高中物理新課標人教版(必修2)6.5《宇宙航行》課后檢測題.doc

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第六章限時檢測 本卷分第Ⅰ卷(選擇題)和第Ⅱ卷(非選擇題)兩部分．滿分100分，時間90分鐘． 第Ⅰ卷(選擇題　共40分) 一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項符合題目要求，有些小題有多個選項符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分) 1．(江西金溪一中08～09學年高一下學期月考)下面說法中正確的有(　　) A．第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度 B．經典力學只適用于高速運動和宏觀世界 C．海王星是人們依據萬有引力定律計算的軌道而發(fā)現的 D．牛頓在《自然哲學的數學原理》中發(fā)表了萬有引力定律并給出了引力常量的值 答案：C 2．(四川綿陽南山中學08～09學年高一下學期期中)我們在推導第一宇宙速度時，需要做一些假設．例如：(1)衛(wèi)星做勻速圓周運動；(2)衛(wèi)星的運轉周期等于地球自轉周期；(3)衛(wèi)星的軌道半徑等于地球半徑；(4)衛(wèi)星需要的向心力等于它在地面上的重力．上面的四種假設正確的是(　　) A．(1)(2)(3)　　　　　　 B．(2)(3)(4) C．(1)(2)(4) D．(1)(3)(4) 答案：D 3．“和平號”飛船(如圖所示)歷經15年的太空非凡表演，終于在2001年3月23日北京時間14時2分謝幕．為使“和平號”退出舞臺，科學家在“合適的時間，合適的地點”進行了三次“點火”，終于使其準確地墜落在南太平洋的預定區(qū)域，關于“點火”的作用(　　) A．由GM/r＝v2可知，衛(wèi)星在近地軌道的速度大，為使“和平號”高度下降，就使其速度增加，故點火時噴“火”方向應與“和平號”運動方向相反 B．“點火”時噴火方向應沿背離地心方向，這樣才能由于反沖，迫使“和平號”降低高度 C．“點火”時噴火方向應與“和平號”運動方向相同，使“和平號”減速，由GM/r＝v2知，當速度減小時，由于萬有引力大于“和平號”運動時所需的向心力，故“和平號”將降低高度 D．“和平號”早已失去控制，“點火”只不過是按先前編制的程序而動作．噴火的方向無關緊要，其作用是使“和平號”運動不穩(wěn)定，從而增大與空氣的阻力 答案：C 解析：只有使速度減小能使其落回地面，減小速度的方法是向原速度的方向噴火． 4．北京時間2005年7月4日下午1時52分(美國東部時間7月4日凌晨1時52分)探測器成功撞擊“坦普爾一號”彗星，投入彗星的懷抱，實現了人類歷史上第一次對彗星的“大對撞”，如圖所示．假設“坦普爾一號”彗星繞太陽運行的軌道是一個橢圓，其運動周期為5.74年，則關于“坦普爾一號”彗星的下列說法中正確的是(　　) A．繞太陽運動的角速度不變 B．近日點處線速度大于遠日點處線速度 C．近日點處加速度大于遠日點處加速度 D．其橢圓軌道半長軸的立方與周期的平方之比是一個與太陽質量有關的常數 答案：BCD 解析：由開普勒第二定律知近日點處線速度大于遠日點處線速度B正確，由開普勒第三定律可知D正確．由萬有引力提供向心力得C正確． 5．2005年我國成功地發(fā)射了歷史上的第二艘載人宇宙飛船——“神舟”六號．飛船于2005年10月12日9時0分在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射場用長征2號F運載火箭發(fā)射成功，飛船返回艙于2005年10月17日4時33分成功著陸．飛船共飛行115小時32分鐘，繞地球飛行77圈，行程約325萬公里．下列論述正確的是(　　) A．飛船由火箭承載升空過程中，飛船中的宇航員處于超重狀態(tài) B．飛船返回艙打開減速傘下降的過程中，飛船中的宇航員處于失重狀態(tài) C．“神舟”六號飛船繞地球飛行速度比月球繞地球運行的速度要小 D．“神舟”六號飛船繞地球飛行周期比月球繞地球運行的周期要大 答案：A 解析：飛船由火箭承載升空過程處于加速上升是超重，A正確．減速下降加速度向上也是超重，B錯．飛船的運行軌道比月球的軌道低，故運行速度大，周期短，C、D錯． 6．下圖是“嫦娥一號奔月”示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過自帶的小型火箭多次變軌，進入地月轉移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開展對月球的探測，下列說法正確的是(　　) A．發(fā)射“嫦娥一號”的速度必須達到第三宇宙速度 B．在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質量有關 C．衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比 D．在繞月圓軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力 答案：C 解析：“嫦娥一號”衛(wèi)星沒有擺脫太陽引力束縛，不需達到第三宇宙速度，A錯．在繞月軌道上有：＝m衛(wèi)r，可見兩側衛(wèi)星質量m衛(wèi)抵消，T與m衛(wèi)無關，B錯．由萬有引力定律知F＝G，F與r2成反比，C對．衛(wèi)星繞月球旋轉，被月球捕獲，受月球引力大些，D錯． 7．地球上有兩位相距非常遠的觀察者，都發(fā)現自己的正上方有一顆人造衛(wèi)星，相對自己靜止不動，則這兩位觀察者的位置以及兩顆人造衛(wèi)星到地球中心的距離可能是(　　) A．一人在南極，一人在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等 B．一人在南極，一人在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等，但應成整數倍 C．兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等 D．兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等，但應成整數倍 答案：C 解析：由題意可知，這兩顆衛(wèi)星均為地球同步衛(wèi)星，因此必位于赤道上空，且與地心距離相等，因此C正確． 8．三顆人造地球衛(wèi)星A、B、C繞地球做勻速圓周運動，如圖所示，已知mA＝mB＜mC，則三顆衛(wèi)星的(　　) A．線速度關系vA＞vB＝vC B．周期關系TA＜TB＝TC C．向心力關系FA＝FB＜FC D．半徑與周期關系＝＝ 答案：ABD 解析：由v＝可知A正確．又T＝∴B正確 由萬有引力定律知C錯 由開普勒三定律知D正確． 9．一飛船在某行星表面附近沿圓軌道繞該行星飛行．認為行星是密度均勻的球體．要確定該行星的密度，只需要測量(　　) A．飛船的軌道半徑　　　　　 B．飛船的運行速度 C．飛船的運行周期 D．行星的質量 答案：C 解析：萬有引力充當向心力，G＝m()2r，由此求出星球的質量M＝(r為飛船的軌道半徑)．星球密度ρ＝(R為星球的半徑)．因為飛船在該星球表面附近沿圓軌道繞該行星飛行，飛船的軌道半徑r等于星球的半徑R，ρ＝＝＝. 10．(東北師大附中08～09學年高一下學期期中)如圖所示，從地面上的A點發(fā)射一枚遠程彈道導彈，在引力作用下沿著ACB橢圓軌道飛行擊中地面上的目標B點，C點為軌道的遠地點，C點距地面高度為h.已知地球半徑為R，地球質量為M，萬有引力常量為G.設離地面高度為h的圓形軌道上的衛(wèi)星運動的周期為T1，沿著橢圓軌道運動的導彈的周期為 T2，下面論述正確的是(　　) A．導彈在C點的速度小于 B．導彈在C點的加速度等于 C．地球球心為導彈橢圓軌道的一個焦點 D．它們的周期大小關系為T1>T2 答案：ABCD 第Ⅱ卷(非選擇題　共60分) 二、填空題(共3小題，每小題6分，共18分．把答案直接填在橫線上) 11．請將圖中三位科學家的姓名按歷史年代先后順序排列：________、________、________，任選其中兩位科學家，簡要寫出他們在物理學上的主要貢獻各一項：____________________________________. 答案：伽利略　牛頓　愛因斯坦 伽利略：望遠鏡的早期發(fā)明，將實驗方法引進物理學等． 牛頓：發(fā)現運動定律、萬有引力定律等． 愛因斯坦：光電效應、相對論等． 12．如圖甲所示是人造衛(wèi)星兩條軌道示意圖，其中a是地球同步衛(wèi)星的軌道，b是極地衛(wèi)星的軌道．(軌道平面與赤道所在平面垂直) 2001年4月1日，美國的一架軍用偵察機在我國空域偵察飛行時，將我國一架戰(zhàn)斗機撞毀，導致飛行員犧牲，并非法降落在我國海南島，激起我國人民的極大憤慨．圖乙是在海南島上空拍攝的停在海南陵水機場美機的情形．假如此照片是圖甲所示中的兩種衛(wèi)星之一拍攝的，則拍攝此照片的衛(wèi)星是________，簡要說明你的判斷理由________________________________________________． 答案：極地衛(wèi)星b　此照片是在海南島上空拍攝的，地球同步衛(wèi)星不可能在海南島上空，極地衛(wèi)星可以經過海南島上空． 13．2003年10月15日9時整，中國第一艘載人飛船“神舟五號”由“長征2號F”運載火箭從甘肅酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，10分鐘后，成功進入預定軌道，中國首位航天員楊利偉，帶著中國人的千年企盼夢圓浩瀚太空，中國成為世界上第三個能夠獨立開展載人航天活動的國家． (1)火箭在加速上升過程中宇航員處于________狀態(tài)(選填“超重”或“失重”)．由于地球在自西向東不停地自轉，為節(jié)省燃料，火箭在升空后，應向________方向飛行(選填“偏東”、“偏西”)． (2)在飛船的返回艙表面涂有一層特殊的材料，這種材料在遇高溫時要熔化，汽化而________大量的熱量，從而防止返回地面時與大氣層摩擦而被燒壞． (3)目前中國正在實施“嫦娥一號”登月工程，已知月球表面沒有空氣，沒有磁場，引力為地球的，假如登上月球，你能夠________(填代號) A．用指南針判斷方向 B．輕易躍過3米高度 C．乘坐熱氣球探險 D．做托里拆利實驗時發(fā)現內外水銀面高度差為76cm 答案：超重　偏東　吸收　B 三、論述計算題(共4小題，42分．解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數值計算的題，答案中必須明確寫出數值和單位) 14．(10分)某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體，經時間t物體以速率v落回手中，已知該星球的半徑為R，求這星球上的第一宇宙速度． 答案： 解析：根據勻變速運動的規(guī)律可得，該星球表面的重力加速度為g＝ 該星球的第一宇宙速度，即為衛(wèi)星在其表面附近繞它做勻速圓周運動的線速度，該星球對衛(wèi)星的引力(重力)提供衛(wèi)星做圓周運動的向心力，則mg＝ 該星球表面的第一宇宙速度為v1＝＝. 15．(10分)某小報登載：年月日，國發(fā)射了一顆質量為100kg，周期為1h的人造環(huán)月球衛(wèi)星．一位同學記不住引力常量G的數值且手邊沒有可查找的材料，但他記得月球半徑約為地球的，月球表面重力加速度約為地球的，經過推理，他認定該報道是則假新聞，試寫出他的論證方案．(地球半徑約為6.4103km) 證明：因為G＝mR 所以T＝2π，而g＝ 故Tmin＝2π＝2π＝2π ＝2π＝2πs＝6.2103s≈1.72h. 環(huán)月衛(wèi)星最小周期約為1.72h，故該報道是則假新聞． 16．(10分)(江蘇常熟市09～10學年高一下學期期中)發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，可認為先將衛(wèi)星發(fā)射至距地面高度為h1的圓形近地軌道上，在衛(wèi)星經過A點時點火(噴氣發(fā)動機工作)實施變軌進入橢圓軌道，橢圓軌道的近地點為A，遠地點為B.在衛(wèi)星沿橢圓軌道運動經過B點再次點火實施變軌，將衛(wèi)星送入同步軌道(遠地點B在同步軌道上)，如圖所示．兩次點火過程都是使衛(wèi)星沿切向方向加速，并且點火時間很短．已知同步衛(wèi)星的運動周期為T，地球的半徑為R，地球表面重力加速度為g，求： (1)衛(wèi)星在近地圓形軌道運行接近A點時的加速度大小； (2)衛(wèi)星在橢圓形軌道上運行接近A點時的加速度大??； (3)衛(wèi)星同步軌道距地面的高度． 答案：(1)　(2)　(3)－R 解析：(1)設地球質量為M，衛(wèi)星質量為m，萬有引力常量為G，衛(wèi)星在近地圓軌道運動接近A點時加速度為aA，根據牛頓第二定律G＝maA 可認為物體在地球表面上受到的萬有引力等于重力 G＝mg 解得aA＝g (2)根據牛頓第二定律F萬＝ma得： 加速度a＝g (3)設同步軌道距地面高度為h2，根據牛頓第二定律有：G＝m(R＋h2) 由上式解得：h2＝－R 17．(12分)天文探測上的脈沖星就是中子星，其密度比原子核還要大．中子星表面有極強的磁場，由于處于高速旋轉狀態(tài)，使得它發(fā)出的電磁波輻射都是“集束的”，像一個旋轉的“探照燈”，我們在地球上只能周期性地接收到電磁波脈沖(如圖所示)．設我們每隔0.1s接收一次中子星發(fā)出的電磁波脈沖，萬有引力常量G＝6.6710－11Nm2/kg2，球的體積V＝πr3. (1)為保證該中子星赤道上任意質點不會飛出，求該中子星的最小密度； (2)在(1)中條件下，若該中子星半徑為r＝10km，求中子星上極點A的重力加速度g. 答案：(1)1.41013kg/m3　(2)3.91107m/s2 解析：(1)該脈沖星半徑為r，質量為M，赤道上質點m所受萬有引力提供向心力，則有 G＝m()2r 該星球密度為ρ＝ 解得ρ＝1.41013kg/m3. (2)A處的重力等于萬有引力，有G＝mg 解得g＝3.91107m/s2.