高一物理必修2 第七章 万有引力与宇宙航行

第七章

本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题，共48分)

一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)

1．星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度。某星球的第二宇宙速度v 2与第一宇宙速度v 1的关系是v 2＝2v 1，已知该星球的半径为r ，它表面的重力加速度为地球重力加速度g 的1

6。不计其他星球的

影响，则该星球的第二宇宙速度为( )

A. gr

B.

16

gr C.

1

3

gr D. 13

gr 2．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统，设某双星系统绕其连线上的O 点做匀速圆周运动，如图所示。若AO

A ．星球A 的向心力一定大于星球

B 的向心力 B ．星球A 的线速度一定大于星球B 的线速度

C ．星球A 的质量一定大于星球B 的质量

D ．双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越小

3．地球半径为R 0，在距球心r 0处(r 0>R 0)有一同步卫星(周期为24 h)。另有一半径为2R 0的星球A ，在距球心3r 0处也有一同步卫星，它的周期是48 h ，那么星球A 的平均密度与地球的平均密度之比为( )

A ．9∶32

B ．3∶8

C ．27∶32

D ．27∶16

4.如图所示，O 为地球的球心，A 为地球表面上的点，B 为O 、A 连线间的点，AB ＝d ，将地球视为质量分布均匀的球体，半径为R 。设想挖掉以B 为球心、以d

2为半径的球。若忽略地球的自转，则挖出球体后A 点的重力加速度与

挖去球体前的重力加速度之比为( )

A ．1－d

4R

B ．1－d

8R

C ．1－d R

D ．

d

R －d

5．人类对天体运动的认识，经历了一个漫长的发展过程，以下说法正确的是( )

A．亚里士多德提出了日心说，迈出了人类认识宇宙历程中最艰难而重要的一步

B．第谷通过观察提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆

C．牛顿在前人研究的基础上发现和总结出万有引力定律，并测出了万有引力常量

D．海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用

6．下列说法不正确的是( )

A．绝对时空观认为空间和时间是独立于物体及其运动而存在的

B．相对论时空观认为物体的长度会因物体的速度不同而不同

C．牛顿力学只适用于宏观物体、低速运动问题，不适用于高速运动的问题

D．当物体的运动速度远小于光速时，相对论和牛顿力学的结论仍有很大的区别

7．长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1＝19600 km，公转周期T1＝6.39天。2006年3月，天文学家又发现冥王星的两颗小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2＝48000 km，则它的公转周期T2最接近于( )

A．15天B．25天

C．35天D．45天

8.如图为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图，卫星从控制点开始沿撞月轨道在撞击点成功撞月。假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R，周期为T，引力常量为G，根据以上信息，可以求出( )

A．月球的质量

B．地球的质量

C．“嫦娥一号”卫星的质量

D．月球对“嫦娥一号”卫星的引力

9．北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统(CNSS)，建立后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星。关于这些卫星，以下说法正确的是( )

A．5颗同步卫星的轨道半径都相同

B．5颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内

C．导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度

D．导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期越小

10．北京时间2013年2月16日凌晨3点，直径约50米、质量约13万吨的小行星“2012DA14”，以大约每小时2.8万公里的速度由印度洋苏门答腊岛上空掠过，与地球表面最近距离约为2.7万公里，这一距离已经低于地球同步卫星的轨道。它对地球没有造成影响，对地球的同步卫星也几乎没有影响，这颗小行星围绕太阳飞行，其运行轨道与地球非常相似，根据天文学家的估算，它下一次接近地球大约是在2046年，假设图中的P、Q是地球与小行星最近时的位置，下列说法正确的是( )

A．小行星对地球的轨道没有造成影响，地球对小行星的轨道也不会造成影响

B．只考虑太阳的引力，地球绕太阳运行的加速度大于小行星在Q点的加速度

C．只考虑地球的引力，小行星在Q点的加速度大于同步卫星在轨道上的加速度

D．小行星在Q点没有被地球俘获变成地球的卫星，是因为它在Q点的速率大于第二宇宙速度

11．如图是“嫦娥三号”飞行轨道示意图。假设“嫦娥三号”运行经过P点第一次通过近月制动使“嫦娥三号”在距离月面高度为100 km的圆形轨道Ⅰ上运动，再次经过P点时第二次通过近月制动使“嫦娥三号”在距离月面近地点为Q、高度为15 km，远地点为P、高度为100 km的椭圆轨道Ⅱ上运动，下列说法正确的是( )

A．“嫦娥三号”在距离月面高度为100 km的圆轨道Ⅰ上运动时速度大小可能变化

B．“嫦娥三号”在距离月面高度为100 km的圆轨道Ⅰ上运动的周期一定大于在椭圆轨道Ⅱ上运动的周期C．“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的加速度一定大于经过P点时的加速度

D．“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的速率可能小于经过P点时的速率

12．两颗互不影响的行星P1、P2，各有一颗近地卫星S1、S2绕其做匀速圆周运动。以纵轴表示行星周围空间某

位置的引力加速度a，横轴表示该位置到行星中心距离r的平方的倒数，a­1

r2

关系如图所示，卫星S1、S2的引力加

速度大小均为a0。则( )

A．S1的质量比S2的小

B．P1的质量比P2的小

C．P1的第一宇宙速度比P2的大

D．P1的平均密度比P2的小

第Ⅱ卷(非选择题，共52分)

二、填空和实验题(本题共2小题，共12分)

13．(4分)已知一颗人造卫星在某行星表面绕行星做匀速圆周运动，经过时间t，卫星运动的路程为s，卫星与行星的中心连线扫过的角度是1弧度，那么该卫星的环绕周期T＝________，设万有引力常量为G，该行星的质量为M＝________。