高一物理《万有引力与航天》单元测试.doc

高一物理《万有引力与航天》单元测试题
一：单项选择题（每题6分）
1．关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是(　　)
A．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期
B．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率
C．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同
D．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合
2．行星A和行星B都是均匀球体，A和B的质量比为2∶1，A与B的半径比为1∶2，行星A的卫星a沿圆轨道运行的周期为Ta，行星B的卫星b沿圆轨道运行的周期为Tb，两卫星轨道都非常接近各自的行星表面，则它们运动周期比Ta∶Tb为(　　)
A．1∶4 B．1∶2
C．2∶1 D．4∶1
3.如图所示，美国的“卡西尼”号探测器经过长达7年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道。若“卡西尼”号探测器在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t，已知万有引力常量为G，则下列关于土星质量M和平均密度ρ的表达式正确的是(　　)
A．M＝，ρ＝
B．M＝，ρ＝
C．M＝，ρ＝
D．M＝，ρ＝
4.经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星球之间的距离为L，质量之比m1∶m2＝3∶2，则可知(　　)
A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为3∶2
B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3∶2
C．m1做圆周运动的半径为L
D．m2做圆周运动的半径为L
5．有一宇宙飞船到了某行星上(该行星没有自转运动)，以速度v接近行星赤道表面匀速飞行，测出运动的周期为T，已知引力常量为G，则可得 (　　)
A．该行星的半径为 B．该行星的平均密度为
C．无法测出该行星的质量 D．该行星表面的重力加速度为
二：多项选择题（每题8分）
6．甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是(　　)
A．甲的周期大于乙的周期
B．乙的速度大于第一宇宙速度
C．甲的加速度小于乙的加速度
D．甲在运行时能经过北极的正上方
7. “嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家。如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的(　　)
A．线速度大于地球的线速度
B．向心加速度大于地球的向心加速度
C．向心力仅由太阳的引力提供
D．向心力仅由地球的引力提供

8．我国于2011年4月10日在西昌成功发射第八颗北斗导航卫星，如图所示。假若第八颗北斗导航卫星先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点B处点火加速，由轨道1变成轨道2，下列说法正确的是(　　)
A．卫星在轨道2运行时的速度小于7.9 km/s
B．卫星在轨道2运行时不受重力作用
C．卫星在轨道2运行时的向心加速度比在赤道上相对地球静止时的向心加速度小
D．卫星在轨道1上的B点和在轨道2上的B点加速度大小相等
9．一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上。用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g′表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，FN表示人对台秤的压力，这些说法中，正确的是(　　)
A．g′＝0 B．g′＝g
C．FN＝0 D．FN＝mg

三：计算题（38分）
10．(20分)在某星球上，宇航员用弹簧测力计提着质量为m的物体以加速度a竖直上升，此时弹簧测力计示数为F，而宇宙飞船在靠近该星球表面绕星球做匀速圆周运动而成为该星球的一颗卫星时，宇航员测得其环绕周期是T。根据上述数据，试求该星球的质量。

11．（18分）神舟十号载人飞船，在经历15天的太空飞行后顺利返回。已知地球半径为R，地球表面附近重力加速度为g。
（1）飞船在竖直发射升空的加速过程中，宇航员处于超重状态。设点火后不久仪器显示宇航员对座舱的压力等于他体重的5倍，求此时飞船的加速度。
（2）设飞船变轨后沿圆形轨道环绕地球运行，运行周期为T，求飞船离地面的高度。

答案
一：单选题1.B 2.A 3.D 4.C 5.B
二：多选题6.AC 7.AB 8.AD 9.BC
三：计算题
10.解析：由牛顿第二定律可知F－mg＝ma，
所以mg＝F－ma。
设星球半径为R，在星球表面mg＝G，
所以F－ma＝G，解得R＝ 。
设宇宙飞船的质量为m′，则其环绕星球表面飞行时，轨道半径约等于星球半径，则有＝m′()2R，
所以M＝＝，
解得M＝。
答案：
11. （1）由牛顿第二定律得5mg－mg=ma　　　　　　　
解得a=4g，方向竖直向上　　　　　　　　　　　　　
（2）设地球质量为M，飞船质量为m，由万有引力定律和牛顿第二定律，有