第六章 万有引力与航天 综合测试
文档属性
| 名称 | 第六章 万有引力与航天 综合测试 |
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| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 47.4KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2012-09-03 00:00:00 | ||
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文档简介
高一物理《万有引力与航天》单元检测题
（90分钟 100分）
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中,至少有一个是正确的，每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选和有选错的均得零分。
1.第一次通过实验比较准确的测出引力常量的科学家是（ ）
A． 牛顿 B． 伽利略 C．胡克 D． 卡文迪许
2．对于第一宇宙速度7.9km/s，下列说法正确的是( )
A．是卫星绕地球运行时的最小速度
B．卫星的轨道半径增大时，速度大于7.9km/s
C．是能使卫星进入轨道的最小发射速度
D．是卫星在近地圆形轨道上的运行速度
3．2003年8月29日，火星、地球和太阳处于三点一线，上演“火星冲日”的天象奇观．这是6万年来火星距地球最近的一次，与地球之间的距离只有5576万公里，为人类研究火星提供了最佳时机．如图所示为美国宇航局最新公布的“火星大冲”的虚拟图．由此可知( )
A．2003年8月29日，火星的线速度大于地球的线速度
B．2003年8月29日，火星的线速度小于地球的线速度
C．2004年8月29日，火星又回到了该位置
D．2004年8月29日，火星还没有回到该位置
4.某星球质量为地球质量的9倍，半径为地球半径的一半，在该星球表面从某一高度以10 m/s的初速度竖直向上抛出一物体，从抛出到落回原地需要的时间为（g地=10 m/s2）（ ）
A．1s B．s C．s D．s
5.设想把质量为m的物体放在地球的中心，地球的质量为M，半径为R，则物体与地球间的万 有引力是（ ）
A.零 B.无穷大 C. D.无法确定
6．关于人造地球卫星与宇宙飞船，下列说法中正确的是( )
A．若知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用引力常量，就可算出地球质量
B．两颗人造地球卫星，只要他们的绕行速率相等，不管它们的质量，形状差别有多大,它们的绕行半径和绕行周期就一定是相同的
C．原来在同一轨道上沿着同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可
D．一只绕行火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减少所受万有引力减少故飞行速度减少
7.对于质量m1和质量为m2的两个物体间的万有引力的表达式，下列说法正确的是（ ）
A.m1和m2所受引力总是大小相等的
B当两物体间的距离r趋于零时，万有引力无穷大
C.当有第三个物体m3放入之间时，m1和m2间的万有引力将增大
D.所受的引力性质可能相同，也可能不同
8． 如图所示，a、b、c是大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星，a、b质量相同且小于c的质量，下面说法中正确的是( )
A.b、c的线速度大小相等且大于a的线速度
B.b、c的向心加速度相等且大于a的向心加速度
C.b、c的周期相等且大于a的周期
D.b、c的向心力相等且大于a的向心力
9．设同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则下列比值正确的是
（ ）
A．= B．=
C．= D．=
10地球赤道上的重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，要使赤道上物体“飘”起来，则地球的转速应为原来转速的（ ）
A 倍 B 倍
C 倍 D 倍
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
二、填空题：本题共3小题，每题4分，满分12分；
11. 人造卫星在离地面的距离等于地球半径的圆轨道上运行，已知地球半径为R，，地球表面的重力加速度为g，则卫星的绕行线速度大小为 .
12．毛泽东曾在1962年《送瘟神》一首诗中写到：“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”的诗句. 这里的八万里指人随地球的自转而运动的距离. 如果地球半径取6400km ，你能否根据所学的知识计算一下，在赤道上的物体，每昼夜随地球自转运动的距离是 ；在北纬30°处的物体，每昼夜随地球自转运动的距离是 .(取2位有效数字)
13.已知火星的半径约为地球半径的1/2，火星质量约为地球质量的1/9。若一物体在地球表面所受重力比它在火星表面所受重力大49N，则这个物体的质量是______kg。
三、科学探究与实验:本题共2小题，满分10分。
14．（4分）1998年8月20日，中国太原卫星发射中心为美国“铱”星公司成功发射了两颗“铱”星系统的补网星. 1998年9月23日，“铱”卫星通讯系统正式投入商业运行，标志着一场通讯技术革命开始了. 原计划的“铱”卫星通讯系统是在距地球表面780 km的太空轨道上建立一个由77颗小卫星组成的星座. 这些小卫星均匀分布在覆盖全球的7条轨道上，每条轨道上有11颗卫星，由于这一方案的卫星排布像化学元素“铱”原子的核外77个电子围绕原子核运动一样，所以称为“铱”星系统. 后来改为由66颗卫星，分布在6条轨道上，每条轨道上11颗卫星组成，仍称它为“铱”星系统.
（1）“铱”星系统的66颗卫星，其运行轨道的共同特点是 .
A.以地轴为中心的圆形轨道
B.以地心为中心的圆形轨道
C.轨道平面必须处于赤道平面内
D.铱星运行轨道远低于同步卫星轨道
（2）上题所述的“铱”星系统的卫星运行速度约为 .
A.7.9 km/s B.7.5 km/s C.3.07 km/s D.11.2 km/s
15．(6分)宇宙飞船进入靠近某行星表面的圆形轨道，绕行数圈后着陆在该行星上，宇航员在绕行及着陆后各做一次测量，依据所测量的数据，可以求出该行星的质量M、半径R（已知引力常量为G）. 如果宇宙飞船上备有的实验仪器有：
A．一只秒表
B．一个弹簧秤
C．一个质量为m的钩码
D．一把毫米刻度尺
（1）宇航员两次测量所选用的仪器分别是__________和___________.
（2）宇航员两次测量的物理量分别是___________和___________.
（3）用测得的数据求得该行星的半径R＝___________，质量M＝___________.
四、计算题：本题包括4个小题，共38分。
16．（7分）某人站在一个星球上以速度v1竖直上抛一物体，经t秒后物体落回手中，已知此星球的半径为R，现将该物体沿星球表面平抛出去，要使其不再落回此星球，则抛出的速度至少为多大？
17．（7分）两行星A、B各有一颗卫星a和b ，卫星的圆轨道接近各自行星表面，如果两行星质量 之比MA：MB=p，两行星半径之比RA：RB＝q则两个卫星周期之比Ta：Tb为多少？
18.（12分）宇航员站在某一星球距离表面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：⑴该星球表面的重力加速度g的大小；⑵小球落地时的速度大小；⑶该星球的质量；
19．（12分）我们的银河系中的恒星大约四分之一是双星．有一种双星，质量分别为m1和m2的两个星球，绕同一圆心做匀速圆周运动．它们之间的距离恒为L，不考虑其他星体的影响．两颗星的轨道半径和周期各是多少？
参考答案
D 2.CD 3.BD 4.C 5.A 6.AB 7.A 8.C 9.B 10.B
11． 12. 4.0×104km 3.5×104km 13.9kg解析：由题意知，同时，，可得，带入第一式，可知，。
14．(1)BD 提示:卫星绕地球运转，都是卫星和地球之间的万有引力提供卫星绕地球运转的向心力，而万有引力方向指向地心. 所以铱星系统的这些卫星的轨道应是以地心为中心的圆形轨道. 铱星轨道距地球表面780 km，而地球同步卫星的轨道距地面约3.6×104 km.
(2) B 提示:可采用排除法. 7.9 km/s是第一宇宙速度，是近地面卫星运行所必需的速度，A显然错，3.07 km/s是距地面高度为3.6×104 km的地球同步卫星运行速度，C也不正确. 11.2 km/s是第二宇宙速度，是卫星挣脱地球引力束缚所必需的速度，D错. 所以正确选项为B.
15．（1）A BC
（2）飞船环绕星球的周期T 弹簧秤悬挂质量为m的钩码时弹簧秤的示数F
（3）
四、计算题
16．在竖直上抛过程中：v1=g′t/2 ,所以：g′=2v1/t（2分）
不再落回就是指物体围绕星球做圆周运动，所以：mg′=（2分）
即（2分）,解得：（2分）.
19.解析：小球在星球表面做平抛运动，竖直方向上有：，可得
竖直方向上，小球做自由落体，则，，以上几式联立可得。
在星球表面的物体，，结合前面，可得M=
18．（12分）解：设m1的轨道半径为R1，m2的轨道半径为R2。由于它们之间的距离恒定，因此双星在空间的绕向一定相同，同时角速度和周期也都相同．由向心力公式可得：
对m1， ① （2分）
对m2， ② （2分）
由①②式可得：m1R1=m2R2 又因为R1十R2=L,
所以 （2分）
（2分）
将，代入 ① 式可得：
（2分）
所以 （2分）
2,4,6
（90分钟 100分）
一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中,至少有一个是正确的，每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选和有选错的均得零分。
1.第一次通过实验比较准确的测出引力常量的科学家是（ ）
A． 牛顿 B． 伽利略 C．胡克 D． 卡文迪许
2．对于第一宇宙速度7.9km/s，下列说法正确的是( )
A．是卫星绕地球运行时的最小速度
B．卫星的轨道半径增大时，速度大于7.9km/s
C．是能使卫星进入轨道的最小发射速度
D．是卫星在近地圆形轨道上的运行速度
3．2003年8月29日，火星、地球和太阳处于三点一线，上演“火星冲日”的天象奇观．这是6万年来火星距地球最近的一次，与地球之间的距离只有5576万公里，为人类研究火星提供了最佳时机．如图所示为美国宇航局最新公布的“火星大冲”的虚拟图．由此可知( )
A．2003年8月29日，火星的线速度大于地球的线速度
B．2003年8月29日，火星的线速度小于地球的线速度
C．2004年8月29日，火星又回到了该位置
D．2004年8月29日，火星还没有回到该位置
4.某星球质量为地球质量的9倍，半径为地球半径的一半，在该星球表面从某一高度以10 m/s的初速度竖直向上抛出一物体，从抛出到落回原地需要的时间为（g地=10 m/s2）（ ）
A．1s B．s C．s D．s
5.设想把质量为m的物体放在地球的中心，地球的质量为M，半径为R，则物体与地球间的万 有引力是（ ）
A.零 B.无穷大 C. D.无法确定
6．关于人造地球卫星与宇宙飞船，下列说法中正确的是( )
A．若知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用引力常量，就可算出地球质量
B．两颗人造地球卫星，只要他们的绕行速率相等，不管它们的质量，形状差别有多大,它们的绕行半径和绕行周期就一定是相同的
C．原来在同一轨道上沿着同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可
D．一只绕行火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减少所受万有引力减少故飞行速度减少
7.对于质量m1和质量为m2的两个物体间的万有引力的表达式，下列说法正确的是（ ）
A.m1和m2所受引力总是大小相等的
B当两物体间的距离r趋于零时，万有引力无穷大
C.当有第三个物体m3放入之间时，m1和m2间的万有引力将增大
D.所受的引力性质可能相同，也可能不同
8． 如图所示，a、b、c是大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星，a、b质量相同且小于c的质量，下面说法中正确的是( )
A.b、c的线速度大小相等且大于a的线速度
B.b、c的向心加速度相等且大于a的向心加速度
C.b、c的周期相等且大于a的周期
D.b、c的向心力相等且大于a的向心力
9．设同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则下列比值正确的是
（ ）
A．= B．=
C．= D．=
10地球赤道上的重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，要使赤道上物体“飘”起来，则地球的转速应为原来转速的（ ）
A 倍 B 倍
C 倍 D 倍
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案
二、填空题：本题共3小题，每题4分，满分12分；
11. 人造卫星在离地面的距离等于地球半径的圆轨道上运行，已知地球半径为R，，地球表面的重力加速度为g，则卫星的绕行线速度大小为 .
12．毛泽东曾在1962年《送瘟神》一首诗中写到：“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”的诗句. 这里的八万里指人随地球的自转而运动的距离. 如果地球半径取6400km ，你能否根据所学的知识计算一下，在赤道上的物体，每昼夜随地球自转运动的距离是 ；在北纬30°处的物体，每昼夜随地球自转运动的距离是 .(取2位有效数字)
13.已知火星的半径约为地球半径的1/2，火星质量约为地球质量的1/9。若一物体在地球表面所受重力比它在火星表面所受重力大49N，则这个物体的质量是______kg。
三、科学探究与实验:本题共2小题，满分10分。
14．（4分）1998年8月20日，中国太原卫星发射中心为美国“铱”星公司成功发射了两颗“铱”星系统的补网星. 1998年9月23日，“铱”卫星通讯系统正式投入商业运行，标志着一场通讯技术革命开始了. 原计划的“铱”卫星通讯系统是在距地球表面780 km的太空轨道上建立一个由77颗小卫星组成的星座. 这些小卫星均匀分布在覆盖全球的7条轨道上，每条轨道上有11颗卫星，由于这一方案的卫星排布像化学元素“铱”原子的核外77个电子围绕原子核运动一样，所以称为“铱”星系统. 后来改为由66颗卫星，分布在6条轨道上，每条轨道上11颗卫星组成，仍称它为“铱”星系统.
（1）“铱”星系统的66颗卫星，其运行轨道的共同特点是 .
A.以地轴为中心的圆形轨道
B.以地心为中心的圆形轨道
C.轨道平面必须处于赤道平面内
D.铱星运行轨道远低于同步卫星轨道
（2）上题所述的“铱”星系统的卫星运行速度约为 .
A.7.9 km/s B.7.5 km/s C.3.07 km/s D.11.2 km/s
15．(6分)宇宙飞船进入靠近某行星表面的圆形轨道，绕行数圈后着陆在该行星上，宇航员在绕行及着陆后各做一次测量，依据所测量的数据，可以求出该行星的质量M、半径R（已知引力常量为G）. 如果宇宙飞船上备有的实验仪器有：
A．一只秒表
B．一个弹簧秤
C．一个质量为m的钩码
D．一把毫米刻度尺
（1）宇航员两次测量所选用的仪器分别是__________和___________.
（2）宇航员两次测量的物理量分别是___________和___________.
（3）用测得的数据求得该行星的半径R＝___________，质量M＝___________.
四、计算题：本题包括4个小题，共38分。
16．（7分）某人站在一个星球上以速度v1竖直上抛一物体，经t秒后物体落回手中，已知此星球的半径为R，现将该物体沿星球表面平抛出去，要使其不再落回此星球，则抛出的速度至少为多大？
17．（7分）两行星A、B各有一颗卫星a和b ，卫星的圆轨道接近各自行星表面，如果两行星质量 之比MA：MB=p，两行星半径之比RA：RB＝q则两个卫星周期之比Ta：Tb为多少？
18.（12分）宇航员站在某一星球距离表面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：⑴该星球表面的重力加速度g的大小；⑵小球落地时的速度大小；⑶该星球的质量；
19．（12分）我们的银河系中的恒星大约四分之一是双星．有一种双星，质量分别为m1和m2的两个星球，绕同一圆心做匀速圆周运动．它们之间的距离恒为L，不考虑其他星体的影响．两颗星的轨道半径和周期各是多少？
参考答案
D 2.CD 3.BD 4.C 5.A 6.AB 7.A 8.C 9.B 10.B
11． 12. 4.0×104km 3.5×104km 13.9kg解析：由题意知，同时，，可得，带入第一式，可知，。
14．(1)BD 提示:卫星绕地球运转，都是卫星和地球之间的万有引力提供卫星绕地球运转的向心力，而万有引力方向指向地心. 所以铱星系统的这些卫星的轨道应是以地心为中心的圆形轨道. 铱星轨道距地球表面780 km，而地球同步卫星的轨道距地面约3.6×104 km.
(2) B 提示:可采用排除法. 7.9 km/s是第一宇宙速度，是近地面卫星运行所必需的速度，A显然错，3.07 km/s是距地面高度为3.6×104 km的地球同步卫星运行速度，C也不正确. 11.2 km/s是第二宇宙速度，是卫星挣脱地球引力束缚所必需的速度，D错. 所以正确选项为B.
15．（1）A BC
（2）飞船环绕星球的周期T 弹簧秤悬挂质量为m的钩码时弹簧秤的示数F
（3）
四、计算题
16．在竖直上抛过程中：v1=g′t/2 ,所以：g′=2v1/t（2分）
不再落回就是指物体围绕星球做圆周运动，所以：mg′=（2分）
即（2分）,解得：（2分）.
19.解析：小球在星球表面做平抛运动，竖直方向上有：，可得
竖直方向上，小球做自由落体，则，，以上几式联立可得。
在星球表面的物体，，结合前面，可得M=
18．（12分）解：设m1的轨道半径为R1，m2的轨道半径为R2。由于它们之间的距离恒定，因此双星在空间的绕向一定相同，同时角速度和周期也都相同．由向心力公式可得：
对m1， ① （2分）
对m2， ② （2分）
由①②式可得：m1R1=m2R2 又因为R1十R2=L,
所以 （2分）
（2分）
将，代入 ① 式可得：
（2分）
所以 （2分）
2,4,6