高一物理必修2第六章万有引力与航天本章知识点综合评估同步检测

高一物理必修2第六章万有引力与航天本章知识点综合评估同步检测

姓名 班级 分数

一、选择题（本题共15小题，每小题4分，共60分。在每小题给出的四个选项中，1-10题只有一个选项符合题目要求，11-15题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分）

1．地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在1662年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现。哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星。哈雷彗星最近出现的时间是1986年，它下次飞近地球大约是哪一年（ ）
A．2042年 B．2052年 C．2062年 D．2072年


2．若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2∶，已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R。由此可知，该行星的半径约为（ ）
A．R/2 B．7R/2 C．2R D．R/2



3．地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a1，地球的同步卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，向心加速度为a2。已知万有引力常量为G，地球半径为R，地球赤道表面的加速度为g。下列说法正确的是（ ）
A．地球质量M=a1R2/G B．地球质量M=a2r2/G
C．a1、a2、g的关系是g＜a1＜a2 D．加速度之比a1/a2=r2/R2


4．如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则
A．卫星a的加速度大于b的加速度
B．卫星a的角速度小于c的角速度
C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度
D．卫星b的周期大于24 h


5．如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道正常运行时，以下说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度
C．卫星在轨道2上的经过Q点时的速度大于它在轨道3上经过P点时的速度
D. 卫星在轨道2上的经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点时的加速度


6．火星直径约为地球的一半，表面重力加速度约为地球的0.4倍，则火星质量约为地球的（ ）
A．1/10 B．1/5 C．2/5 D．4/5

7．中国航天局在2015年年底发射了高分四号卫星，这是中国首颗地球同步轨道高时间分辨率对地观测卫星。如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是同在赤道平面内的两个人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是高分四号卫星，则下列关系正确的是（ ）
A．物体A随地球自转的角速度大于卫星B的角速度
B．卫星B的线速度小于卫星C的线速度
C．物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度
D．物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期


8．空间站是一种在近地轨道长时间运行，可供多名航天员巡访，长期工作和生活的载人航天器。如图所示，某空间站在轨道半径为R的近地圆轨道I上围绕地球运行，一宇宙飞船与空间站对接检修后再与空间站分离，分离时宇宙飞船依靠自身动力装置在很短的距离内加速，进入椭圆轨道Ⅱ运行。已知椭圆轨道的远地点到地球球心的距离为3.5R，地球质量为M，万有引力常量为G，则分离后飞船在椭圆轨道上至少运动多长时间才有机会和空间站进行第二次对接（ ）
A． B．
C． D．


9．2016年9月16日，北京航天飞行控制中心对天宫二号成功实施变轨控制，使天宫二号由椭圆形轨道的远地点进入近圆形轨道，等待神舟十一号到来。10月19日凌晨，神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功，对接时的轨道高度是393公里，比神舟十号与天宫一号对接时的轨道高了50公里，这与未来空间站的轨道高度基本相同，为我国载人航天发展战略的第三步——建造空间站做好了准备。下列说法正确的是（ ）
A．在近圆形轨道上运行时天宫一号的周期比天宫二号的长
B．在近圆形轨道上运行时天宫一号的加速度比天宫二号的小
C．天宫二号由椭圆形轨道进入近圆形轨道需要减速
D．交会对接前神舟十一号的运行轨道要低于天宫二号的运行轨道


10．1871年，人们发现了太阳系中的第七颗行星—天王星，但是，它的运动轨迹有些“古怪”：根据万有引力定律计算出来的轨道与实际观测的结果总有一些偏差；英国剑桥大学的学生亚当斯和法国年轻的天文学家雷维耶相信在天王星轨道外面还存在一颗未发现的行星；他们根据天王星的观测资料，各自独立地利用万有引力定律计算出这颗“新”行星的轨道，后来这颗行星被命名为“海王星”；设天王星和海王星各自绕太阳做匀速圆周运动，两行星的轨道平面共面，它们绕行的方向相同；设从两行星离得最近时开始计时，到下一次两行星离得最近所经历的最短时间为t；设天王星的轨道半径为R，周期为T；假设忽略各行星之间的万有引力，那么海王星的轨道半径为（ ）
A． B． C． D．

11．我国计划在2018年发射“嫦娥四号”，它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料。已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，嫦娥四号离月球中心的距离为r，绕月周期为T。根据以上信息可求出（ ）
A．“嫦娥四号”绕月运行的速度为
B．“嫦娥四号”绕月运行的速度为2πR/T
C．月球的平均密度为3πr3/GT2R3
D．月球的平均密度为3g/4πGR


12．2015年12月10日，我国成功将中星1C卫星发射升空，卫星顺利进入预定转移轨道。如图所示是某卫星沿椭圆轨道绕地球运动的示意图，已知地球半径为R，地球表面重力加速度g，卫星远地点P距地心O的距离为3R，则（ ）
A．卫星在远地点的速度小于
B．卫星经过远地点时的速度最小
C．卫星经过远地点时的加速度小于g/9
D．卫星经过远地点时加速，卫星有可能再次经过该远地点


13．如图所示，甲、乙、丙是位于同一直线上的离其它恒星较远的三颗恒星，甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行，若三颗星质量均为M，万有引力常量为G，则（　　）
A．甲星所受合力为 B．乙星所受合力为
C．甲星做圆周运动的周期为
D．丙星做圆周运动的线速度大小为


14．“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道到达月球附近，在距月球表面200km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球俘获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图所示。之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ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Ⅰ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ上运动的周期，用a1、a2、a3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的加速度，v1、v2、v3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的速度，用F1、F2、F3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点时受到的万有引力，则下面关系式中正确的是（ ）
A．a1=a2=a3 B．v1＜v2＜v3
C．T1＞T2＞T3 D．F1=F2=F3


15．已知引力常量为G，假设把地球看成质量分布均匀的球体，地球的半径为R，质量为M，自转周期为T。已知北极处的重力加速度为g1和赤道处的重力加速度为g2，下列关系式正确的是（ ）
A．g1=g2— B．g1=— C．g2=g1— D．g2=—


姓名 班级 分数

选择题答题卡:

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
答案

二、计算题（本题共4小题，每小题10分，共40分。解答应写出必要的文字说明，方程式或演算步骤，有数值计算的要注明单位）

16．某仪器在地面上受到的重力为160N，将它置于宇宙飞船中，当宇宙飞船以a=0.5g的加速度竖直上升到某高度时仪器所受的支持力为90N，取地球表面处重力加速度g=10m/s2，地球半径R=6400km。求：
（1）此处离地面的高度H
（2）在此高度处运行的卫星速度v的大小


17．如图所示，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，离地面高度为h。已知地球半径为R，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心。若卫星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、B、A在同一直线上）。求：
（1）卫星B运行的角速度
（2）至少经过多少时间，它们再一次相距最近？


18．人们判断银河系的中心可能存在着一个很大很大的黑洞，他们的根据是用口径为3.5m的天文望远镜对猎户座中位于银河系中心附近的星体进行近六年的观测所得的数据。他们发现，有一个距离银河系中心约6.0×109km的星体正以2.0×103km/s的速度围绕银河系中心旋转。已知万有引力常量G＝6.67×10-11Nm2·kg-2，根据上面数据试计算：（结果均保留两位有效数字）
（1）此黑洞的质量
（2）理论分析，成为黑洞的条件是该星体的第一宇宙速度大于等于光速，此黑洞半径的最大值


19．宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量也相同。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示。设这三个星体的质量均为m，且两种系统中各星间的距离已在图甲、图乙中标出，引力常量为G，则：
（1）直线三星系统中星体做圆周运动的周期为多少？
（2）三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为多少？




参考答案：

一、选择题：选择题答题卡:

题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
答案 C C B B C A C D D C ACD ABD ACD ACD CD


二、计算题

16．（1）H=3R=19200km；（2）v=4km/s；
17．（1）ω=；（2）t=；
18．（1）M=3.6×1035kg；（2）R=2.7×108m；
19．（1）T1=；（2）T2=；