阶段质量检测(4) 万有引力定律及航天（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（鲁科版2019）

阶段质量检测（四） 万有引力定律及航天 (本试卷满分：100分) 一、单项选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的) 1．据开普勒定律可知，以下说法中正确的是(　 ) A．开普勒定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕地球的运动 B．若某一人造地球卫星的轨道是椭圆，则地球处在该椭圆的一个焦点上 C．开普勒第三定律＝k中的k值，不仅与中心天体有关，还与绕中心天体运动的行星(或卫星)有关 D．在探究太阳对行星的引力规律时，得到了开普勒第三定律＝k，它是可以在实验室中得到证明的 解析：选B　开普勒定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，故A错误；根据开普勒第一定律知，人造地球卫星的轨道是椭圆时，地球处在椭圆的一个焦点上，故B正确；开普勒第三定律＝k中的k值只与中心天体有关，与绕中心天体运动的行星(或卫星)无关，故C错误；开普勒第三定律是通过观测到的数据研究归纳出来的，它是无法在实验室中得到证明的，故D错误。 2.两个质量均为M的星体，其连线的垂直平分线为AB，O为两星体连线的中点，如图所示。一个质量为M的物体从O点沿OA方向运动，则它受到的万有引力大小变化情况是(　 ) A．一直增大　　 B．一直减小 C．先减小，后增大 D．先增大，后减小 解析：选D　物体在O点时，受到的万有引力的合力为零，在无穷远处，受到的万有引力的合力也接近零；在O、A之间的位置，其所受的万有引力的合力不为零，所以，物体从O点沿OA方向运动，它受到的万有引力先增大后减小，故D正确。 3．同步卫星是与地球自转同步的人造地球卫星，它位于赤道正上方，而且(　 ) A．运行速度可按需要取值 B．运行周期可按需要取值 C．离地心的距离是一确定的值 D．可以位于任何城市的上空 解析：选C　地球的同步卫星的特点是周期、角速度与地球自转周期、角速度相同，故B错误；由万有引力提供向心力得G＝mω2r，得r＝，可知同步卫星的轨道半径是固定的，只能在赤道上空，离地高度固定，故C正确，D错误；根据v＝ωr，运行速度大小一定，故A错误。 4．我国实现了人类历史上首次月球背面软着陆和巡视探测，首次实现了月球背面同地球的中继通信。同学们进行了如下讨论。甲：嫦娥四号的发射速度必须达到第三宇宙速度；乙：嫦娥四号在月面着陆过程中，如果关闭发动机，其加速度一定为9.8 m/s2；丙：“鹊桥”在Halo轨道上运动时，只受到地球和月球对它的万有引力；丁：Halo轨道的半径足够大，才能实现地面测控站与嫦娥四号之间的中继通信。上述看法正确的是(　 ) A．甲 B．乙 C．丙 D．丁 解析：选D　嫦娥四号探测器成功登陆月球，但仍然随着月球环绕地球运行，因此其发射速度小于第二宇宙速度，故A错误；嫦娥四号在月面着陆过程中，如果关闭发动机，其加速度应近似等于月球表面的重力加速度，故B错误；“鹊桥”在Halo轨道上运动时，除受地球、月球的万有引力的作用外，还受到自身的动力作用，故C错误；由题图可知，Halo 轨道的半径足够大，才能使其发射的信号到达地球，以实现中继通信，故D正确。 5.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)。如图所示，若某极地卫星从北纬30°的正上方按图示方向第一次运行至南纬60°正上方，所用时间为t，已知地球半径为R(地球可看作球体)，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，由以上条件可知(　 ) A．卫星运行的角速度为 B．地球的质量为 C．卫星距地面的高度－R D．卫星运行的线速度为 解析：选C　卫星运行的角速度为ω＝＝，A错误；根据mg＝G，可知地球的质量为M＝，B错误；根据万有引力提供向心力可得G＝mω2(R＋h)，解得h＝－R，C正确；卫星运行的线速度为v＝ω(R＋h)＝，D错误。 6.设想在赤道上建造的“太空电梯”，航天员可通过竖直的电梯直通太空站，图中r为航天员到地心的距离，R为地球半径，曲线A为地球引力对航天员产生的加速度大小与r的关系；直线B为航天员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系。关于相对地面静止在不同高度的航天员，下列说法正确的有(　 ) A．随着r增大，航天员的线速度减小 B．航天员在r＝R处的线速度等于第一宇宙速度 C．图中r0作为地球同步卫星的轨道半径 D．随着r增大，航天员感受到“重力”也增大 解析：选C　航天员的线速度v＝rω，地球自转角速度不变，随着r增大，线速度v增大，A错误；航天员在地面上并非卫星，除了受到万有引力还受到地面的支持力，故速度远小于第一宇宙速度，B错误；当r＝r0时，引力加速度正好等于航天员做圆周运动的向心加速度，即万有引力提供做圆周运动的向心力，所以航天员相当于卫星，此时航天员的角速度跟地球的自转角速度一致，可以看作是地球的同步卫星