高一物理人教版必修二第六章萬有引力與航天單元檢測

2018年高一物理人教版必修二第六章萬有引力與航天單元檢測一、單選題（本大題共11小題，共分）1.關(guān)于開普勒第三定律的表達(dá)式a3T2=A.k與a3成正比B.k與TC.k值與a和T都有關(guān)系D.k值只與中心天體有【答案】D【解析】開普勒第三定律a3T2=k中的常數(shù)k只與中心天體有關(guān)，與a和T無關(guān)，故2.關(guān)于開普勒行星運動定律，下列說法中正確的是()A.所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運動，太陽處在一個焦點上B.所有行星的軌道半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等C.離太陽越近的行星的運動周期越長D.行星繞太陽在橢圓軌道上運動時，線速度大小始終不變【答案】B【解析】【詳解】開普勒行星運動第一定律的內(nèi)容為：所有行星分別沿不同大小的橢圓軌道繞太陽運動，太陽處于橢圓的一個焦點上。故A錯誤。開普勒行星運動第三定律：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，可知離太陽越近的行星的運動周期越短，故B正確，C錯誤；由開普勒第二定律可知，日星連線相同時間內(nèi)掃過面積相等，行星繞太陽在橢圓軌道上運動時，線速度大小在變化，越靠近太陽，線速度越大，反之則越小。故D錯誤。故選B?！军c睛】正確理解開普勒的行星運動三定律是解答本題的關(guān)鍵，注意公轉(zhuǎn)周期與自轉(zhuǎn)周期的區(qū)別，線速度的大小變化與間距的關(guān)系．3.如圖所示，將質(zhì)量為m的物體(可看做質(zhì)點)，放在離地面高度為h的P點，已知地球半徑為R、質(zhì)量為M，萬有引力常量為G，則物體受到地球的萬有引力大小為(

)A.F=GMmR2【答案】D【解析】根據(jù)萬有引力定律可知，物體受到地球的萬有引力大小為F=G4.火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的0.1倍和0.5倍，地球表面的重力加速度為g，則火星表面的重力加速度約為()A.0.2gB.0.4gC.2.5g【答案】B【解析】試題分析：根據(jù)星球表面的萬有引力等于重力列出等式表示出重力加速度．通過火星的質(zhì)量和半徑與地球的關(guān)系找出重力加速度的關(guān)系．根據(jù)星球表面的萬有引力等于重力知道GmMR火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的110和所以火星表面的重力加速度g′考點：萬有引力定律及其應(yīng)用．點評：求一個物理量之比，我們應(yīng)該把這個物理量先根據(jù)物理規(guī)律用已知的物理量表示出來，再進(jìn)行之比．視頻5.已知某天體的第一宇宙速度為8km/s，該星球半徑為R，則在距離該星球表面高度為3RA.22km/sB.【答案】C【解析】第一宇宙速度v=GMR=8k6.我國將發(fā)射“天宮二號”空間實驗室，之后發(fā)射“神州十一號”飛船與“天宮二號”對接.假設(shè)“天宮二號”與“神州十一號”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實現(xiàn)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【答案】C【解析】試題分析：在同一軌道上運行加速做離心運動，減速做向心運動均不可實現(xiàn)對接．則AB錯誤；飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上加速，則其做離心運動可使飛船逐漸靠近空間實驗室，兩者速度接近時實現(xiàn)對接．則C正確；飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上減速，則其做向心運動，不可能與空間實驗室相接觸．則D錯誤．故選C．考點：人造地球衛(wèi)星【名師點睛】此題是關(guān)于人造衛(wèi)星的變軌問題，明確正常運行的衛(wèi)星加速做離心運動會達(dá)到高軌道，若減速則會做向心運動達(dá)到低軌道。視頻7.若取地球的第一宇宙速度為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球的18倍，半徑是地球的2A.16km/sB.24【答案】B【解析】第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，GMmR2=mv2【點睛】本題關(guān)鍵是根據(jù)第一宇宙速度的表達(dá)式列式求解，其中第一宇宙速度為貼近星球表面飛行的衛(wèi)星的環(huán)繞速度！求一個物理量之比，我們應(yīng)該把這個物理量先用已知的物理量表示出來，再根據(jù)表達(dá)式進(jìn)行比較．8.兩顆人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，質(zhì)量之比為1：2，軌道半徑之比為1：2，則()A.線速度大小之比為1：2B.運行的周期之比為1：2C.向心加速度大小之比為4：1D.它們的向心力大小之比為4：1【答案】C【解析】【分析】根據(jù)人造衛(wèi)星的萬有引力等于向心力，列式求出線速度、角速度、周期和向心力的表達(dá)式進(jìn)行討論即可．【詳解】人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為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.“嫦娥一號”探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道直奔月球，在距月球表面200km的P點進(jìn)行第一次變軌后被月球捕獲，先進(jìn)入橢圓軌道Ⅰ繞月飛行，如圖所示.之后，衛(wèi)星在P點又經(jīng)過兩次變軌，最后在距月球表面200km的圓形軌道Ⅲ上繞月球做勻速圓周運動.對此，下列說法正確的是學(xué)?？?。網(wǎng)...學(xué)?？?。網(wǎng)...A.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運動的速度大于月球的第一宇宙速度B.衛(wèi)星在軌道Ⅱ上運動周期比在軌道Ⅰ上長C.衛(wèi)星在軌道Ⅱ上運動到P點的速度大于沿軌道Ⅰ運動到P點的速度D.衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運動到P點的加速度等于沿軌道Ⅱ運動到P點的加速度【答案】D【解析】衛(wèi)星從軌道Ⅲ進(jìn)入軌道Ⅱ必須在P點加速，衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運動到P點的速度小于在軌道Ⅱ上運動到P點的速度，選項A錯誤；根據(jù)開普勒第三定律R3T2＝K，半長軸越長，周期越大，所以衛(wèi)星在軌道Ⅰ運動的周期最長，故B正確；從軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ和從軌道Ⅱ進(jìn)入軌道Ⅲ，都要減速做近心運動，故其機械能要減小，故衛(wèi)星在軌道Ⅲ上運行的機械能最小，故C正確．衛(wèi)星在軌道Ⅲ上在P點和在軌道Ⅰ在P點的萬有引力大小相等，根據(jù)牛頓第二定律，加速度相等．故二、多選題（本大題共4小題，共分）10.三顆人造衛(wèi)星A、B、C都在赤道正上方同方向繞地球做勻速圓周運動，A、C為地球同步衛(wèi)星，某時刻A、B相距最近，如圖所示。已知地球自轉(zhuǎn)周期為T1，B的周期為TA.A加速可追上同一軌道上的CB.經(jīng)過時間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與地心連線在相同時間內(nèi)掃過的面積不等【答案】BD【解析】（1）衛(wèi)星A加速后做離心運動，軌道變高，不可能追上衛(wèi)星C，故A錯誤；（2）AB衛(wèi)星由相距最近至相距最遠(yuǎn)時，圓周運動轉(zhuǎn)過的角度差為π，所以可得：ω其中：ωA=2πT1，ω（3）根據(jù)萬有引力提供向心加速度，得a=GMr2。由該式可知，衛(wèi)星A、衛(wèi)星C（4）繞地球運動的衛(wèi)星與地心連線在相同時間t內(nèi)掃過的面積：s=1則：s=t2?GMr，可知11.2011年9月29日，我國自行設(shè)計、制造“天宮一號”空間實驗室發(fā)射成功，開創(chuàng)了我國航天事業(yè)的新紀(jì)元.“天宮一號”經(jīng)過變軌后繞地球做圓周運動，運行周期為90min.關(guān)于“天宮一號”A.“天宮一號”的向心加速最大B.同步通信衛(wèi)星的角速度最大C.赤道上隨地球自轉(zhuǎn)物體線速度最小D.“天宮一號”的速度大于7.9【答案】AC【解析】試題分析：由題意知天宮一號的周期小于同步衛(wèi)星的周期，根據(jù)GMmr2=mr4π2T2知r天<r同．由GMmr2=m考點：解答本題要先根據(jù)天宮一號與同步衛(wèi)星的周期關(guān)系確定半徑的關(guān)系，其次要知道在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體的周期等于同步衛(wèi)星的周期，再靈活選用萬有引力提供向心力的公式解答；本題中容易犯錯誤的地方是赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體，所受萬有引力不完全提供向心力，不適用萬有引力提供向心力的公式．12.關(guān)于所有的地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是()A.向心力相同B.周期相同C.向心加速度相同D.離地心的距離相同【答案】BD【解析】由于同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同，所以T為一定值，根據(jù)公式GMmR2=m4π2T2R，解得【點睛】地球質(zhì)量一定、自轉(zhuǎn)速度一定，同步衛(wèi)星要與地球的自轉(zhuǎn)實現(xiàn)同步，就必須要角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相等，這就決定了它的軌道高度和線速度大小．13.宇宙兩顆靠得比較近的恒星，只受到彼此之間的萬有引力作用相互繞轉(zhuǎn)，稱之為雙星系統(tǒng).設(shè)某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的O點做勻速圓周運動，如圖所示.若AO>A.星球A的質(zhì)量小于星球B的質(zhì)量B.星球A的線速度大于星球B的線速度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、雙星靠相互間的萬有引力提供向心力，具有相同的角速度，根據(jù)萬有引力提供向心力公式得：Gm1m2L2=m1ω2r1=mB、根據(jù)T=2πω可知星球A的周期等于星球C、根據(jù)v=ωr可知，星球A的線速度一定大于星球B的線速度，故D、根據(jù)a=ω2r可知，星球A的向心加速度一定大于星球B故選CD?！军c睛】雙星靠相互間的萬有引力提供向心力，具有相同的角速度，根據(jù)向心力公式判斷質(zhì)量關(guān)系，根據(jù)v=ωr判斷線速度關(guān)系，根據(jù)三、計算題（本大題共3小題，共分）14.天文學(xué)中把兩顆距離比較近，又與其它星體距離比較遠(yuǎn)的星體叫做雙星，雙星的間距是一定的.設(shè)雙星的質(zhì)量分別是m1、m2，星球球心間距為(1(2【答案】（1）兩星的軌道半徑分別為m2m1+m2L【解析】【分析】雙星靠相互間的萬有引力提供