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第五章 5.3 人类对太空的不懈追求同步练测（山科版必修2）

上传时间: 2014-08-16

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5.3 人类对太空的不懈追求

建议用时

实际用时

满分

实际得分

45分钟

100分

一、选择题（本题包括8小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分，共48分）

1. 日心说的代表人物是（　　）

Ａ.托勒密　　　　　Ｂ.哥白尼

Ｃ.布鲁诺Ｄ.第谷

2. 16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心说”的如下四个基本论点，其中目前看来存在缺陷的是（　　）

Ａ.宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动

Ｂ.地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动

Ｃ.天穹不转动，因为地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象

Ｄ.与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多

3. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于点，轨道2、3相切于点，如图１所示．则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（　　）

Ａ.卫星在轨道３上的速率大于在轨道１上的速率

Ｂ.卫星在轨道３上的角速度小于在轨道1上的角速度

Ｃ.卫星在轨道１上经过Ｑ点时的加速度大于它在轨道2上经过点时的加速度

Ｄ.卫星在轨道２上经过Ｐ点时的加速度等于它在轨道3上经过点时的加速度

4. 人造卫星由于受大气阻力，轨道半径逐渐减小，则线速度和周期的变化情况为（　　）

Ａ.线速度增大，周期增大

Ｂ.线速度增大，周期减小

Ｃ.线速度减小，周期增大

Ｄ.线速度减小，周期减小

5. 地球同步卫星离地心的距离为，运行速度为，加速度为，地球赤道上的物体随地球自转的加速度为，第一宇宙速度为，地球半径为，则以下式子正确的是（　　）

Ａ. Ｂ.

Ｃ. Ｄ.

6. 在绕地球运行的人造地球卫星上，下列哪些仪器不能正常使用（　　）

Ａ.天平Ｂ.弹簧测力计

Ｃ.摆钟Ｄ.水银气压计

7. 如图所示，在同一轨道平面上的质量相等的几个人造地球卫星、、，在某一时刻恰好在同一直线上，下列说法正确的有（　　）

Ａ.根据，可知＜＜

Ｂ.根据万有引力定律可知＞＞

Ｃ.向心加速度＞＞

Ｄ.运动一周后，先回到原地点

8.人造卫星在绕地球运行的过程中，由于高空稀薄空气阻力的影响，将缓慢地向地球靠近，在这个过程中，卫星的（　　）

Ａ.机械能逐渐减小

Ｂ.动能逐渐减小

Ｃ.运行周期逐渐减小

Ｄ.向心加速度逐渐减小

二、计算题（本题共4小题，每小题13分，共52分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）

9. 月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的，地球半径是月球半径的4倍，那么登月舱靠近月球表面，环绕月球运行的速度为多少？已知人造地球卫星的第一宇宙速度为.

10. 1976年10月，剑桥大学研究生贝尔偶尔发现一个奇怪的射电源，它每1.337 发出一个脉冲信号．贝尔和他的导师曾认为他们和外星文明接上了头，后来大家认识到，事情没有这么浪漫，这类天体被定名为“脉冲星”，“脉冲星”的特点是脉冲周期短，且周期高度稳定，这意味着脉冲星一定进行着准确的周期运动，自转就是一种很准确的周期运动．

(1)已知蟹状星云的中心星是一颗脉冲星，其周期为．的脉冲现象来自自转，设阻止该星离心瓦解的力是万有引力，试估算的最小密度．

(2)如果的质量等于太阳质量，该星的可能半径最大是多少？（太阳质量是）

11. 两行星在同一平面内绕同一恒星做匀速圆周运动，运动方向相同，的轨道半径为，的轨道半径为，已知恒星质量为，恒星对行星的引力远大于卫星间的引力，两行星的轨道半径＜．若在某一时刻两行星相距最近，试求：

(1)再经过多长时间两行星距离又最近？

(2)再经过多长时间两行星距离又最远？

12．我国成功发射的航天飞船“神舟”五号，绕地球飞行14圈后安全返回地面，这一科技成就预示我国航天技术取得最新突破．据报道，飞船质量约为，绕地球一周的时间约为．已知地球的质量，万有引力常量．设飞船绕地球做匀速圆周运动．由以上提供的信息，解答下列问题：

(1)“神舟”五号离地面的高度为多少？

(2)“神舟”五号绕地球飞行的速度是多大？

(3)载人舱在将要着陆之前，由于空气阻力作用有一段匀速下落过程，若空气阻力与速度平方成正比，比例系数为，载人舱的质量为，则此匀速下落过程中载人舱的速度多大？

5.3 人类对太空的不懈追求

得分：

选择题

题号

答案

二、计算题

10.

11.

12.

5.3 人类对太空的不懈追求参考答案

一、选择题

1. 　解析：本题要求同学们熟悉物理学史的有关知识，日心说的代表人物是哥白尼．解题关键点是准确把握人类对行星运动的认识过程．易错把布鲁诺当作是日心说的代表人物，实际上布鲁诺是宣传日心说的代表人物．

2. 　解析：天文学家开普勒在认真整理了第谷的观测资料后，在哥白尼学说的基础上，抛弃了圆轨道的说法，提出了以大量观察资料为依据的三大定律，揭示了天体运动的真相．它们中的每一条都是以观测事实为依据的定律，所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；行星在椭圆轨道上运动的周期和轨道半长轴满足＝常量，故所有行星实际并不是在做匀速圆周运动．整个宇宙是在不停运动的．

3. BD　解析：由可知，选项Ａ错误；由 ,知，选项Ｂ正确；由万有引力引律和牛顿第二定律知，选项Ｃ错，而选项Ｄ正确．

点拨：要灵活选择公式，判定描述圆周运动的物理量（）的变化情况．

4. B　解析：因线速度减小，故，卫星将做向心运动，由动能定理可知，线速度将增大，由，可知变短．

点拨：判定线速度大小方法有两种：（1）稳定运动的不同轨道上的线速度大小比较；

（2）变轨运行的过程中线速度大小的比较．

5. Ｂ　解析：因第一宇宙速度即为地球的近地卫星的线速度，此时卫星的轨道半径近似的认为是地球的半径，且地球对卫星的万有引力充当向心力，故公式成立，所以解得，因此，当不变，增加为时，减小为原来的，即正确的选项为．

6. 　解析：由于在运行的人造地球卫星上的物体处于完全失重状态，故凡是仪器在设计原理上与重力加速度有关的均不能正常使用，故应选、、．

7. 　解析：公式，只适用于星球表面的卫星，故Ａ错误；根据卫星受到的万有引力等于向心力的关系，可知Ｂ、Ｃ正确，选项Ｄ错误．

8. 　解析：由于卫星不断地克服阻力做功，其机械能逐渐减小，选项Ａ正确；由于卫星缓慢地向地球靠近，可以近似地看成卫星在做半径不断减小的圆周运动，根据卫星的线速度、角速度、周期和向心加速度与其轨道半径的对应关系，，，可得选项Ｃ也正确．

二、计算题

9. 解析：对天体表面附近的飞行物由牛顿第二定律和万有引力定律得：

① 又 ②

联立得：，则 ③ ④

又 ⑤ ⑥

以上各式联立得

10.（1）1.3×　(2)

解析：(1)设脉冲星的质量为，半径为，最小密度为，体积为

则 ① 又 ②

而 ③

解得：

(2)由得.

点拨：认真阅读，明确题意，提取题目中的有用信息：脉冲星周期即为自转周期．脉冲星高速自转不瓦解的临界条件为：该星球表面的某块物质所受星体的万有引力恰好等于其做圆周运动的向心力.

11. 解：(1)设、两行星的角速度分别为、，经过时间，转过的角度为，转过的角度为．

、距离最近的条件是：

恒星对行星的万有引力提供向心力，则，即

由此得出,

求得（＝１，２，３…）

（２）如果经过时间，、两行星转过的角度相差π的奇数倍时，则、相距最远，即：

则＝

将代入得：

点拨：（1）对运动问题中出现两个或两个以上的运动物体时，要分别研究以后，再建立联系．

（2）对圆周运动的物体要注意其周期性造成的多解．

12.（1）　（2）　(3)

解析：(1)由万有引力定律和牛顿第二定律得：

则离地高度 .

(2)绕行速度.

(3)由平衡条件可知：，则速度.

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