万有引力与航天章末综合检测含答案Word格式文档下载.docx
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3．如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说法正确的是（ ）
A．根据v＝
，可知vA<
vB<
vC
B．根据万有引力定律，可知卫星所受地球引力FA>
FB>
FC
C．角速度ωA>
ωB>
ωC
D．向心加速度aA<
aB<
aC
4．若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为（ ）
A．16km/s B．32km/s
C．4km/sD．2km/s
5．图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命。
图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心，轨道半径之比为1∶4。
若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则下列说法正确的是（ ）
A．在图示轨道上，“轨道康复者”的速度大于7.9km/s
B．在图示轨道上，“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍
C．在图示轨道上，“轨道康复者”的周期为3h，且从图示位置开始经1.5h与同步卫星的距离最近
D．若要对该同步卫星实施拯救，“轨道康复者”应从图示轨道上加速，然后与同步卫星对接
6.下列关于人造地球卫星与宇宙飞船的说法中，正确的是（ ）
①如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力常量，就可以算出地球的质量
②两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，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都一定相同
③原来在某一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要使后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者的速率增大一些即可
④一只绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞行速度减小
A．①② B．②③
C．①③ D．②④
7．北京时间2005年7月4日下午1时52分（美国东部时间7月4日凌晨1时52分）探测器成功撞击“坦普尔一号”彗星，投入彗星的怀抱，实现了人类历史上第一次对彗星的“大对撞”，如图所示。
假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是（ ）
A．绕太阳运动的角速度不变
B．近日点处线速度大于远日点处线速度
C．近日点处加速度大于远日点处加速度
D．其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数
8．2013年6月11日17时38分，我国利用“神舟十号”飞船将聂海胜、张晓光、王亚平三名宇航员送入太空。
设宇航员测出自己绕地球做匀速圆周运动的周期为T，离地高度为H，地球半径为R，则根据T、H、R和引力常量G，能计算出的物理量是（ ）
A．地球的质量B．地球的平均密度
C．飞船所需的向心力D．飞船线速度的大小
9.土星外层上有一个环（如图），为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断（ ）
A．若v∝R，则该层是土星的一部分
B．若v2∝R，则该层是土星的卫星群
C．若v∝
，则该层是土星的一部分
D．若v2∝
，则该层是土星的卫星群
10．迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese581”运行的行星“G1－581c”却很值得我们期待。
该行星的温度在0℃到40℃之间，质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍，公转周期为13个地球日。
“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍。
设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则（ ）
A．在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同
B．如果人到了该行星，其体重是地球上的2
倍
C．该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的
D．由于该行星公转速度比地球大，地球上的物体如果被带上该行星，其质量会稍有变化
二、填空题
11．甲、乙两颗人造地球卫星，离地面的高度分别为R和2R（R为地球半径），质量分别为m和3m，它们都绕地球做匀速圆周运动，则
（1）它们的周期之比T甲∶T乙＝________。
（2）它们的线速度之比v甲∶v乙＝________。
（3）它们的角速度之比ω甲∶ω乙＝________。
（4）它们的向心加速度之比a甲∶a乙＝________。
（5）它们所受地球的引力之比F甲∶F乙＝________。
12．
三、论述·
计算题（共4小题，共44分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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）
12．（10分）我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星－500”的实验活动。
假设王跃登陆火星后，测得火星的半径是地球半径的
，质量是地球质量的
。
已知地球表面的重力加速度是g，地球的半径为R，忽略火星以及地球自转的影响，求：
（1）火星表面的重力加速度g′的大小；
（2）王跃登陆火星后，经测量发现火星上一昼夜的时间为t，如果要发射一颗火星的同步卫星，它正常运行时距离火星表面将有多远？
13．（11分）宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角α，已知该星球的半径为R，引力常量为G，已知球的体积公式是V＝
πR3。
求：
（1）该星球表面的重力加速度g；
（2）该星球的密度；
（3）该星球的第一宇宙速度。
14．（11分）2008年9月25日21时10分04秒，“神舟”七号从酒泉卫星发射中心成功发射升空.20分钟后，“神舟”七号飞船已经进入远地点347公里、近地点200公里的预定椭圆轨道，9月26日凌晨4点，飞船在成功变轨之后，进入343公里的近圆轨道，如图所示。
“神舟”七号的发射由国家卫星气象中心负责提供空间天气保障，国家气象中心利用了风云四号同步卫星进行气象测控。
已知风云四号同步卫星离地的高度为3.6×
104km。
（地球的半径为6.4×
103km，地球表面的重力加速度g取10m/s2）
请根据以上材料回答下列问题：
（1）“神舟”七号飞船在圆轨道上运行时，质量为120kg的舱外航天服所受重力的大小；
（2）“神舟”七号飞船在椭圆轨道上运行时的周期。
（保留两位有效数字）
15．（12分）石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。
用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现。
科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换。
（1）有关地球同步轨道卫星，下列表述正确的是（ ）
A．卫星距离地面的高度大于月球离地面的高度
B．卫星的运行速度小于第一宇宙速度
C．卫星运行时可能经过杭州的正上方
D．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度
（2）若把地球视为质量分布均匀的球体，己知同步卫星绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a1，近地卫星绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a2，地球赤道上的物体做匀速圆周运动的向心加速度大小为a3；
地球北极地面附近的重力加速度为g1，地球赤道地面附近的重力加速度为g2，则（ ）
A．a1＝g1B．a2＝g1
C．a3＝g1D．g1－g2＝a3
（3）当电梯仓停在距地面高度h＝4R的站点时，求仓内质量m＝50kg的人对水平地板的压力大小。
地面附近重力加速度g取10m/s2，地球自转角速度ω＝7.3×
10－5rad/s，地球半径R＝6.4×
103km。
（结果保留三位有效数字）
第六章限时检测
第Ⅰ卷（选择题 共40分）
答案：
C
解析：
根据物理学史可知C错，ABD正确。
2.
如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点。
物体A和卫星B、C周期相同，故物体A和卫星C角速度相同，但半径不同，根据v＝ωR可知二者线速度不同，A项错；
根据a＝Rω2可知，物体A和卫星C向心加速度不同，B项错；
根据牛顿第二定律，卫星B和卫星C在P点的加速度a＝
，故两卫星在P点的加速度相同，C项正确；
卫星C做匀速圆周运动，万有引力完全提供向心力，卫星B轨道为椭圆，故万有引力与卫星C所需向心力不相等，二者线速度一定不相等，D项错。
3．（湖南师大附中2013～2014学年高一下学期期中）如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说
法正确的是（ ）
设地球质量为M，卫星质量为m，卫星做圆周运动的半径为r，由G
＝m
＝mω2r＝ma得，v∝
，ω∝
，a∝
因为rA<
rB<
rC，所以vA>
vB>
vC，A错。
ωA>
ωC，C对。
aA>
aB>
aC，D错。
而F∝
，由于三个卫星的质量关系未知，故无法确定卫星所受地球引力的大小关系，B错。
4．若
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