《2020年新教材高中物理 課時素養(yǎng)評價十二 宇宙航行（含解析）新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年新教材高中物理 課時素養(yǎng)評價十二 宇宙航行（含解析）新人教版必修2（7頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、宇宙航行 (25分鐘　60分) 一、選擇題(本題共6小題,每題5分,共30分) 1.某位同學(xué)設(shè)想了人造地球衛(wèi)星軌道(衛(wèi)星發(fā)動機(jī)關(guān)閉),其中不可能的是 (　　) 【解析】選D。人造地球衛(wèi)星靠萬有引力提供向心力,做勻速圓周運(yùn)動,萬有引力的方向指向地心,所以圓周運(yùn)動的圓心是地心。故A、B、C正確,D錯誤。 2.若在某行星和地球上相對于各自的水平地面附近相同的高度處、以相同的速率平拋一物體,它們在水平方向運(yùn)動的距離之比為2∶。已知該行星質(zhì)量約為地球的7倍,地球的半徑為R。由此可知,該行星的半徑約為 (　　) A.R　　　B.R　　　C.2R　　　D.R 【解析】選C。做平拋運(yùn)動的

2、物體在水平方向上做勻速直線運(yùn)動,即x=v0t,在豎直方向上做自由落體運(yùn)動,即h =gt2,所以x=v0,兩種情況下,物體拋出的速度相同,高度相同,所以=,根據(jù)公式G=mg可得g=,故==,解得R行=2R,故C正確。 3.如圖所示,在同一軌道平面上的幾顆人造地球衛(wèi)星A、B、C,在某一時刻恰好在同一直線上,下列說法正確的是 (　　) A.根據(jù)v=,可知三顆衛(wèi)星的線速度vAFB>FC C.三顆衛(wèi)星的向心加速度aA>aB>aC D.三顆衛(wèi)星運(yùn)行的角速度ωA<ωB<ωC 【解析】選C。由G=m得v=,故vA>vB>vC,

3、選項(xiàng)A錯誤;衛(wèi)星受的萬有引力F=G,但三顆衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系不知道,故它們受的萬有引力大小不能比較,選項(xiàng)B錯誤;由G=ma得a=,故aA>aB>aC,選項(xiàng)C正確;由G=mrω2知,D錯誤。 4.同步地球衛(wèi)星相對地面靜止不動,猶如懸在高空中,下列說法錯誤的是(　　) A.同步衛(wèi)星處于平衡狀態(tài) B.同步衛(wèi)星的速率是唯一的 C.各國的同步衛(wèi)星都在同一圓周上運(yùn)行 D.同步衛(wèi)星加速度大小是唯一的 【解析】選A。同步衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動,所受合力不為零,不處于平衡狀態(tài),故選項(xiàng)A說法錯誤;同步衛(wèi)星的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同,可以推導(dǎo)出各個同步衛(wèi)星的軌道半徑相同,因此,同步衛(wèi)星的速率是唯一的,各國的同

4、步衛(wèi)星都在同一圓周上運(yùn)行,同步衛(wèi)星加速度大小是唯一的,故選項(xiàng)B、C、D說法正確。 5.設(shè)地球半徑為R,a為靜止在地球赤道上的一個物體,b為一顆近地繞地球做勻速圓周運(yùn)動的人造衛(wèi)星,c為地球的一顆同步衛(wèi)星,其軌道半徑為r。下列說法中正確的是 (　　) A.a與c的線速度大小之比為 B.a與c的線速度大小之比為 C.b與c的周期之比為 D.b與c的周期之比為 【解析】選D。物體a與同步衛(wèi)星c角速度相等,由v=rω可得,二者線速度大小之比為,選項(xiàng)A、B錯誤;而b、c均為衛(wèi)星,由T=2π可得,二者周期之比為,選項(xiàng)C錯誤,D正確。 6.假設(shè)地球和金星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動,已知金星到太陽的距

5、離小于地球到太陽的距離,那么 (　　) A.地球公轉(zhuǎn)的線速度大于金星公轉(zhuǎn)的線速度 B.地球公轉(zhuǎn)的角速度大于金星公轉(zhuǎn)的角速度 C.地球公轉(zhuǎn)的周期大于金星的公轉(zhuǎn)周期 D.地球公轉(zhuǎn)的加速度大于金星公轉(zhuǎn)的加速度 【解析】選C。由G=m=mrω2=mr()2=ma解得:v=∝,ω=∝,T=2π∝,a=∝,而r地>r金,故A、B、D錯誤,C正確。 二、計(jì)算題(本題共2小題,共30分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要標(biāo)明單位) 7.(14分)恒星演化發(fā)展到一定階段,可能成為恒星世界的“侏儒”——中子星,中子星的半徑很小,一般為7～20 km,但它的密度大得驚人。若某中子星的密度為1

6、.2×1017 kg/m3,半徑為10 km,那么該中子星的第一宇宙速度約為多少?(G=6.67×10-11 N·m2/kg2)(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) 【解析】中子星的第一宇宙速度即為它表面衛(wèi)星的環(huán)繞速度,此時衛(wèi)星的軌道半徑可近似認(rèn)為是中子星的半徑,且中子星對衛(wèi)星的萬有引力充當(dāng)衛(wèi)星的向心力,由G=m, 得v=,又M=ρV=ρπR3, 解得v=R =1×104×m/s =5.8×107 m/s=5.8×104 km/s。 答案:5.8×104 km/s 8.(16分)某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體,經(jīng)時間t物體以速率v落回手中,已知該星球的半徑為R,求該星球上的第一宇宙速

7、度。 【解析】根據(jù)勻變速運(yùn)動的規(guī)律可得,該星球表面的重力加速度為g= 該星球的第一宇宙速度,即為衛(wèi)星在其表面附近繞它做勻速圓周運(yùn)動的線速度,該星球?qū)πl(wèi)星的引力(重力)提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的向心力,則mg=,該星球表面的第一宇宙速度為v1==。 答案: (15分鐘　40分) 9.(6分)如圖,甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M和2M的行星做勻速圓周運(yùn)動,下列說法正確的是 (　　) A.甲的向心加速度比乙的小 B.甲的運(yùn)行周期比乙的小 C.甲的角速度比乙的大 D.甲的線速度比乙的大 【解析】選A。由G=ma,得衛(wèi)星的向心加速度與行星的質(zhì)量成正比,即甲的向心加速度比

8、乙的小,選項(xiàng)A正確;由G=mr,得甲的運(yùn)行周期比乙的大,選項(xiàng)B錯誤;由G=mrω2,得甲的角速度比乙的小,選項(xiàng)C錯誤;由G=m,得甲的線速度比乙的小,選項(xiàng)D錯誤。 10.(6分)(多選)如圖所示,宇宙飛船a在軌道1上飛行,空間站b和另外一顆衛(wèi)星c在軌道2上運(yùn)行,三個物體均沿逆時針方向轉(zhuǎn)動,則下列選項(xiàng)中正確的是 (　　) A.若衛(wèi)星c欲與空間站b對接,可以直接加速實(shí)現(xiàn)對接 B.若衛(wèi)星c欲與宇宙飛船a對接,可以直接加速實(shí)現(xiàn)對接 C.若飛船a要對空間站b進(jìn)行物資補(bǔ)給,可以直接加速實(shí)現(xiàn)對接 D.飛船a從軌道1切換到軌道2后,加速度將變小 【解析】選C、D。衛(wèi)星c加速后將脫離軌道2做離

9、心運(yùn)動,不可能沿虛線追上空間站b,也不可能運(yùn)動到軌道1與飛船a對接,A、B錯誤;飛船a加速后將脫離軌道1做離心運(yùn)動,可以與空間站b對接,C正確;飛船a從軌道1切換到軌道2后,半徑變大,由a=可知加速度變小,D正確。 11.(6分)(多選)在圓軌道上質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星,它到地面的距離等于地球的半徑R,地球表面的重力加速度為g,則 (　　) A.衛(wèi)星運(yùn)動的線速度為 B.衛(wèi)星運(yùn)動的周期為4π C.衛(wèi)星的向心加速度為g D.衛(wèi)星的角速度為 【解析】選B、D。萬有引力提供向心力,有G=m,又g=,故v==,故A錯誤;T===4π,故B正確;a===,故C錯誤;ω==,故D正確。 12.(22分)我國月球探測計(jì)劃“嫦娥工程”已經(jīng)啟動多年,同學(xué)們也對月球有了更多的關(guān)注。有同學(xué)設(shè)計(jì)了如下問題,請你解答: 若用g表示月球表面的重力加速度,用R表示月球的半徑,用h表示“嫦娥四號”衛(wèi)星在環(huán)月圓軌道上離月球表面的距離。 (1)試寫出“嫦娥四號”衛(wèi)星進(jìn)入環(huán)月圓軌道后,運(yùn)行的周期的表達(dá)式,要求寫出推導(dǎo)過程。 (2)在月球上要發(fā)射一顆環(huán)月衛(wèi)星,則最小的發(fā)射速度多大? 【解析】(1)萬有引力提供向心力 G=(R+r) 由G=mg, 可得T=。 (2) 在月球表面附近mg=m, 得v=。 答案:(1)見解析　(2) - 7 -