第七章 万有引力与宇宙航行-2020-2021学年高一物理期中单元复习精准练（新教材人教版必修第二册）

第三章 万有引力与宇宙航行 (时间：90分钟　分值：100分) 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，1～7为单选，8～12为多选) 1．当人造地球卫星已进入预定轨道后，下列说法中正确的是(　　) A．卫星及卫星内的任何物体均不受重力作用 B．卫星及卫星内的任何物体仍受重力作用，并可用弹簧测力计直接称出物体所受重力的大小 C．如果卫星自然破裂成质量不相等的两块，则这两块仍按原来的轨道和周期运行 D．如果在卫星内将一个物体自由释放，则卫星内观察者将可以看到物体做自由落体运动 【解析】卫星在预定轨道上运行时，卫星及卫星内的物体仍然受到地球对它的引力作用，但处于失重状态，故A、B、D错误。若卫星自然破裂，任一部分受到地球的引力恰好提供该部分做圆周运动的向心力，它依旧按原来的轨道和周期运行，故C正确。 2．(2019·全国卷Ⅱ)2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆。在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描述F随h变化关系的图像是(　　) 【解析】由万有引力公式F＝G可知，探测器与地球表面距离h越大，F越小，排除B、C；而F与h不是一次函数关系，排除A。故选D　 3．假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么(　　) A．地球公转周期大于火星的周期公转 B．地球公转的线速度小于火星公转的线速度 C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度 D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度 【解析】根据G＝mr＝m＝man＝mω2r得，公转周期T＝2π，故地球公转的周期较小，选项A错误；公转线速度v＝，故地球公转的线速度较大，选项B错误；公转加速度an＝，故地球公转的加速度较大，选项C错误；公转角速度ω＝，故地球公转的角速度较大，选项D正确． 4．美国宇航局宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星——“开普勒­22 b”，其直径约为地球的2.4倍。至今其确切质量和表面成分仍不清楚，假设该行星的密度和地球相当，根据以上信息，估算该行星的第一宇宙速度等于(　　) A．3.3×103 m/s B．7.9×103 m/s C．1.2×104 m/s D．1.9×104 m/s 【解析】第一宇宙速度是卫星在行星表面的运行速度，根据万有引力提供向心力得G＝m，解得：v＝＝＝2R，该行星的密度和地球相当，其直径约为地球的2.4倍，所以该行星的第一宇宙速度 v＝2.4×7.9 km/s＝1.9×104 m/s。故选D　 5．恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星．中子星的半径较小，一般在7～20 km，但它的密度大得惊人．若某中子星的半径为10 km，密度为1.2×1017 kg/m3，那么该中子星上的第一宇宙速度约为(　　) A．7.9 km/s B．16.7 km/s C．2.9×104 km/s D．5.8×104 km/s 【解析】中子星上的第一宇宙速度即为它表面处的卫星的环绕速度，此时卫星的轨道半径近似地认为是该中子星的球半径，且中子星对卫星的万有引力充当向心力，由G＝m，得v＝，又M＝ρV＝ρ，得v＝r＝1×104× m/s ＝5.8×107 m/s＝5.8×104 km/s.故选D. 6．“天宫二号”的轨道高度为393 km，比“天宫一号”高了50 km，关于“天宫二号”与“天宫一号”的比较，以下说法正确的是(　　) A．“天宫二号”运行的线速度比“天宫一号”大 B．“天宫二号”运行的加速度比“天宫一号”大 C．“天宫二号”运行的角速度比“天宫一号”大 D．“天宫二号”运行的周期比“天宫一号”大 【解析】由万有引力提供向心力可得： G＝m＝mω2r＝mr＝ma，可解得：v＝，ω＝，T＝2π，a＝，因“天宫二号”运行半径比“天宫一号”运行半径大，故“天宫二号”的线速度、角速度、向心加速度均比“天宫一号”小，周期比“天宫一号”大，故只有D正确。 7．“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200 km的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟。已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，月球半径约为1.74×103 km。利用以上数据估算月球的质量约为(　　) A．8.1×1010 kg B．7.4×1013 kg C．5.4×1019 kg D．7.4×1022 kg 【解析】根据万有引力提供向心力有G＝mr，得中心天体月球的质量M＝，代入轨道半径r＝(1.74×103＋200) km＝1.94×106 m，周期T＝127×60 s＝7 620 s，引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2 ，可得M＝7.4×1022 kg，故D正确。 8．[多