阶段质量检测(3) 万有引力与宇宙航行（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（人教版2019，江苏北京专用）

阶段质量检测（三） 万有引力与宇宙航行 (本试卷满分：100分) 一、单项选择题(本题共15小题，每小题4分，共60分。每小题只有一个选项符合题目要求) 1．关于天体运动，下列说法正确的是(　 ) A．在太阳系中，各行星都围绕太阳运动 B．在太阳系中，各行星都围绕地球运动 C．地心说的参考系是太阳 D．日心说的参考系是地球 解析：选A　地心说认为太阳及其他天体围绕地球运动，日心说认为太阳是宇宙的中心，而不是地球；在太阳系中，各行星都围绕太阳运动。故选A。 2．对于开普勒第三定律＝k，下列说法正确的是(　 ) A．k与a3成正比 B．k与T2成反比 C．k与行星和被环绕中心天体有关 D．该定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动 解析：选D　对于开普勒第三定律＝k，k只与中心天体有关，与行星无关，不同的中心天体，k值不同，故A、B、C错误；开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，只不过k值不同，故D正确。 3．若使两质点间的万有引力减小为原来的，下列办法可采用的是(　 ) A．使两质点间距离增为原来的4倍，质量不变 B．使两质点的质量都减半，间距减为原来的 C．使其中一质点的质量减为原来的，间距不变 D．使两质点的质量和间距都减为原来的 解析：选C　根据万有引力定律，可知质点间的万有引力大小为F＝G，使两质点间距离增为原来的4倍，质量不变，则万有引力减小为原来的，故A错误；使两质点的质量都减半，间距减为原来的，则万有引力保持不变，故B错误；使其中一质点的质量减为原来的，间距不变，则万有引力减小为原来的，故C正确；使两质点的质量和间距都减为原来的，则万有引力保持不变，故D错误。 4.如图所示，假设空间站与比空间站离地更高的卫星B在同一轨道平面上做匀速圆周运动，且环绕方向一致，空间站距地面高度为h1，卫星B轨道半径为h2，地球半径为R。引力常量为G，则卫星B与空间站的周期之比T1∶T2为(　 ) A. B. C. D. 解析：选A　根据开普勒第三定律可知＝，解得＝，故A正确，B、C、D错误。 5．2023年3月30日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，以“一箭四星”的方式，成功将宏图一号01组卫星发射升空，本次任务的四颗卫星在轨组成国际首个车轮式卫星编队。假设某卫星在预定轨道上绕地球做匀速圆周运动，其线速度大小为v，角速度大小为ω，引力常量为G，则地球的质量为(　 ) A.　　 B.　　 C.　　 D. 解析：选A　根据G＝mω2r，v＝ωr，解得M＝，故选A。 6.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。 7.两颗行星A、B均在同一平面内沿相同的环绕方向围绕中心天体运动，经过观测发现每隔最短时间t行星A与行星B相距最近一次。两行星的运动均可看作匀速圆周运动，若行星A的运行周期为TA，则行星B的运行周期为(　 ) A.　 B. C. D. 解析：选A　半径越小，周期越小，故TB＞TA, 从第一次相距最近到第二次相距最近，A比B多走一周，θA－θB＝2π＝t－t，解得TB＝，故选A。 8.设想在赤道上建造“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，下列说法正确的是(　 ) 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，故线速度远小于第一宇宙速度，B错误；当r＝r0时，引力产生的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，C正确；根据重力和万有