山东省专用2018_2019学年高中物理第六章万有引力与航天阶段验收评估二万有引力与航天含解析新人教版必修2.doc

阶段验收评估（二） 万有引力与航天 ‎(时间：50分钟　满分：100分)‎ 一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，第1～5小题只有一个选项符合题意，第6～8小题有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)‎ ‎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　开普勒在前人观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，与牛顿定律无联系，选项A错误，选项B正确；开普勒总结出了行星运动的规律，但没有找出行星按照这些规律运动的原因，选项C错误；牛顿发现了万有引力定律，选项D错误。 ‎ ‎2．星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2＝v1。已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为(　　)‎ A.　 B. 　　C. 　　D.gr 解析：选C　由题意v1＝＝，v2＝v1＝，所以C项正确。‎ ‎3．有研究表明300年后人类产生的垃圾将会覆盖地球1米厚。有人提出了“将人类产生的垃圾分批转移到无人居住的月球上”的设想，假如不考虑其他星体的影响，且月球仍沿着原来的轨道绕地球做匀速圆周运动，运用您所学物理知识，分析垃圾转移前后，下列说法中正确的是(　　)‎ A．地球与月球间的万有引力会逐渐减小 B．月球绕地球运行的线速度将会逐渐变小 C．月球绕地球运行的向心加速度将会逐渐变大 D．月球绕地球运行的周期将变小 解析：选B　月球绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列式求解出线速度、周期和万有引力的表达式进行分析。‎ 设地球质量为M，月球质量为m，地球与月球间的万有引力F＝G，由于M>m，M减小、m增加、M＋m固定，故Mm会增加，故地球与月球间的万有引力会逐渐增加，直到两者质量相等为止，A错误；万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有G＝m＝mr＝ma，解得T＝2π ‎ - 6 -‎ eq \r(\f(r3,GM))，v＝，a＝，由于M减小，故月球的运行速度减小，向心加速度减小，周期将会增大，故B正确，C、D错误。‎ ‎4.国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2 060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为(　　)‎ A．a2＞a1＞a3　　　　　　　 B．a3＞a2＞a1‎ C．a3＞a1＞a2 D．a1＞a2＞a3‎ 解析：选D　卫星围绕地球运行时，万有引力提供向心力，对于东方红一号，在远地点时有G＝m1a1，即a1＝，对于东方红二号，有G＝m2a2，即a2＝，由于h2＞h1，故a1＞a2，东方红二号卫星与地球自转的角速度相等，由于东方红二号做圆周运动的轨道半径大于地球赤道上物体做圆周运动的半径，根据a＝ω2r，故a2＞a3，所以a1＞a2＞a3，选项D正确，选项A、B、C错误。‎ ‎5.在同一轨道平面上绕地球做匀速圆周运动的卫星A、B、C，某时刻恰好在同一过地心的直线上，如图所示，当卫星B经过一个周期时(　　)‎ A．各卫星角速度相等，因而三星仍在一直线上 B．A超前于B，C落后于B C．A超前于B，C超前于B D．A、C都落后于B 解析：选B　由G＝mrω2，可知，ω＝，可见选项A错误；由T＝，即T∝可知，选项B正确，选项C、D错误。‎ ‎6.中国将于2020年左右建成空间站，它将成为中国空间科学和新技术研究实验的重要基地，在轨运营10年以上。设某个空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动周期为T，轨道半径为r，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是(　　)‎ - 6 -‎ A．空间站的线速度大小为v＝ B．地球的质量为M＝ C．空间站的向心加速度为a＝ D．空间站质量为M空＝ 解析：选BC　空间站绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，G＝m，得v＝，在地球表面，根据重力等于万有引力得mg＝G，R为地球的半径，所以v＝，A错误；根据万有引力等于向心力得G＝mr，解得M＝，B正确；空间站的向心加速度a＝ω2r＝2r＝r，C正确；空间站绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力只能求出中心体质量，空间站质量无法求解，故D错误。‎ ‎7．地球同步卫星离地心距离为r，环绕速度大小为v1，加速度大小为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列关系式正确的是(　　)‎ A.＝ B.＝2‎ C.＝ D.＝ 解析：选AD　因为地球同步卫星的周期等于地球自转的周期，所以角速度相等，根据a＝rω2得＝，故A正确，B错误；根据万有引力提供向心力G＝，解得v＝，则＝，故C错误，D正确。‎ ‎8.航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有(　　)‎ A．在轨道Ⅱ上经过A点的速度小于经过B点的速度 - 6 -‎ B．在轨道Ⅱ上经过A点的速度小于在轨道Ⅰ上经过A点的速度 C．在轨道Ⅱ上经过A点的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A点的加速度 D．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 解析：选ABD　在轨道Ⅱ上由A点运动到B点，引力做正功，动能增加，所以经过A点的速度小于经过B点的速度，故A正确；从轨道Ⅰ上的A点进入轨道Ⅱ需减速，使万有引力大于所需要的向心力，做近心运动，所以在轨道Ⅱ上经过A点的速度小于在轨道Ⅰ上经过A点的速度，故B正确；在轨道Ⅱ上和在轨道Ⅰ上通过A点时所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律，加速度相等，故C错误；根据开普勒第三定律＝C，椭圆轨道的半长轴小于圆轨道的半径，所以在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期，故D正确。‎ 二、非选择题(本题共3小题，共52分)‎ ‎9.(16分)A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h，已知地球半径为R，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心。‎ ‎(1)求卫星B的运行周期；‎ ‎(2)若卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，则至少经过多少时间，它们再一次相距最近？‎ 解析：(1)根据万有引力提供向心力，‎ G＝m(R＋h)①‎ G＝mg②‎ 联立①②两式得TB＝2π。③‎ ‎(2)因为rA>rB，所以ω0