2019-2020年高中物理 第6章 万有引力与航天单元综合测评 新人教版必修2

2019-2020年高中物理第6章万有引力与航天单元综合测评新人教版必

修2

一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．请将答案填写在答题栏内)

1．下述说法中正确的有( )

A．一天24 h，太阳以地球为中心转动一周是公认的事实

B．由开普勒定律可知，各行星都分别在以太阳为圆心的各圆周上做匀速圆周运动

C．太阳系的八颗行星中，水星离太阳最近，由开普勒第三定律可知其运动周期最小

D．月球也是行星，它绕太阳一周需一个月的时间

解析：地心说是错误的，故A错；月球是地球的卫星，绕地球一周的周期是一个月，故D错；由开普勒定律可知B错，C正确，故答案选C.

答案：C

2．由于地球的自转，使得静止在地面的物体绕地轴做匀速圆周运动．对于这些做匀速圆周运动的物体，以下说法正确的是( )

A．向心力都指向地心

B．速度等于第一宇宙速度

C．加速度等于重力加速度

D．周期与地球自转的周期相等

解析：

本题重点考查了地球上的物体做匀速圆周运动的知识．由于地球上的物体随着地球的自转做圆周运动，则其周期与地球的自转周期相同，D正确，不同纬度处的物体的轨道平面是不相同的，如图，m处的物体的向心力指向O′点，选项A错误；由于第一宇宙速度是围绕地球运行时，轨道半径最小时的速度，即在地表处围绕地球运行的卫星的速度，则选项B错误；由图可知，向心力只是万有引力的一个分量，另一个分量是重力，因此加速度不等于重力加速度，选项C错误．答案：D

3．设地球半径为R，第一宇宙速度为v，则在地球上以2v的速度发射一卫星，则此卫星将( ) A．在离地球表面2R的轨道运行

B．在离地球表面2R的轨道运行

C．将脱离地球绕太阳运行成为一行星

D．将脱离太阳成为一恒星

解析：地球第一宇宙速度为7.9 km/s，若以2v＝15.8 km/s的速度发射，则11.2 km/s<2v<16.7 km/s，所以将脱离地球绕太阳运行成为一行星．

答案：C

4．(多选题)可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道 ( )

A．与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆

B．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆

C．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的

D．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的

解析：

人造卫星绕地球做圆周运动所需的向心力是万有引力提供的，人造卫星受地球的引力一定指向地心，所以任何人造卫星的稳定轨道平面都是通过地心的．A选项所述的卫星不能满足这个条件，A 错．B选项所述的卫星虽然满足这个条件，但是由于地球在自转，经线所决定的平面也在转动，这样的卫星又不可能有与地球自转同方向的速度，所以不可能始终在某一经线所决定的平面内，如图所示，故B项也错．无论高低如何，轨道平面与地球赤道平面重合的卫星都是存在的，C选项所述卫星就是地球同步卫星，而D项所述卫星不是同步卫星，故C、D项都对．

答案：CD

5．宇宙飞船到了月球上空后以速度v绕月球做圆周运动，如图所示，为了使飞船落在月球上的B点，在轨道A点，火箭发动器在短时间内发动，向外喷射高温燃气，喷气的方向应当是( ) A．与v的方向一致B．与v的方向相反

C．垂直v的方向向右D．垂直v的方向向左

解析：因为要使飞船做向心运动，只有减小速度，这样需要的向心力减小，而此时万有引力大于所需向心力，所以只有向前喷气，使v减小，从而做向心运动，落到B点，故A正确．答案：A

6．不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾．如图所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，对此有如下说法，正确的是( )

A．离地越低的太空垃圾运行周期越大

B．离地越高的太空垃圾运行角速度越小

C．由公式v＝gr得，离地越高的太空垃圾运行速率越大

D．太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞

解析：设地球质量为M，垃圾质量为m，垃圾的轨道半径为r.由牛顿第二定律可得：G Mm

r2

＝m(

2π

T

)2r，

垃圾的运行周期：T＝2πr3

GM

，由于π、G、M是常数，所以离地越低的太空垃圾运行周期越小，

故A 错误；由牛顿第二定律可得：G Mm r

2＝m ω2

r ，垃圾运行的角速度ω＝

GM

r 3

，由于G 、M 是常数，所以离地越高的垃圾的角速度越小，故B 正确；由牛顿第二定律可得：G Mm r 2＝m v 2

r

，垃圾运行的线速

度v ＝

GM

r ，由于G 、M 是常数，所以离地越高的垃圾线速度越小，故C 错误；由线速度公式v ＝GM r

可知，在同一轨道上的航天器与太空垃圾线速度相同，如果它们绕地球飞行的运转方向相同，它们不会碰撞，故D 错误．

答案：B

7．原香港中文大学校长、被誉为“光纤之父”的华裔科学家高锟和另外两名美国科学家共同分享了xx 年度的诺贝尔物理学奖．早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”．假设“高锟星”为均匀的球体，其质量为地球质量的1k ，半径为地球半径的1

q

，则“高锟星”表面的重力加速度是地球表面重力加速度的

( )

A.q k

B.k q

C.q 2

k

D.k 2q

解析：根据黄金代换式g ＝Gm 星

R 2

，并利用题设条件，可求出C 项正确． 答案：C

8．卫星在到达预定的圆周轨道之前，运载火箭的最后一节火箭仍和卫星连接在一起(卫星在前，火箭在后)，先在大气层外某一轨道a 上绕地球做匀速圆周运动，然后启动脱离装置，使卫星加速并实现星箭脱离，最后卫星到达预定轨道b ，关于星箭脱离后，下列说法正确的是( )

A ．预定轨道b 比某一轨道a 离地面更高，卫星速度比脱离前大

B ．预定轨道b 比某一轨道a 离地面更低，卫星的运行周期变小

C ．预定轨道b 比某一轨道a 离地面更高，卫星的向心加速度变小

D ．卫星和火箭仍在同一轨道上运动，卫星的速度比火箭大

解析：火箭与卫星脱离时，使卫星加速，此时G Mm r 2

r

，卫星将做离心运动，到达比a 更高的预

定轨道；由G Mm r 2＝ma n 得a n ＝Mm r

2，即r 越大，卫星的向心加速度越小．

答案：C

9. “神舟十号”绕地球做匀速圆周运动的过程中，下列事件不可能发生的是( ) A ．航天员在轨道舱内能利用弹簧拉力器进行体能锻炼 B ．悬浮在轨道舱内的水呈现圆球状

C ．航天员出舱后，手中举起的五星红旗迎风飘扬

D ．从飞船舱外自由释放的伴飞小卫星与飞船的线速度相等

解析：“神舟十号”在绕地球做匀速圆周运动的过程中处于完全失重状态，在该状态下，一切由重力产生的物理现象都将消失，靠重力才能使用的仪器也不能使用；弹簧拉力器不是靠重力工作