萬有引力與航天-章末綜合檢測(cè)-

1、萬有引力與航天-章末綜合檢測(cè)- 作者: 日期：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16小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第710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 。分）1 .在物理學(xué)建立、發(fā)展的過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類歷史的進(jìn)步。關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法中錯(cuò)誤的是（）a .德國天文學(xué)家開普勒對(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，得出了開普勒三大行星運(yùn)動(dòng)定律b.英國物理學(xué)家卡文迪許利用“卡文迪許扭秤”首先較準(zhǔn)確的測(cè)定了萬有引力常量c.伽利略用“月一地檢驗(yàn)”證實(shí)了萬有引力定律的

2、正確性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，下列說法中正確的是（）a.物體a和衛(wèi)星c具有相同大小的線速度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)的線速度與衛(wèi)星c在該點(diǎn)的線速度一定相同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，下列說法正確的是（）a .根據(jù) v=，gr,可

3、知 vavbfbfcc.角速度 c0a3bc0cd.向心加速度 aaabac4 .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/sc. 4km/sb. 32km/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)二者的連線通過地心，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，則下列說法正確的是（）甲a.在圖示軌道上，“軌

4、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，再利用萬有引力常量，就可以算出地球的質(zhì)量兩顆人造地球衛(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

5、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，并離開飛船，飛船因質(zhì)量減小，所受萬 有引力減小，故飛行速度減小a.b.c.d.7 .北京時(shí)間2005年7月4日下午1時(shí)52分（美國東部時(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)了人類歷史上第一次對(duì)彗星的“大對(duì)撞”，如圖所示。5.74年，則關(guān)于“坦普爾一假設(shè)“坦普爾一號(hào)”彗星繞太陽運(yùn)行的軌道是一個(gè)橢圓，其運(yùn)動(dòng)周期為號(hào)”彗星的下列說法中正確的是 （）a.繞太陽運(yùn)動(dòng)的角速度不變8 .近日點(diǎn)處線速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處線速度c.近日點(diǎn)處加速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處加速度d.其橢圓軌道半長軸的立

6、方與周期的平方之比是一個(gè)與太陽質(zhì)量有關(guān)的常數(shù)8 . 2013年6月11日17時(shí)38分，我國利用“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,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c.飛船所需的向心力b.地球的平均密度d.飛船線速度的大小9 .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 線速度v與該層到土星中心的距離 r之間的關(guān)系來判斷（）a.若var,則該層是土星的一部分b.若v28r,則該層是土星的衛(wèi)星群 1c.若則該層是土星

7、的一部分r1d.若v28,則該層是土星的衛(wèi)星群 r10 .迄今發(fā)現(xiàn)的二百余顆太陽系外行星大多不適宜人類居住，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0c到40c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)量是太陽質(zhì)量的0.31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，其體重是地球上的看倍c.該行星與gliese581的電離是日地距離的、隱倍365d.由于該行星公轉(zhuǎn)速度比地球大，地球上的物體如

8、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：丁乙=。(2)它們的線速度之比 v甲：v乙=。(3)它們的角速度之比 3甲：3乙=。(4)它們的向心加速度之比a甲：a =。(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)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)12. (10分)我國志愿者王躍曾與俄羅斯志愿者一起進(jìn)行“火星-500

9、”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)。假設(shè)王躍登陸火11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)？p點(diǎn)，沿水平方向以初速度v0拋出一個(gè)小“，已知該星球的半徑為r,引力常量為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4g,已知球的體積公式是 v = wtr3。求：3(1)該星球表面的重力加速度g;(2)該星

10、球的密度；(3)該星球的第一宇宙速度。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)射由國家衛(wèi)星氣象中心負(fù)責(zé)提供空間天氣保障，國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3.6x 104km o （地球的半徑為 6.4x103km,地球表面的重力加速度取 10m/s2）請(qǐng)根據(jù)以上材料回答下列問題：（1） “神舟”七號(hào)飛船在圓軌

11、道上運(yùn)行時(shí)，質(zhì)量為 120kg的艙外航天服所受重力的大小;（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，通過地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站，電梯倉沿著這條纜繩運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換。周運(yùn)動(dòng)小為（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

12、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)星繞地球做勻速圓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a3;地球北極地面附近的重力加速度為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g1 ,地球赤道地面附近的重力加速度為g2,則（）a . a1 = g1b . a2= g1c. a3= g1d . g1 g2= a3（3）當(dāng)電梯倉停在距地面高度h=4r的站點(diǎn)時(shí)，求倉內(nèi)質(zhì)量 m= 50kg的人對(duì)水平地板的壓力大小。地面附近重力加速度g取10m/s2,

13、地球自轉(zhuǎn)角速度 = 7.3x 10 5rad/s,地球半徑r =6.4x103km。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）第六章限時(shí)檢測(cè)第1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 16小題只有 一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，第 710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)展的過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類歷史的進(jìn)步。關(guān)于科學(xué) 家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法中錯(cuò)誤的是（）a .德國天文學(xué)家開普勒對(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，得出了開普勒三大行星運(yùn)動(dòng)定律b.英國物理學(xué)家卡

14、文迪許利用“卡文迪許扭秤”首先較準(zhǔn)確的測(cè)定了萬有引力常量c.伽利略用“月一地檢驗(yàn)”證實(shí)了萬有引力定律的正確性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廣、 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aa、b、c繞地心運(yùn)動(dòng)的周期相同，相對(duì)于地心，下列說法中正確的是（ ）（a.物體a和衛(wèi)星c具有相同大小的線速度ib.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

15、b在p點(diǎn)的線速度與衛(wèi)星 c在該點(diǎn)的線速度一定相同答案：c解析：物體a和衛(wèi)星b、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= cor 可知二者線速度不同，a項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)a=rco2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=gml故兩衛(wèi)星在 p點(diǎn)的加速度相同，c項(xiàng)正 確；衛(wèi)星 c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力完全提供向心力，衛(wèi)星 b軌道為橢圓，故萬有引力與衛(wèi)星c所需向心力不相等，二者線速度一定不相等，d項(xiàng)錯(cuò)。3 .（湖南師大附中 20132014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

16、量的關(guān)系，下列說法正確的是（）a ,根據(jù) v= -7gr,可知 vavbfbfcc.角速度 wa wb wcd.向心加速度 aaabac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r,由g-2mm vr2=mr=mco 2r = ma得，v8，3,a0cr2。因?yàn)?rarbvbvc, a 錯(cuò)。wa wb wc,c 對(duì)。aaabac,d錯(cuò)。而f 8m2,由于三個(gè)衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系未知，故無法確定衛(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/

17、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，所受萬有引力提供其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律得:cmmv_ 初g r2 = m r，解得：v=gm因?yàn)樾行堑馁|(zhì)量 m是地球質(zhì)量 m的6倍，半徑 r是地球半徑 r的m rmr，=2,即 v = 2v=2x 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

18、的連線通過地心，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，則下列說法正確的是（）a.在圖示軌道上,b.在圖示軌道上,c.在圖示軌道上,一同步u星、甲%軌道各發(fā)杵/“軌道康復(fù)者”“軌道康復(fù)者”“軌道康復(fù)者”:（地球：的速度大于7.9km/s的加速度大小是地球同步衛(wèi)星的的周期為3h,且從圖示位置開始經(jīng) 1.5h與同步衛(wèi)星的距離最d.若要對(duì)該同步衛(wèi)星實(shí)施拯救，“軌道康復(fù)者”答案：d應(yīng)從圖示軌道上加速，然后與同步衛(wèi)星對(duì)接解析：衛(wèi)星的環(huán)繞速度不可能大于7.9km/s,a錯(cuò)；根據(jù)a=半可知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

19、造地球衛(wèi)星與宇宙飛船的說法中，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，再利用萬有引力常量，就可以算出地球的質(zhì)量兩顆人造地球衛(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，并離開飛船，飛船因質(zhì)量減小，所受萬有引力減小，故飛行速度減小a.b.c.d.答案：a解析：根據(jù)_mm 4 2 .f=g了=mt2r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)量即正確，由2g%=

20、一1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同，周期也一定相同，即正確，原來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,mm mv2,、,速率增大，則 f=g了丁，那么后一衛(wèi)星將做離心運(yùn)動(dòng)，故錯(cuò)，由2gmm mv1一=:知 v=即飛船飛行速度與其質(zhì)量 m無關(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)

21、”彗星的下列說法中正確的是（）【.相 liiuita 眄赦工 一-理書（癡114 r 1a.繞太陽運(yùn)動(dòng)的角速度不變b.近日點(diǎn)處線速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處線速度c.近日點(diǎn)處加速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處加速度d .其橢圓軌道半長軸的立方與周期的平方之比是一個(gè)與太陽質(zhì)量有關(guān)的常數(shù)答案：bcd解析：由開普勒第二定律知近日點(diǎn)處線速度大于遠(yuǎn)日點(diǎn)處線速度b正確；由開普勒第三定律可知d正確；由萬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,離地高度為 h,地球半徑為r,則卞!據(jù)t、h、r和

22、引力常量g,能計(jì)算出的物理量是（）a.地球的質(zhì)量c.飛船所需的向心力答案：abdb.地球的平均密度d.飛船線速度的大小解析：由g mm = m42(r+ h),可得:r+h 2t4 ttr+ h 3m = 一；2一，選項(xiàng) a可求出；又根據(jù)glmp= 433卡2ttr+h項(xiàng)b可求出；根據(jù) v=一|一，選項(xiàng)d可求出；由于飛船的質(zhì)量未知，所以無法確定飛船的向心力。9 .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)中各層的線速度v與該層到土星中心的距離r之間的關(guān)系來判斷（）a.若var,則該層是土星的一部分10 若v28r,則該層是土星的衛(wèi)星群1c.若 戶士則該層是

23、土星的一部分rd.若v&2,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)v=reo可知v8r。若為土星的衛(wèi)星群，則由公式mmvl,n2 1 一 一人g-r2=mr可得：v2xr,故應(yīng)選 a、do10.迄今發(fā)現(xiàn)的二百余顆太陽系外行星大多不適宜人類居住，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0c到40c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?！癵liese581的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的 0.31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

24、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？3倍c.該行星與gliese581的電離是日地距離的 乂 黑倍2 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)稍有變化答案：bd解析：本題考查了萬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)行星的萬有引力提供了行星的向心力，對(duì)行星的衛(wèi)星有g(shù)mm=mf,得v= ；,gm,將質(zhì)量關(guān)系和半徑關(guān)系代入得第一、一、一 vmm -,、， ，一 ,2、，宇宙速度關(guān)系為 =2,選項(xiàng)a錯(cuò)誤；由gmy=mg得，人在該行星上的體重是地球上的2倍，選項(xiàng)- -一. mm 4, /

25、日3/gmt2 r 3/m1 t2 j3/0.31x132 _b正確；對(duì)行星應(yīng)用萬有引力定律g/=mr方，得r=、j彳，、/麗逋=、/短65，選項(xiàng)c錯(cuò)誤。根據(jù)愛因斯坦的狹義相對(duì)論可判d選項(xiàng)正確。第n卷（非選擇題 共60分）二、填空題（共2小題，每小題8分，共16分。把答案直接填在橫線上）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)，則它們的周期之比 t甲：丁乙=。(2)它們的線速度之比 v甲：v乙=。(3)它們的角速度之比3甲：3乙=。(4)它們的向心加速度之比a甲：a =。(5)它們所受地球的引力之比f甲：f乙=

26、。答案：(1)2 平:3/(2)艱：事 (3)3斕：2$ (4)9 : 4 (5)3 : 4解析：(1)由 6= m(2t)2 r得t=,2r 3 2,2 3r 3= 3 32,gmm v /口(2)由p = m；得 v =*即t燈7套音(3)由 gmm = m 2r 得 w=詈，即38、yr3,故3r 3=3.3 2r3=2v2(4)由gmpnma得a=鰻，即a，故 rrra乙3r2_92r 2-4由f=gmm,j 甲m甲 r% = m -3r2 = 3 m乙 r2 = 3m 2r2=412.我國宇航員在“天宮一號(hào)”中處于完全失重狀態(tài)(如圖甲)，此時(shí)無法用天平稱量物體的質(zhì)量。某同學(xué)設(shè)計(jì)了在這

27、種環(huán)境中測(cè)量小球質(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)線水平連接在空間站壁上，左端拴在另一穿過了光滑水平小圓管的細(xì)線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點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。?網(wǎng)站理(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(2)4?pr三、論述 計(jì)算題(共4小題，共44分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟

28、，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位13. (10分)我國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 1 一一 一，一一一 1, 一一一 .，、一陸火星后，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5。已知地球表面的重力加速度是g,29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的大小;(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 正常運(yùn)行時(shí)距離火星表面將有多遠(yuǎn)？t,如果要發(fā)射一顆火星的同步衛(wèi)星，它答案：9g (2)需寡2r解析：在地球表面，萬有引力與重力相等,gmmor2 = mo

29、ggm mo對(duì)火星 ,2 = mogr4聯(lián)立解得g =4g(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gmmo2 = mo(3 2(r +h)r +h 2 t一=一、3 gr2t2 1解出同步衛(wèi)星離火星表面圖度h=w-2r14. (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 vo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,已知球的體積公式是 v= 4成3。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

30、的第一宇宙速度。田華2votan a3votan a/2vortan答案：玲,解析：(1)小球在斜坡上做平拋運(yùn)動(dòng)時(shí):水平方向上：x=v02豎直方向上：y=2gt2由幾何知識(shí)tana= yx由式得2v0tan a(2)對(duì)于星球表面的物體m0,有_mm0g-r2-= m0g我4- 3=v又2mm vg釬=昨，m 3votan a 故 p= v = 2 jrtg(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，故又 gm = gr2“口/2vortan a解得v .-15. (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

31、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)射由國家衛(wèi)星氣象中心負(fù)責(zé)提供空間天氣保障，國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3.6x104km。(地球的半徑為6.4 x 103km,地球表面的重力加速度g取10m/s2)請(qǐng)根據(jù)以上材料回答下列問題：(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小;(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： 1081n(2)1.5h解析：(1)在地球表面的重力加速度為g,則有g(shù)r2=gm在圓軌道處的重力加速度為g,則有g(shù) (r+ hi)2 = gm在圓軌道上運(yùn)行時(shí)艙外月天服所受重力為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to= 24h軌道半徑為 ro=r+ h=4.24x 104km“神舟”七號(hào)飛船在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)的半長軸為2r+347+200a=km