高中物理 第三章 万有引力定律及其应用单元测试 粤教版必修2

第三章 万有引力定律及其应用 章末综合检测（粤教版必修2）

(时间：90分钟，满分：100分)

一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的)

1．有一个星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍，则该星球的质量是地球质量的( )

A.1

4

B ．4倍

C ．16倍

D ．64倍

解析：选D.设它们的密度为ρ，星球和地球的半径分别为R 1、R 2，在其表面质量为m

的物体重力等于万有引力，即4mg ＝GM 星m R 21，mg ＝GM 地m R 22，而M 星＝ρ·43πR 31，M 地＝ρ·43

πR 3

2，

由此可得R 1＝4R 2，M 星∶M 地＝64∶1，D 正确．

2．(2011年梅州联考)万有引力定律首次揭示了自然界中物体间的一种基本相互作用．以下说法正确的是( )

A ．物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的

B ．人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大

C ．人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供

D ．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用

解析：选C.物体的重力是地球的万有引力产生的，万有引力的大小与质量的乘积成正比，与距离的平方成反比，所以A 、B 错；人造地球卫星绕地球运动的向心力是万有引力提供的，宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是因为宇航员受到的万有引力全部提供了宇航员做圆周运动所需的向心力，所以C 对、D 错．

3．(2011年高考福建卷)嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星．若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期为T ，已知引力常量

为G ，半径为R 的球体体积公式V ＝43

πR 3

，则可估算月球的( )

A ．密度

B ．质量

C ．半径

D ．自转周期

解析：选A.对“嫦娥二号”由万有引力提供向心力可得：GMm R 2＝m 4π2

T

2R ，故月球的质量

M ＝

4π2R

3

GT 2

，因“嫦娥二号”为近月卫星，故其轨道半径为月球的半径R ，但由于月球半径未

知，故月球质量无法求出，月球质量未知，则月球的半径R 也无法求出，故B 、C 项均错；

月球的密度ρ＝M V ＝4π2R 3GT 243

πR 3＝3π

GT

2，故A 正确．

4．(2011年南通模拟)我国自行研制发射的“风云一号”、“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的，“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为T 1＝12 h ；“风云二号”是同步卫星，其轨道平面就是赤道平面，周期为T 2＝24 h ；两颗卫星相比( )

A ．“风云一号”离地面较高

B ．“风云一号”每个时刻可观察到的地球表面范围较大

C ．“风云一号”线速度较大

D ．若某时刻“风云一号”和“风云二号”正好同时在赤道上某个小岛的上空．那么再过12小时，它们又将同时到达该小岛的上空

解析：选C.因T 1

3GM

可得r 1

小，所以每时刻可观察到地球表面的范围较小，B错；由v＝GM

r

可得r1v2，C

正确；由于T1＝12 h，T2＝24 h，则需再经过24 h才能再次同时到达该小岛的上空，D错．5．(2011年清远调研)“嫦娥二号”成功发射后，探月一时成为同学们的热门话题．一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度，提出了如下实验方案：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h，已知月球的半径为R，便可测算出绕月卫星的环绕速度．按这位同学的方案，绕月卫星的环绕速度为( )

A．v02h

R

B．v0

h

2R

C．v02R

h

D．v0

R

2h

解析：选D.绕月卫星的环绕速度即第一宇宙速度，v＝gR，对于竖直上抛的物体有v20

＝2gh，所以环绕速度为v＝gR＝v20

2h

·R＝v0

R

2h

，选项D正确．

6．据新华社莫斯科4月10日电，经过两天的飞行，搭载韩国首位宇航员以及两名俄罗斯宇航员的俄“联盟TMA－12”飞船10日与国际空间站成功对接．如果对接前宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动，若飞船与前面空间站对接，飞船为了追上空间站，可采用的方法是( )

A．飞船加速追上空间站，完成对接

B．飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接

C．飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接

D．无论飞船如何采取措施，均不能与空间站对接

解析：选B.飞船要追上空间站，飞船应先减速，使它的半径减小，速度增大，故在低轨道上飞船可接近或超过空间站，当飞船运动到合适的位置时再加速，使其轨道半径增大，速度减小，当刚好运动到空间站所在轨道时停止加速，则飞船的速度刚好等于空间站的速度，可以完成对接．选项B正确．

二、双项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分，在每小题给出的四个选项中，有两个选项正确，全部选对的得6分，只选一个且正确的得3分，有选错或不答的得0分) 7．(2011年南京高一检测)关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下列说法中正确的是( )

A．在发射过程中向上加速时产生超重现象

B．在降落过程中向下减速时产生失重现象

C．进入轨道时做匀速圆周运动，产生失重现象

D．失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的

解析：选AC.超、失重是一种表象，是从重力和弹力的大小关系而定义的．当向上加速时超重，向下减速(a方向向上)时也超重，故A对B错．

卫星做匀速圆周运动时，万有引力完全提供向心力，卫星及其内部的物体都处于完全失重状态，故C正确．

失重的原因是重力(或万有引力)使物体产生了加速度，故D错．

8．下面关于同步卫星的说法正确的是( )

A．同步卫星和地球自转同步，卫星的高度和速率就被确定

B．同步卫星的角速度虽已被确定，但高度和速率可以选择，高度增加，速率增大；高度降低，速率减小，仍同步

C．我国发射第一颗人造地球卫星的周期是114分钟，比同步卫星的周期短，所以第一颗人造地球卫星离地面的高度比同步卫星低

D．同步卫星的速率比我国发射第一颗人造卫星的速率大

解析：选AC.同步卫星和地球自转同步，即它们的周期(T)相同，设同步卫星绕地心近似做匀速圆周运动，所需向心力由卫星(m)和地球(M)间的万有引力提供；设地球半径为R，