高一物理试卷题

高一物理必修二第六章《万有引力与航天》测试卷
满分120分，考试时间120分钟
命题人：束兰兰
一、单项选择题（本题共8小题，每小题3分，共24分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，全部选对的得3分，错选或不答的不得分．）
1．牛顿有句名言：“如果说我比笛卡尔看得更远，那是因为我站在巨人的肩上．”就牛顿发现万有引力定律而言，起关键作用的这位“巨人”是指 ( ) A ．伽利略 B ．哥白尼 C ．开普勒 D ．胡克 2．关于开普勒行星运动的公式
k T R
2
3
，以下理解正确的是 （ ） A ．所有行星的轨道都是圆，R 是圆的半径
B ．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R 地，周期为T 地；月球绕地球运转轨道的长半轴为R
月，周期为T 月，则：
2
3
2
3T R T 月
月地
地＝
R
C ．T 表示行星运动的自转周期
D ．T 表示行星运动的公转周期
3．宇航员在一个半径为R 的星球上，以速度v 0竖直上抛一个物体，经过t 秒后物体落回原抛物点，如果宇航员想把这个物体沿星球表面水平抛出，而使它不再落回星球，则抛出速度至少应是 ( )．
A.
v 0R t
B. 2v 0R
t C.v 0R D.
v 0Rt
4．下列各组物理数据中，能够估算出月球质量的是( ) ①月球绕地球运行的周期及月、地中心间的距离
②绕月球表面运行的飞船的周期及月球的半径
③绕月球表面运行的飞船的周期及线速度 ④月球表面的重力加速度
A. ①②
B. ③④
C. ②③
D. ①④ 5．火星的质量和半径分别约为地球的110和1
2，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
6．关于环绕地球运动的卫星，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 ．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 C ．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 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
7．如图1所示，飞船从轨道1变轨至轨道2，若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的 ( ) A ．速度大
B ．向心加速度大
C ．运行周期短
D ．角速度小
8．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，各个通信卫星的角速度相同，但线速度大小可以不同
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
图1
图2
二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的不得分．）
9．把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周，由火星和地球绕太阳运动的周期之比可以求出 ( )
A ．火星和地球的质量之比
B ．火星和太阳的质量之比
C ．火星和地球绕太阳运行速度之比
D ．火星和地球到太阳中心的距离之比
10．2012年6曰18日，神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km 的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接．对接轨道所处的空间存在极其稀薄的空气，下面说法正确的是（ ）
A ．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B ．如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加
C ．如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低
D ．航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用
11．如图2所示，a 为地球赤道上的物体，b 为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c 为地球同步卫星．关于a 、b 、c 做匀速圆周运动的说法中正确的是 （ ） A ．地球对b 、c 两星的万有引力提供了向心力，因此只有
a 受重力，
b 、
c 两星不受重力 B ．周期关系为T a = T c > T b C ．线速度的大小关系为v a < v c < v b D ．向心加速度的大小关系为a a > a b > a c
12．嫦娥二号卫星已成功发射，这次发射后卫星直接进入近地点高度200公里、远地点高度约38万公里的地月转移轨道直接奔月．当卫星到达月球附近的特定位置时，卫星就必须“急刹车”，
也就是近月制动，以确保卫星既能被月球准确捕获，又不会撞上月球，并由此进入近月点100公里、周期12小时的椭圆轨道a ，再经过两次轨道调整，进入100公里的近月圆轨道b ，轨道a 和b 相切于P 点，如图3所示．下列说法正确的是 ( ) A ．嫦娥二号卫星的发射速度大于7.9km/s ，小于11.2km/s B ．嫦娥二号卫星的发射速度大于11.2km/s
C ．嫦娥二号卫星在a 、b 轨道经过P 点的速度v a ＝v b
D ．嫦娥二号卫星在a 、b 轨道经过P 点的加速度分别 为a a 、a b ，则a a ＝a b
三、填空和实验（本题3个小题，共27分；把答案填在题中的横线上或按题目要求作答）
13．(4分)假设行星绕太阳运动的轨道是圆形，火星与太阳的距离比地球与太阳的距离大53％，试确定火星上一年是 地球年．
14．(6分)若两颗人造地球卫星的周期之比为T 1∶T 2=2∶1,则它们的轨道半径之比R 1∶R 2= ,向心加速度之比a 1∶a 2= 。

15．（6分）人造地球卫星在运行过程中由于受到微小的阻力，轨道半径将缓慢减小，在此运动过程中，卫星所受万有引力大小将__________(填“减小”或“增大”)；其动能将________(填“减小”或“增大”)．
16．(8分)质量为m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为M ，月球半径为R ，月球表面重力加速度为g ，引力常量为G ，不考虑月球自转的影响，则航天器的线速度v ＝ ，角速度ω＝ ，运行周期T ＝ ，向心加速度a ＝ 。

图3
四、计算与论述题（本题4个小题，共38分．解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．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．）17．(12分)(1)开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方
与它的公转周期T的二次方成正比，即a3
T2＝k，k是一个对所有行星都相同的常量。

将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量k的表达式。

已知引力常量为G，太阳的质量为M太。

(2)开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立。

经测定，月地距离为3.84×108 m，月球绕地球运动的周期为2.36×106 s，试计算地球的质量M地。

(G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，结果保留一位有效数字)
18．（12分）宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，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5t小球落回原处．（取地球表面重力加速度g＝10 m/s2，空气阻力不计）
（1）求该星球表面附近的重力加速度g/；
（2）已知该星球的半径与地球半径之比为R星:R地＝1:4，
求该星球的质量与地球质量之比M星:M地．19．（14分）已知海王星和地球的质量比为M∶m＝16∶1，它们的半径比为R∶r＝4∶1，(忽略星体的自转)求：
(1)海王星和地球的第一宇宙速度之比？
(2)海王星和地球表面的重力加速度之比？
20．（15分）)如图5所示，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处，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；
(2)该星球的密度；
(3)该星球的第一宇宙速度；
(4)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期。

图5。