物理必修2第六章万有引力与航天单元测试（A）
文档属性
| 名称 | 物理必修2第六章万有引力与航天单元测试（A） |
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| 格式 | rar | ||
| 文件大小 | 50.4KB | ||
| 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 | 2011-04-08 00:00:00 | ||
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文档简介
高一物理《万有引力与航天》单元测试题（A）
一、选择题：（每题5分，选对但不全给3分，选错不给分，共50分）
1．发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（ ）
A．牛顿、卡文迪许 B．开普勒、伽利略
C．开普勒、卡文迪许 D．牛顿、伽利略
2．行星绕恒星的运动轨道我们近似看成圆形，那么它的运行轨道半径的三次方与周期的平方的比值是常数，即，则常数的大小（ ）
A．与行星的质量有关 C．与恒星的质量及行星的质量没有关系
B．只与恒星的质量有关 D．与恒星的质量及行星的质量有关系
3．下列几组数据中能算出地球质量的是（万有引力常量G是已知的）（ ）
A.地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离r
B.月球绕地球运行的周期T和地球的半径r
C.月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离r
D.月球绕地球运动的周期T和轨道半径r
4．某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如它的轨道半径增加到原来的n倍后，仍能够绕地球做匀速圆周运动，则： （ ）
A．根据，可知卫星运动的线速度将增大到原来的n倍。
B．根据，可知卫星受到的向心力将减小到原来的倍。
C．根据，可知地球给卫星提供的向心力将减小到原来的倍。
D．根据，可知卫星运动的线速度将减小到原来的倍。
5、我国将要发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥1号”，设该卫星的轨道是圆形的，且贴 近 月球表面，已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，地球上的 第一宇宙速度约为，则该探月卫星绕月运行的速率约为 （ ）
A. B.
C. D.
6．一飞船在某行星表面附近沿圆轨道环绕该行星飞行.认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量（ ）
A.飞船的轨道半径 B.飞船的运行速度
C.飞船的运行周期 D.行星的质量
7．宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面（设月球半径为R）.据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为（ ）
A. B. C. D.
8．下列关于地球同步卫星的说法中正确的是：
A、为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上
B、通讯卫星定点在地球赤道上空某处，所有通讯卫星的周期都是24h
C、不同国家发射通讯卫星的地点不同，这些卫星的轨道不一定在同一平面上
D、不同通讯卫星运行的线速度大小是相同的，加速度的大小也是相同的。
9．关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（ ）
A、它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B、它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度
C、它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D、它是人造地球卫星绕地球飞行的最大环绕速度
10．假定宇宙空间站绕地球做匀速圆周运动，则在空间站上，下列实验能做成的是：（ ）
A、天平称物体的质量 B、用弹簧秤测物体的重量
C、用测力计测力 D、用水银气压计测飞船上密闭仓内的气体压强
二、填空题（共16分,每题8分）
11．一颗人造卫星绕地球作匀速圆周运动，轨道半径为，已知地球的半径为，地面上重力加速度为，则这颗人造卫星的运行周期＝__ _____。
12.某行星绕太阳运动可近似看作匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为R，周期为T，万有引力恒量为G，则该行星的线速度大小为 ；太阳的质量可表示为＿＿ ＿＿＿。
班级 姓名 学号
三、计算题(共34分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分. 有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）。
13. （10分）一个人在某一星球上以速度竖直上抛一个物体，经时间落回抛出点。已知该星球的半径为，若要在该星球上发射一颗靠近该星球运转的人造卫星，则该人造卫星的速度大小为多少?
14．(12分) 2005年10月12日，我国继“神舟”五号载人宇宙飞船后又成功地发射了“神舟”六号载人宇宙飞船。飞船入轨运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行，经过了近5天的运行后，飞船的返回舱于10月17日凌晨顺利降落在预定地点，两名宇航员安全返回祖国的怀抱。设“神舟”六号载人飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t，若地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。求：
(1)飞船的圆轨道离地面的高度。
(2)飞船在圆轨道上运行的速率。
15．（12分）火箭载着宇宙探测器飞向某行星，火箭内平台上还放有测试仪器，如图所示。火箭从地面起飞时，以加速度竖直向上做匀加速直线运动(为地面附近的重力加速度)，已知地球半径为R。
(1)升到某一高度时，测试仪器对平台的压力刚好是起飞前压力的，求此时火箭离地面的高度h
(2)探测器与箭体分离后，进入行星表面附近的预定轨道，进行一系列科学实验和测量，若测得探测器环绕该行星运动的周期为，试问：该行星的平均密度为多少？(假定行星为球体，且已知万有引力常量为G)
高一物理《万有引力与航天》单元测试题(A)参考答案
一、选择题：（每题5分，选对但不全给3分，选错不给分，共50分）
1、A 2.B
3. CD 解析：已知地球绕太阳运行的周期和地球的轨道半径只能求出太阳的质量，而不能求出地球的质量，所以A项不对．已知月球绕地球运行的周期和地球的半径，不知道月球绕地球的轨道半径，所以不能求地球的质量，所以B项不对．已知月球绕地球运动的角速度和轨道半径，由可以求出中心天体地球的质量，所以C项正确．由求得地球质量为，所以D项正确．
4．CD
5. B 解析：设地球质量、半径分别为M、R，月球质量、半径分别为m、r，则，，在星体表面，物体的重力近似等于万有引力，若物体质量为，则：，即；在月球表面，满足：，由此可得：，
地球表面的第一宇宙速度，
在月球表面，有
6. C 解析：飞船贴着行星表面飞行，则行星的密度为，知道飞船的运行周期就可以确定该行星的密度.所以C选项正确.
7.B 解析：物体自由落体运动，设地球表面重力加速度为g，,，飞船做匀速圆周运动，则，所以B选项正确.
8. BD 解析：同步卫星运动的周期与地球自转周期相同，T=24h，角速度ω一定
根据万有引力定律得知通讯卫星的运行轨道是一定的，离开地面的高度也是一定的。地球对卫星的引力提供了卫星做圆周运动的向心力，因此同步卫星只能以地心为圆心做圆周运动，它只能与赤道同平面且定点在赤道平面的正上方。故B正确，C错误。
不同通讯卫星因轨道半径相同，速度大小相等，故无相对运动，不会相撞，A错误。
由知：通讯卫星运行的线速度、向心加速度大小一定。
故正确答案是：B、D
9.BCD 解析：第一宇宙速度是从地球表面发射人造地球卫星的最小发射速度，是人造地球卫星绕地球飞行的最大环绕速度，也是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度所以BCD正确。
10、Ｃ 解析：本题考查了宇宙空间站上的“完全失重”现象。
宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时，地球对飞船的引力提供了向心加速，可见……①
对于飞船上的物体，设F为“视重”，根据牛顿第二定律得：
……②
解得：F=0，这就是完全失重
在完全失重状态下，引力方向上物体受的弹力等于零，物体的重力等于引力，因此只有C实验可以进行。其它的实验都不行。
二、填空题（共16分,每题8分）
11.
12. ，解析：该行星的线速度v=；由万有引力定律G= ，解得太阳的质量M= 。
三、计算题(共34分,10分+12分+12分）。
13. (10分） 解析:物体竖直上抛过程中： ，所以星球表面的重力加速度。
对人造卫星： ,所以该人造卫星的速度大小为：
14．(12分）解析：(1)飞船在圆轨道上做匀速圆周运动，运行的周期 T=。
设飞船做圆运动距地面的高度为h，飞船受到地球的万有引力提供了飞船的向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律，得
。
而地球表面上的物体受到的万有引力近似等于物体的重力，即 =mg,
联立以上各式，解得 h=-R。
(2)飞船运动的圆轨道的周长 s=2π(R+h)，
动行的速度 v==， 解得 v=。
15．(12分）解析：(1)起飞前：
起飞后：
地球表面：
距地面h高处：
联立以上各式解得
(2)设行星半径为R，质量为，密度为， 则
一、选择题：（每题5分，选对但不全给3分，选错不给分，共50分）
1．发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（ ）
A．牛顿、卡文迪许 B．开普勒、伽利略
C．开普勒、卡文迪许 D．牛顿、伽利略
2．行星绕恒星的运动轨道我们近似看成圆形，那么它的运行轨道半径的三次方与周期的平方的比值是常数，即，则常数的大小（ ）
A．与行星的质量有关 C．与恒星的质量及行星的质量没有关系
B．只与恒星的质量有关 D．与恒星的质量及行星的质量有关系
3．下列几组数据中能算出地球质量的是（万有引力常量G是已知的）（ ）
A.地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离r
B.月球绕地球运行的周期T和地球的半径r
C.月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离r
D.月球绕地球运动的周期T和轨道半径r
4．某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如它的轨道半径增加到原来的n倍后，仍能够绕地球做匀速圆周运动，则： （ ）
A．根据，可知卫星运动的线速度将增大到原来的n倍。
B．根据，可知卫星受到的向心力将减小到原来的倍。
C．根据，可知地球给卫星提供的向心力将减小到原来的倍。
D．根据，可知卫星运动的线速度将减小到原来的倍。
5、我国将要发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥1号”，设该卫星的轨道是圆形的，且贴 近 月球表面，已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，地球上的 第一宇宙速度约为，则该探月卫星绕月运行的速率约为 （ ）
A. B.
C. D.
6．一飞船在某行星表面附近沿圆轨道环绕该行星飞行.认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量（ ）
A.飞船的轨道半径 B.飞船的运行速度
C.飞船的运行周期 D.行星的质量
7．宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面（设月球半径为R）.据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为（ ）
A. B. C. D.
8．下列关于地球同步卫星的说法中正确的是：
A、为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上
B、通讯卫星定点在地球赤道上空某处，所有通讯卫星的周期都是24h
C、不同国家发射通讯卫星的地点不同，这些卫星的轨道不一定在同一平面上
D、不同通讯卫星运行的线速度大小是相同的，加速度的大小也是相同的。
9．关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（ ）
A、它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B、它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度
C、它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D、它是人造地球卫星绕地球飞行的最大环绕速度
10．假定宇宙空间站绕地球做匀速圆周运动，则在空间站上，下列实验能做成的是：（ ）
A、天平称物体的质量 B、用弹簧秤测物体的重量
C、用测力计测力 D、用水银气压计测飞船上密闭仓内的气体压强
二、填空题（共16分,每题8分）
11．一颗人造卫星绕地球作匀速圆周运动，轨道半径为，已知地球的半径为，地面上重力加速度为，则这颗人造卫星的运行周期＝__ _____。
12.某行星绕太阳运动可近似看作匀速圆周运动，已知行星运动的轨道半径为R，周期为T，万有引力恒量为G，则该行星的线速度大小为 ；太阳的质量可表示为＿＿ ＿＿＿。
班级 姓名 学号
三、计算题(共34分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分. 有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）。
13. （10分）一个人在某一星球上以速度竖直上抛一个物体，经时间落回抛出点。已知该星球的半径为，若要在该星球上发射一颗靠近该星球运转的人造卫星，则该人造卫星的速度大小为多少?
14．(12分) 2005年10月12日，我国继“神舟”五号载人宇宙飞船后又成功地发射了“神舟”六号载人宇宙飞船。飞船入轨运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行，经过了近5天的运行后，飞船的返回舱于10月17日凌晨顺利降落在预定地点，两名宇航员安全返回祖国的怀抱。设“神舟”六号载人飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t，若地球表面的重力加速度为g，地球半径为R。求：
(1)飞船的圆轨道离地面的高度。
(2)飞船在圆轨道上运行的速率。
15．（12分）火箭载着宇宙探测器飞向某行星，火箭内平台上还放有测试仪器，如图所示。火箭从地面起飞时，以加速度竖直向上做匀加速直线运动(为地面附近的重力加速度)，已知地球半径为R。
(1)升到某一高度时，测试仪器对平台的压力刚好是起飞前压力的，求此时火箭离地面的高度h
(2)探测器与箭体分离后，进入行星表面附近的预定轨道，进行一系列科学实验和测量，若测得探测器环绕该行星运动的周期为，试问：该行星的平均密度为多少？(假定行星为球体，且已知万有引力常量为G)
高一物理《万有引力与航天》单元测试题(A)参考答案
一、选择题：（每题5分，选对但不全给3分，选错不给分，共50分）
1、A 2.B
3. CD 解析：已知地球绕太阳运行的周期和地球的轨道半径只能求出太阳的质量，而不能求出地球的质量，所以A项不对．已知月球绕地球运行的周期和地球的半径，不知道月球绕地球的轨道半径，所以不能求地球的质量，所以B项不对．已知月球绕地球运动的角速度和轨道半径，由可以求出中心天体地球的质量，所以C项正确．由求得地球质量为，所以D项正确．
4．CD
5. B 解析：设地球质量、半径分别为M、R，月球质量、半径分别为m、r，则，，在星体表面，物体的重力近似等于万有引力，若物体质量为，则：，即；在月球表面，满足：，由此可得：，
地球表面的第一宇宙速度，
在月球表面，有
6. C 解析：飞船贴着行星表面飞行，则行星的密度为，知道飞船的运行周期就可以确定该行星的密度.所以C选项正确.
7.B 解析：物体自由落体运动，设地球表面重力加速度为g，,，飞船做匀速圆周运动，则，所以B选项正确.
8. BD 解析：同步卫星运动的周期与地球自转周期相同，T=24h，角速度ω一定
根据万有引力定律得知通讯卫星的运行轨道是一定的，离开地面的高度也是一定的。地球对卫星的引力提供了卫星做圆周运动的向心力，因此同步卫星只能以地心为圆心做圆周运动，它只能与赤道同平面且定点在赤道平面的正上方。故B正确，C错误。
不同通讯卫星因轨道半径相同，速度大小相等，故无相对运动，不会相撞，A错误。
由知：通讯卫星运行的线速度、向心加速度大小一定。
故正确答案是：B、D
9.BCD 解析：第一宇宙速度是从地球表面发射人造地球卫星的最小发射速度，是人造地球卫星绕地球飞行的最大环绕速度，也是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度所以BCD正确。
10、Ｃ 解析：本题考查了宇宙空间站上的“完全失重”现象。
宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时，地球对飞船的引力提供了向心加速，可见……①
对于飞船上的物体，设F为“视重”，根据牛顿第二定律得：
……②
解得：F=0，这就是完全失重
在完全失重状态下，引力方向上物体受的弹力等于零，物体的重力等于引力，因此只有C实验可以进行。其它的实验都不行。
二、填空题（共16分,每题8分）
11.
12. ，解析：该行星的线速度v=；由万有引力定律G= ，解得太阳的质量M= 。
三、计算题(共34分,10分+12分+12分）。
13. (10分） 解析:物体竖直上抛过程中： ，所以星球表面的重力加速度。
对人造卫星： ,所以该人造卫星的速度大小为：
14．(12分）解析：(1)飞船在圆轨道上做匀速圆周运动，运行的周期 T=。
设飞船做圆运动距地面的高度为h，飞船受到地球的万有引力提供了飞船的向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律，得
。
而地球表面上的物体受到的万有引力近似等于物体的重力，即 =mg,
联立以上各式，解得 h=-R。
(2)飞船运动的圆轨道的周长 s=2π(R+h)，
动行的速度 v==， 解得 v=。
15．(12分）解析：(1)起飞前：
起飞后：
地球表面：
距地面h高处：
联立以上各式解得
(2)设行星半径为R，质量为，密度为， 则