2017-2018學(xué)年高一物理上冊(cè)單元檢測(cè)11

單元檢測(cè)（時(shí)間：90分鐘滿分：100分）一、選擇題（本題共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，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不選的得0分）1．行星圍繞太陽公轉(zhuǎn)的橢圓軌道如圖所示，由開普勒定律可知（）．A．太陽處于此橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上B．行星在此橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的線速度大小不變C．若行星的公轉(zhuǎn)周期為T，則為常量D．若行星的公轉(zhuǎn)周期為T，則為常量2．如圖所示，三顆人造地球衛(wèi)星正在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列有關(guān)說法中正確的是（）．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a3．天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運(yùn)動(dòng)，并測(cè)出了行星的軌道半徑和運(yùn)行周期．由此可推算出（）．A．行星的質(zhì)量B．行星的半徑C．恒星的質(zhì)量D．恒星的半徑4．設(shè)地球的表面重力加速度為g0，物體距離地心4R（R是地球半徑）處，由于地球的作用而產(chǎn)生的加速度為g，則為（）．A．16B．4C．D．5．據(jù)報(bào)道，最近在太陽系外發(fā)現(xiàn)了首顆“宜居”行星，其質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍，一個(gè)在地球表面重為600N的人在這個(gè)行星表面的重力將變?yōu)?60N．由此可推知，該行星的半徑與地球半徑之比約為（）．A．0.5B．2C．3.2D．46．宇航員在月球上做自由落體實(shí)驗(yàn)，將某物體由距月球表面h處釋放，經(jīng)時(shí)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(yùn)動(dòng)所必須具有的速率為（）．A．B．C．D．7．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（）．A．6小時(shí)B．12小時(shí)C．24小時(shí)D．36小時(shí)8．如圖是“嫦娥”一號(hào)奔月示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過自帶的小型火箭多次變軌，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開展對(duì)月球的探測(cè)．下列說法正確的是（）．A．發(fā)射“嫦娥一號(hào)”的速度必須達(dá)到第三宇宙速度B．在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)C．衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比D．在繞月圓軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力9．如圖所示，a、b、c是地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動(dòng)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10．1970年4月24日，我國(guó)自行設(shè)計(jì)、制造的第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”發(fā)射成功，開創(chuàng)了我國(guó)航天事業(yè)的新紀(jì)元．“東方紅一號(hào)”的運(yùn)行軌道為橢圓軌道，其近地點(diǎn)M和遠(yuǎn)地點(diǎn)N的高度分別為439km和2384km，則（）．A．衛(wèi)星在M點(diǎn)的勢(shì)能大于N點(diǎn)的勢(shì)能B．衛(wèi)星在M點(diǎn)的角速度大于N點(diǎn)的角速度C．衛(wèi)星在M點(diǎn)的加速度大于N點(diǎn)的加速度D．衛(wèi)星在N點(diǎn)的速度大于7.9km/s二、填空題（本題共2小題，每小題8分，共16分．把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答）11．一顆人造地球衛(wèi)星在離地面高度等于地球半徑的圓形軌道上運(yùn)行，其運(yùn)行速度是地球第一宇宙速度的________倍．12．一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進(jìn)入靠近該行星表面圓形軌道運(yùn)行數(shù)圈后，著陸在該行星上，宇宙飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)器材：A．精確秒表一只B．質(zhì)量為m的物體一個(gè)C．彈簧秤一只D．天平一架（包括砝碼一套）已知宇航員在繞行及著陸后各做一次測(cè)量，根據(jù)所測(cè)量的數(shù)據(jù)可以求出該星球的質(zhì)量M、半徑R（已知引力常量為G）．（1）兩次測(cè)量的物理量分別為______________．（2）兩次測(cè)量所選用的儀器分別為________（用該儀器的字母序號(hào)表示）．（3）用所測(cè)值求出星球質(zhì)量M、半徑R.三、論述題（本題共3小題，13題14分，14題14分，15題16分，共44分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不得分．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．月球環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為地球半徑的60倍，運(yùn)行周期約為27天．應(yīng)用開普勒定律計(jì)算：在赤道平面內(nèi)離地多高時(shí)，人造地球衛(wèi)星隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)，就像停留在天空中不動(dòng)一樣？（R地＝6400km）14．已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響．（1）推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式；（2）若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運(yùn)行周期T.15．如圖所示，質(zhì)量分別為m和M的兩個(gè)星球A和B在引力作用下都繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，星球A和B兩者中心之間的距離為L(zhǎng).已知A、B的中心和O三點(diǎn)始終共線，A和B分別在O的兩側(cè)，引力常量為G.（1）求兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期；（2）在地月系統(tǒng)中，若忽略其他星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運(yùn)行的周期記為T1；但在近似處理問題時(shí)，常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)的，這樣算得的運(yùn)行周期記為T2.已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.98×1024kg和7.35×1022kg，求T2與T1兩者平方之比．（結(jié)果保留三位小數(shù)）

參考答案1．答案：AC解析：由開普勒第一定律可知選項(xiàng)A正確；因行星運(yùn)動(dòng)為橢圓軌道，故由開普勒第二定律可知選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由開普勒第三定律可知：若橢圓軌道的半長(zhǎng)軸為R，則為常量，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．2．答案：BD解析：不管怎樣軌道的衛(wèi)星，均由萬有引力提供向心力，所以所有衛(wèi)星的軌道平面都必須通過地心．而同步衛(wèi)星與地球保持相對(duì)靜止，其軌道平面一定與地球的赤道平面重合．3．答案：C解析：由萬有引力提供向心力知，，所以.4．答案：D解析：地球表面處的重力加速度和在離地心4R處的加速度均由地球?qū)ξ矬w的萬有引力產(chǎn)生，所以有：地面上：，離地心4R處：，兩式相比得：.5．答案：B解析：根據(jù)行星對(duì)人的萬有引力等于人的重力可知：，即，又因?yàn)?，所?6．答案：B解析：設(shè)月球表面的重力加速度為g月，繞月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為v，根據(jù)萬有引力定律：，繞月衛(wèi)星：，根據(jù)月球表面物體做自由落體運(yùn)動(dòng)：h＝g月t2，聯(lián)立解得：.7．答案：B解析：設(shè)地球半徑為R，密度為ρ1，自轉(zhuǎn)周期為T1，設(shè)行星半徑為r，密度為ρ2，自轉(zhuǎn)周期為T2，根據(jù)萬有引力定律得：，，ρ1＝2ρ2，T1＝24小時(shí)，聯(lián)立解得T2＝12小時(shí)，故選項(xiàng)B正確．8．答案：C解析：“嫦娥一號(hào)”要想脫離地球束縛而成為月球的衛(wèi)星，其發(fā)射速度必須達(dá)到第二宇宙速度，若發(fā)射速度達(dá)到第三宇宙速度，“嫦娥一號(hào)”將脫離太陽系的束縛，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在繞月球運(yùn)動(dòng)時(shí)，月球?qū)πl(wèi)星的萬有引力完全提供向心力，則，，即衛(wèi)星周期與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；衛(wèi)星所受月球的引力，故選項(xiàng)C正確；在繞月圓軌道上，衛(wèi)星受地球的引力小于受月球的引力，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．9．答案：ABD解析：因衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)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(duì)；由，得，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，故C錯(cuò)；由，得，即人造地球衛(wèi)星運(yùn)行的周期與其軌道半徑三次方的平方根成正比（遵守開普勒定律），所以b、c的周期相等且大于a的周期，B對(duì)；由，得，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(duì)．10．答案：BC解析：衛(wèi)星由M點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，萬有引力做負(fù)功，勢(shì)能增加即M點(diǎn)的勢(shì)能小于N點(diǎn)的勢(shì)能，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由開普勒定律可知地球球心和衛(wèi)星連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過的面積相等，近地點(diǎn)的角速度要大于遠(yuǎn)地點(diǎn)的角速度，B正確；由知，所以aM＞aN，故選項(xiàng)C正確；7.9km/s是衛(wèi)星圍繞地球表面轉(zhuǎn)動(dòng)的速度，是衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的最大速度，vN＜7.9km/s，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．11．答案：解析：由，得，而第一宇宙速度為近地軌道衛(wèi)星的線速度，由，，故衛(wèi)星的速度是第一宇宙速度的倍．12．答案：見解析解析：（1）飛船繞行星表面運(yùn)行的周期T；著陸后，質(zhì)量為m的物體的重力為F.（2）ABC.（3）繞行時(shí)：；著陸后：，且F＝mg，聯(lián)立解得：，.13．答案：3.63×104km解析：月球和人造地球衛(wèi)星都環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)，故可用開普勒第三定律求解．當(dāng)人造地球衛(wèi)星相對(duì)地球不動(dòng)時(shí)，則人造地球衛(wèi)星的周期同地球自轉(zhuǎn)周期相同．設(shè)人造地球衛(wèi)星軌道半徑為R、周期為T.根據(jù)題意知月球軌道半徑為60R地，周期為T0＝27天，則有.整理得×60R地＝×60R地＝6.67R地．衛(wèi)星離地高度H＝R－R地＝5.67R地＝5.67×6400km＝3.63×104km.14．答案：（1）（2）解析：（1）設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球的質(zhì)量為M，在地球表面附近滿足，得GM＝R2g.衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于它受到的萬有引力，得.（2）衛(wèi)星受到的萬有引力為：，由牛頓第二定律（R＋h），聯(lián)立解得.15．答案：（1）（2）1.012解析：（1）設(shè)星球A做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為rA，星球B做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為rB，兩星球運(yùn)動(dòng)的周期為T.根據(jù)萬有引力定律得，mω2rA＝Mω2rB，rA＋rB＝L，，聯(lián)立解得：.（2）在地月系統(tǒng)中，由于地月系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)所圍繞的中心O不在地心，月球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期，式中，M′和m′分別是地球與月球的質(zhì)量，L′是地心與月心之間的距離．若認(rèn)為月球在地球的引力作用下繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則，式中，T2為月球繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，得，所以（）2＝1＋≈1.012.沁園春·雪<