2024-2025年新教材高中物理萬有引力與航天本章檢測新人教版必修2

PAGEPAGE10萬有引力與航天建議用時實際用時設定分值實際得分90分鐘100分一、選擇題（本題共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分。）1.甲、乙兩個質點間的萬有引力大小為F，若甲物體的質量不變，乙物體的質量增加到原來的2倍，同時，它們之間的距離減為原來的12A.F B.F2 C.8F 2.由于通信和廣播等方面的須要，很多國家放射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的（）A.質量可以不同 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3.兩顆靠得較近的天體組成雙星，它們以兩者連線上某點為圓心做勻速圓周運動，因而不會由于相互的引力作用被吸到一起，不考慮其他天體的影響，下面說法中正確的是（）A.它們做圓周運動的角速度，與它們的質量成反比B.它們做圓周運動的線速度，與它們的質量成反比C.它們做圓周運動的向心力，與它們的質量成正比D.它們做圓周運動的半徑，與它們的質量成反比圖6-圖6-1A.速度大B.向心加速度大C.運行周期長D.角速度小5.一宇宙飛船繞地心做半徑為r的勻速圓周運動，飛船艙內有一質量為m的人站在可稱體重的臺秤上。用R表示地球的半徑，g表示地球表面處的重力加速度，g′表示宇宙飛船所在處的地球引力加速度，F(xiàn)NA.g′=0 B.g′=R2C.FN=0 D.F6.宇宙飛船要與環(huán)繞地球運轉的軌道空間站對接，飛船為了追上軌道空間站，可實行的措施是（）A.可以從較低軌道上加速B.可以從較高軌道上加速C.只能從與空間站同一高度軌道上加速D.無論在什么軌道上，只要加速就行7.人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，假如衛(wèi)星的線速度減小到原來的12，衛(wèi)星仍做勻速圓周運動，則（）A.衛(wèi)星的向心加速度減小到原來的1B.衛(wèi)星的角速度減小到原來的1C.衛(wèi)星的周期增大到原來的8倍D.衛(wèi)星的周期增大到原來的2倍8.為了探測X星球，載著登陸艙的探測飛船在以該星球中心為圓心，半徑為r1的圓軌道上運動，周期為T1，總質量為m1。隨后登陸艙脫離飛船，變軌到離星球更近的半徑為rA.X星球的質量為M=4B.X星球表面的重力加速度為gX=C.登陸艙在r1與r2軌道上運動時的速度大小之比為v1vD.登陸艙在半徑為r2軌道上做圓周運動的周期為T2＝T1圖6-29.假如把水星和金星繞太陽的運動視為勻速圓周運動，從水星與金星在一條直線上時起先計時，如圖6-2所示。若天文學家測得在相同時間內水星轉過的角度為θ1；金星轉過的角度為θ2圖6-2A.水星和金星繞太陽運動的周期之比B.水星和金星的密度之比C.水星和金星到太陽中心的距離之比D.水星和金星繞太陽運動的向心加速度大小之比圖6-310.北京航天飛行限制中心對“嫦娥二號”衛(wèi)星實施多次變軌限制并獲得勝利。首次變軌是在衛(wèi)星運行到遠地點時實施的，緊隨其后進行的3次變軌均在近地點實施。“嫦娥二號”衛(wèi)星的首次變軌之所以選擇在遠地點實施，是為了抬高衛(wèi)星近地點的軌道高度。同樣的道理，要抬高遠地點的高度就須要在近地點實施變軌。圖6-3為“嫦娥二號”圖6-3A.“嫦娥二號”在軌道1的A點處應點火加速B.“嫦娥二號”在軌道1的A點處的速度比在軌道2的A點處的速度大C.“嫦娥二號”在軌道1的A點處的加速度比在軌道2的A點處的加速度大D.“嫦娥二號”在軌道1的A點處的速度比在軌道2的A點處的速度小二、填空題（本題共3小題，共計16分，請將正確的答案填寫在題中的橫線上。）11.（6分）假如“神舟十號”飛船在離地球表面h高處的軌道上做周期為T的勻速圓周運動，已知地球的半徑R，引力常量為G。在該軌道上，“神舟十號”飛船運行的線速度大小為；運行時的向心加速度大小為；地球表面的重力加速度大小可表示為。12.（6分）依據(jù)中國衛(wèi)星導航定位協(xié)會最新預料數(shù)據(jù)，到2015年，我國的北斗導航與位置服務產(chǎn)業(yè)產(chǎn)值將超過2250億元，至2024年則將超過4000億元，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)極大地削減了我國對GPS導航系統(tǒng)的依靠。GPS由運行周期為12小時的衛(wèi)星群組成，設北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星和GPS導航衛(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R1∶R2=，13.（4分）一衛(wèi)星繞某一行星表面旁邊做勻速圓周運動，其線速度大小為v，假設宇航員在該行星表面上用彈簧測力計測量一質量為m的物體重力，物體靜止時，彈簧測力計的示數(shù)為N，已知引力常量為G,則這顆行星的質量為。二、計算題（本題共3小題，共44分。解答時應寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最終答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)14.（14分)一宇航員站在某質量分布勻稱的星球表面上沿豎直方向以初速度v0（1)該星球表面的重力加速度；（2)該星球的密度。15.（15分)如圖6-4所示，A是地球的同步衛(wèi)星，另一衛(wèi)星B的圓軌道位于赤道平面內，離地面高度為h。已知地球半徑為R，地球自轉角速度為ω0，地球表面的重力加速度為g，O為地球中心。（1)求衛(wèi)星B的運行周期；圖6-4圖6-416.（15分)我國已勝利放射了“嫦娥二號”探月衛(wèi)星，該衛(wèi)星在環(huán)月圓軌道繞行n圈所用的時間為t；月球半徑為R0，月球表面處重力加速度為g（1)請推導出“嫦娥二號”衛(wèi)星離月球表面高度的表達式；（2)地球和月球的半徑之比為RR0=4，表面重力加速度之比為g

參考答案1.C解析：由萬有引力定律可知，甲、乙兩質點之間的萬有引力，與質量的乘積成正比，與距離的平方成反比，選項C正確。2.A解析：同步衛(wèi)星運行時，萬有引力供應向心力，GMmr2=m4π2T2r=mv2r，故有3.BD解析：對于雙星系統(tǒng)而言，兩星角速度相同，向心力相同，且有確定的相同的圓心，兩者軌道半徑之和等于它們的間距，再由F萬=4.CD解析：飛船繞中心天體做勻速圓周運動，其萬有引力供應向心力，即F引=F向，所以GMmr2=ma向=mv2r=4π2mrT2=mrω2，即a向=GMr2，Ek=15.BC解析：做勻速圓周運動的飛船及其上的人均處于完全失重狀態(tài)，臺秤無法測出其重力，故FN=0，選項C正確，選項D錯誤；對地球表面的物體，GMmR2=mg，宇宙飛船所在處，GMmr2=mg′6.A解析：飛船的速度由軌道半徑確定，所以要與空間站對接可以從低軌道加速，使飛船做橢圓軌道運動，從而與較高軌道上的空間站對接。7.C解析：由v=GMr可知，衛(wèi)星的半徑變?yōu)樵瓉淼?倍，因此，由a=GMr2可知，衛(wèi)星的向心加速度減小為原來的116，選項A錯誤；由ω=GMr38.AD解析：飛船繞X星球做勻速圓周運動，萬有引力供應向心力，由牛頓其次定律知GMm1r12=m14π2r1T12,則X星球質量M＝4π2r13GT12,選項A正確。由GMm1r12＝m14π2r1T12=m1a1,知r1軌道處的向心加速度a1=49.ACD解析：由ω=ΔθΔt知，ω1ω2=θ1θ2，又因為ω=2πT，所以T1T2=θ210.AD解析：衛(wèi)星要由軌道1變軌為軌道2需在A處做離心運動，應加速使其做圓周運動所需向心力mv2r大于地球所供應的萬有引力GMmr11.2πR+hT4解析：飛船的線速度大小v=ωr=2πR+hT；飛船的向心加速度為a=rω2=4π2R+hT12.34解析：T1T2=2，由GMmR2=m4π2T2R=ma得：R=3GMT24π213.mv解析：由題意可知：N=mg①GMmR2=mGMmR2聯(lián)立①②③可解得：M=mv414.（1)2v0解析：（1)小球在空中的運動時間t=2×v0所以g=2v（2)由GMmR可得星球的質量M=gR2G=所以星球的密度ρ=M43π15.（1)2πR+h3gR2（2)解析：（1)由萬有引力定律和向心力公式得GMmR+h2=m在地球表面處有GMmR聯(lián)立得TB=2πR+h3（2)B轉動的角速度大于A，因此當A、B再次相距最近時，B比A多轉一周，即多轉2π弧度，故（ωB又ωB=2πTB把③代