萬(wàn)有引力與航天章末綜合檢測(cè)(含答案)

1、-WORD格式 - 可編輯 -第六章檢測(cè)一、選擇題 (共 10小題，每小題4 分，共 40 分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1 6 小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第7 10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4 分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0 分 )1在物理學(xué)建立、發(fā)展的過(guò)程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類(lèi)歷史的進(jìn)步。關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A 德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒對(duì)他的導(dǎo)師 第谷觀測(cè)的行星數(shù)據(jù)進(jìn)行了多年研究，得出了開(kāi)普勒三大行星運(yùn)動(dòng)定律B英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許利用“卡文迪許扭秤”首先較準(zhǔn)確的測(cè)定了萬(wàn)有引力常量C伽利略用“月地檢驗(yàn)”證實(shí)了萬(wàn)有引力定律的正確性D

2、牛頓認(rèn)為在足夠高的高山上以足夠大的水平速度拋出一物體，物體就不會(huì)再落在地球上2.如圖所示，A 為靜止于地球赤道上的物體，B 為繞地球沿橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，C 為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星， P 為 B、 C 兩衛(wèi)星軌道的交點(diǎn)。已知A、 B 、 C 繞地心運(yùn)動(dòng)的周期相同，相對(duì)于地心，下列說(shuō)法中正確的是()A 物體 A 和衛(wèi)星 C 具有相同大小的線(xiàn)速度B物體 A 和衛(wèi)星 C 具有相同大小的加速度C衛(wèi)星B 在 P 點(diǎn)的加速度與衛(wèi)星C 在該點(diǎn)的加速度一定相同D衛(wèi)星B 在 P 點(diǎn)的線(xiàn)速度與衛(wèi)星C 在該點(diǎn)的線(xiàn)速度一定相同3如圖所示是在同一軌道平面上的三顆不同的人造地球衛(wèi)星，關(guān)于各物理量的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是

3、 ()A 根據(jù) vgr ，可知vA <v B <vCB根據(jù)萬(wàn)有引力定律，可知衛(wèi)星所受地球引力F A >FB>F CC角速度 A>B >CD向心加速度aA <aB <a C4若取地球的第一宇宙速度為8km/s ，某行星質(zhì)量是地球的6 倍，半徑是地球的1.5 倍，此行星的第一宇宙速度約為()A 16km/sB 32km/sC 4km/sD 2km/s5圖甲所示的“軌道康復(fù)者”航天器可在太空中給“垃圾”衛(wèi)星補(bǔ)充能源，延長(zhǎng)衛(wèi)星的使用壽命。圖乙是“軌道康復(fù)者”在某次拯救一顆地球同步衛(wèi)星前，二者在同一平面內(nèi)沿相同繞行方向繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的示意圖，此時(shí)二者

4、的連線(xiàn)通過(guò)地心，軌道半徑之比為14。若不考慮衛(wèi)星與“軌道康復(fù)者”之間的引力，則下列說(shuō)法正確的是()- 專(zhuān)業(yè)資料分享 -WORD格式 - 可編輯 -A 在圖示軌道上，“軌道康復(fù)者”的速度大于7.9km/sB在圖示軌道上，“軌道康復(fù)者”的加速度大小是地球同步衛(wèi)星的4 倍C在圖示軌道上，“軌道康復(fù)者”的周期為3h ，且從圖示位置開(kāi)始經(jīng)1.5h 與同步衛(wèi)星的距離最近D若要對(duì)該同步衛(wèi)星實(shí)施拯救，“軌道康復(fù)者”應(yīng)從圖示軌道上加速，然后與同步衛(wèi)星對(duì)接6.下列關(guān)于人造地球衛(wèi)星與宇宙飛船的說(shuō)法中，正確的是()如果知道人造地球衛(wèi)星的軌道半徑和它的周期，再利用萬(wàn)有引力常量，就可以算出地球的質(zhì)量?jī)深w人造地球衛(wèi)星，只要

5、它們的繞行速率相等，不管它們的質(zhì)量、形狀差別有多大，它們的繞行半徑和繞行周期都一定相同原來(lái)在某一軌道上沿同一方向繞行的人造衛(wèi)星一前一后，若要使后一衛(wèi)星追上前一衛(wèi)星并發(fā)生碰撞，只要將后者的速率增大一些即可一只繞火星飛行的宇宙飛船，宇航員從艙內(nèi)慢慢走出，并離開(kāi)飛船，飛船因質(zhì)量減小，所受萬(wàn)有引力減小，故飛行速度減小A B CD 7北京時(shí)間 2005 年 7 月 4 日下午 1 時(shí) 52 分 (美國(guó)東部時(shí)間 7 月 4 日凌晨 1 時(shí) 52 分 )探測(cè)器成功撞擊“坦普爾一號(hào)”彗星，投入彗星的懷抱，實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)歷史上第一次對(duì)彗星的“大對(duì)撞”，如圖所示。假設(shè)“坦普爾一號(hào)”彗星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道是一個(gè)橢圓，其運(yùn)

6、動(dòng)周期為5.74 年，則關(guān)于“坦普爾一號(hào)”彗星的下列說(shuō)法中正確的是()A 繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的角速度不變B近日點(diǎn)處線(xiàn)速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處線(xiàn)速度C近日點(diǎn)處加速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處加速度D其橢圓軌道半長(zhǎng)軸的立方與周期的平方之比是一個(gè)與太陽(yáng)質(zhì)量有關(guān)的常數(shù)8 2013 年 6 月 11 日 17 時(shí) 38 分，我國(guó)利用“神舟十號(hào)”飛船將聶海勝、張曉光、王亞平三名宇航員送入太空。設(shè)宇航員測(cè)出自己繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，離地高度為H ，地球半徑為R，則根據(jù) T 、 H 、 R 和引力常量G，能計(jì)算出的物理量是()A 地球的質(zhì)量B 地球的平均密度C飛船所需的向心力D 飛船線(xiàn)速度的大小9.土星外層上有一個(gè)環(huán)(如圖 )，

7、為了判斷它是土星的一部分還是土星的衛(wèi)星群，可以測(cè)量環(huán)中各層的線(xiàn)速度 v 與該層到土星中心的距離R 之間的關(guān)系來(lái)判斷()A 若 v R，則該層是土星的一部分B若 v2 R，則該層是土星的衛(wèi)星群1C若 v R，則該層是土星的一部分D若 v2 1 ，則該層是土星的衛(wèi)星群R- 專(zhuān)業(yè)資料分享 -WORD格式 - 可編輯 -10 迄今發(fā)現(xiàn)的二百余顆太陽(yáng)系外行星大多不適宜人類(lèi)居住，繞恒星“ Gliese581 運(yùn)行”的行星“G1 581c ”卻很值得我們期待。該行星的溫度在0到40 之間，質(zhì)量是地球的6 倍、直徑是地球的1.5倍，公轉(zhuǎn)周期為13 個(gè)地球日。“Gliese581 的”質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量的0.31

8、倍。設(shè)該行星與地球均視為質(zhì)量分布均勻的球體，繞其中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則()A 在該行星和地球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度相同B如果人到了該行星，其體重是地球上的22倍3C該行星與“ Gliese581的距”離是日地距離的13 倍365D由于該行星公轉(zhuǎn)速度比地球大，地球上的物體如果被帶上該行星，其質(zhì)量會(huì)稍有變化二、填空題11 甲、乙兩顆人造地球衛(wèi)星，離地面的高度分別為R 和 2R(R 為地球半徑 )，質(zhì)量分別為m 和 3m ，它們都繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則(1)它們的周期之比T甲T乙_。(2)它們的線(xiàn)速度之比v 甲 v 乙 _ 。(3)它們的角速度之比 甲 乙 _ 。(4)它們的向心加速度之比a

9、 甲 a 乙 _ 。(5)它們所受地球的引力之比F 甲 F 乙 _ 。12三、論述 ·計(jì)算題 (共 4 小題，共44 分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)12 (10 分 )我國(guó)志愿者王躍曾與俄羅斯志愿者一起進(jìn)行“火星500 ”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。假設(shè)王躍登陸火星11后，測(cè)得火星的半徑是地球半徑的2，質(zhì)量是地球質(zhì)量的9。已知地球表面的重力加速度是g，地球的半徑為 R，忽略火星以及地球自轉(zhuǎn)的影響，求：(1)火星表面的重力加速度g的大??；(2)王躍登陸火星后，經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)火星上一晝夜的時(shí)間為t，如果要發(fā)射一顆火

10、星的同步衛(wèi)星，它正常運(yùn)行時(shí)距離火星表面將有多遠(yuǎn)？13 (11 分)宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面一斜坡上P 點(diǎn)，沿水平方向以初速度v0 拋出一個(gè)小球，測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間t 落到斜坡另一點(diǎn)Q 上，斜坡的傾角 ，已知該星球的半徑為R ，引力常量為 G ，4已知球的體積公式是V R3。求：3(1)該星球表面的重力加速度g；(2)該星球的密度；(3)該星球的第一宇宙速度。- 專(zhuān)業(yè)資料分享 -WORD格式 - 可編輯 -14 (11 分 )2008年 9 月 25 日 21 時(shí) 10 分 04 秒，“神舟”七號(hào)從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空.20 分鐘后，“神舟”七號(hào)飛船已經(jīng)進(jìn)入遠(yuǎn)地點(diǎn)347 公里、近地

11、點(diǎn)200 公里的預(yù)定橢圓軌道，9 月 26 日凌晨4 點(diǎn)，飛船在成功變軌之后，進(jìn)入343 公里的近圓軌道，如圖所示?！吧裰邸逼咛?hào)的發(fā)射由國(guó)家衛(wèi)星氣象中心負(fù)責(zé)提供空間天氣保障，國(guó)家氣象中心利用了風(fēng)云四號(hào)同步衛(wèi)星進(jìn)行氣象測(cè)控。已知風(fēng)云四號(hào)同步衛(wèi)星離地的高度為3.6 × 10 4km 。(地球的半徑為6.4 ×10 3km ，地球表面的重力加速度g 取 10m/s 2)請(qǐng)根據(jù)以上材料回答下列問(wèn)題：(1)“神舟”七號(hào)飛船在圓軌道上運(yùn)行時(shí)，質(zhì)量為120kg 的艙外航天服所受重力的大?。?2)“神舟”七號(hào)飛船在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)的周期。(保留兩位有效數(shù)字)15 (12 分 )石墨烯是近些

12、年發(fā)現(xiàn)的一種新材料，其超高強(qiáng)度及超強(qiáng)導(dǎo)電、導(dǎo)熱等非凡的物理化學(xué)性質(zhì)有望使21 世紀(jì)的世界發(fā)生革命性的變化，其發(fā)現(xiàn)者由此獲得2010 年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。用石墨烯制作超級(jí)纜繩，人類(lèi)搭建“太空電梯”的夢(mèng)想有望在本世紀(jì)實(shí)現(xiàn)?？茖W(xué)家們?cè)O(shè)想，通過(guò)地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站，電梯倉(cāng)沿著這條纜繩運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換。(1)有關(guān)地球同步軌道衛(wèi)星，下列表述正確的是()A 衛(wèi)星距離地面的高度大于月球離地面的高度B衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度C衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)可能經(jīng)過(guò)杭州的正上方D衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度(2)若把地球視為質(zhì)量分布均勻的球體，己知同步衛(wèi)星繞地球做勻速

13、圓周 運(yùn) 動(dòng)的向心加速度大小為a1，近地衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為a2，地球赤道上的物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為a3；地球北極地面附近的重力加速度為g1，地球赤道地面附近的重力加速度為g2，則 ()A a1 g 1B a2 g 1C a 3 g1D g1 g2a3(3)當(dāng)電梯倉(cāng)停在距地面高度h 4R 的站點(diǎn)時(shí)，求倉(cāng)內(nèi)質(zhì)量m 50kg 的人對(duì)水平地板的壓力大小。2 53地面附近重力加速度g 取 10m/s，地球自轉(zhuǎn)角速度 7.3 × 10rad/s ，地球半徑R6.4 × 10 km。 (結(jié)果保留三位有效數(shù)字)- 專(zhuān)業(yè)資料分享 -WORD格式 - 可編

14、輯 -第六章限時(shí)檢測(cè)第卷 (選擇題共40分)一、選擇題 (共 10小題，每小題4 分，共 40 分，在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1 6 小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第7 10小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4 分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0 分 )1在物理學(xué)建立、發(fā)展的過(guò)程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類(lèi)歷史的進(jìn)步。關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是()A 德國(guó)天文學(xué)家開(kāi)普勒對(duì)他的導(dǎo)師 第谷觀測(cè)的行星數(shù)據(jù)進(jìn)行了多年研究，得出了開(kāi)普勒三大行星運(yùn)動(dòng)定律B英國(guó)物理學(xué)家卡文迪許利用“卡文迪許扭秤”首先較準(zhǔn)確的測(cè)定了萬(wàn)有引力常量C伽利略用“月地檢驗(yàn)”證實(shí)了萬(wàn)有引力定律的正確

15、性D牛頓認(rèn)為在足夠高的高山上以足夠大的水平速度拋出一物體，物體就不會(huì)再落在地球上答案： C解析：根據(jù)物理學(xué)史可知C 錯(cuò)， ABD正確。2.如圖所示， A 為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球沿橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星， C 為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，P 為 B、 C 兩衛(wèi)星軌道的交點(diǎn)。已知A、B、C繞地心運(yùn)動(dòng)的周期相同，相對(duì)于地心，下列說(shuō)法中正確的是()A 物體A 和衛(wèi)星 C 具有相同大小的線(xiàn)速度B物體A 和衛(wèi)星 C 具有相同大小的加速度C衛(wèi)星 B 在 P 點(diǎn)的加速度與衛(wèi)星C 在該點(diǎn)的加速度一定相同D衛(wèi)星 B 在 P 點(diǎn)的線(xiàn)速度與衛(wèi)星C 在該點(diǎn)的線(xiàn)速度一定相同答案： C解析： 物體 A 和衛(wèi)星 B、

16、 C 周期相同，故物體A 和衛(wèi)星C 角速度相同，但半徑不同，根據(jù)v R可知二者線(xiàn)速度不同，A 項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)a R 2可知，物體 A 和衛(wèi)星 C 向心加速度不同，B 項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)牛頓第二定律，衛(wèi)星B 和衛(wèi)星 C 在 P 點(diǎn)的加速度a GM2 ，故兩衛(wèi)星在 P 點(diǎn)的加速度相同，C 項(xiàng)正確； 衛(wèi)r星 C 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力完全提供向心力，衛(wèi)星B 軌道為橢圓，故萬(wàn)有引力與衛(wèi)星C 所需向心力不相等，二者線(xiàn)速度一定不相等，D 項(xiàng)錯(cuò)。3 ( 湖南師大附中2013 2014 學(xué)年高一下學(xué)期期中)如圖所示是在同一軌道平面上的三顆不同的人造地球衛(wèi)星，關(guān)于各物理量的關(guān)系，下列說(shuō)- 專(zhuān)業(yè)資料分享 -WORD格式 -

17、 可編輯 -法正確的是()A 根據(jù) vgr ，可知vA <v B <vCB根據(jù)萬(wàn)有引力定律，可知衛(wèi)星所受地球引力F A >FB>F CC角速度 A>B >CD向心加速度aA <aB <aC答案： C解析： 設(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星質(zhì)量為 m ，衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為Mmv 22r，由 G 2 m m r marr111得， vr ， r 3， a r 2。因?yàn)?r A <r B <rC ，所以 vA>vB >vC， A 錯(cuò)。 A>B >C ， C 對(duì)。 aA >a B>a C ，mD 錯(cuò)。而F r 2

18、，由于三個(gè)衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系未知，故無(wú)法確定衛(wèi)星所受地球引力的大小關(guān)系，B 錯(cuò)。4若取地球的第一宇宙速度為8km/s ，某行星質(zhì)量是地球的6 倍，半徑是地球的1.5 倍，此行星的第一宇宙速度約為()A 16km/sB 32km/sC 4km/sD 2km/s答案： A解析：第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，對(duì)于近地衛(wèi)星其軌道半徑近似等于星球半徑，所受萬(wàn)有引力提供其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律得：GMmv22 m，解得：rrvGM 。rvGM M 是地球質(zhì)量 M 的 6 倍，半徑 R 是地球半徑R 的 1.5 倍，故R因?yàn)樾行堑馁|(zhì)量vGMRM R 2，MR 即 v 2v 2

19、× 8km/s 16km/s ， A 正確。5圖甲所示的“軌道康復(fù)者”航天器可在太空中給“垃圾”衛(wèi)星補(bǔ)充能源，延長(zhǎng)衛(wèi)星的使用壽命。圖乙是“軌道康復(fù)者”在某次拯救一顆地球同步衛(wèi)星前，二者在同一平面內(nèi)沿相同繞行方向繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的示意圖，此時(shí)二者的連線(xiàn)通過(guò)地心，軌道半徑之比為1 4 。若不考慮衛(wèi)星與“軌道康復(fù)者”之間的引力，則下列說(shuō)法正確的是()- 專(zhuān)業(yè)資料分享 -WORD格式 - 可編輯 -A 在圖示軌道上，“軌道康復(fù)者”的速度大于7.9km/sB在圖示軌道上，“軌道康復(fù)者”的加速度大小是地球同步衛(wèi)星的4 倍C在圖示軌道上，“軌道康復(fù)者”的周期為3h ，且從圖示位置開(kāi)始經(jīng)1.5h

20、 與同步衛(wèi)星的距離最近D若要對(duì)該同步衛(wèi)星實(shí)施拯救，“軌道康復(fù)者”應(yīng)從圖示軌道上加速，然后與同步衛(wèi)星對(duì)接答案： DGM解析：衛(wèi)星的環(huán)繞速度不可能大于7.9km/s ，A 錯(cuò)；根據(jù)a r 2 可知 B 錯(cuò)；離同步衛(wèi)星最近的時(shí)間應(yīng)大于1.5h ， C 錯(cuò)；要追上同步衛(wèi)星需加速，D 對(duì)。6.下列關(guān)于人造地球衛(wèi)星與宇宙飛船的說(shuō)法中，正確的是()如果知道人造地球衛(wèi)星的軌道半徑和它的周期，再利用萬(wàn)有引力常量，就可以算出地球的質(zhì)量?jī)深w人造地球衛(wèi)星，只要它們的繞行速率相等，不管它們的質(zhì)量、形狀差別有多大，它們的繞行半徑和繞行周期都一定相同原來(lái)在某一軌道上沿同一方向繞行的人造衛(wèi)星一前一后，若要使后一衛(wèi)星追上前一衛(wèi)

21、星并發(fā)生碰撞，只要將后者的速率增大一些即可一只繞火星飛行的宇宙飛船，宇航員從艙內(nèi)慢慢走出，并離開(kāi)飛船，飛船因質(zhì)量減小，所受萬(wàn)有引力減小，故飛行速度減小A B CD 答案： AMm2解析： 根據(jù) F G42 m2 r 可知，若知道人造衛(wèi)星的軌道半徑和它的周期就可以算出地球的質(zhì)rTMmmv 2量即正確，由G2 可知，兩顆人造衛(wèi)星，只要它們的繞行速率相等，它們的繞行半徑一定相rr同，周期也一定相同，即正確，原來(lái)某一軌道上沿同一方向繞行的衛(wèi)星，一前一后，若后一衛(wèi)星的2GMmmv2GM速率增大，則 F GMm mv知 v 2<，那么后一衛(wèi)星將做離心運(yùn)動(dòng)，故錯(cuò)，由2 ，飛rrrrr船飛行速度與其質(zhì)量

22、m 無(wú)關(guān)，故錯(cuò)誤，綜上所述A 正確。7北京時(shí)間2005 年 7 月 4 日下午1 時(shí) 52 分 (美國(guó)東部時(shí)間7 月 4 日凌晨 1 時(shí) 52 分 )探測(cè)器成功撞擊“坦普爾一號(hào)”彗星，投入彗星的懷抱，實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)歷史上第一次對(duì)彗星的“大對(duì)撞”，如圖所示。假設(shè)“坦普爾一號(hào)”彗星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道是一個(gè)橢圓，其運(yùn)動(dòng)周期為5.74 年，則關(guān)于“坦普爾一號(hào)”彗星的下列說(shuō)法中正確的是()- 專(zhuān)業(yè)資料分享 -WORD格式 - 可編輯 -A 繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的角速度不變B近日點(diǎn)處線(xiàn)速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處線(xiàn)速度C近日點(diǎn)處加速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處加速度D其橢圓軌道半長(zhǎng)軸的立方與周期的平方之比是一個(gè)與太陽(yáng)質(zhì)量有關(guān)的常數(shù)答案： BCD解

23、析：由開(kāi)普勒第二定律知近日點(diǎn)處線(xiàn)速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處線(xiàn)速度B 正確；由開(kāi)普勒第三定律可知D 正確；由萬(wàn)有引力提供向心力得C 正確。8 2013 年 6 月 11 日 17 時(shí) 38 分，我國(guó)利用“神舟十號(hào)”飛船將聶海勝、張曉光、王亞平三名宇航員送入太空。設(shè)宇航員測(cè)出自己繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，離地高度為H，地球半徑為R，則根據(jù)T、 H 、 R 和引力常量G，能計(jì)算出的物理量是()A 地球的質(zhì)量B 地球的平均密度C飛船所需的向心力D 飛船線(xiàn)速度的大小答案： ABD24RH3Mm4解析：由G2(R H )，可得： M2 ，選項(xiàng) A 可求出；又根據(jù) M，選項(xiàng)2 mR HTGT4 R33B 可求出

24、；根據(jù)v 2R H，選項(xiàng) D 可求出；由于飛船的質(zhì)量未知，所以無(wú)法確定飛船的向心力。T9.土星外層上有一個(gè)環(huán)(如圖 )，為了判斷它是土星的一部分還是土星的衛(wèi)星群，可以測(cè)量環(huán)中各層的線(xiàn)速度v 與該層到土星中心的距離R 之間的關(guān)系來(lái)判斷()A 若 v R，則該層是土星的一部分B若 v2 R，則該層是土星的衛(wèi)星群1C若 v，則該層是土星的一部分RD若 v21，則該層是土星的衛(wèi)星群R答案： AD解析： 若為土星的一部分，則它們與土星繞同一圓心做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度應(yīng)與土星相同，根據(jù)vMmv21 R 可知 v R 。若為土星的衛(wèi)星群，則由公式G2，故應(yīng)選 A、 D。2 m可得： vRRR- 專(zhuān)業(yè)資料分享 -

25、WORD格式 - 可編輯 -10迄今發(fā)現(xiàn)的二百余顆太陽(yáng)系外行星大多不適宜人類(lèi)居住，繞恒星“ Gliese581 運(yùn)行”的行星G1“ 581c ”卻很值得我們期待。該行星的溫度在0到 40 之間，質(zhì)量是地球的6 倍、直徑是地球的1.5倍，公轉(zhuǎn)周期為13 個(gè)地球日。 “Gliese581的”質(zhì)量是太陽(yáng)質(zhì)量0.31 倍。設(shè)該行星與地球均視為質(zhì)量分的布均勻的球體，繞其中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則()A 在該行星和地球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度相同2倍B如果人到了該行星，其體重是地球上的23C該行星與 “ Gliese581 的距”離是日地距離的13 倍365D由于該行星公轉(zhuǎn)速度比地球大，地球上的物體如果被

26、帶上該行星，其質(zhì)量會(huì)稍有變化答案： BD解析：本題考查了萬(wàn)有引力定律在天體中的應(yīng)用。解題關(guān)鍵是明確中心天體對(duì)行星的萬(wàn)有引力提供了行星的向心力，對(duì)行星的衛(wèi)星有Mmv 2GM，將質(zhì)量關(guān)系和半徑關(guān)系代入得第一G 2 m，得 vrrr宇宙速度關(guān)系為v 行 2，選項(xiàng) A錯(cuò)誤；由 GMm mg 得，人在該行星上的體重是地球上的2倍，選項(xiàng)22v 地r3Mm23GMT213M1 T122B 正確；對(duì)行星應(yīng)用萬(wàn)有引力定律4r30.31 × 13G2 mr2 ，得 r2，· 22，選項(xiàng)rT4r2M2 T2365C 錯(cuò)誤。根據(jù)愛(ài)因斯坦的狹義相對(duì)論可判D 選項(xiàng)正確。第卷 (非選擇題共 60分)二、

27、填空題(共 2小題，每小題8分，共16分。把答案直接填在橫線(xiàn)上)11甲、乙兩顆人造地球衛(wèi)星，離地面的高度分別為R 和 2R(R 為地球半徑 )，質(zhì)量分別為 m 和 3m ，它們都繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則(1)它們的周期之比T甲T 乙_。(2)它們的線(xiàn)速度之比v 甲 v 乙 _ 。(3)它們的角速度之比 甲 乙 _ 。(4)它們的向心加速度之比a 甲 a 乙 _ 。(5)它們所受地球的引力之比F 甲 F 乙 _ 。答案： (1)22 33 (2)3 2(3)33 22(4)9 4(5)3 4解析： (1)由 GMm222 m() ·rrT23T 甲32 24 r32R得 T GM ，即

28、T r，故 T 乙 3R3 3 3GMmv 2GM，即 v1，故v 甲3R3(2)由2m得 vrrrrv 乙2R2GMm2GM1甲3R3332m r 得 r3，即 3，故3(3)由 rr乙2R22- 專(zhuān)業(yè)資料分享 -WORD格式 - 可編輯 -MmGM1a 甲293R(4)由 G r2222R2ma 得 a r，即 a r ，故 a 乙 422GMmm 甲· rm·3R3(5)由 F F 甲乙2 。2得2rm 乙·r3m·2R4F 乙甲12我國(guó)宇航員在“天宮一號(hào)”中處于完全失重狀態(tài)( 如圖甲 )，此時(shí)無(wú)法用天平稱(chēng)量物體的質(zhì)量。某同學(xué)設(shè)計(jì)了在這種環(huán)境中測(cè)量

29、小球質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)裝置，如圖乙所示：光電傳感器B 能夠接受光源A 發(fā)出的細(xì)激光束，若B 被擋光就將一個(gè)電信號(hào)給予連接的電腦。將彈簧測(cè)力計(jì)右端用細(xì)線(xiàn)水平連接在空間站壁上，左端拴在另一穿過(guò)了光滑水平小圓管的細(xì)線(xiàn)MON 上， N 處系有被測(cè)小球，讓被測(cè)小球在豎直面內(nèi)以O(shè) 點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。(1)實(shí)驗(yàn)時(shí)，從電腦中讀出小球自第1 次至第 n 次通過(guò)最高點(diǎn)的總時(shí)間t 和測(cè)力計(jì)示數(shù)F ，除此之外，還需要測(cè)量的物理量是：_。(2)被測(cè)小球質(zhì)量的表達(dá)式為m _ 用 (1) 中的物理量的符號(hào)表示 。答案： (1) 小球圓周運(yùn)動(dòng)半徑2Ft22(2)4 n 1r三、論述 ·計(jì)算題 (共 4 小題，共44

30、分。解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)13(10 分 )我國(guó)志愿者王躍曾與俄羅斯志愿者一起進(jìn)行“火星500 ”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。假設(shè)王躍登陸火星后，測(cè)得火星的半徑是地球半徑的1，質(zhì)量是地球質(zhì)量的1。已知地球表面的重力加速度是g，地球29的半徑為R，忽略火星以及地球自轉(zhuǎn)的影響，求：(1)火星表面的重力加速度g的大??；(2)王躍登陸火星后，經(jīng)測(cè)量發(fā)現(xiàn)火星上一晝夜的時(shí)間為t，如果要發(fā)射一顆火星的同步衛(wèi)星，它正常運(yùn)行時(shí)距離火星表面將有多遠(yuǎn)？42 21答案： (1)3 gR tg (2)2 R936 2解析：在地球表面，萬(wàn)有

31、引力與重力相等，GMm 02m0gRGM m0對(duì)火星2 m0g- 專(zhuān)業(yè)資料分享 -WORD格式 - 可編輯 -4聯(lián)立解得g 9g(2)火星的同步衛(wèi)星作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由火星的萬(wàn)有引力提供，且運(yùn)行周期與火星自轉(zhuǎn)周期相同。設(shè)衛(wèi)星離火星表面的高度為h，則GM m 02 2R h 2 m0( t ) (R h)解出同步衛(wèi)星離火星表面高度3 gR2t21h2R36214(11 分 )宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面一斜坡上P 點(diǎn)，沿水平方向以初速度v0 拋出一個(gè)小球，測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間t 落到斜坡另一點(diǎn)Q 上，斜坡的傾角，已知該星球的半徑為R ，引力常量為4 3。求：G，已知球的體積公式是V 3 R(

32、1)該星球表面的重力加速度g；(2)該星球的密度；(3)該星球的第一宇宙速度。2v0tan 3v0tan 2v0Rtan (2)答案： (1)t2RtG (3)t解析： (1) 小球在斜坡上做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí)：水平方向上：x v012豎直方向上：ygt2y由幾何知識(shí)tan x由式得g 2v 0tan t(2)對(duì)于星球表面的物體m 0 ，有Mm 0G R 2 m 0g又 V 433RM 3v 0 tan 故 V 2 RtGMm2v(3)該星球的第一宇宙速度等于它的近地衛(wèi)星的運(yùn)行速度，故G R 2 m R ，又 GM gR 2- 專(zhuān)業(yè)資料分享 -WORD格式 - 可編輯 -2v 0 Rtan 解得 v

33、t15 (11 分)2008 年 9 月 25 日 21時(shí) 10 分 04 秒，“神舟”七號(hào)從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空.20分鐘后，“神舟”七號(hào)飛船已經(jīng)進(jìn)入遠(yuǎn)地點(diǎn)347 公里、近地點(diǎn) 200 公里的預(yù)定橢圓軌道，9月26日凌晨 4 點(diǎn)，飛船在成功變軌之后，進(jìn)入343 公里的近圓軌道，如圖所示?！吧裰邸逼咛?hào)的發(fā)射由國(guó)家衛(wèi)星氣象中心負(fù)責(zé)提供空間天氣保障，國(guó)家氣象中心利用了風(fēng)云四號(hào)同步衛(wèi)星進(jìn)行氣象測(cè)控。已知風(fēng)云四號(hào)同步衛(wèi)星離地的高度為3.6 × 10 4km 。(地球的半徑為6.4× 103km ，地球表面的重力加速度g 取 10m/s 2)請(qǐng)根據(jù)以上材料回答下列問(wèn)題：(1)“神舟”七號(hào)飛船在圓軌道上運(yùn)行時(shí)，質(zhì)量為120kg 的艙外航天服所受重力的大??；(2)“神舟”七號(hào)飛船在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)的周期。(保留兩位有效數(shù)字)答案： (1)1081N(2)1.5h解析： (1) 在地球表面的重力加速度為g，則有g(shù)R 2 GM在圓軌道處的重力加速度為g ，則有 g( R h1)2GM在圓軌道上運(yùn)行時(shí)艙外航天服所受重力為G mg 聯(lián)立各式代入數(shù)據(jù)解得G 1081N(2)風(fēng)云四號(hào)衛(wèi)星的周期為T(mén)0 24h軌道半徑為r0 R h 4.24 × 10 4km“ 神舟” 七號(hào)飛船在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)的半