高中物理人教版 (新课标)必修24.万有引力理论的成就同步达标检测题

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修24.万有引力理论的成就同步达标检测题，共7页。
5分钟训练(预习类训练，可用于课前)
1．地球对周围的物体有________的作用，因而抛出的物体要________.但是，抛出物体的初速度越大，物体就会飞得越________.如果没有________，当速度足够大时，物体就永远不会落到地面上，将围绕地球运转，成为一颗绕地球运动的________.
答案：万有引力 落回地面 远 阻力 人造地球卫星
2．第一宇宙速度的表达式是________或________.要使人造地球卫星绕地球运行，它进入地面附近的轨道速度必须等于或小于________km/s，要使卫星脱离地球引力不再绕地球运行，成为人造行星，必须使它的速度等于或大于________km/s，要想使它飞到太阳系以外的地方去，它的速度必须等于或大于________km/s.
答案：v= v= 7.9 11.2 16.7
3．在经典力学中，物体的质量不随运动状态的改变而改变，而狭义相对论指出，质量要随物体运动速度的增大而增大，即m=________.
答案：
4．相对论和量子力学的出现，并不说明经典力学失去了意义，它只说明它有一定的适用范围，只适用于________运动，不适用于________运动；只适用于________世界，不适用于________世界.
答案：低速 高速 宏观 微观
10分钟训练(强化类训练，可用于课中)
1．试图发射一颗绕地球做圆周运动的卫星，设地球半径为6 400km，地球表面的重力加速度为9.8m/s2，下列设想中可以实现的是（ ）
A．环绕速度为9.7 km/s
B．环绕速度为6.5 km/s
C．周期为12 h
D．周期为1 h
解析：卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力是地球对卫星的引力，有 G和r 得v=，T=
由上述表达式看出，r越小，v越大，T越小．当r近似为地球半径R时，v最大，T最小．在地球表面，有G=mg,GM=R2g，所以vmax==7.9 km/s
Tmin=2πR=85 min,即绕地球做圆周运动的卫星的最大环绕速度为7.9 km/s，最短周期为85 min.
答案：BC
2．两颗人造地球卫星都在圆形轨道上运行，它们的质量相等，轨道半径之比=2，则它们动能之比等于（ ）
A.2 B. C. D.4
解析：人造地球卫星绕着地球做圆周运动时，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律和向心力公式得：G，可得到：v=，又因为轨道半径之比=2，所以速度之比，卫星的质量相等，那么卫星的动能之比为：=，所以正确选项为C.
答案：C
3．一个围绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做匀速圆周运动，则…（ ）
A．根据公式v=ωr可知，卫星运动的线速度将增大为原来的2倍
B．根据公式F=m可知，卫星所需的向心力将减小到原来的
C．根据公式F=G可知，地球提供的向心力将减小到原来的
D．根据F=和F=G可知，卫星运动的线速度将减小到原来的
解析：地球的引力充当向心力，即有F=G,r′=2r，故F′=，C选项正确.又因为G,v=,r′=2r,v′=v，故D选项也正确.而从F=看，F′=m·，B选项错误.v=ωr，r变化，ω变化，A选项错误.
答案：CD
4．由于阻力的原因，人造卫星绕地球做匀速圆周运动的半径逐渐减小，则下列说法正确的是（ ）
A．运行速度变大
B．运行周期减小
C．需要的向心力变大
D．向心加速度减小
解析：此题属于一个天体在空中绕另一个天体做匀速圆周运动.设地球质量为M，卫星质量为m，轨道半径为r，运行周期、线速度和角速度分别为T、v、ω.根据牛顿第二定律得：
G=mω2r=r
解得v=;ω=;T=
向心加速度a===ω2r=r
需要的向心力等于万有引力提供的向心力F需=G
根据轨道半径r逐渐减小，可以得到v、ω、a、F需都是增大的；而周期T是减小的.
分析天体问题的加速度一般根据a=F/m来求；v=；ω=和T=三个表达式成立的条件是：一个天体在空中绕另一个天体做匀速圆周运动，且是万有引力提供向心力.
答案：ABD
5．一个静止质量为m0=1kg的物体，与地球一起绕太阳公转的速度是v=30km/s，则相应的惯性系中测得该物体的质量为多少?
解析：m= kg=1.000 000 05 kg.由此可知，对于低速运动的物体，质量的变化完全可以忽略不计.
答案：1.000 000 05 kg
30分钟训练(巩固类训练，可用于课后)
1．设环绕土星表面飞行的宇宙飞船速度是环绕地球表面飞行的宇宙飞船速度的3倍，土星半径为地球半径的10倍，则土星的质量是地球质量的（ ）
A．0.3倍 B．30倍
C. 90倍 D．900倍
答案：C
2．地球半径为R，地面上重力加速度为g，在离地面高度为R的高空绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的线速度大小可能是（ ）
A. B. C. D.
答案：C
3．在土星外围存在一个模糊不清的圆环．以前，土星环通常被看作是土星上的一个或几个扁平的固体物质盘．直到1856年，英国物理学家麦克斯韦从理论上论证了土星环是无数个小卫星在土星赤道面上绕土星旋转的物质系统，为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以根据环中各层的线速度与该层到土星中心的距离之间的关系来判断（ ）
A．若v∝r，则该层是土星的一部分
B．若v2∝r，则该层是土星的卫星群
C．若v∝，则该层是土星的一部分
D．若v2∝，则该层是土星的卫星群
解析：由于连续物上各点的角速度是相等的，所以它的线速度v与r成正比；而小卫星群中各卫星的角速度是不相等的，由万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力G=m，可知其线速度v=，v∝，即v2与r成反比.故选A、D.
答案：AD
4．关于绕地球做圆周运动的宇宙飞船，以下结论正确的是（ ）
A.两飞船，只要它们速率相等，则它们的轨道半径和运行周期必相等
B.在同一轨道上沿同方向运行的前后两飞船，要想对接，只要后面一飞船向后喷射气体而加速即可
C.宇航员从舱内走出，离开飞船，则飞船所受万有引力减小而使飞船轨道半径变大
D.飞船若朝着飞行方向喷气，则其轨道半径将变小
解析：由飞船做圆周运动的动力学方程知，速率相等，则轨道半径必相等，周期就必相等；在同一轨道上运行的飞船速率相等，后面飞船加速时，必偏离原来轨道，轨道半径变大，所以无法追上前面的飞船；飞船朝着飞行方向喷气，飞船减速，此时飞船所受万有引力大于向心力，而使飞船向地球靠近，轨道半径将变小.
答案：AD
5.(2006山东威海模拟，5)美国“新地平线”号探测器，已于美国东部时间2006年1月17日13时（北京时间18日1时）借助“宇宙神—5”火箭，从佛罗里达州卡纳维拉尔角肯尼迪航天中心发射升空，开始长达九年的飞向冥王星的太空之旅.拥有3级发动机的“宇宙神—5”重型火箭将以每小时5.76万千米的惊人速度把“新地平线”号送离地球，这个冥王星探测器因此将成为人类有史以来发射的速度最高的飞行器，这一速度 …（ ）
A.大于第一宇宙速度
B.大于第二宇宙速度
C.大于第三宇宙速度
D.小于并接近第三宇宙速度
.思路分析：由题中已知条件：5.76×104 km/h=16 km/s以及第一宇宙速度是7.9 km/s，第二宇宙速度是11.2 km/s，第三宇宙速度是16.7 km/s，可以判断A、B、D正确.
答案：ABD
6．假设同步卫星的轨道半径是地球赤道半径的n倍，则（ ）
A.同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体向心加速度的
B.同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体向心加速度的
C.同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体向心加速度的n倍
D.同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体向心加速度的n2倍
解析：地球赤道上的物体的向心加速度a1=()2R1，其中T1为地球自转周期，R1为地球半径；同步卫星的向心加速度a2=()2R2，其中T2为同步卫星运行周期，R2为同步卫星轨道半径.已知R2=nR1,T1=T2,则=n.
答案：C
7．某人造卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变.每次测量中卫星的运动可近似看作圆周运动，某次测量卫星的轨道半径为r1，后来变为r2，r2Ek2,T2Ek2,T2>T1
C.Ek1