(河北省)辛集市第一中学19学年高一物理9月半月考试试题(441-446班).doc

河北省辛集市第一中学2018-2019学年高一物理9月半月考
试试题（441-446班）
一、单选题
1．下列关于天体运动的相关说法中，正确的是：
A．地心说的代表人物是哥白尼，认为地球是宇宙的中心，其它星球都在绕地球运动
B．牛顿由于测出了万有引力常量而成为第一个计算出地球质量的人
C．所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的焦点上
D．地球绕太阳公转时，在近日区域运行的比较慢，在远日区域运行的比较快
2．有A、B两颗行星环绕某恒星运动，它们的运动周期比为1：27，则它们的轨道半径之比为（）A．27：1 B．1：9 C．1：3 D．9：1
3．关于环绕地球运行的卫星,下列说法正确的是( )
A．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有
相同的周期
B．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同
C．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率
D．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合
4．地球同步卫星离地心距离为r，运行速率为v1，加速度为
a
，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙1
速度为v2,，地球半径为R，则（）
①＝②=③=④＝
A．①③B．①④C．②③D．②④
5．关于地球同步通讯卫星，下列说法中不正确
的是( )
．．．
A．它一定在赤道上空运行B．它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间
C．各国发射的这种卫星轨道半径是一样的D．所有同
步通讯卫星的运行周期是相同的
6．“科学真是迷人。

”如果我们能测出月球表面的重力加速度g，月球的半径R和月球绕地球的转动周期T，就能够根据万有引力定律“称量”月球的质量了。

已知引力常数为G，用M表示月球质量，关于月球质量，下列说法正确的是（）
A．B．C．D．
7．我国在轨运行的气象卫星有两类，一类是极地轨道卫星—风云1号，绕地球做匀速圆周运动的周期为12h，另一类是地球同步轨道卫星—风云2号．下列说法正确的是
A．风云1号的线速度小于风云2号的线速度
B．风云1号的向心加速度大于风云2号的向心加速度
C．风云1号的发射速度大于风云2号的发射速度
D．风云2号可在北京上空运行，故可用于我国的电视广播8．为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。

P与Q的角速度之比约为（）
A．1:4 B．4:1 C．1:8 D．8:1
9．将地球围绕太阳的运动视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（）
A．地球运动不需要向心力B．地球同时受到太阳的万有引力和向心力
C．地球受到太阳的万有引力提供地球做圆周运动所需的向心力
D．地球受到太阳的万有引力与它运动所需的向心力不相等
10．火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为( ) A．0.2g B．0.4g C．2.5g D．5g
11．我国发射的某卫星，其轨道平面与地面赤道在同一平面内，卫星距地面的高度约为500km，而地球同步卫星的轨道高度约为36000km，已知地球半径约为6400km，关于该卫星，下列说法中正确的是
A．该卫星的线速度小于同步卫星的线速度B．该卫星的
加速度小于同步卫星的加速度
C．一年内，该卫星被太阳光照射时间小于同步卫星被太阳光照射时间
D．该卫星的发射速度小于第一宇宙速度
12．对于万有引力的表达式的理解，下列说法正确的是（）
A．当r趋近于零时，m1和m2之间的引力趋近于无穷大
B．m1和m2之间的引力大小总是相等，与m1和m2是否相等无关
C．m1和m2之间的引力大小总是相等，方向相反，是一对平衡力
D．m1和m2之间的引力与它们的距离成反比
二、多选题
13．已知地球的第一、第二、第三宇宙速度分别为7.9 km/s/11.2 km/s和16.7 km/s，对于宇宙速度的认识，下列说法正确的是（）
A．飞行器绕地球做匀速圆周运动的线速度不可能大于7.9km/s
B．在地球上发射卫星的速度可以小于7.9 km/s
C．当飞行器的发射速度为13 km/s时，飞行器将会脱离地球的引力场
D．当飞行器的发射速度为17 km/s时，飞行器将会脱离太阳的引力场
14．假设某“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致。

下列说法正确的有
A．“空间站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度
B．“空间站”运行的速度等于同步卫星运行速度的倍
C．站在地球赤道上的人观察到它向东运动
D．在“空间站”工作的字航员因受到平衡力而在舱中悬浮或静止
15．如图所示，三颗人造地球卫星的质量M a=M b＜M c，b
与c半径相同，则（）
=v c＜v a B．周期T b=T c＞
A．线速度v
T a
C．b与c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D．b所需的向心力最小
16．某行星绕太阳沿椭圆轨道运
行，如图所示，在这颗行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点，其中a 为近日点，c为远日点，若行星运动周期为T，则该行星（）A．从a到b的运动时间等于从c到d的运动时间
B．从d经a到b的运动时间等于从b经c到d的运动时间
C．a到b的时间D．c到d的时间
三、填空题
17．已知地球半径为R，质量为M，自转周期为T.一个质量为m的物体放在赤道处的海平面上，则物体受到的万有引力F＝
______，重力G＝______.
18．卡文迪许被称为在实验室里测出地球质量的人。

其实他是在实验室里测出了万有引力常量，当时已知地球半径为，地面附近的重力加速度为，若不考虑地球自转的影响，由此就算出地球的质量为__________。

四、解答题
19．已知一颗人造卫星在半径为R的某行星上空绕该行星做匀速圆周运动，经过时间t，卫星运动的弧长为s，卫星与行星的中心连线扫过的角度是θ弧度。

（已知万有引力常量为G）求：（1）该行量的质量M；（2）该行量的第一宇宙速度v1。

20．宇航员在地球表面以一定的初速度竖直上抛一个小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间4t小球落回原处。

（地球表面重力加
速度g取，空气阻力不计）（1）求该星球表面的重力加速度；
（2）已知该星球的半径是地球半径的，求该星球的质量与地球质量之比。

21．两颗人造地球卫星，在同一平面上沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道半径分别为2R、8R，R为地球半径，地面重力加速度为g，如果我们把两卫星相距最近称为两卫星相遇，求这两颗卫星每隔多长时间相遇一次？
班级：姓名：考号：
高一441-446物理答题纸
17、18、
19、
20、
21、
班级：姓名：考号：
高一441-446物理答题纸
17、18、19、
20、
21、
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
A. 地心说的代表人物是托勒密，认为地球是宇宙的中心，其它星球都在绕地球运动，故A错误；
B. 卡文迪许由于测出了万有引力常量而成为第一个计算出地球质量的人，故B错误；
C. 根据开普勒第一定律，所有行星绕太阳运行的轨道都是椭
圆，太阳在椭圆的焦点上，故C正确；
D.对同一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等。

地球绕太阳公转时，在近日区域运行的比较快，在远日区域运行的比较慢，故D错误；
故选：C
2．B
【解析】
【详解】
根据开普勒第三定律一定，则有,已知，
代入,上式得：,故本题选B.
【点睛】
本题利用开普勒第三定律即可解题.
3．C
【解析】
【详解】
A项：由开普勒第三定律可知，只要圆轨道的半径与椭圆轨道的半长轴相等时，两轨道的周期则相等，故A错误；
B项：根据万有引力提供向心力，列出等式），其中R为地球半径，h为同步卫星离地面的高度．由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值，故B错误；
C项：沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道对称的不同位置具有相同的速率，故C正确；
D项：轨道平面过地心和北京上空的轨道平面有无限多个，所以沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面不一定会重合，故D错误。

【点睛】
所以人造地球卫星的轨道平面必过圆心，万有引力做向心力，轨道可以是圆的也可以是椭圆的，开普勒第三定律中的恒量均相等。

4．B
【解析】
【详解】
因为同步卫星的周期等于地球自转的周期，所以角速度相等，根据a=rω2得：。

根据万有引力提供向心力有：，解得：，则：．故B正确。

故选B。

【点睛】
解决本题的关键知道同步卫星和随地球自转的物体角速度相等，同步卫星以及贴近地球表面运行的卫星靠万有引力提供向心力．
5．B
【解析】
【详解】
同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上空圆形轨道，轨道固定不变，它一定在赤道上空运行，故A正确；第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度。

而同步
卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；因为同步卫星要和地球自转同步，即同步卫星周期T为一定值，根据，因为T一定值，所以r 也为一定值，所以同步卫星距离地面的高度是一定值，故C正确；所有同步通讯卫星的运行周期都等于地球自转周期，是相同的，故D正确；本题选择错误的，故选B。

【点睛】
该题主要考查了地球同步卫星的相关知识点，有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期．
6．A
【解析】
【详解】
在月球表面重力与万有引力相等有，可得月球的质量为，A正确B错误；根据，由于r表示轨道半径，
而R表示月球半径，所以CD均错误．
7．B
【解析】
【分析】
卫星绕地球圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，据此分析周期与半径的关系，再分析线速度、向心加速度与半径的关系即可。

【详解】
根据万有引力提供向心力：，解得：，可知风云一号卫星周期和半径均小于风云二号卫星的周期和半径。

根据万有引力提供向心力：，解得：，所以风云一号卫星的半径小，线速度大，故A错误；根据万有引力提供向心力：
，解得：，风云一号的半径小，向心加速度大于风云二号卫星的向心加速度，故B正确；向高轨道上发射卫星需要克服地球引力做更多的功，故向高轨道上发射卫星需要更大的发射
速度，故C错误；风云2号是同步卫星，相对地面静止，在赤道的正上方，不会经过北京上空，故D错误。

所以B正确，ACD 错误。

【点睛】
本题主要考查了根据万有引力提供圆周运动向心力分析半径与周期的关系，再由半径关系分析其它物理量的关系是正确解题的关键。

8．C
【解析】
【详解】
：根据题意可得P与Q的轨道半径之比为：r P：r Q=16：1，根据开普勒第三定律有：，可得周期之比为：T P：T Q=8：1，
根据，可得：，故C正确，ABD错误。

9．C
【解析】
【详解】
A. 地球做圆周运动，地球受到太阳的万有引力运动充当向心力，故A错误；
B. 地球在转动中只受万有引力，而向心力是万有引力提供的效果力，故B错误；
C. 球围绕太阳的运动视为匀速圆周运动，受到的万有引力等于向心力，故C正确；
D. 地球受到太阳的万有引力提供地球做圆周运动所需的向心力，故D错误。

故选：C.
10．B
【解析】
【详解】
根据星球表面的万有引力等于重力可知：
解得：
火星的质量和半径分别约为地球的和
所以火星表面的重力加速度
故应选B。

【点睛】
求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先根据物理规律用已知的物理量表示出来，再进行之比。

11．C
【解析】根据可知，该卫星的线速度大于同步卫星的线
速度，选项A错误；根据a=知该卫星的加速度大于同步卫星的加速度，故B错误。

由开普勒第三定律知，该卫星的周期小于同步卫星的周期，则一年内，该卫星被太阳光照射时间小于同步卫星被太阳光照射时间，故C正确。

第一宇宙速度是卫星最小的发射速度，知该卫星的发射速度大于第一宇宙速度，故D错误。

故选C。

12．B
【解析】
【详解】
万有引力是一种远程相互作用，在微观的距离上是不适用，距离趋近零时此公式不再适用，选项A错误；万有引力作用是天体间的相互吸引，一定是等大反向，m1和m2之间的引力大小总是相等，与m1和m2是否相等无关，选项B正确；万有引力作用是物体间的相互吸引，一定是等大反向，是作用力与反作用力的关系，选项C错误；m1和m2之间的引力与它们的距离平方成反比，选项D错误。

故选B.
【点睛】
解决本题的关键掌握万有引力定律的公式，知道公式的适用条件．基础题．注意两物体间的引力是一对作用力和反作用力，不是一对平衡力．
13．ACD
【解析】
【详解】
A. 第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是做匀速圆周运动的最大的环绕速度。

根据线速度得沿圆轨道绕地球运行的人造卫星的运动速度小于等于7.9km/s，故A正确；
B. 在地球上发射卫星的速度至少等于7.9km/s，不可以小于
7.9km/s，故B错误；
C. 当飞行器的发射速度为13km/s>11.2km/s时，飞行器将会脱离地球的引力场，故C正确；
D. 在地面上发射卫星的速度17km/s>16.7km/s，卫星将脱离太阳束缚，故D正确；
故选：ACD.
【点睛】
第一宇宙速度是卫星沿地球表面运动时的速度，半径越大运行速度越小，故第一宇宙速度是人造地球卫星最大的运行速度；当卫星的速度大于等于第二宇宙速度时卫星脱离地球的吸引而进入绕太阳运行的轨道；当物体的速度大于等于第三宇宙速度速度16.7km/s时物体将脱离太阳的束缚成为一颗人造地球恒星．
14．AC
【解析】
【详解】
根据万有引力提向心力：，可知“空间站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度，故A正确；根据万有引力提向心力：，解得：，离地球表面的高度不是其运动半径，所以线速度之比不是，故B错误；轨道半径越大，角速度越小，同步卫星和地球自转的角速度相同，所以空间站的角速度大于地球自转的角速度，所以站在地球赤道上的人观察到空间站向东运动，故C正确；在“空间站”工作的宇航员处于完全失重状态，靠万有引力提供向心力，做圆周运动，故D错误。

所以AC正确，BD错误。

15．ABD
【解析】
【详解】
人造地球卫星受到地球的引力充当向心力，有：，解得：，bc半径相同且大于a半径，故线速度满足v b=v c＜v a，故A正确；人造地球卫星受到地球的引力充当向心力，有：，解得：，知bc半径相同且大于a半径，故周期满足T b=T c＞T a，故B正确；人造地球卫星受到地球的引力充当向心力，有：，解得：知bc半径相同且大于a半径，故b与c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，故C 错误；造地球卫星受到地球的引力充当向心力，有：，可知相同质量下，半径越大，向心力越小；而相同半径下，质量越大，向心力越大，故b受到的向心力最小，故D正确。

所以ABD正确，C错误。

16．C
【解析】
根据开普勒第二定律知：在相等时间内，太阳和运动着的行
星的连线所扫过的面积都是相等的。

据此行星运行在近日点时，与太阳连线距离短，故运行速度大，在远日点，太阳与行星连线长，故运行速度小。

即在行星运动中，远日点的速度最小，近日点的速度最大。

图中a点为近日点，所以速度最大，c点为远日点，所以速度最小。

则从d经a到b的运动时间小于从b经c 到d的运动时间，从a到b的运动时间小于从c到d的运动时间，且a到b的时间；c到d的时间；故AB错误，CD 正确。

故选CD。

点睛：对开普勒第二定律的理解．远日点连线长，在相等时间扫过相同面积，故速度小，近日点连线短，在相等时间扫过相同面积，故速度大．
17．
【解析】
【详解】
根据万有引力定律的计算公式，得F万＝；物体的重力等
于万有引力减去向心力，即mg＝F万－F向＝.
18．
【解析】根据地球表面物体的万有引力等于重力，得，
地球的质量M=
19．（1）（2）
【解析】
【分析】
根据万有引力提供向心力，在结合线速度及角速度公式联立即可求出行量的质量M；行星的第一宇宙速度是近地轨道的环绕速度，根据万有引力提供向心力即可求出第一宇宙速度。

【详解】
（1）卫星的线速度为：
卫星的角速度为：
则卫星做圆周运动的轨道半径为：
根据牛顿第二定律，有：
解得：
（2）行星的第一宇宙速度是近地轨道的环绕速度，根据万有引力提供向心力：
解得：
【点睛】
本题要熟悉线速度的定义和角速度的定义，以及角速度与线速度的关系，这是解决此题的前提。

20．（1）2.5m/s2；(2) 1:36；
【解析】试题分析：（1）根据竖直上抛运动规律可求得星球表面的重力加速度；（2）根据星球表面上万有引力充当向心力即可明确质量与半径和重力加速度的关系，则可求得质量之比。

（1）根据竖直上抛运动规律可知：
而在某星球表面有：
联立解得：
（2）根据万有引力等于重力，在地球上有：
在某星球上有：
联立可得：
【点睛】本题考查万有引力定律的应用，要求能正确利用竖直上抛运动的规律，知道竖直上抛运动的对称性；同时明确黄金代换式的正确应用。

21．
【解析】
【分析】
地球表面的物体受到的万有引力近似等于物体的重力，然后结合万有引力提供向心力即可求出
【详解】
设卫星的质量为m，地球的质量为M，两颗卫星的角速度分别为ω1和ω2，则：
在地面万有引力等于重力：，
解得：GM=gR2
半径为2R的卫星根据万有引力提向心力：
半径8R的卫星根据万有引力提向心力：
当它们再次相遇时，半径为2R的卫星比半径为8R的卫星多转过一周，则：
联立得：
【点睛】
该题考查卫星相遇问题，理解卫星再次相遇时，半径小的卫星比半径大的卫星多转过一周是解答的关键。