重庆万州中学2011-2012学年高一物理下期单元练习(九)

重庆万州中学2011-2012学年高一下期物理单元练习（九）
（万有引力与航天）
(考试时间90分钟，总分120分)
一．选择题（本题包括8小题，每小题6分，共48分。

每小题给出的四个选项中，只有一
个选项
1. 关于地球上物体由于随地球自转而运动具有的向心加速度，正确的说法是
A.方向都指向地心
B.两极处最小
C.赤道处最小
D.同一地点质量大的物体向心加速度也大 2. 下列关于地球同步通信卫星的说法中，正确的是
A ．为避免通信卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上
B ．通信卫星定点在地球上空某处，各个通信卫星角速度相同，但线速度可以不同
C ．不同国家发射通信卫星的地点不同，这些卫星轨道不一定在同一平面内
D ．通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上
3. 月球与地球质量之比约为1：80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，他们都围绕月球连线上某点O 做匀速圆周运动。

据此观点，可知月球与地球绕O 点运动的线速度大小之比约为
A ．1：6400 B.1:80 C. 80:1 D:6400:1
4. 2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A 点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B 为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有
A ．在轨道Ⅱ上经过A 的速度大于经过
B 的速度
B ．在轨道Ⅱ上经过A 的速度小于在轨道Ⅰ上经过A 的速度
C ．在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期
D ．在轨道Ⅱ上经过A 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A 的加速度
5. 火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个 重大太空探索项目。

假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期
1T ，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为2T ，火星质量与地球质量之比为p ，
火星半径
与地球半径之比为q ，则1T 与2T 之比为
6．已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。

若某行星的平均密度为地球平均
密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为 A ．6小时 B. 12小时 C. 24小时 D. 36小时
7. 一物体静置在平均密度为 的球形天体表面的赤道上。

已知万有引力常量为G ，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为
A.
1
2
4π
3Gρ
⎛⎫
⎪
⎝⎭
B.
1
2
3
4πGρ
⎛⎫
⎪
⎝⎭
C.
1
2
π
Gρ
⎛⎫
⎪
⎝⎭
D.
1
2
3π
Gρ
⎛⎫
⎪
⎝⎭
8．如图，地球赤道上的山丘e，近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平
面上绕地心做匀速圆周运动。

设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，
向心加速度分别为a1、a2、a3，则
A．v1>v2>v3 B．v1<v2<v3 C．a1>a2>a3 D．a1<a3<a2
二．填空题（本题包括2小题，共18分）
9.（7分）我国的“嫦娥一号”于2007年10月24日18时05分在西昌卫星发
射中心成功发射.假如你有幸成为中国第一位登上月球的宇航员,做以下实验，你认为下列
月球上可能发生的现象是否正确？
(1)可利用降落伞从环月轨道舱降到月球表面上; （填正确或错误）
(2)在月球上扔石块能比在地球上扔得远好几倍,且能把羽毛和石块扔得一样远; （填正确或错误）
(3)托里拆利管内外水银柱的高度差不再是76 cm,而是0; （填正确或错误）
(4)摆钟将不准,步枪的瞄准装置需要重新调整; （填正确或错误）
(5)在月球上的夜空能看到闪烁的星星; （填正确或错误）
(6)在月球上看到的天空颜色是苍白色的; （填正确或错误）
(7)近在咫尺的两个人说话要通过无线电传播. （填正确或错误）
10.人造卫星发射、载人航天和深空探测是航天技术的三大领域.从第一颗人造地球卫星发射
升空,
到“神舟五号”、“神舟六号”载人航天以及月球探测卫星“嫦娥一号”的相继成功,表明我
国逐步
迈进了世界航天大国的行列.
(1)2007年4月,我国成功发射了第五颗北斗导航卫星.该卫星受作用,在距离地面
2.15万千米的轨道上绕地球运动
(2)“神舟七号”航天员将进行第一次太空行走,即出舱活动,航天员在太空中通常靠手、
机械臂
或载人机动装置(关键部件是可以控制的小火箭)移动身体,其中载人机动装置的运动原理是。

(3)我国的新一代通信卫星“东方红三号”,是相对于地球静止、位于赤道上空的同步卫星.与地面通信装置相比,关于卫星通信的说法正确的是 ( )
A.通信覆盖范围大
B.受地理因素影响
C.受大气层的影响
D.不能实现全球
通信
(4)“嫦娥一号”为探测月球和月球以外的深空奠定了基础,例如我国建立月球基地天文
台将成为可能,与地球相比,月球上有利于光学天文观测的条件是` ( )
A.存在大气散射
B.没有大气的影响
C.温度变化悬殊
D.太阳辐射强烈
三、计算题。

本题共小题，共54分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
11．（16分）宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方
向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面
的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：
（1）该星球表面的重力加速度g；
（2）该星球的密度ρ；
（3）该星球的第一宇宙速度v；
（4）人造卫星在该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T。

12.（18分）宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，设每个星体的质量均为m，四颗星稳定地分布在边长为a 的正方形的四个顶点上，已知这四颗星均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，引力常量为G，试求：
（1）求星体做匀速圆周运动的轨道半径；
（2）若实验观测得到星体的半径为R，求星体表面的重力加速度；
（3）求星体做匀速圆周运动的周期．
13. (20分) 我国发射的“嫦娥一号”卫星发射后首先进入绕地球运行的“停泊轨道”，通过加速再进入椭圆“过渡轨道”，该轨道离地心最近距离为L1，最远距离为L2，卫星快要到达月球时，依靠火箭的反向助推器减速，被月球引力“俘获”后，成为环月球卫星，最终在离月心距离L3的“绕月轨道”上飞行．已知地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g，月球表面的重力加速度为g/6，求：
（1）卫星在“停泊轨道”上运行的线速度； （2）卫星在“绕月轨道”上运行的线速度．
重庆万州中学2011-2012学年高一下期物理单元练习（九）
一.选择题（本题包括10小题，每小题4分，共50分。

每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）
二．填空题（本题包括2小题，共18分）
卫星 停泊轨道
过渡轨道
绕月轨道 L 1
L 2 L 3
9. (1)（5）（6）错误；（2）(3) （4）（7）正确
10.（1）万有引力；（2）牛顿第三定律或相互作用力；（3）A ；（4）B
三、计算题。

本题共4小题，共54分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．
11. 解：（1）t
v gt 0221tan =α ∴t
v g α
tan 20=
…………………………（4’） （2）mg R
Mm
G =2 ∴G gR M 2=
RtG
v t v RG RG g V M πααππρ2tan 3tan 243
4300=⋅===………………（4’）
（3）R v m R Mm G 2
2
=
t R v gR R GM v αtan 20=
==…………（4’）
（4）α
ππtan 2220R v t
R
v R T ==………………………………………（3’）
12. 解： (1) 由星体均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动可知，星体做匀速圆周运
动的轨道半径2
r =
(3分) (2) 2
222cos 45Gm F a =+︒=
4+1分）
(3) 星体在其他三个星体的万有引力作用下围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，
由万有引力定律和向心力公式得：
22
222
242245cos 2)
2(m T a m a m G a G π⋅⋅=︒+ (4分) 解得周期2T =π (2分)
13. 解： (1)
212
11M m v G m L L =地 2
M m G mg R =地得
1
2
1L gR v =
（2）
2
2
2
33
M m v
G m
L L
=
月
2
M m
G mg
=
月
月
2
v=。