1、章末过关检测(二)(时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是( )A开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律解析：选B.开普勒在第谷的观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，B项正确；牛顿在开普勒总结的行星运动规律的基础上发现了万有引力定律，找出了行星运动的原因，A、C、D项错2如图，甲、乙两颗卫
2、星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )A甲的向心加速度比乙的小 B甲的运行周期比乙的小C甲的角速度比乙大D甲的线速度比乙大解析：选A.根据Gma得a，故甲卫星的向心加速度小，选项A正确；根据Gmr，得T2，故甲的运行周期大，选项B错误；根据Gm2r，得，故甲运行的角速度小，选项C错误；根据G，得v ，故甲运行的线速度小，选项D错误3某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星(即卫星相对于地面静止)则此卫星的( )A线速度大于第一宇宙速度B周期小于同步卫星的周期C角速度大于月球绕地球运行的角速度D向心加速度大于地面的重力加速度解析：选C.第一宇宙速度7.9
3、km/s是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度，故此卫星的线速度小于第一宇宙速度，A错误；根据题意，该卫星是一颗同步卫星，周期等于同步卫星的周期，故B错误；卫星绕地球做圆周运动时，万有引力提供向心力，根据m2r可知，绕行半径越小，角速度越大，故此卫星的角速度大于月球绕地球运行的角速度，C正确；根据an可知，绕行半径越大，向心加速度越小，此卫星的向心加速度小于地面的重力加速度，D错误4利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的66倍假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为( )A1
4、 h B4 hC8 hD16 h解析：选B.设地球半径为R，画出仅用三颗地球同步卫星使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯时同步卫星的最小轨道半径示意图，如图所示由图中几何关系可得，同步卫星的最小轨道半径r2R.设地球自转周期的最小值为T，则由开普勒第三定律可得，解得T4 h，选项B正确5“静止”在赤道上空的地球同步气象卫星将气象数据发回地面，为天气预报提供准确、全面和及时的气象资料设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，下列说法中正确的是( )A同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的B同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得的速度的C同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的D同步卫星的向心加
5、速度是地球表面重力加速度的解析：选C.同步卫星绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力，则Gmamm2rmr，得同步卫星的运行速度v，又第一宇宙速度v1，所以，故选项A错误，选项C正确；a，g，所以，故选项D错误；同步卫星与地球自转的角速度相同，则vr，v自R，所以n，故选项B错误6金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火已知它们的轨道半径R金R地a地a火Ba火a地a金Cv地v火v金Dv火v地v金解析：选A.金星、地球和火星绕太阳公转时万有引力提供向心力，则有Gma，解得aG，结合题中R金R地a地a火
6、，选项A正确，B错误；同理，有Gm，解得v，再结合题中R金R地v地v火，选项C、D均错误二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7在圆轨道上做匀速圆周运动的国际空间站里，一宇航员手拿一只小球相对于太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上，如图所示下列说法正确的是( )A宇航员相对于地球的速度介于79 km/s与112 km/s之间B若宇航员相对于太空舱无初速度释放小球，小球将继续做匀速圆周运动C宇航员不受地球的引力作用D宇航员对“地面”的压力等于零解析：选BD.7.9
7、km/s是发射卫星的最小速度，也是卫星环绕地球运行的最大速度，可见，所有环绕地球运转的卫星、飞船等，其运行速度均小于7.9 km/s，故A错误；若宇航员相对于太空舱无初速度释放小球，由于惯性，小球仍具有原来的速度，所以地球对小球的万有引力正好提供它做匀速圆周运动需要的向心力，即Gm，故选项B正确；在太空中，宇航员也要受到地球引力的作用，选项C错；在宇宙飞船中，宇航员处于完全失重状态，故选项D正确8地球“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，其离地高度为同步卫星离地高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致关于该“空间站”的说法正确的有( )A运行的加速度一定等于其所在高度处的重力加速度
8、B运行的速度等于同步卫星运行速度的倍C站在地球赤道上的人观察到它向东运动D在“空间站”工作的宇航员因受力平衡而在其中悬浮或静止解析：选AC.空间站运行的加速度和所在位置的重力加速度均由其所受万有引力提供，故A正确；由Gmv，运行速度与轨道半径的二次方根成反比，并非与离地高度的二次方根成反比，故B错误；由GmRT2R，所以空间站运行周期小于地球自转的周期，故C正确；空间站宇航员所受万有引力完全提供向心力，处于完全失重状态，D错误9“嫦娥三号”实施变轨控制，由距月面平均高度100 km的环月轨道成功进入近月点高度15 km、远月点高度100 km的椭圆轨道关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是( )A
9、“嫦娥三号”的发射速度大于79 km/sB“嫦娥三号”在环月轨道上的运行周期大于在椭圆轨道上的运行周期C“嫦娥三号”变轨前沿圆轨道运动的加速度大于变轨后通过椭圆轨道远月点时的加速度D“嫦娥三号”变轨前需要先点火加速解析：选AB.7.9 km/s是人造卫星的最小发射速度，要想往月球发射人造卫星，发射速度必须大于7.9 km/s，A对；“嫦娥三号”距月面越近运行周期越小，B对；飞船变轨前沿圆轨道运动时只有万有引力产生加速度，变轨后通过椭圆轨道远月点时也是只有万有引力产生加速度，所以两种情况下的加速度相等，C错；“嫦娥三号”变轨前需要先点火减速，才能做近心运动，D错102017年，人类第一次直接探测
10、到来自双中子星合并的引力波根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距约400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈将两颗中子星都看做是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星( )A质量之积B质量之和C速率之和D各自的自转角速度解析：选BC.由题意可知，合并前两中子星绕连线上某点每秒转动12圈，则两中子星的周期相等，且均为T s，两中子星的角速度均为，两中子星构成了双星模型，假设两中子星的质量分别为m1，m2，轨道半径分别为r1、r2，速率分别为v1、v2，则有：Gm12r1、m22r2，又r1r2L400 km，解
11、得m1m2，A错误，B正确；又由v1r1、v2r2，则v1v2(r1r2)L，C正确；由题中的条件不能求解两中子星自转的角速度，D错误三、非选择题(本题共3小题，共40分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11(10分)借助于物理学，人们可以了解到无法用仪器直接测定的物理量，使人类对自然界的认识更完善现已知太阳光经过时间t到达地球，光在真空中的传播速度为c，地球绕太阳的轨道可以近似认为是圆，地球的半径为R，地球赤道表面的重力加速度为g，地球绕太阳运转的周期为T试由以上数据及你所知道的物理知识推算太阳的质量M
12、与地球的质量m之比为多大(地球到太阳的间距远大于它们的大小)解析：设地球绕太阳公转轨道半径为r，由万有引力定律得：Gmr在地球表面：Gmgrct由可得：答案：12(14分)一组太空人乘坐太空穿梭机，去修理距离地球表面60105 m的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H，机组人员使穿梭机S进入与H相同的轨道并关闭助推火箭，而望远镜则在穿梭机前方数千米处如图所示，设G为引力常量，M为地球质量(已知地球半径R64106 m)(1)在穿梭机内，一质量为70 kg的太空人的视重是多少？(2)计算轨道上的重力加速度及穿梭机在轨道上的速率和周期解析：(1)穿梭机内的人处于完全失重状态，故视重为0.(2)由mgG得g
13、，g，则084，所以轨道上的重力加速度g084g08498 m/s282 m/s2由Gm得v，v，则096，所以穿梭机在轨道上的速率v096v09679 km/s76 km/s由v得，穿梭机在轨道上的周期T s58103 s答案：(1)0(2)8.2 m/s27.6 km/s5.8103 s13(16分)宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角为，已知该星球的半径为R，引力常量为G，已知球的体积公式是VR3求：(1)该星球表面的重力加速度g；(2)该星球的密度；(3)该星球的第一宇宙速度解析：(1)小球在斜坡上做平抛运动时：水平方向上：xv0t竖直方向上：ygt2由几何知识tan 由式得g(2)对于星球表面的物体m0，有Gm0g又VR3，故(3)该星球的第一宇宙速度等于它的近地卫星的运行速度，故Gm，又GMgR2解得v答案：(1)(2)(3)
