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第六章 万有引力与航天
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章末质量检测卷(二)
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第Ⅰ卷(选择题 共48分)
一、选择题(本题有12小题,每小题4分,共48分。1~8题为单选题,9~12题为多选题)
1.在物理学建立、发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献,下列说法错误的是( )
A.德国天文学家开普勒对他的导师——第谷观测的行星数据进行了多年研究,得出了开普勒三大行星运动定律
B.英国物理学家卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”首先较准确地测定了引力常量
C.伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性
D.牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体,物体就不会再落在地球上
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解析 根据物理学史,C项错误,A、B、D三项正确。
答案 C
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2.两个密度均匀的球体,相距r,它们之间的万有引力为10-8N,若它们的质量、距离都增加为原来的2倍,则它们间的万有引力为( )
A.10-8 N
B.0.25×10-8 N
C.4×10-8 N
D.10-4 N
解析 原来的万有引力为F=Geq \f(Mm,r2),后来变为F′=Geq \f(2M·2m,2r2)=Geq \f(Mm,r2),即F′=F=10-8N,A项正确。
答案 A
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3.某同学设想驾驶一辆“陆地——太空”两用汽车(如图),沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时,它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力,已知地球的半径R=6 400 km。下列说法正确的是( )
A.汽车在地面上速度增加时,它对地面的压力增大
B.当汽车速度增加到7.9 km/s,将离开地面绕地球做圆周运动
C.此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1 h
D.在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力
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解析 由mg-N=meq \f(v2,R)得N=mg-meq \f(v2,R),由牛顿第三定律得,它对地面的压力减小,A项错误;7.9 km/s是最小的发射速度,也是最大的环绕速度,B项正确;由mg=meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2R知T=84 min,C项错误;“航天汽车”上的物体处于完全失重状态,任何与重力有关的实验都无法进行,D项错误。
答案 B
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4.“奋进号”宇航员斯蒂法尼斯海恩·派帕在一次太空行走时丢失了一个工具包,关于工具包丢失的原因可能是( )
A.宇航员松开了拿工具包的手,在万有引力作用下工具包“掉”了下去
B.宇航员不小心碰了一下“浮”在空中的工具包,使其速度发生了变化
C.工具包太重,因此宇航员一松手,工具包就“掉”了下去
D.由于惯性,工具包做直线运动而离开了圆轨道
解析 宇航员在太空行走时,宇航员与工具包都绕地球做匀速圆周运动,地球对他们的引力完全用来提供向心力,即使宇航员松开手,工具包仍保持与宇航员同样的匀速圆周运动,但宇航员若“碰”包则会改变工具包的速度,若包的速度变大,则会做离心运动,若包的速度变小,则会做向心运动,这样宇航员与工具包就会有相对运动,工具包就会丢失,B项正确。
答案 B
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5.假设地球的质量不变,而地球的半径增大到原来半径的2倍,那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的( )
A.eq \r(2)倍
B.eq \f(\r(2),2)倍
C.eq \f(1,2)倍
D.2倍
解析 因第一宇宙速度即为地球的近地卫星的线速度,此时卫星的轨道半径近似地认为等于地球的半径,且地球对卫星的万有引力提供向心力。故公式Geq \f(Mm,R2)=eq \f(mv2,R)成立,解得v= eq \r(\f(GM,R)),因此,当M不变,R增大为2R时,v减小为原来的eq \f(\r(2),2)倍,B项正确。
答案 B
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6.图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源,延长卫星的使用寿命。图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前,二者在同一平面