鲁科版高中物理必修第2册课后习题 第4章 万有引力定律及航天 第4章测评.docVIP

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第4章测评

(时间:60分钟满分:100分)

一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。每个小题中只有一个选项是正确的)

1.下列说法不符合史实的是()

A.第谷通过长期观察,建立了日心说

B.开普勒总结了行星运动的三大定律

C.卡文迪许测出了引力常量G

D.利用万有引力定律发现的海王星,被称为“笔尖下发现的行星”

解析哥白尼通过长期观察,提出“日心说”,故选项A不符合史实;开普勒总结了行星运动的三大定律,故选项B符合史实;卡文迪许测出了引力常量G,故选项C符合史实;海王星是人们依据万有引力定律计算而发现的,被称为“笔尖下发现的行星”,故选项D符合史实。

答案A

2.火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半,则火箭离地面的高度与地球半径之比为()

A.(2+1)∶1 B.(2-1)∶1

C.2∶1 D.1∶2

解析设地球半径为R,火箭的轨道半径为(h+R),则

在地面上有F1=Gm地mR2,在某高空处有F

又F2=12F1,解得h=(2-1)R,所以h∶R=(2-1)∶

答案B

3.地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长轴小,下列说法正确的是()

A.在相等的时间内,地球与太阳的连线扫过的面积等于火星与太阳的连线扫过的面积

B.地球绕太阳运行的周期比火星绕太阳运行的周期大

C.地球绕太阳运行的角速度比火星绕太阳运行的角速度大

D.地球绕太阳运行的线速度比火星绕太阳运行的线速度小

解析地球和火星绕太阳的轨道不同,在相等的时间内,地球与太阳的连线扫过的面积并不等于火星与太阳的连线扫过的面积,选项A错误;根据开普勒第三定律,因为地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长轴小,所以地球绕太阳运行的周期比火星绕太阳运行的周期小,选项B错误;把椭圆轨道近似看成是圆轨道,根据ω=GMr3,地球绕太阳运行的半长轴比火星绕太阳运行的半长轴小,地球绕太阳运行的角速度比火星绕太阳运行的角速度大,选项C正确;把椭圆轨道近似看成是圆轨道,根据v=

答案C

4.(全国甲卷)2月,执行我国火星探测任务的“天问一号”探测器在成功实施三次近火制动后,进入运行周期约为1.8×105s的椭圆形停泊轨道,轨道与火星表面的最近距离约为2.8×105m。已知火星半径约为3.4×106m,火星表面处自由落体的加速度大小约为3.7m/s2,则“天问一号”的停泊轨道与火星表面的最远距离约为()

A.6×105m B.6×106m

C.6×107m D.6×108m

解析探测器做椭圆运动,根据开普勒第三定律,a3T2=k,对同一中心天体k相同。由GMmr2=m4π2T2r和黄金代换GM=gR2,可求出r3T2=

答案C

5.我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的()

A.周期变大 B.速率变大

C.动能变大 D.向心加速度变大

解析根据题意,组合体的轨道半径与天宫二号相同,由Gm地mr2=m

答案C

6.我国500m口径射电望远镜发现了毫秒脉冲星“J0318+0253”,其自转周期T=5.19ms,假设星体为质量均匀分布的球体,已知引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为()

A.5×109kg/m3 B.5×1012kg/m3

C.5×1015kg/m3 D.5×1018kg/m3

解析设星体“赤道”表面上有一质量为m的物体,当其刚好不脱离星体时,星体的体积最大,密度最小,其所受万有引力提供物体随星体做匀速圆周运动的向心力,有Gm星mr2=m2πT2r,星体密度ρ=m星

答案C

7.如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行,在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是()

A.不论在轨道1还是在轨道2运行,卫星在P点的速度都相同

B.不论在轨道1还是在轨道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加速度

解析从轨道1变轨到轨道2,需要在P点加速,故A错误;根据公式GMmr2=ma可得a=

答案B

8.质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时,引力势能可表示为Ep=-GMmr,其中G为引力常量,M为地球质量。该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动,由于受到极稀薄空气的摩擦作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2

A.GMm1R2-

B.GMm1R1

C.GMm21

D.GMm2

解析卫星做匀速圆周运动,有GMmr2=m