《宇宙航行》試題庫

《宇宙航行》試題庫總分：21分考試時間：分鐘學(xué)校__________班別__________姓名__________分數(shù)__________題號一總分得分一、單選類（共6分）1.(2014·山東泰安第一中學(xué)高一月考)經(jīng)典力學(xué)不適用于下列哪些運動()A.火箭的發(fā)射B.宇宙飛船繞地球的運動C.“勇氣號”宇宙探測器的運動D.以99%倍光速運行的電子束2.(2014·莆田高一檢測)2013年6月11日17時38分，“神舟十號”飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，航天員王亞平進行了首次太空授課．在飛船進入圓形軌道環(huán)繞地球飛行時，它的線速度大小()A.等于km/sB.介于km/s和km/s之間C.小于km/sD.介于km/s和km/s之間3.(2014·高考天津卷)研究表明，地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢，3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時．假設(shè)這種趨勢會持續(xù)下去，地球的其他條件都不變，未來人類發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比()A.距地面的高度變大B.向心加速度變大C.線速度變大D.角速度變大4.已知地球的質(zhì)量為M,地球的半徑為R,地球的自轉(zhuǎn)周期為T,地球表面的重力加速度為g,無線電信號的傳播速度為c,如果你用衛(wèi)星電話通過地球同步衛(wèi)星中的轉(zhuǎn)發(fā)器轉(zhuǎn)發(fā)的無線電信號與對方通話,則在你講完話后要聽到對方的回話,所需的最短時間為()A.B.C.D.5.若取地球的第一宇宙速度為8km/s,某行星的質(zhì)量是地球的6倍,半徑是地球的倍,此行星的第一宇宙速度約為()A.16km/sB.32km/sC.4km/sD.2km/s6.下面關(guān)于同步通信衛(wèi)星的說法中不正確的是()A.同步通信衛(wèi)星的高度和速率都是確定的B.同步通信衛(wèi)星的角速度雖已被確定,但高度和速率可以選擇.高度增加,速率增大；高度降低,速率減小,仍同步C.我國發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星的周期是114min,比同步通信衛(wèi)星的周期短,所以第一顆人造衛(wèi)星離地面的高度比同步衛(wèi)星低D.同步通信衛(wèi)星的速率比我國發(fā)射的第一顆人造衛(wèi)星的速率小7.我國成功發(fā)射了搭載兩名宇航員的“神舟六號”飛船,飛船的軌道高度為343km,周期約為90分鐘.在飛船進入圓形軌道環(huán)繞地球飛行時,它的線速度大小()A.等于sB.介于s和s之間C.小于sD.介于s和s之間8.我國繞月探測工程的預(yù)先研究和工程實施已取得重要進展.設(shè)地球、月球的質(zhì)量分別為、,半徑分別為、,人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度為v,對應(yīng)的環(huán)繞周期為T,則環(huán)繞月球表面附近圓軌道飛行的探測器的速度和周期分別為()A.TB.TC.TD.T9.宇航員在月球上做自由落體實驗,將某物體由距月球表面高h處釋放,經(jīng)時間t后落到月球表面(設(shè)月球半徑為R).據(jù)上述信息推斷,飛船在月球表面附近繞月球做勻速圓周運動所必須具有的速率為()A.B.C.D.10.我國已發(fā)射一顆繞月運行的探月衛(wèi)星“嫦娥一號”.設(shè)該衛(wèi)星的軌道是圓形的且貼近月球表面.已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的,月球的半徑約為地球半徑的1/4,地球上的第一宇宙速度約為s,則該探月衛(wèi)星繞月運動的速度約為()A.sB.sC.11km/sD.36km/s11.某人造衛(wèi)星運動的軌道可近似看作是以地心為中心的圓.由于阻力作用，人造衛(wèi)星到地心的距離從慢慢變到，有、分別表示衛(wèi)星在這兩個軌道上的動能，則（）A.＜，＜B.＞,＜C.＜,＞D.＞,＞12.某人造衛(wèi)星因受高空稀薄空氣的阻力作用，繞地球運轉(zhuǎn)的軌道會慢慢改變.每次測量中衛(wèi)星的運動可近似看作圓周運動，某次測量衛(wèi)星的軌道半徑為，后來變?yōu)?，＜，以、表示衛(wèi)星在這兩個軌道上的動能，、表示衛(wèi)星在這兩個軌道上繞地球運動的周期.則（）A.＞,＜B.＞,＞C.＜,＜D.＜,＞13.假設(shè)同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球赤道半徑的n倍，則（）A.同步衛(wèi)星的向心加速度是地球赤道上物體向心加速度的B.同步衛(wèi)星的向心加速度是地球赤道上物體向心加速度的C.同步衛(wèi)星的向心加速度是地球赤道上物體向心加速度的n倍D.同步衛(wèi)星的向心加速度是地球赤道上物體向心加速度的n倍14.人造衛(wèi)星沿圓軌道環(huán)繞地球運動，因為大氣阻力的作用，其運動的高度將逐漸變化，由于高度變化很慢，在變化過程中的任一時刻，仍可認為衛(wèi)星滿足勻速圓周運動規(guī)律.下述關(guān)于衛(wèi)星運動的一些物理量變化情況，正確的是（）A.線速度減小B.周期變大C.半徑增大D.向心加速度增大15.如圖所示，A、B、C是在地球大氣層外圓形軌道上運行的三顆人造地球衛(wèi)星.下列說法中正確的是（） A.B、C的線速度大小相等，且大于A的線速度B.B、C的周期相等，且大于A的周期C.B、C的向心加速度大小相等，且大于A的向心加速度D.C加速（速率增大）可追上同一軌道上的B16.人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運轉(zhuǎn)的速率v=，其中g(shù)為地面處的重力加速度，R為地球半徑，r為衛(wèi)星離地球中心的距離.下面說法正確的是（）A.從公式可見，環(huán)繞速度與軌道半徑的平方根成反比B.從公式可見，把人造衛(wèi)星發(fā)射到越遠的地方越容易C.上面環(huán)繞速度的表達式是錯誤的D.以上說法都錯誤17.我國將要發(fā)射一顆繞月運行的探月衛(wèi)星“嫦娥1號”.設(shè)該衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面.已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，月球的半徑約為地球半徑的,地球上的第一宇宙速度約為km/s，則該探月衛(wèi)星繞月運行的速率約為（）A.sB.sC.11km/sD.36km/s18.我國發(fā)射的“神舟”六號載入宇宙飛船的周期約為90min，如果把它繞地球的運動看作是勻速圓周運動，飛船的運動和地球同步衛(wèi)星的運動相比，下列判斷正確的是（假設(shè)它們質(zhì)量相等）（）A.飛船受到的向心力大于同步衛(wèi)星受到的向心力B.飛船的動能小于同步衛(wèi)星的動能C.飛船的軌道半徑大于同步衛(wèi)星的軌道半徑D.二者的軌道一定在同一平面內(nèi)19.據(jù)報道，“嫦娥”一號預(yù)計在2007年發(fā)射，“嫦娥”一號將在距離月球為h高處繞月球做勻速圓周運動，已知月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g，“嫦娥”一號環(huán)繞月球運行的周期為（）A.B.C.D.20.近地衛(wèi)星線速度為s，已知月球質(zhì)量是地球質(zhì)量的1／81，地球半徑是月球半徑的倍，則在月球上發(fā)射“近月衛(wèi)星”的環(huán)繞速度約為（）A.sB.sC.sD.s21.若地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，其實際繞行速率（）A.一定等于sB.一定小于sC.一定大于sD.介于—s之間22.1999年11月21日,我國“神舟”號宇宙飛船成功發(fā)射并收回,這是我國航天史上重要的里程碑.新型“長征”運載火箭,將重達的飛船向上送至近地軌道1,如圖所示.飛船與火箭分離后,在軌道1上以速度s繞地球做勻速圓周運動,則() A.飛船在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B.飛船在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度C.飛船在軌道1上經(jīng)過Q點的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點的加速度D.飛船在軌道2上經(jīng)過P點的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點的加速度23.宇宙飛船要與軌道空間站對接，飛船為了追上軌道空間站，可以采取的措施是（）A.只能從較低軌道上加速B.只能從較高軌道上加速C.只能從同空間同一軌道上加速D.無論在什么軌道上，只要加速都行24.人造衛(wèi)星沿圓周軌道環(huán)繞地球運行，因為大氣阻力的作用，使其高度逐漸降低，有關(guān)衛(wèi)星的一些物理量的變化是（）A.向心加速度減小B.線速度減小C.角速度不變D.運行周期減小25.兩顆人造衛(wèi)星A、B繞地球做圓周運動的周期之比=1∶8，則軌道半徑之比和運動速率之比分別是（）A.=4∶1=1∶2B.=4∶1=2∶1C.=1∶4=2∶1D.=1∶4=1∶226.地球半徑為R，地面上重力加速度為g，在離地面高度為R的高空繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星的線速度大小可能是（）A.B.C.D.27.設(shè)環(huán)繞土星表面飛行的宇宙飛船速度是環(huán)繞地球表面飛行的宇宙飛船速度的3倍，土星半徑為地球半徑的10倍，則土星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的（）A.倍B.30倍C.90倍D.900倍28.在太陽的活動期，地球大氣受太陽風(fēng)的影響而擴張，這樣使一些在大氣層外繞地球飛行的太空垃圾被大氣包圍，并開始下落.大部分垃圾在落地前已經(jīng)燃燒成灰燼，但體積較大的則會落到地面上給我們造成威脅和危害.那么太空垃圾下落的原因是（）A.大氣的擴張使垃圾受到的萬有引力增大而導(dǎo)致的B.太空垃圾在燃燒過程中質(zhì)量不斷減小，根據(jù)牛頓第二運動定律，向心加速度就會不斷增大，所以垃圾落向地面C.太空垃圾在大氣阻力的作用下速度減小，那么它做圓周運動所需的向心力就小于實際的萬有引力，因此過大的萬有引力將垃圾拉向了地面D.太空垃圾上表面受到的大氣壓力大于下表面受到的大氣壓力，所以是大氣的力量將它推向地面的29.中國空間技術(shù)研究所研制的通訊衛(wèi)星在軌道上運行時（）A.可定點在北京上空B.可定點在北極上空C.衛(wèi)星中的試驗儀器處于失重狀態(tài)D.衛(wèi)星的運動周期與地球的公轉(zhuǎn)周期相同30.一顆人造地球衛(wèi)星以初速度v發(fā)射后，可繞地球做勻速圓周運動，若使發(fā)射速度為2v，該衛(wèi)星可能（）A.繞地球做勻速圓周運動，周期變大B.繞地球運動，軌道變?yōu)闄E圓C.不繞地球運動，成為太陽系的人造行星D.掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙31.宇宙飛船要與環(huán)繞地球運轉(zhuǎn)的軌道空間站對接，飛船為了追上軌道空間站（）A.只能從較低軌道上加速B.只能從較高軌道上加速C.只能從與空間站同一高度軌道上加速D.無論在什么軌道上，只要加速都行題號一總分得分二、綜合類（共10分）1.2014·山東省實驗中學(xué)高一月考)已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，某人造地球衛(wèi)星在距地球表面高度等于地球半徑3倍處做勻速圓周運動，求：(10分)1).衛(wèi)星的線速度；(5分)2).衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的周期．(5分)題號一總分得分三、簡答類（共5分）1.(2014·濟南高一檢測)一個原來靜止的電子，經(jīng)高壓加速后速度為v＝6×106m/s.問電子的質(zhì)量是增大了還是減小了？改變了百分之幾？2.“黑洞”是一種密度很大的天體,具有極強的吸引力,任何在它附近的物體以任何速度都不可能繞它做圓周運動而只能做向心運動,即黑洞的逃逸速度比光速還要大.目前世界上研究黑洞理論在最前列的當(dāng)屬于美國學(xué)者霍金,他被譽為“當(dāng)代的保爾”,因為他是一位身殘志堅的科學(xué)家.他幾年前來華講學(xué),我國曾掀起了一股“霍金熱”. 1997年8月26日在日本舉行的國際學(xué)術(shù)大會上,德國MaxPlanck學(xué)會的一個研究組宣布了他們的研究結(jié)果:銀河系的中心可能存在一個大“黑洞”.所謂“黑洞”,它是某些天體的最后演變結(jié)果. (1)根據(jù)長期觀測發(fā)現(xiàn)距離某“黑洞”×1012m的另一個星體(設(shè)其質(zhì)量為m2)以2×106m/s的速度繞“黑洞”旋轉(zhuǎn),求該“黑洞”的質(zhì)量m1;(結(jié)果要求保留兩位有效數(shù)字) (2)根據(jù)天體物理學(xué)知識,物體從某天體上的逃逸速度公式為v=，其中引力常量G=×10-11N·m2·kg-2,M為天體質(zhì)量,R為天體半徑.且已知逃逸的速度大于真空中光速的天體叫“黑洞”.請估算(1)中“黑洞”的可能最大半徑.(結(jié)果只要求一位有效數(shù)字)3.如圖所示,A是地球的同步衛(wèi)星,另一衛(wèi)星B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi),離地面的高度為h.已知地球半徑為R,地球自轉(zhuǎn)角速度為ω0,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)過多少時間,它們再一次相距最近?4.神奇的黑洞是近代引力理論所預(yù)言的一種特殊天體，探尋黑洞的方案之一是觀測雙星系統(tǒng)的運動規(guī)律.天文學(xué)家觀測河外星系大麥哲倫云時，發(fā)現(xiàn)了LMCX?3雙星系統(tǒng)，它由可見星A和不可見的暗星B構(gòu)成.兩星視為質(zhì)點，不考慮其他天體的影響，A、B圍繞兩者連線上的O點做勻速圓周運動，它們之間的距離保持不變，如圖所示.引力常量為G，由觀測能夠得到可見星A的速率v和運行周期T. （1）可見星A所受暗星B的引力Fa可等效為位于O點處質(zhì)量為m′的星體（視為質(zhì)點）對它的引力，設(shè)A和B的質(zhì)量分別為m1、m2，試求m′（用m1、m2表示）； （2）求暗星B的質(zhì)量m2與可見星A的速率v、運行周期T和質(zhì)量m1之間的關(guān)系式； （3）恒星演化到末期，如果其質(zhì)量大于太陽質(zhì)量ms的2倍，它將有可能成為黑洞.若可見星A的速率v＝×105m/s，運行周期T＝π×104s，質(zhì)量m1＝6ms，試通過估算來判斷暗星B有可能是黑洞嗎.（G＝×10-11N·m2/kg2，ms＝×1030kg）5.宇航員在月球表面完成下面實驗：在一固定的豎直光滑圓弧軌道內(nèi)部的最低點，靜止一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點），如圖所示．當(dāng)給小球一水平初速度v0時，剛好能使小球在豎直平面內(nèi)做完整的圓周運動.已知圓弧軌道半徑為r，月球的半徑為R，萬有引力常量為G.若在月球表面上發(fā)射一顆環(huán)月衛(wèi)星，所需最小發(fā)射速度為多大？ 6.已知物體從地球上的逃逸速度（第二宇宙速度）v=，其中G、M、R分別是引力常量、地球質(zhì)量和半徑.已知G=×10-11N·m2/kg2，光速c=9×108m/s，求下列問題： (1)逃逸速度大于真空中光速的天體叫黑洞，設(shè)某黑洞的質(zhì)量等于太陽的質(zhì)量M=×1030kg，求它的最大可能半徑. (2)目前天文觀測范圍內(nèi)，物質(zhì)的平均密度為10-27kg/m3，如果認為我們的宇宙是這樣一個均勻大球體，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中速度，因此任何物體都不能脫離宇宙，問宇宙半徑至少為多大？7.某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體，經(jīng)時間t物體以速率v落回手中.已知該星球的半徑為R，求這星球上的第一宇宙速度.8.第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度，也叫環(huán)繞速度.根據(jù)公式：v=，衛(wèi)星離地面越高，衛(wèi)星做勻速圓周運動的速度越小，即第一宇宙速度是衛(wèi)星做勻速圓周運動的最大環(huán)繞速度.但是我們又知道人造衛(wèi)星又可以以介于第一宇宙速度和第二宇宙速度的速度繞地球運行，顯然這個速度是要大于第一宇宙速度的.這兩點似乎有矛盾.請同學(xué)們根據(jù)所學(xué)過的知識展開討論.9.在某個半徑為R=m的行星表面，對于一個質(zhì)量m=1kg的砝碼，用彈簧秤稱量，其重力的大小G=.請計算該星球的第一宇宙速度v是多大.（注：第一宇宙速度v，也即近地最大環(huán)繞速度；本題可以認為物體重力大小與其萬有引力的大小相等）10.在某星球上，宇航員用彈簧測力計稱得質(zhì)量為m的砝碼重力為F，宇宙飛船在靠近該星球表面空間飛行，測得其環(huán)繞周期是T.根據(jù)上述數(shù)據(jù)，試求該星球的質(zhì)量.11.金星的半徑是地球的倍，質(zhì)量為地球的倍.那么， （1）金星表面的自由落體加速度是多大？ （2）金星的第一宇宙速度是多大？12.某物體在地球表面上受到的重力為160N；將它放置在衛(wèi)星中，在衛(wèi)星以加速度a=隨火箭加速上升的過程中，當(dāng)物體與衛(wèi)星中的支持物的相互擠壓力為90N時，衛(wèi)星此時距地面的高度為多少?（已知地球的半徑R=×103km，取g=10m/s2）13.2000年1月26日我國發(fā)射了一顆同步衛(wèi)星，其定點位置與東經(jīng)98°的經(jīng)線在同一平面內(nèi).若把甘肅省嘉峪關(guān)處的經(jīng)度和緯度近似取為東經(jīng)98°和北緯α=40°，已知地球半徑R，地球自轉(zhuǎn)周期T，地球表面重力加速度g（視為常量）和光速c.試求該同步衛(wèi)星發(fā)出的微波信號傳到嘉峪關(guān)處的接收站所需的時間.14.地球的兩顆人造衛(wèi)星質(zhì)量之比m1∶m2=1∶2，軌道半徑之比r1∶r2=1∶2.求： （1）線速度之比; （2）角速度之比; （3）運行周期之比; （4）向心力之比.15.某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體，經(jīng)時間t落回手中，已知該星的半徑為R，求這個星球上的第一宇宙速度.16.人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，當(dāng)衛(wèi)星離地面高度增大時，試討論衛(wèi)星的向心加速度、線速度、角速度和周期的變化情況.17.某物體在地球表面上受到的重力為160N；將它放置在衛(wèi)星中，在衛(wèi)星以加速度a=g/2隨火箭加速上升的過程中，物體與衛(wèi)星中的支持物的相互擠壓力為90N，衛(wèi)星此時距地面的高度為多少?（已知地球的半徑R=×103km，取g=10m/s2）18.地球和月球的質(zhì)量之比為81∶1，半徑之比為4∶1，求： （1）地球和月球表面的重力加速度之比. （2）在地球上和月球上發(fā)射衛(wèi)星所需最小速度之比.19.在圓軌道上運動的質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球半徑R，地面上的重力加速度為g，求： （1）衛(wèi)星運動的線速度； （2）衛(wèi)星運動的周期.20.請查閱有關(guān)資料，請?zhí)骄课覈l(fā)射的“神舟”五號飛船有哪些特點？題號一總分得分四、多選類（共0分）1.據(jù)報道，我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號01星”于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)過4次變軌控制后，于5月1日成功定點在東經(jīng)77°赤道上空的同步軌道.關(guān)于成功定點后的“天鏈一號01星”，下列說法正確的是()A.運行速度大于sB.離地面高度一定，相對地面靜止C.繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度大D.向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等2.如圖所示,a、b、c是地球大氣層外圓形軌道上運動的三顆衛(wèi)星,a和b質(zhì)量相等且小于c的質(zhì)量,則() A.b所需向心力最小B.b、c的周期相同且大于a的周期C.b、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度D.b、c的線速度大小相等,且小于a的線速度3.發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點.如圖所示，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是() A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B.衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度4.假如一做圓周運動的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增加到原來的2倍,仍做圓周運動,則()A.根據(jù)公式v=ωr可知衛(wèi)星運動的線速度將增大到原來的2倍B.根據(jù)公式F=可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來的1/2C.根據(jù)公式F=G可知地球提供的向心力將減小到原來的1/4D.根據(jù)上述B和C中給出的公式可知,衛(wèi)星運行的線速度將減小到原來的5.同步衛(wèi)星離地心距離為r，運行速率為v，加速度為a，地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a，第一宇宙速度為v，地球半徑為R.則（）A.B.C.D.6.人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運動時，以下敘述正確的是（）A.衛(wèi)星的速度一定大于或等于第一宇宙速度B.在衛(wèi)星中用彈簧測力計稱一個物體時讀數(shù)為零C.在衛(wèi)星中，一個天平的兩個盤上分別放上質(zhì)量不等的兩個物體，天平平衡D.在衛(wèi)星中，一切物體的質(zhì)量都為零7.美國“新地平線”號探測器，已于美國東部時間2006年1月17日13時（北京時間18日1時）借助“宇宙神—5”火箭，從佛羅里達州卡納維拉爾角肯尼迪航天中心發(fā)射升空，開始長達九年的飛向冥王星的太空之旅.擁有3級發(fā)動機的“宇宙神—5”重型火箭將以每小時萬千米的驚人速度把“新地平線”號送離地球，這個冥王星探測器因此將成為人類有史以來發(fā)射的速度最高的飛行器，這一速度…（）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8.在土星外圍存在一個模糊不清的圓環(huán)．以前，土星環(huán)通常被看作是土星上的一個或幾個扁平的固體物質(zhì)盤．直到1856年，英國物理學(xué)家麥克斯韋從理論上論證了土星環(huán)是無數(shù)個小衛(wèi)星在土星赤道面上繞土星旋轉(zhuǎn)的物質(zhì)系統(tǒng)，為了判斷它是土星的一部分還是土星的衛(wèi)星群，可以根據(jù)環(huán)中各層的線速度與該層到土星中心的距離之間的關(guān)系來判斷（）A.若v∝r，則該層是土星的一部分B.若v∝r，則該層是土星的衛(wèi)星群C.若v∝，則該層是土星的一部分D.若v∝，則該層是土星的衛(wèi)星群9.由于阻力的原因，人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的半徑逐漸減小，則下列說法正確的是（）A.運行速度變大B.運行周期減小C.需要的向心力變大D.向心加速度減小10.一個圍繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來的2倍，仍做勻速圓周運動，則…（）A.根據(jù)公式v=ωr可知，衛(wèi)星運動的線速度將增大為原來的2倍B.根據(jù)公式F=m可知，衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來的C.根據(jù)公式F=G可知，地球提供的向心力將減小到原來的D.根據(jù)F=和F=G可知，衛(wèi)星運動的線速度將減小到原來的11.試圖發(fā)射一顆繞地球做圓周運動的衛(wèi)星，設(shè)地球半徑為6400km，地球表面的重力加速度為s?2;，下列設(shè)想中可以實現(xiàn)的是（）A.環(huán)繞速度為sB.環(huán)繞速度為sC.周期為12hD.周期為1h12.如圖所示有A、B兩個行星繞同一恒星O做圓周運動，運轉(zhuǎn)方向相同，A行星的周期為，B行星的周期為.在某一時刻兩行星第一次相遇（即兩行星相距最近），則（） A.經(jīng)過時間t=+，兩行星將第二次相遇B.經(jīng)過時間t=，兩行星將第二次相遇C.經(jīng)過時間t=，兩行星第一次相距最遠D.經(jīng)過時間t=，兩行星第一次相距最遠13.假如一做圓周運動的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來的2倍，仍做圓周運動，則（）A.根據(jù)公式v=ωr，可知衛(wèi)星運動的線速度將增大到原來的2倍B.根據(jù)公式F=，可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來的C.根據(jù)公式F=，可知地球提供的向心力將減小到原來的D.根據(jù)上述選項B和C中給出的公式，可知衛(wèi)星運動的線速度將減小到原來的14.據(jù)觀測，某行星外圍有一模糊不清的環(huán)，為了判斷該環(huán)是連續(xù)物還是衛(wèi)星群，測出了環(huán)中各層的線速度v的大小與該層至行星中心的距離R.以下判斷正確的是（）A.若v與R成正比，則環(huán)是連續(xù)物B.若v與R成反比，則環(huán)是連續(xù)物C.若v與R成反比，則環(huán)是衛(wèi)星群D.若v與R成正比，則環(huán)是衛(wèi)星群15.第一宇宙速度是物體在地球表面附近環(huán)繞地球做勻速圓周運動的速度.則有（）A.被發(fā)射的物體質(zhì)量越大，第一宇宙速度越大B.被發(fā)射的物體質(zhì)量越小，第一宇宙速度越大C.第一宇宙速度與被發(fā)射物體的質(zhì)量無關(guān)D.第一宇宙速度與地球的質(zhì)量有關(guān)16.設(shè)地面附近重力加速度為g0，地球半徑為R0，人造地球衛(wèi)星圓形軌道半徑為R.那么，以下說法正確的是（）A.衛(wèi)星在軌道上向心加速度大小為g0R02/R2B.衛(wèi)星運行的速度大小為C.衛(wèi)星運行的角速度大小為D.衛(wèi)星運行的周期為2π17.地球同步衛(wèi)星距地面高度為h，地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)的角速度為ω.那么同步衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的線速度為（）A.v=（R+h）ωB.v=C.v=RD.v=18.據(jù)觀測，某行星外圍有一模糊不清的環(huán)，為了判斷該環(huán)是連續(xù)物還是衛(wèi)星群，又測出了環(huán)中各層的線速度v的大小與該層至行星中心的距離R，以下判斷中正確的是（）A.若v與R成正比，則環(huán)是連續(xù)物B.若v與R成反比，則環(huán)是連續(xù)物C.若v2與R成正比，則環(huán)是衛(wèi)星群D.若v2與R成反比，則環(huán)是衛(wèi)星群19.我國發(fā)射的“亞洲一號”通訊衛(wèi)星的質(zhì)量為m，如果地球半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為ω，表面重力加速度為g，則衛(wèi)星（）A.距地面的高度h=-RB.環(huán)繞速度v=C.受到地球引力為D.受到地球引力為mg20.假如一顆做圓周運動的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來的2倍，仍做圓周運動，則（）A.根據(jù)公式v=ωr，可知衛(wèi)星運動的線速度將增大到原來的2倍B.根據(jù)公式F=mv2/r，可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來的1／2C.根據(jù)公式F=GMm/r2，可知地球提供的向心力將減小到原來的1／4D.根據(jù)上述B和C中給出的公式，可知衛(wèi)星運動的線速度將減小到原來的／221.關(guān)于地球的第一宇宙速度，下面說法中正確的是（）A.它是人造地球衛(wèi)星繞地球運行的最小速度B.它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運行速度C.它是能使衛(wèi)星進入近地軌道的最小速度D.它是能使衛(wèi)星進入軌道的最大發(fā)射速度22.用m表示地球同步通訊衛(wèi)星的質(zhì)量，h表示它距地面的高度，R0表示地球的半徑，g0表示地球表面處的重力加速度，ω0表示地球自轉(zhuǎn)的角速度，則衛(wèi)星所受地球?qū)λ娜f有引力（）A.等于零B.等于mg0R20/(R0+h)2C.等于D.以上結(jié)果都不對23.如圖所示a、b、c是地球大氣層外圓形軌道上運動的三顆衛(wèi)星，a和b質(zhì)量相等且小于c的質(zhì)量，則（） A.b所需向心力最小B.b、c的周期相同且大于a的周期C.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D.b、c的線速度大小相等，且小于a的線速度24.在研究宇宙發(fā)展演變的理論中，有一種學(xué)說叫做“宇宙膨脹學(xué)說”，宇宙是由一個大爆炸的火球開始形成的，大爆炸后各星球即以不同的速度向外運動，這種學(xué)說認為萬有引力常量G在緩慢地減小.根據(jù)這一理論，在很久很久以前，太陽系中地球的公轉(zhuǎn)情況與現(xiàn)在相比（）A.公轉(zhuǎn)半徑r較大B.公轉(zhuǎn)周期T較小C.公轉(zhuǎn)速率v較大D.公轉(zhuǎn)角速度ω較小25.地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由r=求出，已知式中a的單位是m，b的單位是s，c的單位是m／s2，則（）A.a是地球半徑，b是地球自轉(zhuǎn)的周期，c是地球表面處的重力加速度B.a是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運動的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度C.a是赤道周長，b是地球自轉(zhuǎn)周期，c是同步衛(wèi)星的加速度D.a是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運動的周期，c是地球表面處的重力加速度26.地球同步衛(wèi)星距地面高度為h，地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)的角速度為ω，那么同步衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的線速度為（）A.v=(R+h)ωB.v=C.v=D.v=27.如圖所示的三個人造地球衛(wèi)星，則下列說法正確的是（） A.衛(wèi)星可能的軌道為a、b、cB.衛(wèi)星可能的軌道為a、cC.同步衛(wèi)星可能的軌道為a、cD.同步衛(wèi)星可能的軌道為a28.發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點.如圖所示，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（） A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B.衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度29.如圖所示，有A、B兩顆行星繞同一顆恒星做圓周運動，旋轉(zhuǎn)方向相同，A行星的周期為T1，B行星的周期為T2，在某一時刻兩行星相距最近.則（） A.經(jīng)過時間t=T1+T2，兩行星再次相距最近B.經(jīng)過時間t=，兩行星再次相距最近C.經(jīng)過時間t=，兩行星相距最遠D.經(jīng)過時間t=，兩行星相距最遠30.若人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,則下列說法正確的是()A.衛(wèi)星的軌道半徑越大,它的運行速度越大B.衛(wèi)星的軌道半徑越大,它的運行速度越小C.衛(wèi)星的質(zhì)量一定時,軌道半徑越大,它需要的向心力越大D.衛(wèi)星的質(zhì)量一定時,軌道半徑越大,它需要的向心力越小31.我國“風(fēng)云二號”同步衛(wèi)星于2004年10月19日發(fā)射升空，并進入預(yù)定軌道運行，該衛(wèi)星在軌道上運行時()A.速度小于km/sB.周期大于地球的自轉(zhuǎn)周期C.加速度小于地面重力加速度D.能經(jīng)過北京上空32.關(guān)于第一宇宙速度,下列說法正確的是()A.它是人造地球衛(wèi)星繞地球運行的最小速度B.它是近地圓軌道上人造地球衛(wèi)星的運行速度C.它是使衛(wèi)星進入近地圓軌道的最小發(fā)射速度D.它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運行時在遠地點的速度33.2006年10月29日0時20分,由中國人自己制造的成本達20億元人民幣的第一顆直播通信衛(wèi)星“鑫諾二號”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功，定點于東經(jīng)°的上空(拉薩和唐古拉山口即在東經(jīng)°附近).“鑫諾二號”載有22個大功率轉(zhuǎn)發(fā)器，如果正常工作，可同時支持200余套標準清晰度的電視節(jié)目，它將給中國帶來1000億元人民幣的國際市場和幾萬人的就業(yè)機會，它還承擔(dān)著“村村通”的使命，即滿足中國偏遠山區(qū)民眾能看上電視的愿望.關(guān)于“鑫諾二號”通信衛(wèi)星的說法正確的是()A.它一定定點在赤道上空B.它可以定點在拉薩或唐古拉山口附近的上空C.它繞地球運轉(zhuǎn)，有可能經(jīng)過北京的上空D.它與周期為90分鐘的“神舟六號”載人飛船相比，“鑫諾二號”的軌道半徑大、環(huán)繞速度小34.關(guān)于繞地球做圓周運動的宇宙飛船，以下結(jié)論正確的是（）A.兩飛船，只要它們速率相等，則它們的軌道半徑和運行周期必相等B.在同一軌道上沿同方向運行的前后兩飛船，要想對接，只要后面一飛船向后噴射氣體而加速即可C.宇航員從艙內(nèi)走出，離開飛船，則飛船所受萬有引力減小而使飛船軌道半徑變大D.飛船若朝著飛行方向噴氣，則其軌道半徑將變小35.美國“新地平線”號探測器，已于美國東部時間2006年1月17日13時（北京時間18日1時）借助“宇宙神-5”火箭，從佛羅里達州卡納維拉爾角肯尼迪航天中心發(fā)射升空，開始了長達9年的飛向冥王星的太空之旅，擁有3級發(fā)動機的“宇宙神-5”重型火箭將以每小時萬公里的驚人速度把“新地平線”號送離地球，這個冥王星探測器因此將成為人類有史以來發(fā)射的速度最高的飛行器.這一速度（）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.小于并接近于第三宇宙速度36.關(guān)于人造地球衛(wèi)星及其中物體的超重、失重問題,下列說法中正確的是（）A.在發(fā)射過程中向上加速時產(chǎn)生超重現(xiàn)象B.在降落過程中向下減速時產(chǎn)生超重現(xiàn)象C.進入軌道時做勻速圓周運動,產(chǎn)生失重現(xiàn)象D.失重是由于地球?qū)πl(wèi)星內(nèi)物體的作用力減小而引起的37.當(dāng)人造衛(wèi)星進入軌道做勻速圓周運動后，下列敘述正確的是（）A.在任何軌道上運動時，地球球心都在衛(wèi)星的軌道平面內(nèi)B.衛(wèi)星運動速度一定不超過km／sC.衛(wèi)星內(nèi)的物體仍受重力作用，并可用彈簧秤直接測出所受重力的大小D.衛(wèi)星運行時的向心加速度等于衛(wèi)星軌道所在處的重力加速度38.關(guān)于第一宇宙速度，下列說法哪些是正確的（）A.它是人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的最小運行速度B.它是人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的最大運行速度C.它是人造衛(wèi)星繞地球飛行所需的最小發(fā)射速度D.它是人造衛(wèi)星繞地球運動的最大運行速度39.可以發(fā)射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星，使其圓軌道（）A.與地球表面上某一緯度線（非赤道）是共面同心圓B.與地球表面上某一經(jīng)度線所決定的圓是共面同心圓C.與地球表面上的赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對地球表面是靜止的D.與地球表面上的赤道線是共面同心圓，但衛(wèi)星相對地球表面是運動的題號一總分得分五、填空類（共0分）1.在圓形軌道上運動的質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球半徑R，地面上的重力加速度為g，則衛(wèi)星運動的周期T=_________.2.已知繞中心天體做勻速圓周運動的星體的軌道半徑為r，運動周期為T，若中心天體的半徑為R，則其平均密度ρ=_________.3.兩顆人造地球衛(wèi)星，都在圓形軌道上運行，它們的質(zhì)量相等，軌道半徑之比r1∶r2=2∶1，則它們的線速度之比v1∶v2=_________.4.第一宇宙速度的表達式是_________或_________.要使人造地球衛(wèi)星繞地球運行，它進入地面附近的軌道速度必須等于或小于_________km/s，要使衛(wèi)星脫離地球引力不再繞地球運行，成為人造行星，必須使它的速度等于或大于_________km/s，要想使它飛到太陽系以外的地方去，它的速度必須等于或大于_________km/s.5.地球?qū)χ車奈矬w有_________的作用，因而拋出的物體要_________.但是，拋出物體的初速度越大，物體就會飛得越_________.如果沒有_________，當(dāng)速度足夠大時，物體就永遠不會落到地面上，將圍繞地球運轉(zhuǎn)，成為一顆繞地球運動的_________.參考答案:一、單選類（共6分）1.D2.C3.A4.C5.A6.B7.C8.A9.B10.B11.B12.C13.C14.D15.B16.A17.B18.A19.D20.B21.B22.D23.A24.D25.C26.C27.C28.C29.C30.C31.A二、綜合類（共10分）1.本題答案如下1) 2) 三、簡答類（共5分）1.增大了% 2.(1)×1035kg(2)5×108m 3.(1)2π(2) 4.（1）本題綜合考查萬有引力定律、圓周運動、向心力公式、牛頓第二定律等知識.A、B繞著共同的圓心做半徑不同的勻速圓周運動，它們之間的萬有引力互為對方的向心力.解題時要抓住它們具有相同的角速度這一條件，然后利用萬有引力充當(dāng)向心力，分別研究A、B就可計算，得出結(jié)果.在第三問判斷中，要充分利用好“如果其質(zhì)量大于太陽質(zhì)量ms的2倍，它將有可能成為黑洞”這一條件. 設(shè)A、B圓軌道半徑分別為r1、r2，由題意知，A、B做勻速圓周運動的角速度相同，設(shè)其為ω.由牛頓運動定律，有 FA=m1ω2r1FB=m2ω2r2 FA=FB 設(shè)A、B之間的距離為r，又r=r1+r2，由上述各式得r=① 由萬有引力定律，有FA= 將①代入得FA=，令FA= 比較可得m′=.② （2）由牛頓第二定律，有③ 又可見星A的軌道半徑r1=④ 由②③④式解得.⑤ （3）將m1=6ms 代入數(shù)據(jù)得=⑥ 設(shè)m2=nms(n＞0)，將其代入⑥式，得=⑦ 可見，的值隨n的增大而增大，試令n=2，得=＜⑧ 若使⑦式成立，則n必大于2，即暗星B的質(zhì)量m2必大于2ms，由此得出結(jié)論:暗星B有可能是黑洞. 5.解:設(shè)月球表面重力加速度為g，作圓周運動的小球到達最高點速度為v， 則=-mg·2r① 由恰好做圓周運動條件:mg=② 環(huán)月衛(wèi)星的最小發(fā)射速度等于衛(wèi)星在月球表面的繞行速度v′，設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量m0，則m0g=③ 解①②③得v′= 6.解:(1)把地球上第二宇宙速度的公式應(yīng)用到黑洞上，則式中M、R為黑洞的質(zhì)量和半徑. 當(dāng)逃逸速度等于光速時黑洞半徑最大:Rmax==×103m=. (2)同理，應(yīng)用到宇宙這個假想的“均勻球體”上: R′=則:R′= 代入數(shù)據(jù)得:R′=×1010光年 （1）（2）×1010光年 7. 8.解:這兩點的確看起來有矛盾，也是困擾同學(xué)們的一個疑點.但是只要清醒地認識到前個結(jié)論是有前提條件的．同學(xué)們要看到前一個結(jié)論是利用了理想化模型，即把人造衛(wèi)星繞地球運動的軌跡近似成圓形軌道.如在利用公式v=推導(dǎo)第一宇宙速度時，作了兩點近似:一是把衛(wèi)星運行的軌跡近似成圓形；二是把衛(wèi)星運行的軌道半徑近似成地球的半徑，從而得到第一宇宙速度的數(shù)值為s；而實際上所有的星體都不可能繞中心天體做圓形軌道的運動，速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度繞地球運行的衛(wèi)星，它們的運行軌道都是橢圓軌道，衛(wèi)星在運行過程中速度大小會發(fā)生變化. 9.400m/s 10. 11.(1)s2(2)s 12.×104km 13.解:微波信號傳播速度等于光速，求時間須先求出衛(wèi)星與嘉峪關(guān)的距離.綜合運用同步衛(wèi)星的動力學(xué)關(guān)系和g=，解出衛(wèi)星距地心距離，再結(jié)合地球知識，作出相應(yīng)的幾何圖形，運用數(shù)學(xué)知識求出衛(wèi)星到嘉峪關(guān)的距離. 設(shè)m為衛(wèi)星的質(zhì)量，M為地球的質(zhì)量，r為衛(wèi)星到地球中心的距離，同步衛(wèi)星的周期即地球自轉(zhuǎn)周期T，有 又據(jù)=m′g 所以r= 在東經(jīng)98°的經(jīng)線所在平面內(nèi)，如下圖所示，嘉峪關(guān)處位于P點，衛(wèi)星到它的距離設(shè)為L，據(jù)余弦定理得 L= 所以. 14.解:衛(wèi)星運行的向心力等于萬有引力 ma向==F向 （1）a向=v2/r 所以. （2）a向=ω2r =mω2r ω= 所以. （3）. （4）同理:. 15.解:該類問題的思路是，依據(jù)運動情況求得重力加速度，然后依據(jù)重力提供向心力求得第一宇宙速度.一定要明確地球（星球）表面附近繞地球（星球）做圓周運動時的線速度即為第一宇宙速度，這時衛(wèi)星運動的軌道半徑為地球（星球）的半徑，向心加速度為地球（星球）表面的重力加速度. 根據(jù)豎直上拋運動的規(guī)律可得，該星球表面的重力加速度為g=，該星球的第一宇宙速度，即為衛(wèi)星在其表面附近繞它做勻速圓周運動的線速度，該星球?qū)πl(wèi)星的引力（重力）提供衛(wèi)星做圓周運動的向心力，則mg=，該星球表面的第一宇宙速度為v1=. 16.解:衛(wèi)星做勻速圓周運動，向心力由萬有引力提供. 即=ma（h為衛(wèi)星離地面的高度，M為地球質(zhì)量，R為地球半徑）. 可得:a=，由于G、M、R是恒星，所以，衛(wèi)星離地面高度增大時，衛(wèi)星的向心加速度減小. 同樣有= 由此可得:.可見，衛(wèi)星離地面的高度增大時，衛(wèi)星的線速度變小. 同樣有=mω?2;(R+h) 由此可得:ω=，可見，衛(wèi)星離地面的高度增大時，衛(wèi)星的角速度減小. 同樣有:=m(R+h) 由此可得:T=2π，因此，衛(wèi)星離地面高度增大時，衛(wèi)星的周期增大. 17.解:先根據(jù)牛頓第二定律列出加速度a=g/2時的方程，然后根據(jù)萬有引力產(chǎn)生重力的思想，分別列出兩個方程，最后聯(lián)立求解. 依題意可知物體的質(zhì)量為m=16kg.當(dāng)物體與衛(wèi)星中的支持物的相互擠壓力為90N時，設(shè)此時衛(wèi)星距地面的高度為H.如圖，在火箭加速上升的過程中物體受到重力G′(此時重力加速度為g′）和支持力N兩個力的作用，根據(jù)牛頓第二定律:F=ma 即N-G′=ma，有:mg′=N-ma① 根據(jù)萬有引力定律，萬有引力產(chǎn)生重力，有:GMm/r2=mg′② 在地球表面附近，GMm/R2=mg③ 聯(lián)立三式得:r==4R 故H=r-R=3R=×104km. ×104km 18.解:（1）星球?qū)ξ矬w的萬有引力約等于物體在星球表面受到的重力，有=mg，所以: . （2）法一:衛(wèi)星在星球附近做圓周運動需要的向心力由星球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供，則: , v=. 所以. 法二:衛(wèi)星在星球附近做圓周運動的向心力也可以認為是由衛(wèi)星在星球表面所受的重力提供的，則:mg= 所以. （1）（2） 19.解:人造地球衛(wèi)星受地球的引力提供向心力，則① 在地面，物體所受重力等于萬有引力，則=mg② 解①②得v= 又·2R③ 解②③得T= （1）（2） 20.解:“神舟”五號飛船是我國獨立設(shè)計和研制的具有完全知識產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品.與其他國家相比,我們的飛船有我們自己的特點:第一,從設(shè)計上看,我國飛船功能一步到位,不像美國和俄羅斯在初期把功能分成幾塊,一步一步地進行;第二,我國飛船的直徑是根據(jù)我們的需要設(shè)計的,為,比俄羅斯的要大.這樣,航天員在里面比較舒適,也留有發(fā)展的余地和空間；第三,我國飛船在設(shè)計思想上也與俄羅斯不一樣:除把它作為天地往返運輸工具之外,我們還把飛船作為科學(xué)實驗的工具,飛船返回之后有一個留軌艙在太空繼續(xù)做科學(xué)實驗;第四,我們的飛船是在這幾年設(shè)計的,比其他國家的晚一些.因此,我們的設(shè)備技術(shù)含量,比如電子技術(shù)和控制技術(shù)比那時候要進步得多. 四、多選類（共0分）1.B,C2.A,B,D3.B,D4.C,D5.A,D6.B,C7.A,B,D8.A,D9.A,B,D10.C,D11.B,C12.B,D13.C,D14.A,C15.C,D16.A,B,D17.A,C,D18.A,D19.A,B,C20.C,D21.B,C22.B,C23.A,B,D24.B,C25.A,D26.A,C,D27.B,D28.B,D29.B,D30.B,D31.A,C32.B,C33.A,D34.A,D35.A,B,D36.A,B,C37.A,B,D38.B,C39.C,D五、填空類（共0分）1. 2. 3.∶2 4.(1)v= (2)v= (3) (4) (5) 5.(1)萬有引力 (2)落回地面 (3)遠 (4)阻力 (5)人造地球衛(wèi)星 解析:一、單選類（共6分）1.選D.經(jīng)典力學(xué)在低速運動的廣闊領(lǐng)域(包括天體力學(xué)的研究)中，經(jīng)受了實踐的檢驗，取得了巨大的成就，但在高速領(lǐng)域不再適用，故選項A、B、C適用．2.選C.衛(wèi)星在圓形軌道上運動的速度v＝.由于r>，所以，C正確．3.選A.地球的自轉(zhuǎn)周期變大，則地球同步衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期變大．由＝m(R＋h)，得h＝?R，T變大，h變大，A正確．由＝ma，得a＝，r增大，a減小，B錯誤．由=，得v＝，r增大，v減小，C錯誤．由ω＝可知，角速度減小，D錯誤．4.由G(R+h)及GM=gR，得同步衛(wèi)星距離地面的高度為h=-R,所以講話傳到通信衛(wèi)星的時間為t=,因此,講完話后聽到對方回話的最短時間為t=4t=.5.由G=m得v= 解得v=2v=16km/s.6.同步通信衛(wèi)星的周期與角速度跟地球自轉(zhuǎn)的周期與角速度相同,為定值.由ω=和h=r-R知,衛(wèi)星高度確定；由v=ωr知,速率也確定,A正確,B錯誤；由T=2π知,第一顆人造衛(wèi)星離地高度比同步衛(wèi)星低,C正確；由v=知,同步衛(wèi)星比第一顆人造衛(wèi)星速率小,D正確,故選項B正確.7.線速度v=,由于r>R,所以v＜s,選項C正確.8.人造地球衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)時,萬有引力提供向心力,即G，同理,探測器繞月球運轉(zhuǎn)時,v′=,聯(lián)立得:v′=v,由T=得:T′=T.9.設(shè)月球表面的重力加速度為g′,由“自由落體”運動可得:h=g′t,g′=.月球?qū)︼w船的萬有引力提供飛船做圓周運動的向心力,則mg′=m.月球表面的第一宇宙速度為v′=.10.由G=m得 第一宇宙速度v=,M為星球的質(zhì)量，R為星球的半徑.故=， 則v=s.11.由于空氣阻力使衛(wèi)星高度降低，故＞，由v=知變軌后衛(wèi)星速度變大，動能變大，＞，也可理解為衛(wèi)星在做向心運動時引力做功大于克服阻力做功，故動能增大.故B正確.12.萬有引力提供向心力:GMm/r=mv/r，得E=mv=， 動能增大(在任一瞬間，衛(wèi)星都可近似地看作在某圓形軌道上運動，說明衛(wèi)星受到的空氣阻力比地球?qū)λ娜f有引力小得多，引力做功大于克服阻力做功，因而動能增大).結(jié)合T=2r/v，可判斷T變小.解決本題主要是應(yīng)用萬有引力提供衛(wèi)星做圓周運動的向心力，解析速度、周期與半徑之間的關(guān)系.13.地球赤道上的物體的向心加速度a=()?2;R，其中T為地球自轉(zhuǎn)周期，R為地球半徑；同步衛(wèi)星的向心加速度a=()?2;R，其中T為同步衛(wèi)星運行周期，R為同步衛(wèi)星軌道半徑.已知R=nR,T=T,則=n.14.此題為人造衛(wèi)星的變軌問題，當(dāng)衛(wèi)星受阻力作用線速度變小時，做圓周運動所需的向心力減小，而此時由萬有引力提供的向心力大于需要的向心力，所以衛(wèi)星將做向心運動而使軌道半徑逐漸減小，而變軌后的衛(wèi)星在軌道上運行時，滿足v∝和T∝，所以v增大，T減小，因此正確選項應(yīng)為D.15.A、B、C都做環(huán)繞運動，由可知，B、C的軌道半徑大，B、C的線速度小;由T=知，B、C的周期相等，且比A的周期大;由a=知，B、C加速度相等，但比A的加速度?。划?dāng)C的速率增大時，C所需的向心力增大，而C在原軌道上的萬有引力大小不變，因此，不能為C提供足夠的向心力，故C將向外側(cè)脫離原來軌道，不能追上B.16.，所以v=，所以A對.式中v是環(huán)繞速度并非發(fā)射速度，所以B錯.17.萬有引力提供衛(wèi)星運行的向心力，由=，v=，得: v=，v=，由，v=v≈s，則探月衛(wèi)星繞月運行的速率為s.所以B選項正確.18.地球同步衛(wèi)星的周期等于地球自轉(zhuǎn)周期即24小時，故“神舟”六號宇宙飛船的周期小于同步衛(wèi)星的周期.由開普勒行星運動定律=k可知，同步衛(wèi)星的軌道半徑更大些，C錯誤；衛(wèi)星做圓周運動時萬有引力提供向心力即:F=，又二者質(zhì)量相同，因此可得軌道半徑小的向心力大，A正確；E=,=F，可知E=，因此軌道半徑小的飛船的動能大，B錯誤；同步衛(wèi)星軌道必須位于赤道平面內(nèi)，而飛船就不必，只要其軌道的圓心與地心重合即可，故D錯誤.19.在月球表面，質(zhì)量為m的物體受月球的引力等于其重力，則=mg① 又（R+h）② 解①②得:T=20.衛(wèi)星在地球（月球）表面附近繞地球（月球）做勻速圓周運動，向心力為地球（月球）對衛(wèi)星的吸引力，則，近地（月）衛(wèi)星的線速度為v=，近月衛(wèi)星與近地衛(wèi)星的線速度之比為= 所以近月衛(wèi)星的線速度為v==×s=s21.由于地球衛(wèi)星繞地球運行的軌道半徑大于 地球半徑，即r＞R，由v=知，衛(wèi)星運動的線速度小于第一宇宙速度，即 v==s22.討論衛(wèi)星的運行問題,必須從萬有引力入手.由得v∝,故r越大,v越小,所以飛船在軌道3上的速率小于在軌道1上的速率,故A錯.由=mrω得r越大,ω越小,故飛船在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度,故B錯.由于加速度取決于力,而此處衛(wèi)星的加速度是由萬有引力提供的,由=ma可知,不論飛船在哪個軌道上,只要在同一位置,其加速度都相同,故C錯D對.23.由v=知，軌道半徑越小，線速度越大，所以飛船為了追上軌道空間站，只能從較低軌道上加速.24.高度降低，軌道半徑減小，由a=知，向心加速度增大；由v=知，線速度增大；由ω=知，角速度增大；由T=知，周期減小.25.本題的判斷分為兩個步驟，首先由開普勒第三定律求出半徑之比，然后根據(jù)衛(wèi)星線速度公式求出運動速率之比. 由開普勒第三定律得=1∶4 由v=得=2∶1.26.無解析27.無解析28.太空垃圾在大氣阻力的作用下速度減小，則它做圓周運動所需的向心力減小，小于所受的萬有引力，因此多余的萬有引力將垃圾拉向了地面.29.通訊衛(wèi)星為地球同步衛(wèi)星，必定點于赤道上空，其周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期.衛(wèi)星內(nèi)的所有物體都處于完全失重狀態(tài).30.人造地球衛(wèi)星以初速度v發(fā)射，可繞地球做勻速圓周運動，則發(fā)射速度滿足／s≤v＜／s，所以發(fā)射速度為2v時，2v≥／s，即發(fā)射速度一定大于第二宇宙速度／s，衛(wèi)星一定脫離地球束縛，成為太陽系的人造行星.C選項正確.31.宇宙飛船加速時，由于飛船受到的萬有引力不足以提供飛船需要的向心力，因而飛船就會發(fā)生離心現(xiàn)象，這樣，要使飛船與空間站對接，應(yīng)從較低軌道上加速.二、綜合類（共10分）1.設(shè)衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的周期為T，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律得G＝m，G＝m2·4R質(zhì)量為m′的物體在地球表面所受的重力等于萬有引力的大小，即G＝m′g 聯(lián)立以上三式解得v＝，T＝16π.1)無解析2)無解析三、簡答類（共5分）1.根據(jù)愛因斯坦的狹義相對論得，運動后的質(zhì)量增大了，且m＝＝≈2所以改變的百分比為×100%＝%.2.(1)設(shè)“黑洞”質(zhì)量為m1,天體質(zhì)量為m2,它們之間的距離為r,根據(jù)萬有引力等于向心力,即. m1=kg=×1035kg. (2)設(shè)“黑洞”的可能半徑為R,質(zhì)量為m1,依題意,需滿足＞c. 則R＜,則“黑洞”的可能最大半徑 Rmax=m=5×108m. 或者根據(jù)Gm1=v2·r,所以Rmax=, 故Rmax=m=5×108m.3.(1)由萬有引力定律和向心力公式得 G(R+h) 又G=mg 故TB=2π. (2)由題意得 (ωb-ω0)t=2π 又ωb= 故t=.4.無解析5.無解析6.無解析7.根據(jù)勻變速運動的規(guī)律可得，該星球表面的重力加速度為g= 該星球的第一宇宙速度，即為衛(wèi)星在其表面附近繞它做勻速圓周運動的線速度，該星球?qū)πl(wèi)星的引力（重力）提供衛(wèi)星做圓周運動的向心力，則mg= 該星球表面的第一宇宙速度為v=8.無解析9.根據(jù)G=mg，求得g=m/s，因在星球表面附近，砝碼的重力近似等于萬有引力，所以mg=，解得v=m/s=400m/s.10.m物體的質(zhì)量等于該星球給它的萬有引力，設(shè)星球的半徑為R，F(xiàn)=，得R=，設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量為m′，衛(wèi)星靠近星球表面飛行，其軌道半徑約等于星球半徑，做圓周運動的向心力等于萬有引力.=m′()R得M=.11.(1)由于萬有引力產(chǎn)生重力，設(shè)金星和地球的半徑、質(zhì)量及星球表面的自由落體的加速度分別為r1、m1、g1，r2、m2、g2.分別對金星和地球列兩個方程: =m1g1① =m2g2② ①÷②式得:g1=×g2=s2. (2)重力提供星體做圓周運動的向心力.設(shè)金星和地球的半徑、質(zhì)量及星球做圓周運動的速度分別為r1、m1、v1,r2、m2、v2.分別對金星和地球列兩個方程: m1g1=③ m2g2=④ ③÷④式得:v1==s.12.先根據(jù)牛頓第二定律列出加速度a=時的方程，然后根據(jù)萬有引力產(chǎn)生重力的思想，分別列出兩個方程，最后聯(lián)立求解. 依題意可知物體的質(zhì)量為m=16kg.當(dāng)物體與衛(wèi)星中的支持物的相互擠壓力為90N時，設(shè)此時衛(wèi)星距地面的高度為H.如圖，在火箭加速上升的過程中物體受到重力G′(此時重力加速度為g′)和支持力N兩個力的作用，根據(jù)牛頓第二定律:F=ma 即N-G′=ma，有:mg′=N-ma① 根據(jù)萬有引力定律，萬有引力產(chǎn)生重力，有:=mg′② 在地球表面附近，GMm/R2=mg③ 聯(lián)立三式得:r==4R 故H=r-R=3R=×104km.13.無解析14.無解析15.無解析16.無解析17.無解析18.無解析19.無解析20.無解析四、多選類（共0分）1.由G=m得v=，由于r>R，所以v<s，A不正確；又T=2π，由于同步衛(wèi)星的周期是一定的，所以同步衛(wèi)星離地面高度一定，相對地面靜止，B正確；繞地球運行的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期,為1天，月球繞地球運行的周期為27天，又ω=，所以C正確；向心加速度為a=ω?2;r=()?2;r，由于r>R，所以向心加速度比靜止在赤道上物體的向心加速度大，D不正確.2.因衛(wèi)星運動的向心力就是它們所受的萬有引力,而b所受的引力最小,故A對. 由=ma,得a= 即衛(wèi)星的向心加速度與軌道半徑的平方成反比,所以b、c的向心加速度大小相等且小于a的向心加速度,C錯. 由=m·r,得T=2π 即人造地球衛(wèi)星運行的周期與其軌道半徑三次方的平方根成正比,所以b、c的周期相等且大于a的周期,B對. 由=m·得v= 即地球衛(wèi)星的線速度與其軌道半徑的平方根成反比,所以b、c線速度大小相等且小于a的線速度,D對.3.地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供向心力，衛(wèi)星在軌道1和軌道3上的運動可以看做是勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律，有G=m，所以v=，軌道半徑越大，衛(wèi)星在軌道上運動時的速率越小，故A錯.又G=mω?2;r，所以ω=，軌道半徑越大，衛(wèi)星在軌道上運動時的角速度越小，故B正確.由圓周運動的加速度a=及G=ma，得a=，a的大小與r成反比.在Q點時，衛(wèi)星無論沿1還是2軌道運行，到地心的距離，即軌道半徑是相等的，因此在Q點的向心加速度應(yīng)相等，故C錯誤.同理,D正確.4.人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的向心力由地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供,有 F=G=mv/r,得v= 從上式看出,離地球越遠的衛(wèi)星速度越小,當(dāng)半徑加倍時,引力變?yōu)樵瓉淼?速度變?yōu)樵瓉淼?選項C、D正確. 對于做不同的圓周運動的人造地球衛(wèi)星,我們知道其角速度ω=不同,所以根據(jù)公式v=ωr不能得到衛(wèi)星線速度v跟r成正比關(guān)系的結(jié)論.實際上衛(wèi)星運行線速度的決定式為v=,所以選項A錯誤.同理,F=mv?2;/r中衛(wèi)星運行速度是變量.向心力F跟r成反比關(guān)系不成立,它的決定式為F=GMm/r?2;.所以選項B錯誤. 討論此類問題,同學(xué)們一定要分清哪些物理量不變,哪些量是變量,明確變量間的函數(shù)關(guān)系.5.設(shè)地球質(zhì)量為m，同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球赤道上的物體的質(zhì)量為m，地球表面附近的物體質(zhì)量為m，對同步衛(wèi)星有a=ω?2;r，對赤道上的物體a=ω?2;R(ω為地球自轉(zhuǎn)角速度)，由以上二式得，所以A選項正確. 依牛頓第二定律，對同步衛(wèi)星有G, 對近地衛(wèi)星有G，所以，D選項正確.錯解B的同學(xué)將地球赤道上的物體誤認為是赤道上空的物體，把兩個截然不同的情境混為一談．其實只有當(dāng)衛(wèi)星的軌道近似等于地球半徑時物體飄起來了，才有萬有引力全部提供向心力．至于赤道上的物體所受萬有引力，一部分提供物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力，一部分是物體的重力，只是用于提供向心力的那部分是很小的一部分；錯解C是把近地衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的角速度等同了，實際上近地衛(wèi)星的角速度，依牛頓第二定律G=mω?2;R，ω=,同步衛(wèi)星的角速度ω=，顯然ω并不等于ω.6.人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球做圓周運動時，萬有引力全部提供人造衛(wèi)星做圓周運動的向心力，根據(jù)牛頓第二定律和向心力公式得:G=m，由此可得:v=，由上述公式可知，環(huán)繞半徑越大，環(huán)繞速度越小，第一宇宙速度是最小的發(fā)射速度，是最大的環(huán)繞速度，所以衛(wèi)星的速度一定是小于或等于第一宇宙速度，A錯誤.在人造衛(wèi)星上的物體處于完全失重狀態(tài)，物體對支持面的彈力等于零，所以在人造衛(wèi)星內(nèi)的天平是不能測出物體的質(zhì)量的，不論在兩個盤上放多大質(zhì)量的物體，天平都保持平衡，C正確.在衛(wèi)星內(nèi)的彈簧秤上測物體的重力也是不行的，但用彈簧秤可以測拉力的大小，B正確.物體的質(zhì)量是物體所含物質(zhì)的多少，與在什么地方無關(guān)，所以人造衛(wèi)星內(nèi)，物體的質(zhì)量還是原來的質(zhì)量，不發(fā)生任何變化，D錯誤.7.由題中已知條件:×km/h=16km/s以及第一宇宙速度是s，第二宇宙速度是s，第三宇宙速度是s，可以判斷A、B、D正確.8.由于連續(xù)物上各點的角速度是相等的，所以它的線速度v與r成正比；而小衛(wèi)星群中各衛(wèi)星的角速度是不相等的，由萬有引力提供其做勻速圓周運動的向心力G=m，可知其線速度v=，v∝，即v與r成反比.故選A、D.9.此題屬于一個天體在空中繞另一個天體做勻速圓周運動.設(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星質(zhì)量為m，軌道半徑為r，運行周期、線速度和角速度分別為T、v、ω.根據(jù)牛頓第二定律得: G=mω?2;r=r 解得v=;ω=;T= 向心加速度a===ω?2;r=r 需要的向心力等于萬有引力提供的向心力F=G 根據(jù)軌道半徑r逐漸減小，可以得到v、ω、a、F都是增大的；而周期T是減小的. 解析天體問題的加速度一般根據(jù)a=F/m來求；v=；ω=和T=三個表達式成立的條件是:一個天體在空中繞另一個天體做勻速圓周運動，且是萬有引力提供向心力.10.地球的引力充當(dāng)向心力，即有F=G,r′=2r，故F′=，C選項正確.又因為G,v=,r′=2r,v′=v，故D選項也正確.而從F=看，F(xiàn)′=m·，B選項錯誤.v=ωr，r變化，ω變化，A選項錯誤.11.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的向心力是地球?qū)πl(wèi)星的引力，有G和r得v=，T= 由上述表達式看出，r越小，v越大，T越?。?dāng)r近似為地球半徑R時，v最大，T最?。诘厍虮砻?，有G=mg,GM=Rg，所以vax==s Tin=2πR=85min,即繞地球做圓周運動的衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度為s，最短周期為85min.12.本題的難點在于A、B運動關(guān)系的建立.本例實質(zhì)上屬于“追及”問題，不過是圓周運動的追及相遇.在追及問題和相對運動問題中，巧選參考系往往使問題化繁為簡，化難為易. 先根據(jù)開普勒定律判斷哪個行星周期大，在此基礎(chǔ)上通過空間想象和運動學(xué)知識列出相距最遠的運動學(xué)關(guān)系，便可求解. 據(jù)開普勒定律可知＞.以B和行星中心連線為參考系，則A相對此參考系以-為相對角速度做勻速圓周運動，到第二次相遇即A相對參考系轉(zhuǎn)過2π角度，這中間經(jīng)歷的時間 而從第一次相遇到第一次相距最遠需相對參考系轉(zhuǎn)過π角度，所以經(jīng)過時間， 選項B、D正確.13.衛(wèi)星做圓周運動的向心力由萬有引力提供，故F=F=，當(dāng)r增大到原來的2倍時，向心力、萬有引力減小到原來的;由v=知，v將減到原來的;并且角速度ω也減小，因此v與r不成正比，所以不能由v=ωr、F=來判斷v、F的變化.14.若是連續(xù)物，各層的角速度應(yīng)相同，則v=ωR，所以v與R成正比;若是衛(wèi)星群，則靠萬有引力提供向心力，即，所以v∝，即v與r成反比.15.第一宇宙速度與地球質(zhì)量M有關(guān)，與被發(fā)射物體的質(zhì)量無關(guān).16.=ma向，a向=，又g0=GM/R02，故a向=g0R02/r2，A對. 又a向=，v=，B對. ω=，C錯. T=，D對.17.同步衛(wèi)星的角速度為ω，故v=ωr=ω(R+h)，A對. 又v=，而GM=gR2， 所以v=，C對，B錯. 又v=ω(R+h)=，所以R+h=， 故v=ω(R+h)=，D對.18.若環(huán)為連續(xù)物，則角速度ω一定，由v=Rω知，v與R成正比，所以，A選項正確. 若環(huán)為衛(wèi)星群，由