2019年新人教版高中物理必修二《第6章 万有引力与航天》单元评估检测试题（含答案解析）

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1、单元评估检测(45分 钟 100 分)一、选择题(本题共 10小题,每小题 5分,共 50分。15 题为单选,610 题为多选)1.下述说法中正确的有 ( C )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2.假设地球是一半径为 R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为 d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为( A )A.1- B.1+ C. D.3

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 ( D )来源:学科网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来源:Zxxk.Com4.(2018江苏高考)我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。今年 5月 9日发射的“高分五号”轨道高度约为 705 km,之前已运行的“高分四号 ”轨道高度约为 36 000 km,它们都 绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比,下列物理量中“高分五号”较小的是 ( A )A.周期 B.角速度 C.线速度 D.向心加速度5.经典力学不能适用于

3、下列哪些运动 ( D )A.火箭的发射B.宇宙飞船绕地球的运动C.“勇气号”宇宙探测器的运动D.以 99%倍光速运行的电子束6.如图所示,“神舟十号”与“天宫一号”交会对接飞行过程分为远距 离导引段、自主控制段、对接段、组合体飞行段和分离撤离段。则下列说法正确的是( B、C )A.在远距离导引段,“神舟十号”应在距“ 天宫一号”目标飞行器前下方某处B.在远距离导引段,“神舟十号”应在距“天宫一号”目标飞行器后下 方某处C.在组合体飞行段,“神舟十号”与“天宫一号”绕地球做匀速圆周运动的速度小于 7.9 km/sD.分离后,“天宫一号”变轨升高至较 高飞行轨道运行时,其速度比在交会对接轨 道时大

4、7.如图所示,三颗质量均为 m的地球同步卫星等间隔分布在半径为 r的圆轨道上,设地球质量为 M,半径为 R。下列说法正确的是 ( B、C )A.地球对一颗卫星的引力大小为B.一颗卫星对地球的引力大小为C.两颗卫星之间的引力大小为D.三颗卫星对地球引力的合力大小为8.两颗人造地球卫星质量之比是 12,轨道半径之比是 31,则下述说法中,正确的是 ( B、C )A.它们的周期之比是 31B.它们的线速度之比是 1C.它们的向心加速度之比是 19D.它们的向心力之比是 199.(多选)(2018天津高考)2018 年 2月 2日,我国 成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空,标志我国成为世界上少

5、数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期,并已知地球的半径和地球表面处的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动,且不考虑地球自转的影响,根据以上数据可以计算出卫星的 ( C、D )A.密度 B.向心力的大小C.离地高度 D.线速度的大小10.在圆轨道上做匀速圆周运动的国际空间站里,一名宇航员手拿一只小球相对于太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上,如图所示。下列说法正确的是( B、D )A.宇航员相对于地球的速度介于 7.9 km/s与 11.2 km/s之间B.若宇航员相对于太空舱无初速度释放小球,小球将继续做匀速圆周运动C

6、.宇航员将不受地球的引力作用D.宇航员对“地面”的压力等于零二、填空题(12 分)11.“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行,标志着我国探月工程的第一阶段已经完成。设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动,它距月球表面的高度为 h,已知月球的质量为 M、半径为 R,引力常量为 G,则卫星绕月球运动的向心加速度 a= _,线速度 v= _。 三、计算题(本题共 2小题,共 38分)来源:学科网12.(18分)宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用,设每个星体的质量均为 m,四颗星稳定地分布在边长为 a的正方形的四

7、个顶点上,已知这四颗星均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动,引力常量为 G。(1)求星体做匀速圆周运动的轨道半径。(2)若实验观测得到星体的半径为 R,求星体表面的重力加速度。(3)求星体做匀速圆周运动的周期。【解析】(1)由星体均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动可知,星体做匀速圆周运动的轨道半径 r= a。(2)由万有 引力定律可知 G =mg,则星体表面的重力加速度 g=G 。(3)星体在其他三个星体的万有引力作用下围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动,由万有引力定律和向心力公式得 G +2G cos 45=m a ,解得周期 T=2a 。答案:(1) a (2)G (3)2a13.

8、(20分)宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用,已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在同一半径为 R的圆轨道上运行;另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的 圆形轨道运行,设每颗星体的质量均为 m。(1)试求第一种形式下,星体运动的线速度和周期。(2)假设两种形式星体的运动周期相同,第二种形式下星体之间的距离应为多少?【解析】(1)对于第一种运动情况,以 某颗运动星体为研究对象,如图甲所示,根据牛顿第二定律和万有引力定律有 F1= ,F2=F1+F2=m ,运动星体的线速度 v= ,则由 T= 得 T=4 。来源:学科网 ZXXK(2)设第二种形式星体之间的距离为 r,则三颗星体做 圆周运动的半径为 R,如图乙所示,则三颗星体做匀速圆周运动的半径为:R= = r。由于任一星体做匀速圆周运动所需要的向心力靠其他两颗星体的万有引力的合力提供,由力的合成和牛顿第二定律有 F 合 =m R,F 合 =2 cos 30由以上条件及(1)中结果得:r=R 。答案:(1) 4 (2)R