萬(wàn)有引力測(cè)試二定稿

1、吉林省通榆一中2012年高一下學(xué)期物理萬(wàn)有引力與航天綜合測(cè)試命題：沈士學(xué) 2012年4月18日第I卷（選擇題48分）一、選擇題(本題共12小題，每小題4分，共48分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1下列關(guān)于物理學(xué)家及其貢獻(xiàn)正確的是（ ） A開(kāi)普勒通過(guò)觀察天象以及深入研究第谷的數(shù)據(jù)提出行星運(yùn)動(dòng)三大定律 B卡文迪許發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律并通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)出了萬(wàn)有引力常量 C哥白尼創(chuàng)立地心說(shuō)，托勒密創(chuàng)立了日心說(shuō)。 D牛頓總結(jié)出牛頓運(yùn)動(dòng)定律和萬(wàn)有引力定律，建立完整的經(jīng)典力學(xué)體系2.假如作圓周運(yùn)動(dòng)的地球人造衛(wèi)星的軌

2、道半徑增大到原來(lái)的4倍后仍作圓周運(yùn)動(dòng)，則（ ）A.衛(wèi)星線速度將增大到原來(lái)的4倍B.衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來(lái)的1/4C.根據(jù)公式FGMm/r2，可知衛(wèi)星的向心力將減小到原來(lái)的1/16D.可以推導(dǎo)證明衛(wèi)星的線速度將減小到原來(lái)的1/23.關(guān)于地球同步通迅衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是:( )A它一定在赤道上空運(yùn)行B各國(guó)發(fā)射的這種衛(wèi)星軌道半徑都一樣C它運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度D它運(yùn)行的線速度介于第一和第二宇宙速度之間4(2011年高考北京卷)由于通信和廣播等方面的需要，許多國(guó)家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的()A質(zhì)量可以不同 B軌道半徑可以不同C軌道平面可以不同 D速率可以不同5(2011年高

3、考天津卷)質(zhì)量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行，其運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)已知月球質(zhì)量為M，月球半徑為R，月球表面重力加速度為g，引力常量為G，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，則航天器的()A線速度v B角速度C運(yùn)行周期T2 D向心加速度a6據(jù)報(bào)道，“嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”繞月飛行器的圓形工作軌道距月球表面分別約為200 km和100 km，運(yùn)行速率分別為v1和v2.那么，v1和v2的比值為(月球半徑取1700 km)()A. B. C. D.地球AB7據(jù)中新社3月10日消息，我國(guó)將于2011年上半年發(fā)射“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器，2011年下半年發(fā)射“神舟八號(hào)”飛船并與“天宮一號(hào)”實(shí)現(xiàn)對(duì)接。某同學(xué)

4、得知上述消息后，畫(huà)出“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的假想圖如圖所示，A代表“天宮一號(hào)”，B代表“神舟八號(hào)”，虛線為各自的軌道。由此假想圖，可以判定（ ）A“天宮一號(hào)”的運(yùn)行速率大于“神舟八號(hào)”的運(yùn)行速率B“天宮一號(hào)”的周期小于“神舟八號(hào)”的周期C“天宮一號(hào)”的向心加速度大于“神舟八號(hào)”的向心加速度D“神舟八號(hào)”適度加速有可能與“天宮一號(hào)”實(shí)現(xiàn)對(duì)接8.如圖所示的三個(gè)人造地球衛(wèi)星，則說(shuō)法正確的是（ ） A.衛(wèi)星可能的軌道為a、b、c B.衛(wèi)星可能的軌道為a、c北abc C.同步衛(wèi)星可能的軌道為a、c D.同步衛(wèi)星可能的軌道為a9我國(guó)載人飛船“神舟七號(hào)”順利飛天，宇航員翟志剛跨出飛船

5、，實(shí)現(xiàn)了“太空行走”，極大地振奮了民族精神。當(dāng)宇航員出艙后相對(duì)于飛船靜止時(shí)，宇航員（ ）A處于平衡狀態(tài) B速度不變C不受任何力的作用 D加速度不為零 102007年11月5日，“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道到達(dá)月球，在距月球表面200km的P點(diǎn)進(jìn)行第一次“剎車制動(dòng)”后被月球捕獲，進(jìn)入橢圓軌道繞月飛行，如圖所示。之后，衛(wèi)星在P點(diǎn)經(jīng)過(guò)幾次“剎車制動(dòng)”，最終在距月球表面200km的圓形軌道上繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。用、分別表示衛(wèi)星在橢圓軌道、和圓形軌道的周期，用、分別表示衛(wèi)星沿三個(gè)軌道運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的加速度，則下面說(shuō)法正確的是（ ） A>> B<<C>> D<

6、<11英國(guó)新科學(xué)家（New Scientist）雜志評(píng)選出了2008年度世界8項(xiàng)科學(xué)之最，在XTEJ1650-500雙星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半徑約45km，質(zhì)量和半徑的關(guān)系滿足（其中為光速，為引力常量），則該黑洞表面重力加速度的數(shù)量級(jí)為（ ） A B C D12已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍若某行星的平均密度為地球平均密度的一半，它的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的2.5倍，則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為()A6小時(shí) B12小時(shí)C24小時(shí) D36小時(shí)第II卷（非選擇題，52分）二填空題（本題共4小題，每小題4分，計(jì)16分，按要求填寫(xiě)）13假設(shè)火星和地球都是球體

7、。火星的質(zhì)量為,地球的質(zhì)量為,兩者質(zhì)量之比為p；火星的半徑為,地球的半徑為,兩者半徑之比為。求它們表面處的重力加速度之比 。14已知地球的質(zhì)量為M，萬(wàn)有引力恒量為G，地球半徑為R，用以上各量表示在地球表面附近運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度v= 。 15已知地球的半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為，地球表面的重力加速度為g，在赤道上空一顆相對(duì)地球靜止的同步衛(wèi)星離地面的高度是_（用以上三個(gè)量表示）16有兩顆人造衛(wèi)星，它們的質(zhì)量之比是：=1：2，運(yùn)行速度之比：=1：2。則（1）它們軌道半徑之比：為 （2）它們周期之比：為 三、計(jì)算題(本題共4小題，共36分解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只

8、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)17(8分)一宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面上沿豎直方向以初速度v0拋出一個(gè)小球，測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間t落回拋出點(diǎn)，已知該星球半徑為R，引力常量為G，求：(1)該星球表面的重力加速度；(2)該星球的密度18(8分)某物體在地面上受到的重力為160 N，將它置于宇宙飛船中，當(dāng)宇宙飛船以a=的加速度加速上升時(shí)，在某高度處物體對(duì)飛船中支持面的壓力為90 N，試求此時(shí)宇宙飛船離地面的距離是多少?（已知地球半徑R=6.4×103 km，g=10 m/s2）19(10分)（根據(jù)2011·新課標(biāo)全國(guó)卷·T19改

9、編）衛(wèi)星電話信號(hào)需要通過(guò)地球同步衛(wèi)星傳送。如果你與同學(xué)在地面上用衛(wèi)星電話通話，試估算從你發(fā)出信號(hào)至對(duì)方接收到信號(hào)所需最短時(shí)間？（可能用到的數(shù)據(jù)：月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為3.8×105km，運(yùn)行周期約為27天，地球半徑約為6400km，無(wú)線電信號(hào)的傳播速度為3×108m/s，）20(10分)如圖所示，A是地球的同步衛(wèi)星，另一衛(wèi)星B的圓軌道位于赤道平面內(nèi)，離地面高度為h.已知地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)角速度為0，地球表面的重力加速度為g，O為地球中心(1)求衛(wèi)星B的運(yùn)行周期；(2)如衛(wèi)星B繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時(shí)刻A、B兩衛(wèi)星相距最近(O、B、A在同一直線上)，則至少經(jīng)

10、過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，它們?cè)僖淮蜗嗑嘧罱繀⒖即鸢?、AD 2、CD 3、ABC 4、A 5、AC 6、C 7、D 8、BD 9、D10、A 11、C 12、B13 p/q2 14、15. 16 （1）4：1 （2）8：1 17.(8分)解析：(1)小球在空中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t2×，所以g.(4分)(2)由Gmg可得星球的質(zhì)量M，(2分)所以星球的密度.(2分)18(8分)解：物體在地面時(shí)重力為160 N，則其質(zhì)量m=16 kg. （1分）物體在地面時(shí)有G=mg （2分）在h高處時(shí)有 FNG=ma （2分）由上式得（）2=16 （1分）所以=4 （1分）則h=3R=1.92×104 km （1分）19(10分)解:根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可得： (2分)則同步衛(wèi)星的軌道半徑為 (2分)代入題設(shè)已知得:r衛(wèi)=4.22×107m (2分)因此同步衛(wèi)星到地面的最近距離為L(zhǎng)= r衛(wèi)R地=4.22×107m6.4×106m=3.58×107m，(2分)從發(fā)出信號(hào)至對(duì)方接收到信號(hào)所需最短時(shí)間=0.24s (2分) 20.(10分)解析：(1)由萬(wàn)有引力定律和向心力公式得 (2分)在地球表面處有Gmg (2分)聯(lián)立得 (1分)(2)B轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大于A，因此當(dāng)A、B再次相距最近時(shí)，B比A多轉(zhuǎn)一周，即多轉(zhuǎn)2