高中物理新課標(biāo)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(shí)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(shí)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(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，有些小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分) 1．(江西金溪一中08～09學(xué)年高一下學(xué)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(jīng)典力學(xué)只適用于高速運(yùn)動和宏觀世界 C．海王星是人們依據(jù)萬有引力定律計(jì)算的軌道而發(fā)現(xiàn)的 D．牛頓在《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)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(xué)08～09學(xué)年高一下學(xué)期期中)我們在推導(dǎo)第一宇宙速度時(shí)，需要做一些假設(shè)．例如：(1)衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動；(2)衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期等于地球自轉(zhuǎn)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(shè)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(jīng)15年的太空非凡表演，終于在2001年3月23日北京時(shí)間14時(shí)2分謝幕．為使“和平號”退出舞臺，科學(xué)家在“合適的時(shí)間，合適的地點(diǎn)”進(jìn)行了三次“點(diǎn)火”，終于使其準(zhǔn)確地墜落在南太平洋的預(yù)定區(qū)域，關(guān)于“點(diǎn)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(diǎn)火時(shí)噴“火”方向應(yīng)與“和平號”運(yùn)動方向相反 B．“點(diǎn)火”時(shí)噴火方向應(yīng)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(diǎn)火”時(shí)噴火方向應(yīng)與“和平號”運(yùn)動方向相同，使“和平號”減速，由GM/r＝v2知，當(dāng)速度減小時(shí)，由于萬有引力大于“和平號”運(yùn)動時(shí)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(diǎn)火”只不過是按先前編制的程序而動作．噴火的方向無關(guān)緊要，其作用是使“和平號”運(yùn)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(shí)間2005年7月4日下午1時(shí)52分(美國東部時(shí)間7月4日凌晨1時(shí)52分)探測器成功撞擊“坦普爾一號”彗星，投入彗星的懷抱，實(shí)現(xiàn)了人類歷史上第一次對彗星的“大對撞”，如圖所示．假設(shè)“坦普爾一號”彗星繞太陽運(yùn)行的軌道是一個(gè)橢圓，其運(yùn)動周期為5.74年，則關(guān)于“坦普爾一號”彗星的下列說法中正確的是(　　) A．繞太陽運(yùn)動的角速度不變 B．近日點(diǎn)處線速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處線速度 C．近日點(diǎn)處加速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)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(gè)與太陽質(zhì)量有關(guān)的常數(shù) 答案：BCD 解析：由開普勒第二定律知近日點(diǎn)處線速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)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(shí)0分在中國酒泉衛(wèi)星發(fā)射場用長征2號F運(yùn)載火箭發(fā)射成功，飛船返回艙于2005年10月17日4時(shí)33分成功著陸．飛船共飛行115小時(shí)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(yùn)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(yùn)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(cuò)．飛船的運(yùn)行軌道比月球的軌道低，故運(yùn)行速度大，周期短，C、D錯(cuò)． 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(jìn)入地月轉(zhuǎn)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(dá)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(zhì)量有關(guān) 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(dá)到第三宇宙速度，A錯(cuò)．在繞月軌道上有：＝m衛(wèi)r，可見兩側(cè)衛(wèi)星質(zhì)量m衛(wèi)抵消，T與m衛(wèi)無關(guān)，B錯(cuò)．由萬有引力定律知F＝G，F(xiàn)與r2成反比，C對．衛(wèi)星繞月球旋轉(zhuǎn)，被月球捕獲，受月球引力大些，D錯(cuò)． 7．地球上有兩位相距非常遠(yuǎn)的觀察者，都發(fā)現(xiàn)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(yīng)成整數(shù)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(yīng)成整數(shù)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(yùn)動，如圖所示，已知mA＝mB＜mC，則三顆衛(wèi)星的(　　) A．線速度關(guān)系vA＞vB＝vC B．周期關(guān)系TA＜TB＝TC C．向心力關(guān)系FA＝FB＜FC D．半徑與周期關(guān)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(cuò) 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(rèn)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(yùn)行速度 C．飛船的運(yùn)行周期 D．行星的質(zhì)量 答案：C 解析：萬有引力充當(dāng)向心力，G＝m()2r，由此求出星球的質(zhì)量M＝(r為飛船的軌道半徑)．星球密度ρ＝(R為星球的半徑)．因?yàn)轱w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(xué)年高一下學(xué)期期中)如圖所示，從地面上的A點(diǎn)發(fā)射一枚遠(yuǎn)程彈道導(dǎo)彈，在引力作用下沿著ACB橢圓軌道飛行擊中地面上的目標(biāo)B點(diǎn)，C點(diǎn)為軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)，C點(diǎn)距地面高度為h.已知地球半徑為R，地球質(zhì)量為M，萬有引力常量為G.設(shè)離地面高度為h的圓形軌道上的衛(wèi)星運(yùn)動的周期為T1，沿著橢圓軌道運(yùn)動的導(dǎo)彈的周期為 T2，下面論述正確的是(　　) A．導(dǎo)彈在C點(diǎn)的速度小于 B．導(dǎo)彈在C點(diǎn)的加速度等于 C．地球球心為導(dǎo)彈橢圓軌道的一個(gè)焦點(diǎn) D．它們的周期大小關(guān)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(xué)家的姓名按歷史年代先后順序排列：________、________、________，任選其中兩位科學(xué)家，簡要寫出他們在物理學(xué)上的主要貢獻(xiàn)各一項(xiàng)：____________________________________. 答案：伽利略　牛頓　愛因斯坦 伽利略：望遠(yuǎn)鏡的早期發(fā)明，將實(shí)驗(yàn)方法引進(jìn)物理學(xué)等． 牛頓：發(fā)現(xiàn)運(yùn)動定律、萬有引力定律等． 愛因斯坦：光電效應(yīng)、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(jī)在我國空域偵察飛行時(shí)，將我國一架戰(zhàn)斗機(jī)撞毀，導(dǎo)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(jī)場美機(jī)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(jīng)過海南島上空． 13．2003年10月15日9時(shí)整，中國第一艘載人飛船“神舟五號”由“長征2號F”運(yùn)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(jìn)入預(yù)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(gè)能夠獨(dú)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(zhuǎn)，為節(jié)省燃料，火箭在升空后，應(yīng)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(shí)要熔化，汽化而________大量的熱量，從而防止返回地面時(shí)與大氣層摩擦而被燒壞． (3)目前中國正在實(shí)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(xiǎn) D．做托里拆利實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)內(nèi)外水銀面高度差為76cm 答案：超重　偏東　吸收　B 三、論述計(jì)算題(共4小題，42分．解答應(yīng)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(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)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(jīng)時(shí)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(jù)勻變速運(yùn)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(yùn)動的線速度，該星球?qū)πl(wèi)星的引力(重力)提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)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(bào)登載：年月日，國發(fā)射了一顆質(zhì)量為100kg，周期為1h的人造環(huán)月球衛(wèi)星．一位同學(xué)記不住引力常量G的數(shù)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(jīng)過推理，他認(rèn)定該報(bào)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?yàn)镚＝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(bào)道是則假新聞． 16．(10分)(江蘇常熟市09～10學(xué)年高一下學(xué)期期中)發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，可認(rèn)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(jīng)過A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火(噴氣發(fā)動機(jī)工作)實(shí)施變軌進(jìn)入橢圓軌道，橢圓軌道的近地點(diǎn)為A，遠(yuǎn)地點(diǎn)為B.在衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)動經(jīng)過B點(diǎn)再次點(diǎn)火實(shí)施變軌，將衛(wèi)星送入同步軌道(遠(yuǎn)地點(diǎn)B在同步軌道上)，如圖所示．兩次點(diǎn)火過程都是使衛(wèi)星沿切向方向加速，并且點(diǎn)火時(shí)間很短．已知同步衛(wèi)星的運(yùn)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(yùn)行接近A點(diǎn)時(shí)的加速度大?。? (2)衛(wèi)星在橢圓形軌道上運(yùn)行接近A點(diǎn)時(shí)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(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星質(zhì)量為m，萬有引力常量為G，衛(wèi)星在近地圓軌道運(yùn)動接近A點(diǎn)時(shí)加速度為aA，根據(jù)牛頓第二定律G＝maA 可認(rèn)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(jù)牛頓第二定律F萬＝ma得： 加速度a＝g (3)設(shè)同步軌道距地面高度為h2，根據(jù)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(qiáng)的磁場，由于處于高速旋轉(zhuǎn)狀態(tài)，使得它發(fā)出的電磁波輻射都是“集束的”，像一個(gè)旋轉(zhuǎn)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(shè)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(zhì)點(diǎn)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(diǎn)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(zhì)量為M，赤道上質(zhì)點(diǎn)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.