（山东省专用）2022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

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1、（山东省专用）2022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2一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，第15小题只有一个选项符合题意，第68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，

2、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v2v1。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，v2v1，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

3、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FG，由于Mm，M减小、m增加、Mm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Gmmrma，

4、解得T2 ，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()Aa2a1a3Ba3a2a1Ca3a1a2

5、Da1a2a3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Gm1a1，即a1，对于东方红二号，有Gm2a2，即a2，由于h2h1，故a1a2，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a2r，故a2a3，所以a1a2a3，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BA超前于B，C落后于BCA超前于B，C超前于BDA、C都落后于B解析：选B

6、由Gmr2，可知，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()A空间站的线速度大小为vB地球的质量为MC空间站的向心加速度为aD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，Gm，得v，在地球表面，根据重力等于万有引力得mgG，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Gmr，解得M，B正确；空间站的向

7、心加速度a2r2rr，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.2C. 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ar2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点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示，关于航天

8、飞机的运动，下列说法中正确的有()A在轨道上经过A点的速度小于经过B点的速度B在轨道上经过A点的速度小于在轨道上经过A点的速度C在轨道上经过A点的加速度小于在轨道上经过A点的加速度D在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期解析：选ABD在轨道上由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；从轨道上的A点进入轨道需减速，使万有引力大于所需要的向心力，做近心运动，所以在轨道上经过A点的速度小于在轨道上经过A点的速度，故B正确；在轨道上和在轨道上通过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

9、轨道的半径，所以在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期，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0，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，Gm(Rh)Gmg联立两式得TB2。(2)因为rArB，所以0B，用t表示所需的时间(B0)t2因为B由两式得B将式代入式得t。答案

10、：(1)2(2)10.(18分)已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在绕月球的圆形轨道上运动，轨道半径为r，r4R，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B时再次点火进入近月轨道绕月球做圆周运动。已知引力常量G，求：(1)月球的质量；(2)飞船在轨道上的运行速率；(3)飞船在轨道上绕月运行一周所需的时间。解析：(1)设月球的质量为M，对月球表面上质量为m的物体有Gmg0得M。(2)设飞船的质量为m，对于飞船在圆形轨道上的运动，有：Gm解得飞船在轨道上运动的速率为v1。(3)设飞船在轨道上绕月球运行一周所需的时间为T，有mg0m2R解得T2。答案：(1)(2)(3)

11、211(18分)在我国“嫦娥一号”月球探测器在绕月球成功运行之后，为进一步探测月球的详细情况，又发射了一颗绕月球表面飞行的科学试验卫星。假设该卫星绕月球做圆周运动，月球绕地球也做圆周运动，且轨道都在同一平面内。已知卫星绕月球运行的周期为T0，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R0，月心与地心间的距离为r，引力常量为G，试求：(1)月球的平均密度；(2)月球绕地球运动的周期T。解析：(1)设月球质量为m，卫星质量为m，月球半径为Rm，对于绕月球表面飞行的卫星，由万有引力提供向心力，有：m2Rm解得：m又根据，解得：。(2)设地球的质量为M，对于在地球表面的物体m表有：Gm表g，即GMRg，月球绕地球做圆周运动的向心力来自地球引力，即：Gm2r，解得：T。答案：(1)(2)