2019年度高一物理期末复习单元检测：天体运动与人造航天器

1 •利用引力常量 G 和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是 A. 地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转） B. 人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C. 月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D. 地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 【答案】

在地球表面附近，在不考虑地球自转的情况下， 物体所受重力等于地球对物体的万 有 GMm =mg ，可得M =也 ,A 能求出地球质量。根据万有引力提供卫星、

R 2 G

BC 能求出地球质量，D 不能求出。 【 考点定位】万有引力定律的应用

体”的质量。

匀速圆周运动。下列说法正确的是

【答案】B

【 考点定位】考查了万有引力定律的应用

【方法技巧】在万有引力这一块，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式

2 2

G^^ = m —= ^2^ m 4^ =ma ，在做题的时候，首先明确过程中的向心力， 然后 r r T

弄清楚各个物理量表示的含义， 最后选择合适的公式分析解题， 另外这一块的计算量非常大

的，所以需要细心计算。

3 .如图，若两颗人造卫星 a 和b 均绕地球做匀速圆周运动， a 、b 到地心0的距离分别为

「1、「2,线速度大小分别为 V 1、V 2。则（

）

单元测试

天体运动与人造航天器

【解析】 有引力,

月球、地球做圆周运动的向心力，由

GMm mv 2 R 2

3丁

,vT = 2 n R ，解得M =———；由

2 n G

GMmjl

= m

月(|n )2r ，解得 M 二4

^ ；由

T 月 GT 月

GM 日M 2 r

=M （|n ）2r 0，会消去两边的M ；故 T 日 【名师点睛】利用万有引力定律求天体质量时，只能求

中心天体”的质量，无法求环绕天

2 .如图所示，一颗人造卫星原

在椭圆轨道 1绕地球 E 运行，在P 点变轨后进入轨道 2做

A .不论在轨道 1还是轨道2运行，卫星在 P 点的速度都相同

B .不论在轨道

1还是轨道2运行，卫星在

P 点的加速度都相同

C .卫星在轨道 1的任何位置都具有相同加速度

D .卫星在轨道 2的任何位置都具有相同动量

【答案】A

【解析】由题意知，两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据

【 考点定位】 天体运动

【名师点睛】本题主要是公式，卫星绕中心天体做圆周运动，万有引力提供向心力

2

=m —，由此得到线速度与轨道半径的关系

r

4 •两颗卫星绕地球运行的周期之比为 27 1，则它们的角速度之比为 _轨道半径之

比为 _________ 。 【答案】1 27 ; 9 1

【 考点定位】圆周运动关系、万有引力定律

系G 2

=mr 2，计算轨道半径关系。

r

5 •我国自主研制的首艘货运飞船

天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的

天宫二号”成

功对接形成组合体。假设组合体在距地面高度为 h 的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，

已

知地球的半径为 R ,地球表面处重力加速度为 g ,且不考虑地球自转的影响。则组合体运动 的线速度大小为 _________________ 心加速度大小为 _____________ 塔案】尺聶（R R h ）2

【 考点定位】万有引力定律的应用

【名师点睛】 本题难度不大，应知道在地球表面附近物体所受重力和万有引力近似相等， 即

“黄金代换”。

6.如图所示， 神舟八号”飞船与天宫一号”目标飞行器于北京时间 2019年11月3日凌晨 实现刚性连接，形成组合体，使中国载人航天首次空间交会对接试验获得成功.

若已知地球

的自转周期T 、地球半径R 、地球表面的重力加速度 g 、组合体运行的轨道距地面高度为 h , 下列表达式正确的是（

）+- *

A .组合体所在轨道处的重力加速度g = Rg B.组合体围绕地球作圆周运动的角速度大小

Mm

B 、

C 、

D 错误。

Mm

【方法技巧】先通过圆周运动关系

⑷=年分析两颗卫星的角速度关系，再通过万有引力关

，故A 正确,

C.组合体的线速度大小v =2 R h

T

D.组合体的运行周期T =42 R h 3 gR2

【答案】D

【解析】地球表面的物体受到的重力等于万有引力, G —=m'g，贝V GM = gR?,

R

球做圆周运动，万有引力提供向心力: A.由万有引力定律得:Cr -------

(恥町臥由万有引力定律得:

C.由万有引力定律得:

Mm

(J—心解得：1 = 2如=,组合体的轨道半径:

组合体的周輒r>T,组合体的线速度：v= 2兀(:+可<2兀：+町,故c错误;

Mm D、由万有引力疋律得G 2

(R + h)m兰'

T'

2

(R + h)，解得T'=

劎2(R+h )3

，故

gR2

D正确;

点睛本题考查了万有引力定律的应用, 知道万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律即可解题，解题时注意黄金代换”的应用。

7.火星探测器绕火星近地做圆周轨道飞行，其线速度和相应的轨道半径为v o和R o,

则下列关系正确的是(

一颗卫星在圆轨道上的线速度和相应的轨道半径为v和

R，火星的

v、A. ig ()=

v o

v

B. ig ()

V o

=2lg

v C. ig ()=

v ig(—)

R o

D. ig (—)

v

=2lg(

【答案】A

【解析】人造卫星的向心力由万有引力提供，故有G啤

R2

2

v

m—①

R

由①②两式得写二&

v2 R