《萬有引力與航天》單元評估(A)

1、萬有引力與航天單元評估(A)一、選擇題(每小題4分，共40分)1星球上的物體脫離星球引力所需的最小速度稱為第二宇宙速度星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2v1.已知某星球的半徑為r，它表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的，不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為()A.B. C. D.gr2太陽能電池是將太陽能通過特殊的半導(dǎo)體材料轉(zhuǎn)化為電能，在能量的利用中，它有許多優(yōu)點(diǎn)，但也存在著一些問題，如受到季節(jié)、晝夜及陰晴等氣象條件的限制為了能盡量地解決這些問題，可設(shè)想把太陽能電池送到太空中并通過一定的方式讓地面上的固定接收站接收電能，太陽能電池應(yīng)該置于()A地球的同步衛(wèi)星軌道B

2、地球大氣層上的任一處C地球與月亮的引力平衡點(diǎn)D地球與太陽的引力平衡點(diǎn)3由于通訊和廣播等方面的需要，許多國家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的()A質(zhì)量可以不同B軌道半徑可以不同C軌道平面可以不同D速率可以不同4如圖所示是“嫦娥一號”奔月示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過自帶的小型火箭多次變軌，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開展對月球的探測下列說法正確的是()A發(fā)射“嫦娥一號”的速度必須達(dá)到第三宇宙速度B在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)C衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比D在繞月圓軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力5在太空運(yùn)行了15年的俄羅斯“和平號”軌道空間

3、站已于2000年3月23日墜毀，其殘骸灑落在南太平洋預(yù)定海域墜毀前，因受高空稀薄空氣阻力和地面控制作用的影響，空間站在繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)(可看作做圓周運(yùn)動(dòng))的同時(shí)逐漸地向地球靠近，這個(gè)過程中空間站運(yùn)動(dòng)的()A角速度逐漸減小B線速度逐漸減小C加速度逐漸減小 D周期逐漸減小6據(jù)媒體報(bào)道，“嫦娥”一號衛(wèi)星繞月工作軌道為圓軌道，軌道距月球表面的高度為200 km，運(yùn)行周期為127 min.若要求出月球的質(zhì)量，除上述信息外，只需要再知道()A引力常量和“嫦娥”一號的質(zhì)量B引力常量和月球?qū)Α版隙稹币惶柕奈引力常量和地球表面的重力加速度D引力常量和月球表面的重力加速度7;圖1在同一軌道平面上繞地球做勻速圓周運(yùn)

4、動(dòng)的衛(wèi)星A、B、C，某時(shí)刻恰好在同一過地心的直線上，如圖1所示，當(dāng)衛(wèi)星B經(jīng)過一個(gè)周期時(shí)()A各衛(wèi)星角速度相等，因而三星仍在一直線上BA超前于B，C落后于BCA超前于B，C超前于BDA、C都落后于B8;.如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的三顆衛(wèi)星，a和b質(zhì)量相等且小于c的質(zhì)量，則()Ab所需向心力最小Bb、c的周期相同且大于a的周期Cb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度Db、c的線速度大小相等，且小于a的線速度9在“神舟”七號載人飛船順利進(jìn)入環(huán)繞軌道后，人們注意到這樣一個(gè)電視畫面，翟志剛放開了手中的飛行手冊，綠色的封面和白色的書頁在失重的太空中飄浮起來假設(shè)這時(shí)宇航員

5、手中有一鉛球，下面說法正確的是()A宇航員可以毫不費(fèi)力地拿著鉛球B快速運(yùn)動(dòng)的鉛球撞到宇航員，宇航員可以毫不費(fèi)力將其抓住C快速運(yùn)動(dòng)的鉛球撞到宇航員，宇航員仍然能感受到很大的撞擊力D投出鉛球，宇航員可以觀察到鉛球做勻速直線運(yùn)動(dòng)102008年9月25日21時(shí)10分“神舟”七號載人飛船發(fā)射升空，進(jìn)入預(yù)定軌道繞地球自西向東做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行軌道距地面343 km.繞行過程中，宇航員進(jìn)行了一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了我國宇宙航行的首次太空行走在返回過程中，9月28日17時(shí)30分返回艙主降落傘打開，17時(shí)38分安全著陸下列說法正確的是()A飛船做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心與地心重合B載人飛船軌道高度小于地球同步衛(wèi)星的軌道高

6、度C載人飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度略大于第一宇宙速度7.9 km/s D在返回艙降落傘打開后至著地前宇航員處于失重狀態(tài)11.如圖2所示，有A、B兩顆行星繞同一恒星O做圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)方向相同，A行星的周期為T1，B行星的周期為T2，在某一時(shí)刻兩行星第一次相遇(即相距最近)，則()A經(jīng)過時(shí)間tT1T2兩行星將第二次相遇B經(jīng)過時(shí)間t兩行星將第二次相遇C經(jīng)過時(shí)間t兩行星第一次相距最遠(yuǎn)D經(jīng)過時(shí)間t兩行星第一次相距最遠(yuǎn)12.“嫦娥”一號探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道到達(dá)月球，在距月球表面200 km的P點(diǎn)進(jìn)行第一次“剎車制動(dòng)”后被月球捕獲，進(jìn)入橢圓軌道繞月飛行，如圖3所示之后，衛(wèi)星在P點(diǎn)經(jīng)過幾次“剎車制動(dòng)”，

7、最終在距月球表面200 km的圓形軌道上繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)用T1、T2、T3分別表示衛(wèi)星在橢圓軌道、和圓形軌道的周期，用a1、a2、a3分別表示衛(wèi)星沿三個(gè)軌道運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的加速度，則下面說法正確的是()AT1>T2>T3 BT1<T2<T3Ca1>a2>a3 Da1<a2<a313對于時(shí)空觀的認(rèn)識，下列說法正確的是()A相對論給出了物體在高速運(yùn)動(dòng)時(shí)所遵循的規(guī)律B相對論具有普遍性，經(jīng)典物理學(xué)為它在低速運(yùn)動(dòng)時(shí)的特例C經(jīng)典物理學(xué)在自己的適用范圍內(nèi)還將繼續(xù)發(fā)揮作用D經(jīng)典物理學(xué)建立在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，它的結(jié)論又受到無數(shù)次實(shí)驗(yàn)的檢驗(yàn)二、填空題(每題5分，共20分

8、)142011年4月10日，我國成功發(fā)射第8顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星建成以后北斗導(dǎo)航系統(tǒng)將包含多顆地球同步衛(wèi)星，這有助于減少我國對GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的依賴GPS由運(yùn)行周期為12小時(shí)的衛(wèi)星群組成設(shè)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星和GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的軌道半徑分別為R1和R2，向心加速度分別為a1和a2，則R1R2_，a1a2_.(可用根式表示)15甲、乙兩顆人造地球衛(wèi)星，離地面的高度分別為R和2R(R為地球半徑)，質(zhì)量分別為m和3m，它們都繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則(1)它們的周期之比T甲T乙_.(2)它們的線速度之比v甲v乙_.(3)它們的角速度之比甲乙_.(4)它們的向心加速度之比a甲a乙_.(5)它們所受地球的引力之比

9、F甲F乙_.16中子星是由密集的中子組成的星體，具有極大的密度，通過觀察已知某中子星的自轉(zhuǎn)角速度60 rad/s，該中子星并沒有因?yàn)樽赞D(zhuǎn)而解體，根據(jù)這些事實(shí)人們可以推知中子星的密度，試寫出中子星的密度最小值的表達(dá)式為_，計(jì)算出該中子星的密度至少為_(保留兩位有效數(shù)字，假設(shè)中子星通過萬有引力結(jié)合成球狀晶體其中G6.67×1011N·m2/kg2)17假設(shè)在半徑為R的某天體上發(fā)射一顆該天體的衛(wèi)星，若它貼近該天體的表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)行周期為T1，已知萬有引力常量為G，則該天體的密度為_若這顆衛(wèi)星距該天體表面的高度為h，測得在該處做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T2，則該天體的密度又可表示為

10、_三、計(jì)算題(每題10分，共40分)18(10分)我國繼“神舟”五號、“神舟”六號載人飛船后又成功地發(fā)射了“神舟”七號載人飛船如果把“神舟”七號載人飛船繞地球的運(yùn)行看做是同一軌道上的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，宇航員測得自己繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，距地面的高度為H，且已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，萬有引力常量為G.計(jì)算出下面的物理量(1)地球的質(zhì)量；(2)飛船線速度的大小19(12分)某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體，經(jīng)時(shí)間t物體以速率v落回手中已知該星球的半徑為R，求該星球上的第一宇宙速度20(10分)發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，可認(rèn)為先將衛(wèi)星發(fā)射至距地面高度為h1的圓形近地軌道上，在衛(wèi)星

11、經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火(噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)工作)實(shí)施變軌進(jìn)入橢圓軌道，橢圓軌道的近地點(diǎn)為A，遠(yuǎn)地點(diǎn)為B.在衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)經(jīng)過B點(diǎn)再次點(diǎn)火實(shí)施變軌，將衛(wèi)星送入同步軌道(遠(yuǎn)地點(diǎn)B在同步軌道上)，如圖4所示兩次點(diǎn)火過程都是使衛(wèi)星沿切向方向加速，并且點(diǎn)火時(shí)間很短已知同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期為T，地球的半徑為R，地球表面重力加速度為g，求：圖4(1)衛(wèi)星在近地圓形軌道運(yùn)行接近A點(diǎn)時(shí)的加速度大?。?2)衛(wèi)星在橢圓形軌道上運(yùn)行接近A點(diǎn)時(shí)的加速度大?。?3)衛(wèi)星同步軌道距地面的高度17(10分)火星質(zhì)量是地球質(zhì)量的0.1倍，半徑是地球半徑的0.5倍，火星被認(rèn)為是除地球之外最可能有水(有生命)的星球在經(jīng)歷了4.8億公里星際旅行的

12、美國火星探測器“勇氣”號成功在火星表面上著陸，據(jù)介紹，“勇氣”號在進(jìn)入火星大氣層之前的速度大約是聲速的1.6倍，為了保證“勇氣”號安全著陸，科學(xué)家給它配備了隔熱艙、降落傘、減速火箭和氣囊等進(jìn)入火星大氣層后，先后在不同的時(shí)刻，探測器上的降落傘打開，氣囊開始充氣、減速火箭點(diǎn)火當(dāng)探測器在著陸前3 s時(shí)，探測器的速度減為零，此時(shí)，降落傘的繩子被切斷，探測器自由落下，求探測器自由下落的高度假設(shè)地球和火星均為球體，由于火星的氣壓只有地球的大氣壓強(qiáng)的1%，則探測器所受阻力可忽略不計(jì)(取地球表面的重力加速度g10 m/s2)18(10分)宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星ABC組成的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在的構(gòu)成形式有四種設(shè)想：第一種是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)動(dòng)第二種是三顆