1、合格演练测评(五)(万有引力与宇宙航行)姓名：_班级：_正确率：_题号12345678910答案题号11121314151617181920答案一、单项选择题1关于地球的同步卫星，下列说法正确的是()A不同质量的卫星周期不同B卫星以第一宇宙速度运行C不同质量的卫星，轨道半径不同D卫星运行的角速度与地球自转角速度相同答案：D2发现万有引力定律的科学家是()A库仑 B爱因斯坦C牛顿 D伽利略答案：C3下列描述不属于经典力学范围的是()A开普勒对行星运动规律的描述B伽利略对落体运动规律的描述C牛顿对物体低速运动规律的描述D爱因斯坦对粒子接近光速运动规律的描述答案：D4太阳系有八大行星，八大行星离地球
2、的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同下列反映公转周期与行星轨道半长轴的关系图像中正确的是()答案：D5.如图所示，两颗人造地球卫星M、N环绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是()AM的线速度比N的小BM的角速度比N的大CM的环绕周期比N的小DM的向心加速度比N的大答案：A6.太阳系各行星绕太阳轨道为椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上如图为地球绕太阳运动的椭圆轨道，A 为近日点，C为远日点，B、D为轨道短轴的两个端点，地球从B点经C点运动到D的时间为t1，地球从D点经A点运动到B的时间为t2，下列说法正确的是()At1t2Bt1t2Ct1t2D由于需要高等数学积分知识，高中阶段无法比较t1，t2的
3、大小答案：A7如图所示，小行星绕太阳沿椭圆轨道运动，在经过轨道上的a，b，c，d四个位置时，受太阳引力最大的是()Aa Bb Cc Dd解析：根据万有引力定律可知，距离越小引力越大，从图中可得a处距离最小，引力最大，故A正确答案：A8两个质量相等的球形物体，两球心相距r，它们之间的万有引力为F，若它们的质量都加倍，两球心的距离也加倍，它们之间的作用力为()A4F BF CF DF解析：由FG可知，质量加倍，距离加倍，它们之间的作用力仍为F，保持不变答案：B9如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆根据开普勒行星运动定律可知()A火星绕太阳运行过程中，速率不变B地球靠近太阳的过程
4、中，运行速率将减小C火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大D火星绕太阳运行一周的时间比地球长解析：根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳与行星的连线在相同时间内扫过的面积相等行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，故A，C错误；根据开普勒第二定律知地球靠近太阳的过程中，运行速率将增大，故B错误；根据开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等由于火星的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故D正确答案：D10一个物体在地球表面所受的重力为mg，则在距地面高度为地球半径的2倍时，所受引力为()A. B. C. D.解
5、析：由FG可知，物体在地球表面所受的重力mgG，在距地面高度为地球半径的2倍时，所受引力FGGmg，选项D正确答案：D11.“天宫一号”目标飞行器未变轨前绕地球运行轨道可视为圆形轨道，如图所示当“天宫一号”按逆时针方向运动到轨道A点时，它的()A线速度方向是v1的方向B线速度方向是v2的方向C运行速率大于7.9 km/sD运行速率大于11.2 km/s解析：“天宫一号”运动的方向是轨迹的切线方向，所以线速度方向是v2的方向，第一宇宙速度7.9 km/s是最大运行速度，因此“天宫一号”的运行速度小于第一宇宙速度，选项B正确，A、C、D错误答案：B12关于地球的第一宇宙速度，下列说法正确的是()A
6、第一宇宙速度与地球的质量无关B第一宇宙速度大小为11.2 km/sC达到第一宇宙速度的物体的质量应该非常小D第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度解析：由万有引力提供向心力，有Gm，得v，可知第一宇宙速度与地球的质量有关，而与发射物体的质量无关，故A、C错误；由v，代入数据可得地球的第一宇宙速度v7.9 km/s，故B错误；第一宇宙速度是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度，故D正确答案：D13如图所示，有关人造地球卫星轨道的正确说法有()Aa、b、c均可能是卫星轨道 B卫星轨道只可能是aCa、
7、b均可能是卫星轨道Db可能是同步卫星的轨道解析：地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，所以凡是地球卫星，轨道面必定经过地球中心，所以a、b均可能是卫星轨道，c不可能是卫星轨道，故A、B错误，C正确；同步卫星的轨道必定在赤道平面内，所以b不可能是同步卫星的轨道，故D错误答案：C14.如图所示，P、Q为质量相同的两质点，分别置于地球表面的不同纬度上，如果把地球看成一个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是()AP、Q做圆周运动的向心力大小相等BP、Q所受地球引力大小相等CP、Q做圆周运动的线速度大小相等DP所受地球引力大于Q所受地球引力解析：P、Q两点的角速
8、度相同，做圆周运动的半径不同，根据F向mr2可知向心力大小不相等，A错误；P、Q两质点距离地心的距离相等，根据FG知，两质点受到的地球引力大小相等，故B正确、D错误；P、Q两质点角速度大小相等，做圆周运动的半径不同，根据vr可知线速度大小不同，故C错误答案：B152020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭发射了“北斗三号”系统的最后一颗组网卫星此次发射的卫星属地球同步卫星，此卫星成功入轨后()A与其他地球同步卫星具有相同的轨道半径B与其他地球同步卫星具有相同的质量C与地球赤道上物体具有相同的线速度D与地球赤道上物体具有相同的向心加速度解析：根据Gmr，由于所有同步卫星
9、的周期均相同，则此卫星与其他地球同步卫星具有相同的轨道半径，但是与其他地球同步卫星不一定具有相同的质量，选项A正确，B错误；同步卫星与地球赤道上的物体具有相同的角速度，则由vr可知，该卫星与地球赤道上物体具有不同的线速度，由a2r可知，该卫星与地球赤道上物体具有不同的向心加速度，选项C、D错误故选A.答案：A16地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为，则该处距地球表面的高度为()AR BRCR D2R解析：设地球的质量为M，某个物体的质量为m，则在地球表面有Gmg，在离地面h高处轨道上有Gm，由联立得h(1)R，选项A正确答案：A17位于贵州的“中国天眼”(FAST
10、)是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜，通过FAST可以测量地球与木星之间的距离当FAST接收到来自木星的光线传播方向恰好与地球公转线速度方向相同时，测得地球与木星的距离是地球与太阳距离的k倍若地球和木星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动且轨道共面，则可知木星的公转周期为()A(1k2)年 B(1k2)年C(1k)年 Dk年解析：设地球与太阳距离为r，根据题述可知木星与太阳的距离为Rr，设木星的公转周期为T年，根据开普勒定律，则有解得T(1k2)年，选项A正确；B、C、D错误；故选A.答案：A18一探月卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面，已知月球的质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的，地球
11、上的第一宇宙速度约为7.9 km/s，则该探月卫星绕月运行的速率约为()A0.4 km/s B1.8 km/sC11 km/s D36 km/s解析：对于环绕地球或月球的人造卫星，其所受万有引力即为它们做圆周运动所需的向心力，即m，所以v，第一宇宙速度指的是最小发射速度，同时也是近地卫星的环绕速度，对于近地卫星来说，其轨道半径近似等于地球半径，所以.所以v月v地7.9 km/s1.8 km/s.故B正确答案：B19某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F，为使此物体受到的引力减小到原来的四分之一，应把此物体置于的地方距地面的高度为(R为地球半径)()AR B2R C4R D8R解析：根据万有引
12、力定律表达式得：F，其中r为物体到地球中心的距离某物体在地球表面，受到地球的万有引力为F，此时rR，若此物体受到的引力减小为，根据F，得出此时物体到地球中心的距离为：r2R，所以物体距离地面的高度应为R，选顼A正确答案：A202020年北京时间1月16日11点02分，酒泉卫星发射中心一枚“快舟一号甲”火箭发射由银河航天研发制造的5G低轨宽带卫星，也是全球首颗5G卫星，重量为227公斤，在距离地面1 156公里的区域运行，下列说法正确的是()A5G卫星不受地球引力作用B5G卫星绕地飞行的速度一定大于7.9 km/sC5G卫星轨道半径比地球同步卫星高D5G卫星在轨道上运行的速度大小与卫星的质量无关
13、解析：5G卫星是在地球的万有引力下做匀速圆周运动的，故选项A错误；由于5G卫星绕地飞行的轨道大于地球半径，根据公式G可知v，轨道半径越大，运行速度越小，因此5G卫星绕地飞行的速度一定小于7.9 km/s，所以选项B错误；5G卫星在距离地面1 156公里的区域运行，而地球同步卫星在距离地面约为五倍地球半径的高度运行，因此选项C错误；根据公式G，可知v，5G卫星在轨道上运行的速度大小与卫星的质量无关，所以选项D正确答案：D二、非选择题21一号卫星和二号卫星分别绕地球做匀速圆周运动，它们的质量之比为13，它们的轨道半径之比为14，则一号卫星和二号卫星的线速度之比为_，周期之比为_，向心加速度之比为_
14、解析：根据万有引力提供向心力ma，得v，a，T则，.答案：211816122火星半径约为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的.一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为50 kg.地球表面的重力加速度g取10 m/s2，则：在火星上宇航员所受的重力为多少？解析：由mgG，得g，在地球上有g，在火星上有g，所以g m/s2，那么宇航员在火星上所受的重力mg50 N222.2 N.答案：222.2 N23已知“天宫二号”在地球上空的圆轨道上运行时离地面的高度为h.地球半径为R，地球表面的重力加速度为g.求：(1)地球的密度；(2)“天宫二号”在该圆轨道上运行时速度v的大小解析：(1)地球表面质量为m的物体，有mgG，联立解得.(2)由地球对“天宫二号”的万有引力提供向心力可得，联立两式得v.答案：(1)(2)v