《新步步高》2015-2016学年高一物理人教版必修2章末检测：第六章 万有引力与航天 WORD版含解析.docx

1、章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(共6小题，每小题4分，共24分)1在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是()A开普勒进行了“月地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律的结论B哥白尼提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律C第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律D牛顿发现了万有引力定律答案D解析牛顿得出万有引力定律，A错误，D正确；开普勒发现行星运动三定律，B、C错误2. 不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾如图1所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，对此有如下说法，正确的是()

2、A离地越低的太空垃圾运行周期越大图1B离地越高的太空垃圾运行角速度越小C由公式v得，离地越高的太空垃圾运行速率越大D太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞答案B解析设地球质量为M，垃圾质量为m，垃圾的轨道半径为r.由牛顿第二定律可得：Gmr，垃圾的运行周期：T2，由于、G、M是常数，所以离地越低的太空垃圾运行周期越小，故A错误；由牛顿第二定律可得：Gm2r，垃圾运行的角速度，由于G、M是常数，所以离地越高的垃圾的角速度越小，故B正确；由牛顿第二定律可得：Gm，垃圾运行的线速度v，由于G、M是常数，所以离地越高的垃圾线速度越小，故C错误；由线速度公式v可知，在同一轨道上的航天器与太空垃圾

3、线速度相同，如果它们绕地球飞行的运转方向相同，它们不会碰撞，故D错误3星球上的物体脱离该星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2v1.已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的.不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为()A. B. C. D.答案A解析该星球的第一宇宙速度：Gm在该星球表面处万有引力等于重力：Gm由以上两式得v1，则第二宇宙速度v2v1，故A正确4已知引力常量G，在下列给出的情景中，能根据测量数据求出月球密度的是()A在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时间tB发射一颗贴近月球表面

4、绕月球做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的周期TC观察月球绕地球的圆周运动，测出月球的直径D和月球绕地球运行的周期TD发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出卫星离月球表面的高度H和卫星的周期T答案B5在中国航天骄人的业绩中有这些记载：“天宫一号”在离地面343 km的圆形轨道上飞行；“嫦娥一号”在距月球表面高度为200 km 的圆形轨道上飞行；“北斗”卫星导航系统由“同步卫星”(地球静止轨道卫星，在赤道平面，距赤道的高度约为36 000千米)和“倾斜同步卫星”(周期与地球自转周期相等，但不定点于某地上空)等组成则以下分析正确的是()A设“天宫一号”绕地球运动的周期为T，用G表示引力常量，则用

5、表达式求得的地球平均密度比真实值要大B“天宫一号”的飞行速度比“同步卫星”的飞行速度要小C“同步卫星”和“倾斜同步卫星”同周期、同轨道半径，但两者的轨道平面不在同一平面内D“嫦娥一号”与地球的距离比“同步卫星”与地球的距离小答案C解析设地球轨道半径为R，“天宫一号”的轨道半径为r，运行周期为T，地球密度为，则有mr，M，解得，A错误；轨道半径小，运动速度大，B错误；“同步卫星”和“倾斜同步卫星”周期相同，则轨道半径相同，轨道平面不同，C正确；“嫦娥一号”绕月球运动，与地球距离大于同步卫星与地球距离，D错误6.图2 “嫦娥”一号探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200 km的P点进行第

6、一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道绕月飞行，如图2所示之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200 km的圆形轨道上绕月球做匀速圆周运动用T1、T2、T3分别表示卫星在椭圆轨道、和圆形轨道的周期，用a1、a2、a3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的加速度，则下面说法正确的是()AT1T2T3 BT1T2a2a3 Da1a2T2T3，A项正确，B项错误；不管沿哪一轨道运动到P点，卫星所受月球的引力都相等，由牛顿第二定律得a1a2a3，故C、D项均错误二、不定项选择题(共4小题，每小题5分，共20分)7.图3 如图3所示，圆a、b、c的圆心均在地球的自转轴线上，对环绕地球做

7、匀速圆周运动的卫星而言()A卫星的轨道可能是aB卫星的轨道可能是bC卫星的轨道可能是cD同步卫星的轨道只可能是b答案BCD解析若卫星在a轨道上，则万有引力可分解为两个分力，一个是向心力，一个是指向赤道平面的力，卫星不稳定，故A错误；对b、c轨道，其圆心是地心，万有引力无分力，故B、C正确；同步卫星一定在赤道正上方，故D正确8(2013杭州高一检测)“嫦娥二号”探月卫星在月球上方100 km的圆形轨道上运行已知“嫦娥二号”卫星的运行周期、月球半径、月球表面重力加速度、万有引力常量G.根据以上信息可求出()A卫星所在处的加速度B月球的平均密度C卫星线速度大小D卫星所需向心力答案ABC解析由黄金代换

8、式mg可求出月球的质量，代入密度公式可求出月球的密度，由mma可求出卫星所在处的加速度和卫星的线速度，因为卫星的质量未知，故没法求卫星所需的向心力9我国发射的第一颗探月卫星“嫦娥一号”，进入距月面高度h的圆形轨道正常运行已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则()A嫦娥一号绕月球运行的周期为2B嫦娥一号绕行的速度为C嫦娥一号绕月球运行的角速度为D嫦娥一号轨道处的重力加速度g答案CD解析设月球质量为M，卫星质量为m，在月球表面上，万有引力约等于其重力有：mg，卫星在高为h的轨道上运行时，万有引力提供向心力有：mgmm2(Rh)m(Rh)，由上二式算出g、v、T可知A、B错

9、，C、D正确所以本题选择C、D.10(2014扬州高一检测)有一宇宙飞船到了某行星附近(该行星没有自转运动)，以速度v接近行星表面匀速环绕，测出运动的周期为T，已知引力常量为G，则可得()A该行星的半径为B该行星的平均密度为C无法求出该行星的质量D该行星表面的重力加速度为答案AB解析由T可得：R，A正确；由m可得：M ，C错误；由MR3得：，B正确；由Gmg得：g，D错误三、填空题(共2小题，共12分)11(4分)我国的北斗导航卫星系统包含多颗地球同步卫星北斗导航卫星系统建成以后，有助于减少我国对GPS导航系统的依赖，GPS由运行周期为12小时的卫星群组成，设北斗导航系统的同步卫星和GPS导航

10、卫星的轨道半径分别为R1和R2，向心加速度分别为a1和a2，则R1R2_，a1a2_(可用根式表示)答案12(8分)火星的球半径是地球半径的，火星质量是地球质量的，忽略火星的自转，如果地球上质量为60 kg的人到火星上去，则此人在火星表面的质量是_kg，所受的重力是_N；在火星表面由于火星的引力产生的加速度是_m/s；在地球表面上可举起60 kg杠铃的人，到火星上用同样的力，可以举起质量_ kg的物体(g取9.8 m/s2)答案60235.23.92150解析人到火星上去后质量不变，仍为60 kg；根据mg，则g，所以220.4，所以g火9.80.4 m/s23.92 m/s2，人的重力为mg

11、火603.92 N235.2 N，在地球表面上可举起60 kg杠铃的人，到火星上用同样的力，可以举起质量为m602.5 kg150 kg.四、计算题(共4小题，共44分)13(7分)有一星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，求该星球的质量是地球质量的多少倍？答案64解析设将质量为m的物体分别放在星球和地球表面上，重力近似等于万有引力mg星Gmg地G得，则64，所以M星64M地14(10分)“嫦娥三号”探测器于2013年12月2日凌晨在西昌发射中心发射成功“嫦娥三号”经过几次成功变轨以后，探测器状态极其良好，成功进入绕月轨道.12月14日21时11分，“嫦娥

12、三号”探测器在月球表面预选着陆区域成功着陆，标志我国已成为世界上第三个实现地外天体软着陆的国家设“嫦娥三号”探测器环绕月球的运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h，已知月球表面的重力加速度为g、月球半径为R，引力常量为G，则(1)探测器绕月球运动的向心加速度为多大；(2)探测器绕月球运动的周期为多大答案(1)a(2)T2解析(1)对于月球表面附近的物体有mg根据牛顿第二定律有ma解得a(2)万有引力提供探测器做匀速圆周运动的向心力有m(Rh)解得T215(12分)我国“嫦娥一号”月球探测器在绕月球成功运行之后，为进一步探测月球的详细情况，又发射了一颗绕月球表面飞行的科学实验卫星假设该卫星绕

13、月球做圆周运动，月球绕地球也做圆周运动，且轨道都在同一平面内已知卫星绕月球运动的周期T0，地球表面处的重力加速度g，地球半径R0，月心与地心间的距离r，引力常量G，试求：(1)月球的平均密度；(2)月球绕地球运动的周期T.答案(1)(2)解析(1)设月球质量为m，卫星质量为m，月球的半径为Rm，对于绕月球表面飞行的卫星，由万有引力提供向心力有mRm，解得m又根据解得.(2)设地球的质量为M，对于在地球表面的物体m表有m表g，即GMRg月球绕地球做圆周运动的向心力来自地球引力即mr，解得T.16. 图4(15分)如图4所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地球表面的高度为h，已知地球半径为R，地球自转角速度为0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心(1)求卫星B的运行周期；(2)如果卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、A、B在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？答案(1)2(2)解析(1)由万有引力定律和牛顿第二定律得Gm(Rh)Gmg联立解得TB2.(2)由题意得(B0)t2由得B.代入得t.