高中物理 第6章《万有引力与航天》单元综合测评（含解析）新人教版必修2

第6章万有引力与航天单元综合测评(时间：90分钟满分：100分)第卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分请将答案填写在答题栏内)1下述说法中正确的有()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解析：地心说是错误的，故A错；月球是地球的卫星，绕地球一周的周期是一个月，故D错；由开普勒定律可知B错，C正确，故答案选C.答案：C2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()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解析：本题重点考查了地球上的物体做匀速圆周运动的知识由于地球上的物体随着地球的自转做圆周运动，则其周期与地球的自转周期相同，D正确，不同纬度处的物体的轨道平面是不相同的，如图，m处的物体的向心力指向O点，选项A错误；由于第一宇宙速度是围绕地球运行时，轨道半径最小时的速度，即在地表处围绕地球运行的卫星的速度，则选项B错误；由图可知，向心力只是万有引力的一个分量，另一个分量是重力，因此加速度不等于重力加速度，选项C错误答案：D3设地球半径为R，第一宇宙速度为v，则在地球上以2v的速度发射一卫星，则此卫星将()A在离地球表面2R的轨道运行B在离地球表面R的轨道运行C将脱离地球绕太阳运行成为一行星D将脱离太阳成为一恒星解析：地球第一宇宙速度为7.9 km/s，若以2v15.8 km/s的速度发射，则11.2 km/s2v16.7 km/s，所以将脱离地球绕太阳运行成为一行星答案：C4(多选题)可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道 ()A与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆B与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的解析：人造卫星绕地球做圆周运动所需的向心力是万有引力提供的，人造卫星受地球的引力一定指向地心，所以任何人造卫星的稳定轨道平面都是通过地心的A选项所述的卫星不能满足这个条件，A错B选项所述的卫星虽然满足这个条件，但是由于地球在自转，经线所决定的平面也在转动，这样的卫星又不可能有与地球自转同方向的速度，所以不可能始终在某一经线所决定的平面内，如图所示，故B项也错无论高低如何，轨道平面与地球赤道平面重合的卫星都是存在的，C选项所述卫星就是地球同步卫星，而D项所述卫星不是同步卫星，故C、D项都对答案：CD5宇宙飞船到了月球上空后以速度v绕月球做圆周运动，如图所示，为了使飞船落在月球上的B点，在轨道A点，火箭发动器在短时间内发动，向外喷射高温燃气，喷气的方向应当是()A与v的方向一致B与v的方向相反C垂直v的方向向右 D垂直v的方向向左解析：因为要使飞船做向心运动，只有减小速度，这样需要的向心力减小，而此时万有引力大于所需向心力，所以只有向前喷气，使v减小，从而做向心运动，落到B点，故A正确答案：A6不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾如图所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，对此有如下说法，正确的是()A离地越低的太空垃圾运行周期越大B离地越高的太空垃圾运行角速度越小C由公式v得，离地越高的太空垃圾运行速率越大D太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞解析：设地球质量为M，垃圾质量为m，垃圾的轨道半径为r.由牛顿第二定律可得：Gm()2r，垃圾的运行周期：T2，由于、G、M是常数，所以离地越低的太空垃圾运行周期越小，故A错误；由牛顿第二定律可得：Gm2r，垃圾运行的角速度，由于G、M是常数，所以离地越高的垃圾的角速度越小，故B正确；由牛顿第二定律可得：Gm，垃圾运行的线速度v，由于G、M是常数，所以离地越高的垃圾线速度越小，故C错误；由线速度公式v可知，在同一轨道上的航天器与太空垃圾线速度相同，如果它们绕地球飞行的运转方向相同，它们不会碰撞，故D错误答案：B7原香港中文大学校长、被誉为“光纤之父”的华裔科学家高锟和另外两名美国科学家共同分享了2009年度的诺贝尔物理学奖早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”假设“高锟星”为均匀的球体，其质量为地球质量的，半径为地球半径的，则“高锟星”表面的重力加速度是地球表面重力加速度的()A. B.C. D.解析：根据黄金代换式g，并利用题设条件，可求出C项正确答案：C8卫星在到达预定的圆周轨道之前，运载火箭的最后一节火箭仍和卫星连接在一起(卫星在前，火箭在后)，先在大气层外某一轨道a上绕地球做匀速圆周运动，然后启动脱离装置，使卫星加速并实现星箭脱离，最后卫星到达预定轨道b，关于星箭脱离后，下列说法正确的是()A预定轨道b比某一轨道a离地面更高，卫星速度比脱离前大B预定轨道b比某一轨道a离地面更低，卫星的运行周期变小C预定轨道b比某一轨道a离地面更高，卫星的向心加速度变小D卫星和火箭仍在同一轨道上运动，卫星的速度比火箭大解析：火箭与卫星脱离时，使卫星加速，此时G0，即飞机高度低于同步卫星高度，用t表示所需时间，则t0t2所以t若 1)，为了解释观测周期T和(1)中理论上推算的双星运动的周期T不同，目前有一种理论认为，在宇宙中可能存在一种用望远镜也观测不到的暗物质作为一种简化模型，我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种暗物质，而不考虑其他暗物质的影响，试根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度解析：(1)双星均绕它们的连线中点做圆周运动，设运动的周期为T，根据万有引力提供向心力，有：G M2解得：周期T L.(2)根据观测结果，星体运动的周期T T，说明双星系统中受到的向心力大于本身的引力，故它还受到其他指向中心的作用力由题意知，这一作用力来源于均匀分布的暗物质均匀分布在球内的暗物质对双星系统的作用与一个质量等于球内暗物质的总质量M而位于中点处的质点相同，考虑到暗物质作用后双星的运动周期即为T，则有：GG M2由题设条件可知，TT 1 联立解得：M M 设所求暗物质的密度为，有：3 M解得： .答案：(1)L(2)