,則在該星球上從同樣高度以同樣的初速度平拋同一物體

11、，水平射程為多少？解析：平拋運動水平位移xv0t豎直位移hgt2解以上兩式得xv0由重力等于萬有引力mgg得g所以2936x星x地10 m答案：10 m12（16分)為了與“天宮二號”成功對接，在發(fā)射時,“神舟十一號宇宙飛船首先要發(fā)射到離地面很近的圓軌道,然后經(jīng)過多次變軌，最終與在距地面高度為h的圓形軌道上繞地球飛行的“天宮二號”完成對接，假設(shè)之后整體保持在距地面高度仍為h的圓形軌道上繞地球繼續(xù)運動已知地球半徑為r0，地面附近的重力加速度為g.求:（1）地球的第一宇宙速度(2）“神舟十一號”宇宙飛船在近地圓軌道運行的速度與對接后整體的運行速度之比（用題中字母表示）解析:（1)設(shè)地球的第一宇宙速度為v，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律得：gm，在地面附近有g(shù)m0g,聯(lián)立以上兩式解得v。(2）