高中物理学业水平测试演练测评(五)含答案

合格演练测评(五)

(万有引力与宇宙航行)

1．发现万有引力定律的科学家是(　　)

A．库仑　　　　　　　 B．爱因斯坦

C．牛顿   D．伽利略

2．太阳系有八大行星，八大行星离地球的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同．下列反映公转周期与行星轨道半长轴的关系图像中正确的是(　　)

3.如图所示，两颗人造地球卫星M、N环绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　)

A．M的线速度比N的小

B．M的角速度比N的大

C．M的环绕周期比N的小

D．M的向心加速度比N的大

4．如图所示，小行星绕太阳沿椭圆轨道运动，在经过轨道上的a，b，c，d四个位置时，受太阳引力最大的是(　　)

A．a　　　　　　　　 B．b

C．c　   D．d

5．一个物体在地球表面所受的重力为mg，则在距地面高度为地球半径的2倍时，所受引力为(　　)

A.   B.

C.   D.

6.“天宫一号”目标飞行器未变轨前绕地球运行轨道可视为圆形轨道，如图所示．当“天宫一号”按逆时针方向运动到轨道A点时，它的(　　)

A．线速度方向是v1的方向

B．线速度方向是v2的方向

C．运行速率大于7.9 km/s

D．运行速率大于11.2 km/s

7．关于地球的第一宇宙速度，下列说法正确的是(　　)

A．第一宇宙速度与地球的质量无关

B．第一宇宙速度大小为11.2 km/s

C．达到第一宇宙速度的物体的质量应该非常小

D．第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度

8．如图所示，P、Q为质量相同的两质点，分别置于地球表面的不同纬度上，如果把地球看成一个均匀球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是(　　)

A．P、Q做圆周运动的向心力大小相等

B．P、Q所受地球引力大小相等

C．P、Q做圆周运动的线速度大小相等

D．P所受地球引力大于Q所受地球引力

9．2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭发射了“北斗三号”系统的最后一颗组网卫星．此次发射的卫星属地球同步卫星，此卫星成功入轨后(　　)

A．与其他地球同步卫星具有相同的轨道半径

B．与其他地球同步卫星具有相同的质量

C．与地球赤道上物体具有相同的线速度

D．与地球赤道上物体具有相同的向心加速度

10．一探月卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面，已知月球的质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s，则该探月卫星绕月运行的速率约为(　　)

A．0.4 km/s   B．1.8 km/s

C．11 km/s   D．36 km/s

11.太阳系各行星绕太阳轨道为椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上．如图为地球绕太阳运动的椭圆轨道，A 为近日点，C为远日点，B、D为轨道短轴的两个端点，地球从B点经C点运动到D的时间为t1，地球从D点经A点运动到B的时间为t2，下列说法正确的是(　　)

A．t1>t2

B．t1<t2

C．t1＝t2

D．由于需要高等数学积分知识，高中阶段无法比较t1，t2的大小

12．某个行星的质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半，那么一个物体在此行星表面上的重力是地球表面上重力的(　　)

A．倍   B．倍

C．4倍   D．2倍

13．如图所示，a、b、c是环绕地球圆形轨道上运行的3颗人造卫星，它们的质量关系是ma＝mb<mc，则(　　)

A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度

B．b、c的周期相等，且小于a的周期

C．b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度

D．a所需向心力最小

14．我国“北斗二代”计划在2020年前发射35颗卫星，形成全球性的定位导航系统，比美国GPS多5颗．多出的这5颗是相对地面静止的高轨道卫星(以下简称“静卫”)，其他的有27颗中轨道卫星(以下简称“中卫”)的轨道高度为“静卫”轨道高度的.下列说法正确的是(　　)

A．“中卫”的线速度介于7.9 km/s和11.2 km/s之间

B．“静卫”的轨道必须是在赤道上空

C．如果质量相同，“静卫”与“中卫”的动能之比为3∶5

D．“静卫”的运行周期小于“中卫”的运行周期

参考答案

1．C　2.D　3.A

4．A　根据万有引力定律可知，距离越小引力越大，从图中可得a处距离最小，引力最大，故A正确．

5．D　由F＝G可知，物体在地球表面所受的重力mg＝G，在距地面高度为地球半径的2倍时，所受引力F＝G＝G＝mg，选项D正确．

6．B　“天宫一号”运动的方向是轨迹的切线方向，所以线速度方向是v2的方向，第一宇宙速度7.9 km/s是最大运行速度，因此“天宫一号”的运行速度小于第一宇宙速度，选项B正确，A、C、D错误．

7．D　由万有引力提供向心力，有G＝m，得v＝，可知第一宇宙速度与地球的质量有关，而与发射物体的质量无关，故A、C错误；由v＝，代入数据可得地球的第一宇宙速度v≈7.9 km/s，故B错误；第一宇宙速度是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度，故D正确．

8．B　P、Q两点的角速度相同，做圆周运动的半径不同，根据F向＝mrω2可知向心力大小不相等，A错误；P、Q两质点距离地心的距离相等，根据F＝G知，两质点受到的地球引力大小相等，故B正确、D错误；P、Q两质点角速度大小相等，做圆周运动的半径不同，根据v＝rω可知线速度大小不同，故C错误．

9．A　根据G＝mr，由于所有同步卫星的周期均相同，则此卫星与其他地球同步卫星具有相同的轨道半径，但是与其他地球同步卫星不一定具有相同的质量，选项A正确，B错误；同步卫星与地球赤道上的物体具有相同的角速度，则由v＝ωr可知，该卫星与地球赤道上物体具有不同的线速度，由a＝ω2r可知，该卫星与地球赤道上物体具有不同的向心加速度，选项C、D错误．故选A.

10．B　对于环绕地球或月球的人造卫星，其所受万有引力即为它们做圆周运动所需的向心力，即＝m，所以v＝，第一宇宙速度指的是最小发射速度，同时也是近地卫星的环绕速度，对于近地卫星来说，其轨道半径近似等于地球半径，所以＝＝

＝.所以v月＝v地＝×7.9 km/s≈1.8 km/s.故B正确．

11．A　12.D

13．C　由万有引力定律及牛顿运动定律可得卫星的线速度v＝，所以b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，故A不符合题意；由万有引力定律及牛顿运动定律可得卫星的周期T＝2π，所以 b、c的周期相等，且大于a的周期，故B不符合题意；由万有引力定律及牛顿运动定律可得卫星的向心加速度a＝，所以b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，故C符合题意；由万有引力定律及牛顿运动定律可得卫星的向心力为F＝，可知b所需向心力最小，故D不符合题意．

14．B　7.9 km/s是地球卫星的最大速度，所以“中卫”的线速度小于7.9 km/s，故A错误；同步轨道卫星轨道只能在赤道上空，则“静卫”的轨道必须是在赤道上空，故B正确；根据万有引力提供向心力得：G＝m，解得：mv2＝，如果质量相同，动能之比等于半径的倒数比，“中卫”轨道高度为静止轨道高度的，地球半径相同，所以“中卫”轨道半径不是静止轨道半径的，则“静卫”与“中卫”的动能之比不是3∶5，故C错误；根据G＝m得：T＝，则半径越大周期越大，所以“静卫”的运行周期大于“中卫”的运行周期，故D错误．故选B.