1、第六章 万有引力与航天一、单选题(共 20 小题,每小题 3.0 分,共 60 分) 1.人造卫星不但可以探索宇宙，把它和现代的遥感设备相结合，还可快速实现地球资源调查和全球环境监测下列不同轨道卫星，适宜担当此任务的是( )A 同步定点卫星B 赤道轨道卫星C 极地轨道卫星D 太阳同步卫星2.“嫦娥三号”探测器由“ 长征三号 ”乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察 “嫦娥三号”的部分飞行轨道示意图如图所示假设“嫦娥三号”在圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力下列说法中正确的是( )A “嫦娥三号”沿椭圆轨道从 P 点运动到 Q 点的过程中，速度逐渐变小B
2、“嫦娥三号”沿椭圆轨道从 P 点运动到 Q 点的过程中，月球的引力对其做负功C 若已知“嫦娥三号 ”在圆轨道上运行的半径、周期和引力常量，则可计算出月球的密度D “嫦娥三号”在椭圆轨道经过 P 点时和在圆形轨道经过 P 点时的加速度相等3.某人造卫星绕地球做匀速圆周运动，已知卫星距离地面高度等于地球半径，地球表面的重力加速度为 g，则卫星的向心加速度为( )AgB gC gD g4.我国成功发射“天宫二号” 空间实验室，之后发射了“ 神舟十一号 ”飞船与“ 天宫二号”对接假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是( )A 使飞船与
3、空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B 使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C 飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D 飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接5.冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为 71，同时绕它们连线上某点 O 做匀速圆周运动由此可知，冥王星绕 O 点运动的( )A 轨道半径约为卡戎的B 角速度大小约为卡戎的C 线速度大小约为卡戎的 7 倍D 向心力大小约为卡戎的 7 倍6.宇航员王亚平在
4、“天宫 1 号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象若飞船质量为 m，距地面高度为 h，地球质量为 M，半径为 R，引力常量为 G，则飞船所在处的重力加速度大小为( )A 0BCD7.地球质量大约是月球质量的 81 倍，一飞行器位于地球与月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，飞行器距月球球心的距离与月球球心距地球球心之间的距离之比为( )A 19B 91C 110D 1018.地球上相距很远的两位观察者，都发现自己的正上方有一颗人造卫星，相对自己静止不动，则这两位观察者的位置以及两颗人造卫星到地球中心的距离可能是( )A 一人在南极，一人在北极，两卫
5、星到地球中心的距离一定相等B 一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍C 两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等D 两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍9.我国首次太空课在距地球 300 多千米的“天宫一号”上举行，如图所示的是宇航员王亚萍在“天宫一号”上所做的“水球”若已知地球的半径为 6 400 km，地球表面的重力加速度为 g9.8 m/s 2，下列说法正确的是( )A “水球”在太空中不受地球引力作用B “水球 ”相对地球运动的加速度为零C 若王亚萍的质量为 m，则她在 “天宫一号”中受到地球的引力为 mgD “天宫一号”的运
6、行周期约为 1.5 h10.下列说法正确的是( )A 在从武汉到广州的高速列车中，人的质量变大了，说明了经典力学的局限性B 加速上行电梯中的物体对地板压力变大，不能用经典力学观点解释C 地球受到太阳引力是强引力D 经典力学适用于低速运动、宏观物体11.如图所示，在同一轨道平面上的几个人造地球卫星 A，B，C 绕地球做匀速圆周运动，某一时刻它们恰好在同一直线上，下列说法中正确的是( )A 根据 v 可知，运行速度满足 vAv Bv CB 运转角速度满足 A B CC 向心加速度满足 aA aB aCD 运动一周后，A 最先回到图示位置12.若已知月球质量为 m 月 ，半径为 R，引力常量为 G，
7、如果在月球上 ( )A 以初速度 v0 竖直上抛一个物体，则物体上升的最大高度为B 以初速度 v0 竖直上抛一个物体，则物体落回到抛出点所用时间为C 发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最大运行速度为D 发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最小周期为 213.某双星由质量不等的星体 S1 和 S2 构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点 C 做匀速圆周运动由天文观察测得其运动周期为 T，S 1 到 C 点的距离为 r1，S 1 和 S2 的距离为 r，已知引力常量为 G，由此可求出 S2 的质量为( )ABCD14.中国科学院紫金山天文台发现了一颗绕太阳运行的小行星，经国际小行星
8、中心和国际小行星命名委员会批准，将这颗小行星命名为“钱学森星”，以表彰这位“ 两弹一星” 的功臣对我国科技事业做出的卓越贡献.若将地球和“ 钱学森星”绕太阳的运动都看做匀速圆周运动，它们的运行轨道如图所示.已知“钱学森星”绕太阳运行一周的时间约为3.4 年，设地球绕太阳运行的轨道半径为 R，则“ 钱学森星”绕太阳运行的轨道半径约为( )A RB RC RD R15.“神州八号”与“ 天宫一号”成功对接，是我国航天事业取得的又一辉煌成果对接后它们一起沿半径为 r 的圆轨道绕地球飞行，已知地球的质量为 M，万有引力常量为 G，它们一起运行的线速度大小为( )ABCD16.设在地球上和某天体上以相同
9、的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为 k(均不计阻力)，且已知地球与该天体的半径之比也为 k，则地球与此天体的质量之比为 ( )A 1Bk 2CkD17.地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g，则第一宇宙速度为( )ABCD 218.我国的国土范围在东西方向上大致分布在东经 70到东经 135，所以我国发射的通信卫星一般定点在赤道上空 3.6万公里，东经 100附近，假设某颗通信卫星计划定点在赤道上空东经 104的位置，经测量刚进入轨道时位于赤道上空 3.6 万公里，东经 103处，为了把它调整到 104处，可以短时间启动卫星上的小型喷气发动机调整卫星的高度，改变其周期，使其“漂移”到预定经
10、度后，再短时间启动发动机调整卫星的高度，实现定点，两次调整高度的方向依次是( )A 向下、向上B 向上、向下C 向上、向上D 向下、向下19.地球的某一极地卫星围绕地球做匀速圆周运动，其运行周期为 8 小时，则( )A 它的轨道平面一定与赤道平面在同一平面内B 它的轨道半径是地球同步卫星轨道半径的C 它运动的速度一定小于 7.9 km/sD 该卫星处的重力加速度为 9.8 m/s220.极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道) 若某极地卫星从南极的正上方开始第二次运行至北极正上方，所用时间为 t，已知地球半径为 R(地球可看做球体)，地球表面的重力加速度为 g，引力常量为G
11、，由以上条件可知( )A 卫星运行的角速度为B 卫星运行的线速度为C 地球的质量为D 卫星距地面的高度 R二、计算题(共 4 小题,每小题 10.0 分,共 40 分) 21.两个靠得很近的天体，离其他天体非常遥远，它们以其连线上某一点 O 为圆心各自做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图 5 所示.已知双星的质量分别为 m1 和 m2，它们之间的距离为 L，求双星的运行轨道半径 r1 和 r2 及运行周期 T.图 522.如图所示，A、B 为地球周围的两颗卫星，它们离地面的高度分别为 h1、h 2，已知地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g，求：(1)
12、A 的线速度大小 v1；(2)A、B 的角速度之比 12.23.中国自行研制、具有完全自主知识产权的“神舟号”飞船，目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术，其发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由长征运载火箭送入近地点为 A、远地点为 B 的椭圆轨道上，A点距地面的高度为 h1，飞船飞行 5 圈后进行变轨，进入预定圆轨道，如图 7 所示.设飞船在预定圆轨道上飞行 n 圈所用时间为 t，若已知地球表面重力加速度为 g，地球半径为 R，求：图 7(1)飞船在 B 点经椭圆轨道进入预定圆轨道时是加速还是减速？(2)飞船经过椭圆轨道近地点 A 时的加速度大小.(3)椭圆轨道远地点 B 距地面的高度 h2.24.如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面沿水平方向以初速度 v0 抛出一个小球，经时间 t 落地，落地时速度与水平地面间的夹角为 ，已知该星球半径为 R，万有引力常量为 G，求：(1)该星球表面的重力加速度；(2)该星球的第一宇宙速度 v.答案1-5:CDCCA 6-10:BCCDD 11-15:CADCB 16-20:CAACA21.【 答案】r 1 r 2 T22.【 答案】(1) (2)23.【 答案】(1)加速 (2) (3) R24.【 答案】(1) (2)