(新课标)高中物理第六章万有引力与航天练习卷新人教版必修2

第六章 章末测试卷

[时间：90分钟 满分：100分]

一、选择题(本题共14小题，每小题4分，共56分，每小题至少有一个选项正确，全部选对的得4分，漏选的得2分，错选的得0分) 1．(多选)下列说法正确的是( )

A．在太空舱中的人受平衡力作用才能处于悬浮状态 B．卫星轨道越高，其绕地运动的线速度越大 C．地球球心与人造地球卫星的轨道必定在同一平面内

D．牛顿发现无论是地面上的物体，还是在天上的物体，都遵循万有引力定律 答案 CD

解析 在太空舱中的人处于完全失重状态，A项错误；据v＝

GM

可知，轨道越高，环绕r

速度越小，B项错误；人造地球卫星运行轨道的中心是地球的球心，C项正确；地面、天上的所有物体均遵循万有引力定律，这是牛顿发现的，D项正确．

2．地球上相距很远的两位观察者，都发现自己的正上方有一颗人造卫星，相对自己静止不动，则这两位观察者的位置以及两颗人造卫星到地球中心的距离可能是( ) A．一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相等

B．一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍 C．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等

D．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍 答案 C

解析 观察者看到的都是同步卫星，卫星在赤道上空，到地心的距离相等．

3．(2017·河南三市第一次调研)目前，我们的手机产品逐渐采用我国的北斗导航——包含5颗地球同步卫星．设北斗导航系统中某一颗地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a，在该同步卫星运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为g1，地球赤道表面的重力加速度大小为g2，则下列关系正确的是( ) A．g2＝a C．g2－g1＝a 答案 B

解析 北斗导航系统中某一颗地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得，向心加速度大小等于在该同步卫星运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小，所以g1＝aGMGM＝2；在地球表面万有引力近似等于重力，地球赤道表面的重力加速度大小约为g2＝2，所rR以g2>a，故A、C、D项错误，B项正确．

B．g1＝a D．g2＋g1＝a

1

4．如果我们能测出月球表面的加速度g，月球的半径R和月球绕地球运转的周期T，就能根据万有引力定律“称量”月球的质量了．已知引力常量G，用M表示月球的质量，关于月球质量，下列各式正确的是( ) gRA．M＝

G4πRC．M＝2

GT答案 A

GMmgR

解析 根据月球表面物体的重力和万有引力相等，mg＝2，可得月球质量M＝，所以A

RG项正确，B项错误．由月球和地球间的万有引力提供月球绕地球运转的向心力即G

23

2

232

GR

B．M＝

gTR

D．M＝2

4πG

23

2

M地M2＝r

2π24πrM()r(其中r为地月距离)可求中心天体地球的质量M地＝2，所以C、D项均错． TGT5．(多选)表中是我们熟悉的有关地球和月球的一些数据，仅利用这些信息可以估算出下列那些物理量( )

一年 一个月 一天 重力加速度 第一宇宙速度 A.地球半径

C．地球绕太阳运行的轨道半径 答案 ABD

GMm4π2

解析 第一宇宙速度v＝gR可算出地球半径，A项正确．根据2＝m2r和GM＝gR可求

rT出月球绕地球运行的轨道半径和地球同步卫星离地面的高度，B、D项正确，由于不知道太阳的质量，不能求出地球绕太阳运行的轨道半径，C项错误．

6．(多选)通过电脑制作卫星绕地球做圆周运动的动画，卫星绕地球运动的轨道半径为R，线速度为v，周期为T.下列哪些设计符合事实( )

A．若卫星半径从R变为2R，则卫星运行周期从T变为22T v

B．若卫星半径从R变为2R，则卫星运行线速度从v变为 2v

C．若卫星运行线速度从v变为，则卫星运行周期从T变为2T

2D．若卫星运行周期从T变为8T，则卫星半径从R变为4R

2

2

约365天 约30天 约24小时 约9.8 m/s 约7.9 km/s B．月球绕地球运行的轨道半径 D．地球同步卫星离地面的高度

2答案 AD

GMm2π2

解析 据万有引力和牛顿第二定律2＝m()R.T＝2π

RTGMmv

T，A项正确．由2＝m得v＝

RR

2

R

，当R变为2R时，T变为22GM

3GM2

，当R变为2R时，v变为v，B项错误．对于C项，R2

因卫星线速度变化时，则半径一定发生了变化，周期T和线速度不是反比关系．故C项错误．由T＝2π

R

知，当T变为8T时则卫星半径从R变为4R，D项正确． GM

37．如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动．下列说法正确的是( )

A．太阳对小行星的引力相同

B．各小行星绕太阳运动的周期小于一年

C．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于小行星带外侧小行星的向心加速度值 D．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值 答案 C

解析 根据行星运行模型，离太阳越远，线速度越小，周期越大，角速度越小，向心加速度等于万有引力加速度，越远越小，各小行星所受万有引力大小与其质量相关，所以只有C项正确．

8．(多选)在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道．已知太阳质量约为月球质量的2.7×10倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍．关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是( )

A．太阳引力远大于月球引力 B．太阳引力与月球引力相差不大 C．月球对不同区域海水的吸引力大小相等 D．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异 答案 AD

解析 设太阳质量为M，月球质量为m，海水质量为m′，太阳到地球距离为r1，月球到地MMm′7r1球距离为r2，由题意＝2.7×10，＝400，由万有引力定律，太阳对海水的引力F1＝G2，

mr2r1mm′F1Mr22.7×102 700

月球对海水的引力F2＝G2，则＝2＝，故A项正确，B项错误；月球2＝r2F2mr1（400）16

2

7

7

3

到地球上不同区域的海水距离不同，所以引力大小有差异，C项错误，D项正确． 9．(多选)一颗科学资源探测卫星的圆轨道经过地球两极上空，运动周期为T＝1.5 h，某时刻卫星经过赤道上A城市上空．已知：地球自转周期T0(24 h)，地球同步卫星轨道半径r，万有引力常量为G，根据上述条件( ) A．可以计算卫星绕地球运动的圆轨道半径 B．可以计算地球的质量

C．可以计算地球表面的重力加速度

D．可以断定，再经过12 h卫星第二次到达A城市上空 答案 AB

rr′GMm4πGM

解析 2＝2，2＝m2r′，由以上两式可知A、B两项均正确，g＝2，由于R未知，

T0Tr′TR故不能求出g.再经过12 h，卫星回到初始位置，但由于地球的自转周期为24 h，因此12 h时卫星不在A城市上空．

10．一同学为探月宇航员估算环绕月球做匀速圆周运动的卫星的最小周期，想出了一种方法：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度为h，假设物体只受月球引力作用，又已知月球的直径为d，则卫星绕月球做圆周运动的最小周期为( ) πA.dh v0πC.v0

d h

B.D.2πv02πv0

dh d h

3

3

2

答案 B

解析 设月球表面的重力加速度为g，根据运算公式有v0＝2gh，绕月球表面做圆周运动的d2π2

卫星轨道半径r＝且重力加速度等于向心加速度，g＝()r，解以上三式得最小周期T＝

2T2π

v0

dh，B项正确．

2

11．(多选)北京航天飞行控制中心对“嫦娥二号”卫星实施多次变轨控制并获得成功．首次变轨是在卫星运行到远地点时实施的，紧随其后进行的3次变轨均在近地点实施．如图为“嫦娥二号”某次在近地点A由轨道1变轨为轨道2的示意图，下列说法中正确的是( )

A．“嫦娥二号”在轨道1的A点处应点火加速

B．“嫦娥二号”在轨道1的A点处的速度比在轨道2的A点处的速度大 C．“嫦娥二号”在轨道1的A点处的加速度比在轨道2的A点处的加速度大

4