人教版高中物理必修2第六章万有引力与航天测试题
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修2第六章万有引力与航天测试题 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 140.7KB | ||
| 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 | 2020-05-24 13:32:12 | ||
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文档简介
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第六章《万有引力与航天》测试题
一、单选题（每小题只有一个正确答案）
1．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的加速度减小为原来的，卫星仍做匀速圆周运动，则（ ）
A．卫星的速度减小为原来的 B．卫星的角速度减小为原来的
C．卫星的周期增大为原来的2倍 D．卫星受到的引力减小为原来的
2．下列对天体的认识正确的是（ ）
A．由 可知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大，距离r趋于零时，万有引力无限大
B．行星绕太阳椭圆轨道运动时，太阳位于椭圆轨道的一个焦点处
C．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用
D．根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度小于在远日点的速度
3．2018年11月1日，第四十一颗北斗导航卫星成功发射。此次发射的北斗导航卫星是北斗三号系统的首颗地球静止轨道（GEO）卫星，也是第十七颗北斗三号组网卫星。该卫星大幅提升了我国北斗系统的导航精度。已知静止轨道（GEO）卫星的轨道高度约36000km，地球半径约6400km，地球表面的重力加速度为g，请你根据所学的知识分析该静止轨道（GEO）卫星处的加速度最接近多少（ ）
A． B． C． D．
4．“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器的成功对接和顺利返回，显示了我国航天事业取得的巨大成就。对接前，二者的运动均看作绕地球的匀速圆周运动，“天宫一号”目标飞行器比“神舟八号”飞船离地球更远，则（ ）
A．“天宫一号”比“神舟八号”的速度大
B．“天宫一号”比“神舟八号”的周期长
C．“天宫一号”与“神舟八号”的速度相同
D．“天宫一号”与“神舟八号”的角速度相同
5．宇航员在某星球表面做了如图甲所示的实验，将一插有风帆的滑块放置在倾角为的粗糙斜面上由静止开始下滑，帆在星球表面受到的空气阻力与滑块下滑的速度成正比，即F=kv，k为已知常数。宇航员通过传感器测量得到滑块下滑的加速度a与速度v的关系图象如图乙所示，已知图中直线在纵轴与横轴的截距分别为a0、v0，滑块与足够长斜面间的动摩擦因数为μ，星球的半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，由上述条件可判断出（ ）
A．滑块的质量为
B．星球的密度为
C．星球的第一宇宙速度
D．该星球近地卫星的周期为
6．地球同步卫星、赤道上的物体、近地卫星运动的线速度大小分别为 v1、v2、v3；角速度大小分别为、、；向心加速度大小分别为 a1、a2、a3；所受向心力大小分别为 F1、F2、F3。则下列关系一定不正确的是（ ）
A．v3 > v1 > v2 B．< = C．a3 > a1 > a2 D．F3 > F1 > F2
7．要计算出月球的质量，除知道引力常量G外，还需知道（ ）
A．月球绕地球运行的周期及月地距离
B．月球绕地球运行的速度和地球的质量
C．月球半径及登月舱在月面附近的绕行周期
D．月球半径及登月舱的质量
8．设行星的质量为m，太阳的质量为M，行星到太阳的距离为r。牛顿在研究太阳与行星间的引力过程中（ ）
A．先得出的行星对太阳的引力，再得出太阳对行星的引力
B．先得出的行星对太阳的引力，再得出太阳对行星的引力
C．先得出的太阳对行星的引力，再得出行星对太阳的引力
D．先得出的太阳对行星的引力，再得出行星对太阳的引力
9．行星绕恒星运动的轨道可近似认为是圆形，行星运动周期的平方与轨道半径的三次方之比，为常数，则关于此常数的大小（ ）
A．与行星质量有关 B．与恒星质量和行星质量均有关
C．与恒星质量有关 D．与行星运动的速度有关
10．太空——110轨道康复者”可以对卫星在太空中补充能源，使卫星的寿命延长10年或更长。假设“轨道康复者”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运动，且轨道半径为地球同步卫星的，且运行方向与地球自转方向相同。下列说法正确的是（ ）
A．“轨道康复者”运行的重力加速度等于其所在轨道处的向心加速度
B．“轨道康复者”运行的速度等于同步卫星运行速度的5倍
C．站在地球赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动
D．“轨道康复者”可以从高轨道加速从而对低轨道上的卫星进行拯救
11．我国发射“天宫一号”时，先将实验舱发送到一个椭圆轨道上，其近地点M距地面200km，远地点N距地面362km．进入该轨道正常运行时，其周期为T1，通过M、N点时的速率分别是v1、v2．加速度分别为a1、a2,当某次通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃实验舱上的发动机，使在短时间内加速后进入离地面362km的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，周期为T2，这时实验舱的速率为v3,加速度为a3,比较在M、N、P三点正常运行时（不包括点火加速阶段）的速率大小和加速度大小，及在两个轨道上运行的周期，下列结论正确的是（ ）
A．v1>v3 B．v2>v1 C．a3>a2 D．T1> T2
12．水星或金星运行到地球和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星凌日”。已知地球的公转周期为365天，若将水星、金星和地球的公转轨道视为同一平面内的圆轨道，理论计算得到水星相邻两次凌日的时间间隔为116天，金星相邻两次凌日的时间间隔为584天，则下列判断合理的是（ ）
A．地球的公转周期大约是水星的2倍
B．地球的公转周期大约是金星的1．6倍
C．金星的轨道半径大约是水星的3倍
D．实际上水星、金星和地球的公转轨道平面存在一定的夹角，所以水星或金星相邻两次凌日的实际时间间隔均大于题干所给数据
13．我国计划于2020年发射“火星探测器”，若探测器绕火星的运动、地球和火星绕太阳的公转视为匀速圆周运动，相关数据见表格，则下列判断正确的是（ ）
行星 行星半径/m 行星质量/kg 行星公转轨道半径 行星公转周期
地球 6.4×106 6.0×1024 R地=1.5×1011m T地
火星 3.4×106 6.4×1023 R火=2.3×1011m T火
A．T地>T火
B．火星的“第一宇宙速度”小于地球的第一宇宙速度
C．火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度
D．探测器绕火星运动的周期的平方与其轨道半径的立方之比与相等
14．为探测暗物质，我国发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星，并成功进入高500公里预定轨道，已知地球的半径为6400千米，同步卫星的高度为36000千米，则下列判断正确的是
A．“悟空”的运行周期大于同步卫星转动的周期
B．“悟空”的运行线速度大于地球的第一宇宙速度
C．“悟空”的向心加速度等于地球表面的重力加速度
D．“悟空”的向心加速度大于地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度
15．全球定位系统(GPS)有24颗卫星分布在绕地球的6个轨道上运行，距地面的高度都为2万千米．已知地球同步卫星离地面的高度为3.6万千米，地球半径约为6 400 km，则全球定位系统的这些卫星的运行速度约为( )
A．3.1 km/s B．3.9 km/s C．7.9 km/s D．11.2 km/s
二、多选题（每小题至少有两个正确答案）
16．已知下列哪些数据，可以计算出地球质量，引力常数G已知（ ）
A．地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离
B．人造地球卫星在地面附近上空绕行的速度和运行周期
C．月球绕地球运行的周期及地球半径
D．若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度
17．已知下列那组数据，可计算出地球的质量：（ ）
A．地球绕太阳运行的周期T地及地球离太阳中心的距离R地日
B．月球绕地球运行的周期T月及月球离地球中心的距离R月地
C．人造地球卫星在地球表面附近绕行时的速度V和运行周期T卫
D．若不考虑地球的自转，已知地球的半径及重力加速度
18．地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；同步通信卫星的向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；“神州”六号飞船（距地面高度343km）的向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3．则（ ）
A． B．
C． D．
19．在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间小球落回原地。若在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间小球落回原处。已知该星球的半径与地球半径之比为，地球表面重力加速度为，设该星球表面附近的重力加速度为，空气阻力不计。则（ ）
A． B．
C． D．
20．已知某行星的半径为，该行星的一颗卫星围绕行星做匀速圆周运动，环绕周期为，卫星到行星表面的距离也等于，引力常量为，不考虑行星的自转，则下列说法正确的是（ ）
A．行星表面的重力加速度为 B．行星的质量为
C．该行星的第一宇宙速度为 D．卫星绕行星做圆周运动的线速度为
三、实验题
21．通常情况下，地球上的两个物体之间的万有引力是极其微小以至于很难被直接测量，人们在长时间内无法得到引力常量的精确值．在牛顿发现万有引力定律一百多年以后的1789年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用如图所示的扭秤装置，才第一次在实验室里比较精确地测出了万有引力常量．
（1）在图所示的几个实验中，与“卡文迪许扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是__________．（选填“甲”“乙”或“丙”）
（2）引力常量的得出具有重大意义，比如：_____________________．（说出一条即可）
四、解答题
22．双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动. 研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化. 若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为多少？
23．一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿水平方向以速度从高h处抛出一个小球，测得小球落地时的水平位移为，已知该星球半径为，引力常量为.求：
（1）该星球表面的重力加速度；
（2）该星球的质量；
（3）该星球的密度．
24．宇航员在月球表面完成下面的实验：在一固定的竖直光滑圆轨道内部有一质量为m的小球(可视为质点)，如图所示.当在最高点给小球一瞬间的速度v时，刚好能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动，已知圆弧的轨道半径为r，月球的半径为R，引力常量为G.求：
(1)若在月球表面上发射一颗环月卫星，所需最小发射速度为多大？
(2) 月球的平均密度为多大？
(3) 轨道半径为2R的环月卫星周期为多大？
参考答案
1．A 2．B 3．A 4．B 5．B 6．B 7．C 8．D 9．C 10．A 11．A 12．B 13．B 14．D 15．B 16．BD 17．BCD 18．BCD 19．AD 20．BD
21．乙 引力常量的普适性证明了万有引力定律的正确性（或：引力常量的得出使得可以定量计算万有引力的大小；引力常量的得出使得人们可以方便地计算出地球的质量）
22．
23．(1) (2) (3)
24．（1） （2） （3）
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第六章《万有引力与航天》测试题
一、单选题（每小题只有一个正确答案）
1．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的加速度减小为原来的，卫星仍做匀速圆周运动，则（ ）
A．卫星的速度减小为原来的 B．卫星的角速度减小为原来的
C．卫星的周期增大为原来的2倍 D．卫星受到的引力减小为原来的
2．下列对天体的认识正确的是（ ）
A．由 可知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大，距离r趋于零时，万有引力无限大
B．行星绕太阳椭圆轨道运动时，太阳位于椭圆轨道的一个焦点处
C．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用
D．根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度小于在远日点的速度
3．2018年11月1日，第四十一颗北斗导航卫星成功发射。此次发射的北斗导航卫星是北斗三号系统的首颗地球静止轨道（GEO）卫星，也是第十七颗北斗三号组网卫星。该卫星大幅提升了我国北斗系统的导航精度。已知静止轨道（GEO）卫星的轨道高度约36000km，地球半径约6400km，地球表面的重力加速度为g，请你根据所学的知识分析该静止轨道（GEO）卫星处的加速度最接近多少（ ）
A． B． C． D．
4．“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器的成功对接和顺利返回，显示了我国航天事业取得的巨大成就。对接前，二者的运动均看作绕地球的匀速圆周运动，“天宫一号”目标飞行器比“神舟八号”飞船离地球更远，则（ ）
A．“天宫一号”比“神舟八号”的速度大
B．“天宫一号”比“神舟八号”的周期长
C．“天宫一号”与“神舟八号”的速度相同
D．“天宫一号”与“神舟八号”的角速度相同
5．宇航员在某星球表面做了如图甲所示的实验，将一插有风帆的滑块放置在倾角为的粗糙斜面上由静止开始下滑，帆在星球表面受到的空气阻力与滑块下滑的速度成正比，即F=kv，k为已知常数。宇航员通过传感器测量得到滑块下滑的加速度a与速度v的关系图象如图乙所示，已知图中直线在纵轴与横轴的截距分别为a0、v0，滑块与足够长斜面间的动摩擦因数为μ，星球的半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，由上述条件可判断出（ ）
A．滑块的质量为
B．星球的密度为
C．星球的第一宇宙速度
D．该星球近地卫星的周期为
6．地球同步卫星、赤道上的物体、近地卫星运动的线速度大小分别为 v1、v2、v3；角速度大小分别为、、；向心加速度大小分别为 a1、a2、a3；所受向心力大小分别为 F1、F2、F3。则下列关系一定不正确的是（ ）
A．v3 > v1 > v2 B．< = C．a3 > a1 > a2 D．F3 > F1 > F2
7．要计算出月球的质量，除知道引力常量G外，还需知道（ ）
A．月球绕地球运行的周期及月地距离
B．月球绕地球运行的速度和地球的质量
C．月球半径及登月舱在月面附近的绕行周期
D．月球半径及登月舱的质量
8．设行星的质量为m，太阳的质量为M，行星到太阳的距离为r。牛顿在研究太阳与行星间的引力过程中（ ）
A．先得出的行星对太阳的引力，再得出太阳对行星的引力
B．先得出的行星对太阳的引力，再得出太阳对行星的引力
C．先得出的太阳对行星的引力，再得出行星对太阳的引力
D．先得出的太阳对行星的引力，再得出行星对太阳的引力
9．行星绕恒星运动的轨道可近似认为是圆形，行星运动周期的平方与轨道半径的三次方之比，为常数，则关于此常数的大小（ ）
A．与行星质量有关 B．与恒星质量和行星质量均有关
C．与恒星质量有关 D．与行星运动的速度有关
10．太空——110轨道康复者”可以对卫星在太空中补充能源，使卫星的寿命延长10年或更长。假设“轨道康复者”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运动，且轨道半径为地球同步卫星的，且运行方向与地球自转方向相同。下列说法正确的是（ ）
A．“轨道康复者”运行的重力加速度等于其所在轨道处的向心加速度
B．“轨道康复者”运行的速度等于同步卫星运行速度的5倍
C．站在地球赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动
D．“轨道康复者”可以从高轨道加速从而对低轨道上的卫星进行拯救
11．我国发射“天宫一号”时，先将实验舱发送到一个椭圆轨道上，其近地点M距地面200km，远地点N距地面362km．进入该轨道正常运行时，其周期为T1，通过M、N点时的速率分别是v1、v2．加速度分别为a1、a2,当某次通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃实验舱上的发动机，使在短时间内加速后进入离地面362km的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，周期为T2，这时实验舱的速率为v3,加速度为a3,比较在M、N、P三点正常运行时（不包括点火加速阶段）的速率大小和加速度大小，及在两个轨道上运行的周期，下列结论正确的是（ ）
A．v1>v3 B．v2>v1 C．a3>a2 D．T1> T2
12．水星或金星运行到地球和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星凌日”。已知地球的公转周期为365天，若将水星、金星和地球的公转轨道视为同一平面内的圆轨道，理论计算得到水星相邻两次凌日的时间间隔为116天，金星相邻两次凌日的时间间隔为584天，则下列判断合理的是（ ）
A．地球的公转周期大约是水星的2倍
B．地球的公转周期大约是金星的1．6倍
C．金星的轨道半径大约是水星的3倍
D．实际上水星、金星和地球的公转轨道平面存在一定的夹角，所以水星或金星相邻两次凌日的实际时间间隔均大于题干所给数据
13．我国计划于2020年发射“火星探测器”，若探测器绕火星的运动、地球和火星绕太阳的公转视为匀速圆周运动，相关数据见表格，则下列判断正确的是（ ）
行星 行星半径/m 行星质量/kg 行星公转轨道半径 行星公转周期
地球 6.4×106 6.0×1024 R地=1.5×1011m T地
火星 3.4×106 6.4×1023 R火=2.3×1011m T火
A．T地>T火
B．火星的“第一宇宙速度”小于地球的第一宇宙速度
C．火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度
D．探测器绕火星运动的周期的平方与其轨道半径的立方之比与相等
14．为探测暗物质，我国发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星，并成功进入高500公里预定轨道，已知地球的半径为6400千米，同步卫星的高度为36000千米，则下列判断正确的是
A．“悟空”的运行周期大于同步卫星转动的周期
B．“悟空”的运行线速度大于地球的第一宇宙速度
C．“悟空”的向心加速度等于地球表面的重力加速度
D．“悟空”的向心加速度大于地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度
15．全球定位系统(GPS)有24颗卫星分布在绕地球的6个轨道上运行，距地面的高度都为2万千米．已知地球同步卫星离地面的高度为3.6万千米，地球半径约为6 400 km，则全球定位系统的这些卫星的运行速度约为( )
A．3.1 km/s B．3.9 km/s C．7.9 km/s D．11.2 km/s
二、多选题（每小题至少有两个正确答案）
16．已知下列哪些数据，可以计算出地球质量，引力常数G已知（ ）
A．地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离
B．人造地球卫星在地面附近上空绕行的速度和运行周期
C．月球绕地球运行的周期及地球半径
D．若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度
17．已知下列那组数据，可计算出地球的质量：（ ）
A．地球绕太阳运行的周期T地及地球离太阳中心的距离R地日
B．月球绕地球运行的周期T月及月球离地球中心的距离R月地
C．人造地球卫星在地球表面附近绕行时的速度V和运行周期T卫
D．若不考虑地球的自转，已知地球的半径及重力加速度
18．地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；同步通信卫星的向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；“神州”六号飞船（距地面高度343km）的向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3．则（ ）
A． B．
C． D．
19．在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间小球落回原地。若在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间小球落回原处。已知该星球的半径与地球半径之比为，地球表面重力加速度为，设该星球表面附近的重力加速度为，空气阻力不计。则（ ）
A． B．
C． D．
20．已知某行星的半径为，该行星的一颗卫星围绕行星做匀速圆周运动，环绕周期为，卫星到行星表面的距离也等于，引力常量为，不考虑行星的自转，则下列说法正确的是（ ）
A．行星表面的重力加速度为 B．行星的质量为
C．该行星的第一宇宙速度为 D．卫星绕行星做圆周运动的线速度为
三、实验题
21．通常情况下，地球上的两个物体之间的万有引力是极其微小以至于很难被直接测量，人们在长时间内无法得到引力常量的精确值．在牛顿发现万有引力定律一百多年以后的1789年，英国物理学家卡文迪许巧妙地利用如图所示的扭秤装置，才第一次在实验室里比较精确地测出了万有引力常量．
（1）在图所示的几个实验中，与“卡文迪许扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是__________．（选填“甲”“乙”或“丙”）
（2）引力常量的得出具有重大意义，比如：_____________________．（说出一条即可）
四、解答题
22．双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动. 研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化. 若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为多少？
23．一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿水平方向以速度从高h处抛出一个小球，测得小球落地时的水平位移为，已知该星球半径为，引力常量为.求：
（1）该星球表面的重力加速度；
（2）该星球的质量；
（3）该星球的密度．
24．宇航员在月球表面完成下面的实验：在一固定的竖直光滑圆轨道内部有一质量为m的小球(可视为质点)，如图所示.当在最高点给小球一瞬间的速度v时，刚好能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动，已知圆弧的轨道半径为r，月球的半径为R，引力常量为G.求：
(1)若在月球表面上发射一颗环月卫星，所需最小发射速度为多大？
(2) 月球的平均密度为多大？
(3) 轨道半径为2R的环月卫星周期为多大？
参考答案
1．A 2．B 3．A 4．B 5．B 6．B 7．C 8．D 9．C 10．A 11．A 12．B 13．B 14．D 15．B 16．BD 17．BCD 18．BCD 19．AD 20．BD
21．乙 引力常量的普适性证明了万有引力定律的正确性（或：引力常量的得出使得可以定量计算万有引力的大小；引力常量的得出使得人们可以方便地计算出地球的质量）
22．
23．(1) (2) (3)
24．（1） （2） （3）
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