一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。每小題只有一個選項符合題目要求)
1.下列關(guān)于萬有引力的說法正確的是( )
A.地面上物體的重力與地球?qū)ξ矬w的萬有引力無關(guān)
B.赤道上的物體隨著地球一起運動,所需的向心力等于地球?qū)λ娜f有引力
C.宇宙飛船內(nèi)的航天員處于失重狀態(tài)是由于沒有受到萬有引力的作用
D.人造衛(wèi)星繞地球運動的向心力由地球?qū)λ娜f有引力提供
答案:D
解析:物體的重力是由地球?qū)ξ矬w的吸引引起的,也就是由地球?qū)ξ矬w的萬有引力引起的,故選項A錯誤;赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力是地球?qū)ξ矬w的萬有引力和地面支持力的合力提供的,故選項B錯誤;宇宙飛船內(nèi)的航天員處于完全失重狀態(tài)是由于航天員所受萬有引力全部用來提供其與飛船一起繞地球做圓周運動所需的向心力,而非不受萬有引力作用,故選項C錯誤;人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運動,萬有引力提供其向心力,故選項D正確。
2.2020年7月,我國用長征運載火箭將天問一號探測器發(fā)射升空,探測器在星箭分離后,進入地火轉(zhuǎn)移軌道,如圖所示,2021年5月在火星烏托邦平原著陸。則探測器( )
A.與火箭分離時的速度小于第一宇宙速度
B.每次經(jīng)過P點時的速度相等
C.繞火星運行時在捕獲軌道上的周期最大
D.繞火星運行時在不同軌道上與火星的連線每秒掃過的面積相等
答案:C
解析:與火箭分離時即脫離地球束縛進入太陽系,速度應(yīng)該為第二宇宙速度,即速度大于第一宇宙速度,選項A錯誤。由圖可知,探測器做近心運動,故每次經(jīng)過P點的速度越來越小,選項B錯誤。由圖可得,繞火星運行時在捕獲軌道上的軌道半徑最大,則由開普勒第三定律知在捕獲軌道上的周期最大,選項C正確。由開普勒第二定律可知,繞火星運行時在同一軌道上與火星的連線每秒掃過的面積相等,選項D錯誤。
3.國際編號為2752號的小行星的半徑為16 km,若將此小行星和地球均看成質(zhì)量分布均勻的球體,小行星的密度與地球相同。已知地球半徑R=6 400 km,地球表面的重力加速度為g。則這個小行星表面的重力加速度為( )
A.400gB.g
C.20gD.g
答案:B
解析:設(shè)地球質(zhì)量為m1,地球表面一物體質(zhì)量為m2,地球表面重力加速度為g,半徑為R。該小行星表面的重力加速度為g',半徑為R'。則由地球表面的物體重力等于萬有引力得G=m2g,地球體積V=πR3,地球密度ρ=,解得g=GρπR,所以有,即g'=g=g。
4.如圖所示,若兩顆人造衛(wèi)星a和b均繞地球做勻速圓周運動,a、b到地心O的距離分別為r1、r2,線速度大小分別為v1、v2,則( )
A.
B.
C.
D.
答案:A
解析:對人造衛(wèi)星,根據(jù)萬有引力提供向心力=m,可得v=。所以對于a、b兩顆人造衛(wèi)星有,選項A正確。
5.如圖所示,A為太陽系中的天王星,它繞太陽O運行的軌道視為圓時,運動的軌道半徑為R0,周期為T0,長期觀測發(fā)現(xiàn),天王星實際運行的軌道與圓軌道總有一些偏離,且每隔t0時間發(fā)生一次最大偏離,即軌道半徑出現(xiàn)一次最大。根據(jù)萬有引力定律,天文學家預(yù)言形成這種現(xiàn)象的原因可能是天王星外側(cè)還存在著一顆未知的行星(假設(shè)其運動軌道與A在同一平面內(nèi),且與A的繞行方向相同),它對天王星的萬有引力引起天王星軌道的偏離,由此可推測未知行星的運動軌道半徑是( )
A.R0
B.R0
C.R0
D.R0
答案:D
解析:根據(jù),得R=R0,又依題意有=1,則,解得R=R0,故選項D正確。
6.靜止衛(wèi)星位于赤道上方,相對地面靜止不動。如果地球半徑為R,自轉(zhuǎn)角速度為ω,地球表面的重力加速度為g。那么,靜止衛(wèi)星繞地球的運行速度為( )
A.B.
C.D.
答案:D
解析:靜止衛(wèi)星受的向心力等于地球?qū)λ娜f有引力,G=mω2r,故衛(wèi)星的軌道半徑r=。物體在地球表面的重力約等于所受地球的萬有引力,G=mg,即Gm0=gR2。所以靜止衛(wèi)星的運行速度v=rω=ω·,選項D正確。
7.如圖所示,“食雙星”是指在相互引力作用下繞連線上O點做勻速圓周運動,彼此掩食(像月亮擋住太陽)而造成亮度發(fā)生周期性變化的兩顆恒星。在地球上通過望遠鏡觀察這種雙星,視線與雙星軌道共面。觀測發(fā)現(xiàn)每隔時間T兩顆恒星與望遠鏡共線一次,已知兩顆恒星A、B間距為d,引力常量為G,則可推算出雙星的總質(zhì)量為( )
A.B.
C.D.
答案:B
解析:設(shè)A、B兩顆恒星的軌道半徑分別為r1、r2,兩者做圓周運動的周期相同,設(shè)為T',由于每經(jīng)過時間T兩者共線一次,故T'=2T,對兩顆恒星,由萬有引力提供向心力可得G=mAr1,G=mBr2,其中d=r1+r2,聯(lián)立解得mA+mB=,故選項B正確。
二、多項選擇題(本題共3小題,每小題4分,共12分。每小題有多個選項符合題目要求。全部選對得4分,選對但不全得2分,有選錯的得0分)
8.如圖所示,如果把水星和金星繞太陽的運動均視為勻速圓周運動,從水星與金星在一條直線上開始計時,若天文學家測得在相同時間內(nèi)水星轉(zhuǎn)過的角度為θ1,金星轉(zhuǎn)過的角度為θ2(θ1、θ2均為銳角),則由此條件可求得( )
A.水星和金星繞太陽運動的周期之比
B.水星和金星的密度之比
C.水星和金星到太陽的距離之比
D.水星和金星繞太陽運動的向心加速度大小之比
答案:ACD
解析:設(shè)水星、金星的公轉(zhuǎn)周期分別為T1、T2,水星與金星轉(zhuǎn)過的時間為t,t=θ1,t=θ2,,選項A正確;因不知兩星質(zhì)量和半徑,密度之比不能求,選項B錯誤;根據(jù)開普勒第三定律有,故選項C正確;又a1=R1,a2=R2,所以,選項D正確。
9.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)包括多顆靜止衛(wèi)星和多顆一般軌道衛(wèi)星。關(guān)于這些衛(wèi)星,以下說法正確的是( )
A.靜止衛(wèi)星的軌道半徑都相同
B.靜止衛(wèi)星的運行軌道必定在同一平面內(nèi)
C.導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星的運行速度一定大于第一宇宙速度
D.導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星中,運行軌道半徑越大的,周期越小
答案:AB
解析:所有靜止衛(wèi)星的軌道都位于赤道平面,軌道半徑和運行周期都相同,選項A、B正確;衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,有G=m,v=,故衛(wèi)星運行軌道半徑越大,運行速度越小,只有在地球表面附近運行的衛(wèi)星速度最大,等于第一宇宙速度,其他衛(wèi)星運行速度都小于第一宇宙速度,選項C錯誤;由G=mr得T2=,則軌道半徑r越大,周期越大,選項D錯誤。
10.一顆人造衛(wèi)星在地球表面附近的軌道上做勻速圓周運動,經(jīng)過t時間,衛(wèi)星運行的路程為s,衛(wèi)星與地心的連線轉(zhuǎn)過的角度為θ(弧度),引力常量為G,則( )
A.地球的半徑約為
B.地球的半徑約為
C.地球的質(zhì)量為
D.地球的質(zhì)量為
答案:AC
解析:由弧長、半徑與圓心角之間的關(guān)系可得,地球的半徑為R=,選項A正確,B錯誤;衛(wèi)星運行的線速度v=,衛(wèi)星在地球表面附近軌道做勻速圓周運動,由萬有引力提供向心力,有G=m,解得地球的質(zhì)量m0=,選項C正確,D錯誤。
三、非選擇題(本題共6小題,共60分)
11.(8分)飛船在靠近月球表面的圓形軌道繞行幾圈后登陸月球,飛船上備有以下實驗器材:
A.計時表一只
B.彈簧測力計一支
C.已知質(zhì)量為m的物體一個
D.天平一架(附砝碼一盒)
已知航天員在繞行時及著陸后各做了一次測量,依據(jù)測量的數(shù)據(jù),可求出月球的半徑R及月球的質(zhì)量m0。(已知引力常量為G)
(1)兩次測量所選用的器材有 、 和 (用選項符號表示)。
(2)兩次測量的物理量是 和 。
(3)試用所給物理量的符號分別寫出月球半徑R和質(zhì)量m0的表達式。R= ,m0= 。
答案:(1)A B C
(2)飛船繞月球運行的周期T 質(zhì)量為m的物體在月球上所受重力的大小F
(3)
解析:(1)利用計時表測量環(huán)繞周期,利用彈簧測力計測量質(zhì)量為m的物體在月球表面上的重力。
(2)兩次測量的物理量是飛船繞月球的運行周期T,質(zhì)量為m的物體在月球上所受重力的大小F。
(3)近月環(huán)繞時mg月=mR,g月=
得月球半徑R=
由于G=F,R=,故月球質(zhì)量m0=。
12.(6分)若嫦娥三號衛(wèi)星在離月球表面為h的空中沿圓形軌道繞月球飛行,周期為T。已知月球半徑為r,引力常量為G。試推導(dǎo):
(1)月球的質(zhì)量表達式;
(2)月球表面的重力加速度;
(3)月球的第一宇宙速度。
答案:(1)m月=
(2)
(3)
解析:(1)嫦娥三號圍繞月球做圓周運動時,有G=m(r+h)
解得m月=。
(2)根據(jù)萬有引力等于重力得G=mg
解得g=。
(3)在月球表面,根據(jù)萬有引力提供向心力得G=m
解得v=。
13.(10分)地球同步衛(wèi)星圓周軌道到地球中心的距離是地球半徑的7倍,已知地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R,試求:
(1)同步衛(wèi)星在軌道上運動的向心加速度大小a;
(2)同步衛(wèi)星在軌道上做勻速圓周運動的線速度大小v。
答案:(1) (2)
解析:(1)研究同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,
根據(jù)萬有引力提供向心力有=ma
可得a=
根據(jù)地球表面萬有引力等于重力得=mg,解得g=
地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的7倍,即為r=7R,則有a=。
(2)研究同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,根據(jù)萬有引力提供向心力,列出等式=m
可得v'=,其中r為同步衛(wèi)星的軌道半徑。
近地衛(wèi)星的軌道半徑為R,繞地球運行時有=mg
地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的7倍,即r=7R,所以v'=。
14.(10分)如圖所示,A是地球的同步衛(wèi)星。另一衛(wèi)星B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi),離地面高度為h。已知地球半徑為R,地球自轉(zhuǎn)角速度為ω0,地球表面的重力加速度為g,O為地球中心。
(1)求衛(wèi)星B的運行周期。
(2)如果衛(wèi)星B繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同,某時刻A、B兩衛(wèi)星相距最近(O、B、A在同一直線上),則至少經(jīng)過多長時間,它們再一次相距最近?
答案:(1)2π (2)
解析:(1)由萬有引力定律和向心力公式得
G=m(R+h)
G=mg
聯(lián)立解得TB=2π。
(2)由題意得(ωB-ω0)t=2π
將ωB=
代入得t=。
15.(12分)宇航員駕駛一艘宇宙飛船飛臨X星球,然后在該星球上做火箭發(fā)射實驗。微型火箭點火后加速上升4 s后熄火,測得火箭上升的最大高度為80 m,若火箭始終在垂直于星球表面的方向上運動,火箭燃料質(zhì)量的損失及阻力忽略不計,且已知該星球的半徑為地球半徑的,質(zhì)量為地球質(zhì)量的,地球表面的重力加速度g0取10 m/s2。
(1)求該星球表面的重力加速度。
(2)求火箭點火加速上升時所受的平均推力與其所受重力的比值。
(3)若地球的半徑為6 400 km,求該星球的第一宇宙速度。
答案:(1)5 m/s2 (2)2∶1 (3)4×103 m/s
解析:(1)根據(jù)mg=解得g=g0=g0=5m/s2。
(2)加速上升階段:h1=at2
減速上升階段:h2=
又h1+h2=80m
解得a=5m/s2
根據(jù)牛頓第二定律有F-mg=ma
解得=2。
(3)由mg=m
得v=m/s=4×103m/s。
16.(14分)雙星系統(tǒng)中兩個星球A、B的質(zhì)量都是m,A、B相距l(xiāng),它們正圍繞兩者連線上的某一點做勻速圓周運動。實際觀測該系統(tǒng)的周期T要小于按照力學理論計算出的周期理論值T0,且=k(k

相關(guān)試卷

高中物理1 電磁振蕩課后作業(yè)題：

這是一份高中物理1 電磁振蕩課后作業(yè)題，共21頁。試卷主要包含了選擇題，填空題，計算題等內(nèi)容，歡迎下載使用。

物理選擇性必修 第二冊1 交變電流課時訓練：

這是一份物理選擇性必修 第二冊1 交變電流課時訓練，共4頁。試卷主要包含了選擇題，填空題，計算題等內(nèi)容，歡迎下載使用。

人教版 (2019)必修 第二冊4 宇宙航行同步練習題：

這是一份人教版 (2019)必修 第二冊4 宇宙航行同步練習題，文件包含4田家四季歌ppt、03sz4sjgewmv、事swf、農(nóng)swf、吹swf、季swf、歸swf、忙swf、戴swf、肥swf、苦swf、辛swf等12份課件配套教學資源，其中PPT共26頁， 歡迎下載使用。

英語朗讀寶

相關(guān)試卷 更多

高中物理人教版 (2019)必修 第二冊3 萬有引力理論的成就綜合訓練題

高中物理人教版 (2019)必修 第二冊3 萬有引力理論的成就綜合訓練題
物理2 萬有引力定律隨堂練習題

物理2 萬有引力定律隨堂練習題
人教版 (2019)必修 第二冊1 行星的運動達標測試

人教版 (2019)必修 第二冊1 行星的運動達標測試
必修 第二冊1 圓周運動當堂達標檢測題

必修 第二冊1 圓周運動當堂達標檢測題
資料下載及使用幫助
版權(quán)申訴
版權(quán)申訴
若您為此資料的原創(chuàng)作者，認為該資料內(nèi)容侵犯了您的知識產(chǎn)權(quán)，請掃碼添加我們的相關(guān)工作人員，我們盡可能的保護您的合法權(quán)益。
入駐教習網(wǎng)，可獲得資源免費推廣曝光，還可獲得多重現(xiàn)金獎勵，申請 精品資源制作， 工作室入駐。
版權(quán)申訴二維碼
高中物理人教版 (2019)必修 第二冊電子課本

4 宇宙航行

版本： 人教版 (2019)

年級： 必修 第二冊

切換課文
  • 課件
  • 教案
  • 試卷
  • 學案
  • 更多
所有DOC左下方推薦
歡迎來到教習網(wǎng)
  • 900萬優(yōu)選資源，讓備課更輕松
  • 600萬優(yōu)選試題，支持自由組卷
  • 高質(zhì)量可編輯，日均更新2000+
  • 百萬教師選擇，專業(yè)更值得信賴
微信掃碼注冊
qrcode
二維碼已過期
刷新

微信掃碼，快速注冊

手機號注冊
手機號碼

手機號格式錯誤

手機驗證碼 獲取驗證碼

手機驗證碼已經(jīng)成功發(fā)送，5分鐘內(nèi)有效

設(shè)置密碼

6-20個字符，數(shù)字、字母或符號

注冊即視為同意教習網(wǎng)「注冊協(xié)議」及「隱私條款」
QQ注冊
手機號注冊
微信注冊

注冊成功

返回
頂部