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第六章
万有引力与航天
章末检测试卷
(
二
)
(
时间：
90
分钟
满分：
100
分
)
一、单项选择题
(
本题共
16
小题，每小题
4
分，共
64
分
)
1
.
在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献
.
关于科学家和他们的贡献，
下列说法正确的是
(
)
A.
卡文迪许通过实验比较准确地测出了引力常量的数值
B.
第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律
C.
开普勒发现了万有引力定律
D.
牛顿提出了“日心说”
答案
A
【考点】物理学史的理解
【题点】物理学史的理解
2.
若某人到达一个行星上，这个行星的半径只有地球的一半，质量也是地球的一半，则在这
个行星上该行星对此人的引力是在地球上地球对其引力的
(
)
1
1<
/p>
A.2
倍
B.1
倍
C.
D.
2
4
答案
A
Mm
F
1
M
1
R
2
解析
由万有引
力定律
F
＝
G
2
可知，
＝
·
R
F
2
M
2
R
1
2
2
＝
2
，选项
A
正确
.
3.<
/p>
如图
1
所示，图中
a
、
b
、
c
、
d
四条圆轨道的圆心均在地球的自转
轴上，在绕地球做匀速圆
周运动的卫星中，下列对卫星可能的轨道判断正确的是
(
)
图
1
A.
只
要轨道的圆心在地球的自转轴上都是可能的轨道，
图中轨道
a<
/p>
、
b
、
c
、
d
都是可能的轨道
B.
只有轨道的圆心在地球的球心上，这些轨道才是可能的轨道
，图中轨道
a
、
b
、
c
均可能
C.
只有轨道平面与地球赤道平面重合的卫星轨道才是可能的轨道，图中只有
a
轨道是可能的
1
D.
只有轨道圆心在地球的球心，
且轨道不与赤道平面重合的轨道才是可能的轨道，即图中轨
道
b
、
c
才是可能的
答案
B
4.
如图
2
所示，
< br>火星和地球都在围绕着太阳旋转，
它们的运行轨道都是椭圆
.
根据开普勒行星
运动定律可知
(
)
图
2
A.
火星绕太阳运行过程中，速率不变
B.
地球靠近太阳的过程中，运行速率减小
C.
火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内
扫过的面积逐渐增大
D.
火星绕太阳
运行一周的时间比地球的长
答案
D
解析
根
据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳、行星的连线在相同时间内扫过的面
积相等
，可知行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，地球靠近太阳过程中运行速率
将增
大，
选项
A
、
B
、
C
错误
.
根据开普勒第三定律，
可知所有行星的轨道的半长轴的三次方跟
公转周期的二次方的比值都相等
.
由于
火星的半长轴比较大，
所以火星绕太阳运行一周的时间
比地球的
长，选项
D
正确
.
< br>5.2015
年
12
月
29
日，“高分四号”对地观测卫星升空
.
这是中国“高分”专项首颗高轨道
高分辨率、设计使用寿命最长的光
学遥感卫星，也是当时世界上空间分辨率最高、幅宽最大
的地球同步轨道遥感卫星
.
下列关于“高分四号”地球同步卫星的说法中正确的是
(
)
A.
该卫星定点在北京上空
B.
该卫星定点在赤道上空
C.
它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍
D.
它的周期和地球自转周期相同，但高
度和速度可以选择，高度增大，速度减小
答案
B
解析
地球同步卫星若在除赤道所在平
面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨
道所在平面与受到的地球的引力就不
在一个平面上，且稳定做圆周运动，这是不可能的，地
球同步卫星相对地面静止不动，所
以必须定点在赤道的正上方，选项
A
错误，
B
正确；因为
Mm
v
2
2
同步卫星要和地球自转同步，
< br>即它们的
T
和
ω
都相同，
根据
G
2
＝
m
＝
mω
r
，
因为
ω
一定，
r
r
所以
r
必须固定，且
v
的大小也
固定，选项
C
、
D
错误
.
6.
如图
3
所示，
中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球
卫星导航系统
.
目前，
启用的是
2
北斗第三代卫星——北斗三号，
计划部署
35
颗，
由
此可以达到覆盖整个亚太欧地区，
到
2020
< br>年全部部署完成，
届时可以像
GPS
一样覆盖全球
.
其中有静止轨道同步卫星和中地球轨道卫星
.
已知中地球轨道卫星的轨道高度在
2
000
～
20 000
km
，则下列说法正确的是
(
)
图
3
A.
中地球轨道卫星的线速度小于静止轨道同步卫星的线速度<
/p>
B.
上述两种卫星的运行速度可能大于
7.9 km/s
C.
中地球轨道卫
星绕地球一圈时间大于
24
小时
D.
静止轨道同步卫星的周期大于中地球轨道卫星的周期
答案
D
7.(2017·温州中学
11
月选考科目模拟考
试
)
如图
4
所
示，
2016
年
10
< br>月
19
日，天宫二号空
间实验室
与神舟十一号载人飞船在距地面
393
公里的轨道高度交会对接
成功
.
由此消息对比
神舟十一号与地球
同步卫星的认识，正确的是
(
)
图
4
A.
神舟十一号载人飞船中宇航员没有受到力的作用
B.
神舟十一号载人飞船的周期为
24
小时
C.
神舟十一号载人
飞船的周期小于同步卫星的周期
D.
神舟十一号载人飞船中天平可以正常使用
答案
C
8
.
我国在轨运行的气象卫星有两类，如图
5
所示，一类是极地轨道卫星——“风云
1
号”，
绕地球做匀速圆周运动的周期为
12 h
，另一类
是地球同步轨道同步卫星——“风云
2
号”，
< br>运行周期为
24
h.
下列说法正确的是
(
)
图
5
A.“风云
1
号”的线速度大于“风云
2
号”的线速度
B.“风云
2
号”的运行速度大于
7.9 km/s
3
C.“风云
1
号”的发射速度大于“风云
2
号”的发射速度
D.“风云
1
号”与“风云
2
号”均相对
地面静止
答案
A
r
3
Mm
v
2
解析
<
/p>
由
2
＝
k
知，
“风云
2
号”的
轨道半径大于“风云
1
号”的轨道半径，
由
G
2
＝
m
得
v
T
r
r
＝
GM
，
r
越大，
v
越小，
所以
A
正确<
/p>
.
第一宇宙速度
7.9
km/s
是最大的环绕速度，
B
错误
.
r
把卫星发射的越远，所需发
射速度越大，
C
错误
.
只有同步卫星相对地面静止，所以
D
错误
.
【考点】同步卫星规律的理解和应用
【题点】同步卫星规律的理解与应用
9.(2018·温州市六校协作体第二学期期中联考
)2017
年
9
月
25
日至
9
月
28
日期间，
微信启
动新界面，
其画面视角
从非洲
(
如图
6
甲
)
切换到华夏大地中国
(
如图乙
).
新照片由我国新一代
静止轨道同步卫星“风云四号”拍摄，见证着科学家
15
年的辛苦和努力
.
下列说法正确的是
(
)
图
6
A.“风云四号”可能经过温州正上空
B.“风云四号”的向心加速度大于月球的向心加速度
C.
与“风云四号”同轨道的卫星运动的向心力都相等
D.“风云四号”的运行速度大于
7.9 km/s
答案
B
1
0.(2018·浙江省名校协作体测试
)
如图
7
所示，
2016
年
10
月
19
日
3
时
31
分，
“神舟十一
号”载人飞船与“天宫二号”空间实验室成功实现自动交会对
接，形成一个组合体，假设组
合体在距离地面
393
千米高的轨道上绕地球做匀速圆周运动
.
航天员景
海鹏、陈冬随后进入
“天宫二号”空间实验室，
两人在“天宫二
号”空间实验室中工作、
生活了
30
天
，
期间进行
了多项科学实验和科普活动
.
下列说法中正确的是
(
)
图
7
A.
组合体绕地球做匀速圆周运动的向心加速度比同步卫星小<
/p>
4
B.<
/p>
在“天宫二号”空间实验室中航天员可以借助重锤和羽毛演示轻重物体下落快慢相同的实验
C.
组合体绕地球做匀速圆周运动的
速度一定小于
7.9 km/s
D.
航天员在“天空二号”空间实验室中工作的
30
天里共经历了<
/p>
30
次日出
答案
C
解析
组合体运动的轨道半径比同步卫
星的轨道半径小得多，根据
a
n
＝
2
可知，组合体绕地
球做匀速圆周运动的向
心加速度比同步卫星大，选项
A
错误；实验室内处于完全失重状
态，
则在“天宫二号”空间实验室中航天员不可以借助重锤和羽毛演示轻重物体下落快慢
相同的
实验，选项
B
错误；第一宇宙速
度是卫星绕地球做圆周运动的最大速度，则组合体绕地球做
匀速圆周运动的速度一定小于
7.9
km/s
，选项
C
正确；因其轨道半径小于同步卫星的轨道半
径，<
/p>
则其周期小于地球自转的周期，
事实上实验室绕地球运转的周期大
约是
90
分钟，
则航天
员在“天宫二号”空间实验室中每经过
90
分钟经历一
次日出，则工作的
30
天里共经历的日
出次数远大于
30
次，选项
D
错误
.
11.
如图<
/p>
8
所示，
在火星与木星轨道之间有一小行
星带，
假设该带中的小行星只受到太阳的引
力，并绕太阳做匀速
圆周运动
.
下列说法正确的是
(
)
GM
r
图
8
A.
太阳对各小行星的引力相同
B.
各小行星绕太阳运动的周期均小于一年
C.
小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心
加速度值
D.
小行星带内各小行星绕
太阳做圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值
答案
C
解析
根据万有引力定律
F
＝
G
2
< br>可知，
由于各小行星的质量和到太阳的距离不同，
万有引
力
不同，
A
项错误；设太阳的质量为<
/p>
M
，小行星的质量为
m
< br>，由万有引力提供向心力，则
G
2
＝
Mm
r
Mm
r
m
4π
2
T
2
r
，则各小行星绕太阳做匀速圆周
运动的周期
T
＝2π
r
3
，因为各小行星绕太阳的轨
GM
< br>道半径
r
大于地球绕太阳的轨道半径，所以各小行星绕太
阳运动的周期均大于地球的周期一
年，
B
项错误；向心加速度
a
n
＝
＝
G
2
，内侧小行星到
太阳的距离小，向心加速度大，
C
项正
F
m
M
r
Mm
v
2
确；由
G
2
＝
m
得小行
星的线速度
v
＝
r
r
GM
，小行星绕太阳做圆周运
动的轨道半径大于地
r
球的公转轨道半径，线速度小于地球绕太
阳公转的线速度，
D
项错误
.
5
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