山西省忻州市第一中學高一物理目標檢測第6章萬有引力與航天單元檢測試題

第六章單元檢測一、選擇題（每小題6分，共60分，多選題漏選得3分，錯選或多選得0分）1.人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，下列說法正確的是【】A.半徑越大，線速度越小，周期越小B.半徑越大，線速度越小，周期越大C.所有衛(wèi)星的線速度均相同，與半徑無關D.所有衛(wèi)星的周期都相同，與半徑無關【答案】B【解析】試題分析：勻速圓周運動的人造地球衛(wèi)星受到的萬有引力提供向心力，即，因此，線速度：；周期為：，則M一定，衛(wèi)星的周期與半徑有關，半徑越大，周期越大，角速度越小，線速度越小，故B正確，ACD錯誤．故選B．考點：萬有引力定律的應用【名師點睛】解答本題要根據(jù)人造地球衛(wèi)星受到的萬有引力提供向心力來找準衛(wèi)星的周期、線速度及角速度的決定因素，由控制變量法討論選擇。2.關于經(jīng)典力學和相對論、量子力學的關系，下列說法正確的是【】A.經(jīng)典力學和相對論、量子力學是各自獨立的學說，互不相容B.相對論、量子力學是在否定了經(jīng)典力學的基礎上建立起來的C.經(jīng)典力學包括在相對論、量子力學中，經(jīng)典力學是相對論、量子力學的特殊情形D.經(jīng)典力學包括相對論、量子力學，相對論、量子力學是經(jīng)典力學的特殊情形【答案】C【解析】A、經(jīng)典力學是狹義相對論在低速(v<<c)條件下的近似，即只要速度遠遠小于光速，經(jīng)過數(shù)學變換狹義相對論的公式就全部變化為牛頓經(jīng)典力學的公式，故A錯誤；BD、相對論并沒有否定經(jīng)典力學，而是在其基礎上發(fā)展起來的，有各自成立范圍，故BD錯誤；C、經(jīng)典力學是狹義相對論在低速(v<<c)條件下的近似，因此經(jīng)典力學包含于相對論之中，經(jīng)典力學是相對論的特例，故C正確。故選：C。3.三顆人造地球衛(wèi)星繞地球作勻速圓周運動，如圖所示，已知mA＝mB<mC，則三個衛(wèi)星的【】A.線速度關系是：VA>VB＝VCB.周期關系是：TA<TB＝TCC.向心力大小關系是：FA＝FB<FCD.半徑與周期的關系是：＝＝【答案】ABD【解析】人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，設衛(wèi)星的質量為m、軌道半徑為r、地球質量為M，由圖示可知：rA<rB=rC，由題意知：mA=mB<mc；由牛頓第二定律得：GMmrA、由①解得，v=GMr，所以vA>vB=vCB、由①解得，T=4π2r3GM，則TA<C、向心力F=GMmr2，已知rA<rB=rC，mA=mB<mc，可知FA>FB，F(xiàn)BD、由開普勒第三定律可知，繞同一個中心天體運動的半徑的三次方與周期的平方之比是一個定值，故D正確；故選：ABD。4.航天飛機在進入繞地球做勻速圓周運動的軌道后，有宇航員走出機外，他將【】A.仍沿原軌道做勻速圓周運動B.由于慣性做勻速直線運動C.向著地球中心方向落向地球D.做平拋運動【答案】A【解析】航天飛機繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，宇航員走出機艙外時由于慣性，速度與航天飛機保持一致，所以航天員也滿足萬有引力充當向心力，因此航天員也將按原軌道做勻速圓周運動，故A正確，BCD錯誤。故選：A?！久麕燑c睛】航天飛機與地球的萬有引力提供向心力而繞地球做勻速圓周運動，只要速度不變，軌道半徑就不變，與質量無關。5.人造地球衛(wèi)星離地面的距離等于地球的半徑R，衛(wèi)星的運行速度為V，地面上重力加速度為g，則這三個量的關系是【】A.V＝B.V＝C.V＝D.V＝2【答案】C【解析】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，設衛(wèi)星的質量為m、軌道半徑為r、地球質量為M，有G解得v地球表面重力加速度為：g可以求得：v=故選C.【名師點睛】人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)人造衛(wèi)星的萬有引力等于向心力，列式求出線速度的表達式，再結合地球表面重力加速度的公式進行討論即可。6.一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運動，其線速度大小為v，假設宇航員在該行星表面上用彈簧測力計測量一質量為m的物體重力，物體靜止時，彈簧測力計的示數(shù)為N，已知引力常量為G，則這顆行星的質量為【】A.mv2GNB.m【答案】B【解析】根據(jù)G=mg，所以g=Gm＝N點睛：本題是衛(wèi)星類型的問題，常常建立這樣的模型：環(huán)繞天體繞中心天體做勻速圓周運動，由中心天體的萬有引力提供向心力．重力加速度g是聯(lián)系星球表面宏觀物體運動和天體運動的橋梁．7.圖中的圓a、b、c，其圓心均在地球的自轉軸線上，對環(huán)繞地球作勻速圓周運動的衛(wèi)星而言【】A.衛(wèi)星的軌道可能為aB.衛(wèi)星的軌道可能為bC.衛(wèi)星的軌道可能為cD.同步衛(wèi)星的軌道只可能為b【答案】BCD【解析】衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運動其向心力來源是地球對衛(wèi)星的萬有引力，方向是指向地心的，所以衛(wèi)星繞地球做圓周運動的圓心必須指向地心，而同步衛(wèi)星的軌道必須在赤道的正上方，軌道的圓心必須是地心，所以A錯BCD正確。8.地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由r3＝求出，已知式中a的單位是m，b的單位是s，c的單位是m/s2，則【】A.a是地球半徑，b是地球自轉的周期，c是地球表面處的重力加速度B.a是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運動的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度C.a是赤道周長，b是地球自轉的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度D.a是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運動的周期，c是地球表面處的重力加速度【答案】AD思路分析：根據(jù)萬有引力F引=GMmr2或試題點評：本題考查單位制換算在天體力學中的應用，單位制是物理學中很重要的一部分，又是利用單位可以推斷出選項的對錯。9.假設地球可視為質量均勻分布的球體。已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0，在赤道的大小為g；地球自轉的周期為T，引力常量為G。地球的密度為【】A.B.C.D.【答案】B【解析】試題分析：由萬有引力定律可知：GMmR2=mg考點：考查了萬有引力定律的應用【名師點睛】在萬有引力這一塊，設計的公式和物理量非常多，在做題的時候，首先明確過程中的向心力，然后弄清楚各個物理量表示的含義，最后選擇合適的公式分析解題，另外這一塊的計算量一是非常大的，所以需要細心計算10.星球上的物體脫離星球引力所需要的最小速度稱為該星球的第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關系是v2A.grB.GMmr【答案】C【解析】設地球的質量為M，半徑為r，繞其飛行的衛(wèi)星質量m，由萬有引力提供向心力得：GM在地球表面GMmR2=mg②第一宇宙速度時R=r聯(lián)立①②知v利用類比的關系知某星體第一宇宙速度為v第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關系是v2即v2=gr故選：C。二、計算題（共40分）11.火星半徑為地球半徑的一半，火星質量為地球質量的，已知地球表面處的重力加速度g02，求：（1）火星表面處的重力加速度g。（2）從地球表面將一小球豎直上拋能達到的最大高度為h，若在火星表面用同樣大小的初速度將該小球豎直上拋，能達到的最大高度是多少？（3）在火星上發(fā)射一顆人造火星衛(wèi)星，其發(fā)射速度至少多大？【答案】2（2）94h（3）【解析】(1)對星球表面上質量為m0的物體：GM所以g=所以gg得：g0m/s2；(2)小球做豎直上拋運動，由v2h0=94學.科.網(wǎng)...學.科.網(wǎng)...學.科.網(wǎng)...學.科.網(wǎng)...地球上：m星球上：mvv12.在天體運動中，把兩顆相距較近的恒星稱為雙星。已知兩恒星質量分別為m1、m2，兩星之間的距離為L，兩顆星分別繞共同的中心做圓周運動，如圖所示。求各個恒星的運轉半徑