1 我国发射的第一颗人造地球卫星近地点高度
《行星的运动》习题
《行星的运动》习题一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）1、火星绕太阳的公转周期约是金星绕太阳公转周期的3倍,则火星轨道半径与金星轨道半径之比约为（)A。
2∶1B。
3∶1C。
6∶1D。
9∶12、某行星沿椭圆轨道运行，近日点离太阳距离为a，远日点离太阳的距离为b，过近日点时行星的速率为v a，则过远日点时的速率为( ）A。
v b＝ v a B。
v b＝ v aC。
v b＝ v a D. v b＝ v a3、关于天体的运动，以下说法正确的是（)A。
天体的运动毫无规律，无法研究B. 天体的运动是最完美的、和谐的匀速圆周运动C。
太阳从东边升起，从西边落下，所以太阳绕地球运动D. 太阳系中所有行星都围绕太阳运动4、下列关于行星绕太阳运动的说法中正确的是( ）A。
所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B。
行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处C。
离太阳越近的行星的运动周期越长D.所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等5、两个行星质量分别为M 1、M 2，绕太阳运行轨道的半径分别为R 1、R 2,那么它们绕太阳公转的周期之比T 1∶T 2为（ )A. B。
C。
D.6、太阳系八大行星公转轨道可近似看做圆轨道,“行星公转周期的二次方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比.地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知,火星与太阳之间的平均距离约为( ）水星金星地球火星木星土星公转周期（年）0.241 0。
615 1。
0 1.88 11。
86 29。
5A. 1。
2亿千米B。
2。
3亿千米C。
4.6亿千米D。
6。
9亿千米7、某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的,则此卫星运行的周期是( )A. 1&4天之间B. 4～8天之间C. 8～16天之间D. 16～20天之间8、设行星绕恒星的运动轨道是圆，则其运动轨道半径R的三次方与其运行周期T的平方之比为常数,即=k，那么k的大小( )A.只与行星质量有关B.只与恒星质量有关C。
专题提升(五) 天体运动中的三类典型问题
专题提升(五) 天体运动中的三类典型问题基础必备1.两个靠近的天体称为双星,它们以两者连线上某点O为圆心做匀速圆周运动,其质量分别为m1,m2,如图所示,以下说法正确的是( A )A.线速度与质量成反比B.线速度与质量成正比C.向心力与质量的乘积成反比D.轨道半径与质量成正比解析:设两星之间的距离为L,轨道半径分别为r1,r2,根据万有引力提供向心力得,G=m 1ω2r1,G=m2ω2r2,则m1r1=m2r2,即轨道半径和质量成反比,故D错误;根据v=ωr可知,线速度与轨道半径成正比,则线速度与质量成反比,故A正确,B错误;由万有引力公式F 向=G,向心力与质量的乘积成正比,故C错误.2.(多选)2017年4月20日19时41分,“天舟一号”货运飞船在文昌航天发射场成功发射,后与“天宫二号”空间实验室成功对接.假设对接前“天舟一号”与“天宫二号”都围绕地球做匀速圆周运动,下列说法正确的是( AC )A.“天舟一号”货运飞船发射加速上升时,里面的货物处于超重状态B.“天舟一号”货运飞船在整个发射过程中,里面的货物始终处于完全失重状态C.为了实现飞船与空间实验室的对接,飞船先在比空间实验室半径小的轨道上向后喷气加速,加速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接D.为了实现飞船与空间实验室的对接,飞船先在比空间实验室半径小的轨道上向前喷气减速,减速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接解析:“天舟一号”货运飞船发射加速上升时,加速度向上,则里面的货物处于超重状态,选项A正确,B错误;为了实现飞船与空间实验室的对接,飞船先在比空间实验室半径小的轨道上向后喷气加速,加速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接,选项C正确,D错误.3.某同学学习了天体运动的知识后,假想宇宙中存在着由四颗星组成的孤立星系.如图所示,一颗母星处在正三角形的中心,三角形的顶点各有一颗质量相等的小星围绕母星做圆周运动.如果两颗小星间的万有引力为F,母星与任意一颗小星间的万有引力为9F.则( A )A.每颗小星受到的万有引力为(+9)FB.每颗小星受到的万有引力为(+9)FC.母星的质量是每颗小星质量的2倍D.母星的质量是每颗小星质量的3倍解析:每颗小星受到的万有引力的合力为9F+2F·cos 30°=(+9)F,选项A正确,B错误;由F=G和9F=得=3,选项C,D错误.4.如图所示,A是静止在赤道上随地球自转的物体;B,C是同在赤道平面内的两颗人造卫星,B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上,C 是地球同步卫星.则下列关系正确的是( B )A.物体A随地球自转的角速度大于卫星B的角速度B.卫星B的线速度大于卫星C的线速度C.物体A随地球自转的加速度大于卫星C的加速度D.物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期解析:由于A是静止在赤道上随地球自转的物体,C是地球同步卫星,所以两者角速度大小相等,周期大小相等,故C,D错误;由ω=可知,ωB>ωC,则ωB>ωA,故A错误;由v=可知,v B>v C,故B正确.5.(多选)如图所示,A是地球的同步卫星,B是位于赤道平面内的近地卫星,C为地面赤道上的物体,已知地球半径为R,同步卫星离地面的高度为h,则( BD )A.A,B加速度的大小之比为()2B.A,C加速度的大小之比为1+C.A,B,C速度的大小关系为v A>v B>v CD.要将B卫星转移到A卫星的轨道上运行至少需要对B卫星进行两次加速解析:根据万有引力提供向心力可知G=ma,得a A=G,a B=G,故=()2,选项A错误;A,C角速度相同,根据a=ω2r得a A=ω2(R+h),a C=ω2R,故=1+,选项B正确;根据G=m得v=,可知轨道半径越大线速度越小,所以v B>v A,又A,C角速度相同,根据v=ωr可知v A>v C,故v B>v A>v C,选项C错误;要将B卫星转移到A卫星的轨道上,先要加速到椭圆轨道上,再由椭圆轨道加速到A卫星的轨道上,选项D正确. 6.(多选)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.设四星系统中每个星体的质量均为m,半径均为R,四颗星稳定分布在边长为L的正方形的四个顶点上,其中L远大于R.已知万有引力常量为G,忽略星体的自转,则关于四星系统,下列说法正确的是( CD )A.四颗星做圆周运动的轨道半径为B.四颗星做圆周运动的线速度均为C.四颗星做圆周运动的周期均为2πD.四颗星表面的重力加速度均为G解析:如图所示,四颗星均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动,轨道半径r=L.取任一顶点上的星体为研究对象,它受到其他三个星体的万有引力的合力为F 合=G+G.由F合=F向=m=m,解得v=,T=2π,故A,B项错误,C项正确;对于在星体表面质量为m0的物体,受到的重力等于万有引力,则有m 0g=G,故g=G,D项正确.7.(多选)我国计划将“嫦娥五号”送上38万千米远的月球,采回月壤,实现航天工程绕、落、回的收关阶段.到时着陆器将自动从月面取样后从月表起飞,并在近月轨道实现自动交会对接后和返回舱一起返回地面,供科学家分析.了解这则新闻后物理兴趣小组进行了热烈讨论,绘制出了“嫦娥五号”奔向月球和返回地球的示意图,图中对接为取样后的对接点,实线圆为绕行器在半径为r的圆轨道绕月等待着陆器返回的轨道,设着陆器取样并返回到绕行器的时间t内绕行器飞行N圈,全过程不考虑空气阻力的影响.已知引力常量为G,月球的半径为R,则兴趣小组提出了下列有关结论,其中表示正确的是( BC )A.从地表发射后的“嫦娥五号”需要进行多次变轨,当其速度达到第二宇宙速度时才能飞抵月球B.“嫦娥五号”沿椭圆轨道向38万千米远的月球飞行时,只有月球也运动到椭圆轨道的远地点附近时才能将“嫦娥五号”捕获,否则还要沿椭圆轨道返回C.结合题中信息可知月球的质量为,二者在对接过程中有一定的机械能损失D.绕行器携带样品沿椭圆轨道返回地球时,虽然引力做功,动能增大,但系统的机械能不变解析:从地表发射后的“嫦娥五号”需要进行多次变轨,以提高其绕行速度,但由于月球在地月系内,因此“嫦娥五号”不需要达到逃离地球的第二宇宙速度,A项错误;由于月球也在绕地运行,只有当“嫦娥五号”沿椭圆轨道运动到远地点时,刚好月球也运动到这一位置,才能减速被月球捕获,若月球尚未到达目的地,地球的引力还会使“嫦娥五号”沿椭圆轨道返回,等待月球的下次到来,因此发射时还要通过计算选择合适时间,以便“嫦娥五号”一去就被月球捕获,B项正确;着陆器取样返回后与绕行器对接过程是合二为一的过程,一定有机械能损失,绕行器由月球引力提供向心力,G=mr,又T=,故M=,C项正确;绕行器携带样品沿椭圆轨道返回时,需加速离开绕月轨道,外力做正功,系统的机械能增大,故D项错误.8.(2019·山西太原模拟)(多选)已知某卫星在赤道上空轨道半径为r1的圆形轨道上绕地球运行的周期为T,卫星运动方向与地球自转方向相同,赤道上某城市的人每两天恰好三次看到卫星掠过其正上方.假设某时刻,该卫星如图在A点变轨进入椭圆轨道,近地点B到地心距离为r2.设卫星由A到B运动的时间为t,地球自转周期为T0,不计空气阻力.则( ABC )A.T=T0B.T=C.卫星在图中椭圆轨道由A到B时,机械能不变D.卫星由图中A点变轨进入椭圆轨道,机械能增大解析:赤道上某城市的人每两天恰好三次看到卫星掠过其正上方,有·-·=2π,解得T=T0,故选项A正确;根据开普勒第三定律有=,解得T=,故选项B正确;卫星在图中椭圆轨道由A 到B时,只有万有引力做功,所以机械能不变,故选项C正确;卫星由图中A点变轨进入椭圆轨道,从高轨道变到低轨道,卫星在A点要减速,所以机械能减小,故选项D错误.能力培养9.(多选)如图,甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星,甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行,若三颗星质量均为M,引力常量为G,则( AD )A.甲星所受合外力为B.乙星所受合外力为C.甲星和丙星的线速度相同D.甲星和丙星的角速度相同解析:由万有引力定律可知,甲、乙和乙、丙之间的万有引力为F1=G,甲、丙之间的万有引力为F2=G=,甲星所受两个引力的方向相同,故合力为F1+F2=,A项正确;乙星所受两个引力等大、反向,合力为零,B项错误;甲、丙两星线速度方向始终不同,C项错误;由题知甲、丙两星周期相同,由角速度定义可知,两星角速度相同,D项正确. 10.(多选)2017年4月,我国第一艘货运飞船天舟一号顺利升空,随后与天宫二号交会对接.假设天舟一号从B点发射经过椭圆轨道运动到天宫二号的圆轨道上完成交会,如图所示.已知天宫二号的轨道半径为r,天舟一号沿椭圆轨道运动的周期为T,A,B两点分别为椭圆轨道的远地点和近地点,地球半径为R,引力常量为G.则( AC )A.天宫二号的运行速度小于7.9 km/sB.天舟一号的发射速度大于11.2 km/sC.根据题中信息可以求出地球的质量D.天舟一号在A点的速度大于天宫二号的运行速度解析:由G=m可得线速度与半径的关系v=,轨道半径r越大,速率v越小.第一宇宙速度7.9 km/s是近地面卫星(轨道半径等于地球半径)的运行速度,而天宫二号轨道半径大于地球半径,所以天宫二号的运行速度小于7.9 km/s,选项A正确;11.2 km/s(第二宇宙速度)是发射脱离地球引力范围围绕太阳运动的人造行星的速度,而天舟一号是围绕地球运动的,所以天舟一号的发射速度小于11.2 km/s,选项B 错误;根据题中信息可知,天舟一号沿椭圆轨道运动的轨道半长轴为a=(R+r),利用开普勒第三定律=,可得天宫二号绕地球运动的周期T′,再由G=mr()2,可以求出地球的质量M,选项C正确;天舟一号在A点的速度小于天宫二号的运行速度,选项D错误.11.双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动.研究发现,双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生变化.若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后,两星总质量变为原来的k倍,两星之间的距离变为原来的n倍,则此时圆周运动的周期为( B )A.TB.TC.TD.T解析:设两恒星中一颗恒星的质量原来为m,围绕其连线上的某一点做匀速圆周运动的半径为r,两星总质量为M,两星之间的距离为R,圆周运动的周期为T,由G=mr,G=(M-m)(R-r),联立解得T= 2π.经过一段时间演化后,两星总质量变为原来的k倍,即为kM,两恒星中一颗恒星的质量变为m′,围绕其连线上的某一点做匀速圆周运动的半径为r′,两星之间的距离变为原来的n倍,即为nR.此时圆周运动的周期为T′.则有=m′r′,G=(k M- m′)(nR-r′),联立解得T′=2π=T,选项B正确.12.我国自1970年4月24日发射第一颗人造地球卫星——“东方红1号”以来,为了满足通讯、导航、气象预报和其他领域科学研究的不同需要,又发射了许多距离地面不同高度的人造地球卫星.卫星A 为近地卫星,卫星B为地球同步卫星,它们都绕地球做匀速圆周运动.已知地球半径为R,卫星A距地面高度可忽略不计,卫星B距地面高度为h,不计卫星间的相互作用力.求:(1)卫星A与卫星B运行速度大小之比;(2)卫星A与卫星B运行周期之比;(3)卫星A与卫星B运行的加速度大小之比.解析:(1)卫星绕地球做匀速圆周运动,设地球质量为M,卫星质量为m,轨道半径为r,运行速度大小为v由万有引力定律和牛顿运动定律得G=m解得v=卫星A与卫星B运行速度大小之比=.(2)由万有引力定律和牛顿运动定律得G=m r可知卫星运行周期T=卫星A与卫星B运行周期之比=.(3)由万有引力定律和牛顿运动定律得卫星运行的加速度大小a==卫星A与卫星B运行的加速度大小之比=.答案:见解析13.两个天体(包括人造天体)间存在万有引力,并具有由相对位置决定的引力势能.如果两个天体的质量分别为m1和m2,当它们相距无穷远时势能为零,则它们距离为r时,引力势能为E p=-G.发射地球同步卫星时一般是把它先送入较低的圆形轨道,如图中Ⅰ轨道,再经过两次“点火”,即先在图中a点处启动发动机,向后喷出高压气体,卫星得到加速,进入图中的椭圆轨道Ⅱ,在轨道Ⅱ的远地点b处第二次“点火”,卫星再次被加速,此后,沿图中的圆形轨道Ⅲ(即同步轨道)运动.设某同步卫星的质量为m,地球半径为R,轨道Ⅰ距地面非常近,轨道Ⅲ距地面的距离近似为6R,地面处的重力加速度为g,并且每次点火经历的时间都很短,点火过程中卫星质量的减少可以忽略.求:(1)从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅲ的过程中,合力对卫星所做的总功是多大?(2)两次“点火”过程中高压气体对卫星所做的总功是多少?解析:(1)卫星沿轨道Ⅰ做圆周运动,满足G=m=mg,故E k1=m==mgR,卫星沿轨道Ⅲ做圆周运动,则G=m,E k2=m=,合力做的功W=E k2-E k1=mgR(-)=-.(2)卫星在轨道Ⅰ上的引力势能E p1=-=-mgR,卫星在轨道Ⅲ上的引力势能E p2=-=-,高压气体所做的总功W′=(E p2+E k2)-(E p1+E k1)=(-+)-(-mgR+mgR) =.答案:(1)-(2)。
[原创]2013年《随堂优化训练》物理 必修2 粤教版 第三章 第一节 万有引力定律 [配套课件]
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正解：设最近距离是 l1，最远距离是 l2，则由数学知识知
l1＋l2 半长轴为 a＝ 2 a3 又由开普勒第三定律知T2＝k 两式联立得 l2＝2a－l1＝2 kT2－l1 代入数据得 l2＝[2 3.354×1018×76×365×24×3 6002－8.9×1010] m ＝5.273×1012 m. 3 3
1 1 a 角形面积，则有2vaΔt· 2vbΔt· a＝ b，解得 vb＝bva.
【例 2】人造地球卫星运行时，其轨道半径为月球轨道半
1 径的3，已知月球绕地球运动的周期是 30 天，则此卫星运行的
周期大约是( A．2～3 天 C．5～6 天
) B．4～5 天 D．以上都不对
R3 R3 月 卫 解析： 根据开普勒第三定律有 2 ＝ 2 ＝k， T 卫＝ 得 T月 T卫 1 ＝3×30× 1 3≈5.8 天．
图 3－1－1
1．地心说： 托勒密发展了地心说，他认为地球是宇宙的中心且静止不 动，太阳、月亮及其他行星都绕其做圆周运动． 2．日心说： 哥白尼提出日心说，他通过 40 多年的观察发现，若假设太 阳是宇宙的中心，地球和其他行星都围绕太阳运动，对行星运
动的描述就会变得更加清晰．
3．开普勒定律： (1)开普勒第一定律(轨道定律)：所有行星围绕太阳运动的
对平衡力
解析：引力常量 G 的值是英国物理学家卡文迪许运用“精 密扭秤”实验测定出来的，所以选项 A 正确；两个物体之间的 万有引力是一对作用力与反作用力，它们总是大小相等、方向
相反、分别作用在两个物体上，C 正确、D 错误；当 r 趋于零
时，这两个物体不能看成质点，万有引力公式不再适用，B 错
误．
知识点 2 万有引力定律的理解 开普勒定律回答了行星如何绕太阳运动的问题，但没有说 牛顿 明行星为什么这样运动，科学家________最终回答了这个问题，
整理苏科版《121动能势能机械能》教学设计(第二课时)
1212.1 动能势能机械能第2课时【学习目标】1.理解动能、重力势能、弹性势能之间的相互转化；2.会用较准确的语言叙述有关机械能转化的实例。
【学习过程】1.在物理学中，能和能统称为机械能。
2.动能和势能可以相互。
3.在动能和势能的相互转化过程中，如不计摩擦等阻力，机械能总量将；如存在摩擦等阻力，机械能总量将。
【典型例题】例题 1.汽车从盘山公路下山时，不断减速，在此过程中，汽车的动能________，重力势能________，机械能________.(都填“减少”“增加”或“不变”)例题2.一个人乘电梯时，当电梯匀速上升时，这个人的（）A.势能增加，动能减少B.势能减少，动能不变C.势能增加，动能增加D.势能增加，动能不变例题3.下列现象中，物体动能转化为势能的是（）A．秋千由最高处向最低处荡去 B．张开的弓把箭水平射出去C．骑自行车匀速上坡 D．腾空上升的礼花弹例题4.如图所示，小球由静止从轨道最高处A点滚下到最低点B时，下列说法中正确的是( )。
A.小球在A点时只有动能，没有重力势能B.小球在A点时只有重力势能，没有动能C.小球在从A点到B点的过程中，动能转化为重力势能D.小球在从A点到B点的过程中，机械能增加【课堂练习】1．下列过程中，属于动能转化为重力势能的是( )A．投篮时，篮球上升的过程B．电梯匀速上升的过程C．跳伞员从空中下落的过程D．小球从斜面上向下滚动的过程2．如图所示，小明在玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是( )A．重力势能减小，弹性势能增大B．重力势能增大，弹性势能增大C．重力势能减小，弹性势能减小D．重力势能增大，弹性势能减小3．如图所示，轨道ABC光滑，弹簧固定在水平轨道末端，小球从A处由静止滚下，撞击弹簧后又将沿水平轨道返回，接着滚上斜面，在这整个过程中，机械能转化的情况是( ) A．重力势能→动能→重力势能B．动能→弹性势能→动能C．动能→势能→动能→势能→动能D．重力势能→动能→弹性势能→动能→重力势能4．一个小朋友从滑梯上匀速滑下来的过程中，下列说法正确的是( )A．动能减小，重力势能减小，机械能减小B．动能减小，重力势能增大，机械能减小C．动能不变，重力势力减小，机械能减小D．动能不变，重力势能减小，机械能不变5．如图所示，忽略空气阻力，由空中A处释放的小球经过B、C两位置时具有相同的( )A．速度B．动能C．机械能D．重力势能6．如图6所示，小妍把铁球拉近刚好贴着自己的鼻子，松开手后，头保持不动，铁球由a点沿弧线abc运动到c点，然后从c点往回摆动，则下列说法正确的是（）A．铁球位于c点时动能最大图6B．铁球位于b点时势能最大C．铁球摆回时不可能碰伤鼻子D．改用铜球会碰伤鼻子7.一个小球从h高处以相同的速度抛出，一次斜止抛，如图所示，沿a运动轨迹落地；另一次水平抛，如图所示，沿b运动轨迹落地，不计空气阻力。
2020高考物理卫星变轨与航天器对接问题(解析版)
2020年高考物理备考微专题精准突破专题2.8 卫星变轨与航天器对接问题【专题诠释】人造地球卫星的发射过程要经过多次变轨，如图所示，我们从以下几个方面讨论．1．变轨原理及过程(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ上．(2)在A点点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供在轨道Ⅰ上做圆周运动的向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ.(3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ.2．物理量的定性分析(1)速度：设卫星在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上运行时的速率分别为v1、v3，在轨道Ⅱ上过A点和B点时速率分别为v A、v B.因在A点加速，则v A＞v1，因在B点加速，则v3>v B，又因v1>v3，故有v A>v1>v3>v B.(2)加速度：因为在A点，卫星只受到万有引力作用，故不论从轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ上经过A点，卫星的加速度都相同．同理，从轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上经过B点时加速度也相同．(3)周期：设卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行周期分别为T1、T2、T3，轨道半径分别为r1、r2(半长轴)、r3，由开普勒第三定律a3T2＝k可知T1＜T2＜T3.(4)机械能：在一个确定的圆(椭圆)轨道上机械能守恒．若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道的机械能分别为E1、E2、E3，则E1＜E2＜E3.【高考领航】【2019·江苏高考】1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。
如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r，地球质量为M，引力常量为G。
则()A ．v 1>v 2，v 1＝GM r B ．v 1>v 2，v 1> GM r C ．v 1<v 2，v 1＝GM r D ．v 1<v 2，v 1> GM r【答案】 B 【解析】 卫星绕地球运动，由开普勒第二定律知，近地点的速度大于远地点的速度，即v 1>v 2。
(常考题)北师大版初中物理九年级全册第十六章《粒子和宇宙》检测题(有答案解析)(2)
一、选择题1．在我国“三星堆遗址”的出土文物中，发现了用极薄的金箔贴在精美的“金器”，黄金可以被做成极薄的金箔，主要是因为黄金的（）A．弹性好B．硬度大C．延展性好D．密度大2．一百多年来，科学家们一直在微观世界领域不懈地探索着。
下列微粒按空间尺度从大到小排列的顺序是（）A．分子；质子；电子；原子B．分子；原子；原子核；中子C．原子核；电子；质子；分子D．分子；原子；电子；原子核3．如图所示是一款迷你暖手宝，它内置锂电池，利用USB接口充电，内部发热片发热。
下列说法正确的是（）A．暖手宝充电的过程，是电流做功的过程B．暖手宝发热的过程，是机械能转化成内能的过程C．用暖手宝取暖时，手因为含有的热量增加而感到暖和D．无论暖手宝充电还是发热的过程，锂电池在电路中都是电源4．有关宇宙的起源，多数宇宙学家所持的观点是宇宙（）A．没有起源是天然形成的B．形成于气候的反复变化C．肯定是恒星湮灭造成的D．诞生于150亿年前的一次大爆炸5．市场上有一种装有太阳能电风扇的帽子，如图所示，阳光照射太阳能电池板，扇叶快速转动，能在炎热的夏季给人带来一丝凉意。
该装置的能量转化情况是（）A．机械能→太阳能→电能B．太阳能→机械能→电能C．电能→太阳能→机械能D．太阳能→电能→机械能6．许多日常用品都应用了物质的物理属性，下列说法错误的是（）A．冰箱门吸应用了磁铁的磁性B．撑杆跳高应用了撑杆的弹性C．导线用铜物质制造是应用了铜的导热性D．炒锅用铁物质制造是应用了铁的导热性7．对微观世界的认识，下列说法正确的是A．常见物质由大量分子组成，分子直径的数量级为10-15mB．汤姆生发现了电子，从而说明原子核是可分的C．原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子构成的D．摩擦起电的实质是:物体摩擦过程中会在表面产生出电荷8．下列实例与所利用的物质物理属性不相符的是A．划玻璃的刀刃用金刚石做﹣﹣因为金刚石的硬度大B．电影中从城墙上滚落的石头用泡沫塑料制成﹣﹣因为泡沫塑料的密度小C．水壶的把手用胶木做﹣﹣因为胶木的导热性好D．毛皮摩擦过的塑料尺能吸引碎纸屑﹣﹣带电体吸引轻小物体9．下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是A．“既要马儿跑得好，又要马儿不吃草”违背了能量守恒定律B．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生C．发电机发电时，将机械能转化为电能D．酒精燃烧时，将化学能转化为内能10．铜常被用来制作导线，因为它具有（）A．良好的导电性B．良好的导热性C．良好的弹性D．较大的硬度11．下列各项排列中，按尺度的数量级由小到大排列正确的是（）A．原子核、分子、地球、银河系B．分子、电子、地球、太阳系C．分子、生物体、银河系、太阳系D．分子、原子核、地球、银河系12．如图所示实验或事例，属于内能转化为机械能的是A．B．C．D．二、填空题13．如图所示，原子由带正电荷的原子核和核外带负电荷的电子构成，原子核由带_________的质子和不带电的中子构成，质子和中子都是由更小的微粒_________（名称）构成的。
2020高考物理卫星变轨与航天器对接问题(解析版)
2020年高考物理备考微专题精准突破专题2.8 卫星变轨与航天器对接问题【专题诠释】人造地球卫星的发射过程要经过多次变轨，如图所示，我们从以下几个方面讨论．1．变轨原理及过程(1)为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ上．(2)在A点点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供在轨道Ⅰ上做圆周运动的向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ.(3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ.2．物理量的定性分析(1)速度：设卫星在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上运行时的速率分别为v1、v3，在轨道Ⅱ上过A点和B点时速率分别为v A、v B.因在A点加速，则v A＞v1，因在B点加速，则v3>v B，又因v1>v3，故有v A>v1>v3>v B.(2)加速度：因为在A点，卫星只受到万有引力作用，故不论从轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ上经过A点，卫星的加速度都相同．同理，从轨道Ⅱ和轨道Ⅲ上经过B点时加速度也相同．(3)周期：设卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行周期分别为T1、T2、T3，轨道半径分别为r1、r2(半长轴)、r3，由开普勒第三定律a3T2＝k可知T1＜T2＜T3.(4)机械能：在一个确定的圆(椭圆)轨道上机械能守恒．若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道的机械能分别为E1、E2、E3，则E1＜E2＜E3.【高考领航】【2019·江苏高考】1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。
如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r，地球质量为M，引力常量为G。
则()A ．v 1>v 2，v 1＝GM r B ．v 1>v 2，v 1> GM r C ．v 1<v 2，v 1＝GM r D ．v 1<v 2，v 1> GM r【答案】 B 【解析】 卫星绕地球运动，由开普勒第二定律知，近地点的速度大于远地点的速度，即v 1>v 2。
我国第一颗人造卫星
我国第一颗人造卫星
东方红一号卫星是中国发射的第一颗人造地球卫星，该卫星是由中国
空间技术研究院自行研制，于1970年4月24日21时35分发射成功的。
东方红一号卫星的发射成功标志着我国成为继苏联，美国，法国，日本之
后世界上第五个用自制火箭发射国产卫星的国家。
东方红一号卫星介绍：
东方红一号卫星重173千克，由长征一号运载火箭送入近地点441千米，远地点2368千米，倾角68。
44度的椭圆轨道。
东方红一号卫星测量
了卫星工程参数和空间环境，并进行了轨道测控和《东方红》乐曲的播送。
东方红一号卫星在运行28天后，电池耗尽于1970年5月14日停止
发射信号，《东方红》乐曲停止播放，结束了其工作寿命。
不过卫星的轨
道寿命并没有结束，至今东方红一号卫星仍在空间轨道上运行。
由于东方红一号卫星的近地点高度较高，到2022年2月东方红一号
还运行在近地点430千米，远地点2075千米的轨道上。
第五章 角动量
第五章角动量.关于对称性习题解答5.1.1我国发射的第一颗人造地球卫星近地点高度d近=439km，远地点d远=2384km，地球半径R=6370km，求卫星在近地点和远地点的速度之比。
解：人造卫星绕地心转动，受地球的吸引力过地心，所以吸引力对地心的力矩等于零，故卫星的角动量守恒。
近地点、远地点的速度与矢径垂直。
设近地点的速度为v1，矢径为r1；远地点的速度为v2，矢径为r2，根据角动量守恒定律5.1.2一个质量为m的质点沿着一条由定义的空间曲线运动，其中a、b及皆为常数。
求此质点所受的对原点的力矩。
解：已知所以根据牛顿第二定律，有心力对原点的力矩：5.1.3一个具有单位质量的质点在力场中运动，其中t是时间。
设该质点在t=0时位于原点，且速度为零。
求t=2时该质点所受的对原点的力矩。
所受的对原点的力矩。
解：因单位质量m=1 且又t=0时当t=2s时对原点的力矩5.1.4地球质量为6.01024kg，地球与太阳相距km，视地球为质点，它绕太阳作圆周运动。
求地球对于圆轨道中心的角动量。
解：地球绕太阳的速率角动量=2.65kg.m2/s5.1.5根据5.1.2题所给的条件，求该质点对原点的角动量。
解：由得对原点的角动量5.1.6解：根据5.1.3题所给的条件，求该质点在t=2s时对原点的角动量。
解：由m=1积分：t=2s 时5.1.7 水平光滑桌面中间有一光滑小孔，轻绳一端伸入孔中，另一端系一质量为10g的小球，沿半径为40cm的圆周作匀速圆周运动，这时从孔下拉绳的力为10-3N。
如果继续向下拉绳，而使小球沿半径为10cm的圆周作匀速圆周运动，这时小球的速率是多少？拉力所做的功是多少？解：小球受力：重力、桌面的支持力，二者相等；拉力，通过圆心，力矩为零。
所以小球的角动量守恒。
根据牛顿第二定律由动量定理拉力作的功5.1.8 一个质量为m的质点在0-xy平面内运动，其位置矢量为,其中a、b和是正常数。
试以运动方程及动力学方程观点证明该质点对于坐标原点角动量守恒。
5.1.我国发射的第一颗人造地球卫星近地点高度d近=439km,
5.1. 我国发射的第一颗人造地球卫星近地点高度d 近=439km,远地点高度d 远=2384km,地球半径R 地=6370km,求卫星在近地点和远地点的速度之比。
解：卫星在绕地球转动过程中，只受地球引力（有心力）的作用，力心即为地心，引力对地心的力矩为零，所以卫星对地心的角动量守恒 m 月v 近（d 近+R 地）=m 月v 远（d 远+R 地） v 近/v 远=（d 远+R 地）/（d 近+R 地）=（2384+6370）/（439+6370）≈1.295.2 一个质量为m 的质点沿着j t b i t a r ˆsin ˆcos ωω+= 的空间曲线运动，其中a 、b 及ω皆为常数。
求此质点所受的对原点的力矩。
解： 0)ˆsin ˆcos (ˆsin ˆcos /ˆcos ˆsin /222222=⨯-=⨯=-==-=+-=--==+-==r r m F r r m a m F r j t b i t a jt b i t a dt v d a j t b i t a dt r d v ωτωωωωωωωωωωωωω5.3 一个具有单位质量的质点在力场j t i t t F ˆ)612(ˆ)43(2-+-=中运动，其中t是时间。
该质点在t=0时位于原点，且速度为零。
求t=2时该质点所受的对原点的力矩。
解：据质点动量定理的微分形式，)1()(===m v d v m d dt Fdt j t i t t v d ]ˆ)612(ˆ)43[(2-+-=∴kk k k ij k j i j j i i j i j i F r ji j i F ji ji r j t t i t t r dt t t j dt t t i r d dt j t t i t t dt v r d j t t i t t v dtt j dt t t i v d r t tt t vˆ40)ˆ(44ˆ18)2(ˆˆˆ,ˆˆˆ,0ˆˆˆˆ)ˆ18ˆ4()ˆ4ˆ()2()2()2(ˆ18ˆ4ˆ)6212(ˆ)2423()2(ˆ4ˆˆ)2322(ˆ)22()2(ˆ)32(ˆ)()(ˆ6)2(ˆ]ˆ)(6ˆ)2[(ˆ)(6ˆ)2()612(ˆ)43(ˆ3434234233324412333244100022322322302-=-⨯+⨯-=∴-=⨯=⨯=⨯=⨯+⨯+-=⨯=+=-⨯+⨯-⨯=+-=⨯-⨯+⨯-⨯=-+-=-+-=-+-==-+-=-+-=⎰⎰⎰⎰⎰⎰ττi ˆjˆk ˆ5.4地球质量为6.0×1024kg ，地球与太阳相距149×106km ，视地球为质点，它绕太阳做圆周运动，求地球对于圆轨道中心的角动量。
万有引力与航天专题复习学案(自己整理较全)
万有引力与航天1、匀速圆周运动： ①线速度 ②角速度 ③周期和频率 ④向心加速度 ⑤向心力2、开普勒三定律①椭圆定律 ②面积定律 ③第三定律例1（2012北京18A ）：判断对错：分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颖卫星，不可能具有相同的周期 。
（ ）练习1（2013西城二模17）如图所示，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”运行轨道为椭圆轨道，其近地点M 和远地点N 的高度分别为439km 和2384km ，“东方红一号”卫星DA ．在M 点的速度小于在N 点的速度B ．在M 点的加速度小于在N 点的加速度C ．在M 点受到的地球引力小于在N 点受到的地球引力D ．从M 点运动到N 点的过程中动能逐渐减小练习2（2013朝阳二模17）经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星”的轨道均处在火星和木星轨道之间，它们绕太阳沿椭圆轨道运行，其轨道参数如下表。
注：AU 是天文学中的长度单位，1AU=149 597 870 700m （大约是地球到太阳的平均距离）。
“神舟星”和“杨利伟星”绕太阳运行的周期分别为T 1和T 2，它们在近日点的加速度分别为a 1和a 2。
则下列说法正确的是AA ．12T T >，12a a <B ．12T T <，12a a <C ．12T T >，12a a >D ．12T T <，12a a >3、万有引力定律表达式： 测量引力常量的科学家 ，实验名称 ，实验方法 。
4、解决天体圆周运动问题的两条思路(1)忽略中心天体自转，天体表面物体的重力等于天体给物体的万有引力。
表达式：黄金代换式：(2)天体运动都可近似地看成匀速圆周运动,其向心力由万有引力提供,即注意：如图，一般中心天体半径记为R ，环绕天体到中心天体表面的距离记为h ，则环绕天体环绕半径记为r ，r=R+h1、解决重力加速度问 忽略中心天体自转得：表面重力加速度：轨道重力加速度（距天体表面高h 处）：例2（04北京）： 1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，该小行星的半径为16km 。
万有引力基本内容汇总选择
万有引力基本内容汇总（附答案）姓名____________一、基本内容1．下列说法符合史实的是 （ ）A ．牛顿发现了行星的运动规律B ．开普勒发现了万有引力定律C ．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量D ．牛顿发现了海王星和冥王星2、万有引力定律首先揭示了自然界物体间的基本相互作用的规律，则（ ）A ．物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的B ．人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大C ．人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供D ．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用3.关于万有引力的说法正确的是 （ ）A.万有引力只有在天体与天体之间才能明显地表现出来B.一个苹果由于其质量很小，所以它受到的万有引力几乎可以忽略C.地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力D.地球表面的大气层是因为万有引力约束而存在于地球表面附近4、有关开普勒关于行星运动的描述，下列说法中正确的是 （ ）A ．所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上B ．所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上C ．所有的行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等D ．不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的5、关于公式k TR =23，下列说法中正确的是（ ） A ．公式只适用于围绕地球运行的卫星B ．公式只适用太阳系中的行星C ．k 值是一个与星球（中心天体）有关的常量D ．对于所有星球（中心天体）的行星或卫星，k 值都相等6、对于万有引力定律的表述式221r m m G F =，下面说法中不正确的是 （ ） A.公式中G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B.当r 趋近于零时，万有引力趋于无穷大C. m 1与m 2受到的引力总是大小相等的，方向相反，是一对作用力与反作用力D. m 1与m 2受到的引力总是大小相等的，而与m 1、m 2是否相等无关7、关于人造地球卫星所受向心力与轨道半径r 的关系，下列说法中正确的是（ ）A ．由2r Mm G F =可知，向心力与r 2成反比B ．由rv m F 2=可知，向心力与r 成反比 C ．由2ωmr F =可知，向心力与r 成正比 D ．由ωmv F =可知，向心力与r 无关二、人造卫星、变轨8、对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，下列说法正确的是（）A．人造地球卫星的实际绕行速率一定小于7.9km/sB．从卫星上释放的物体将作平抛运动C．在卫星上可以用天平称物体的质量D．我国第一颗人造地球卫星（周期是6.84×103s）离地面高度比地球同步卫星离地面高度小9．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，它（）A．可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的B．只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值C．可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值D．只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的10．可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道（）A．与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同心圆B．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是运动的11．地球上有两位相距非常远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星，相对自己静止不动，则这两位观察者的位置以及两颗人造卫星到地球中心的距离可能是（）A．一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相等B．一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍C．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等D．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍12、下列关于地球同步卫星的说法正确的是（）A．它的周期与地球自转同步，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小B．它的周期、高度、速度都是一定的C．我们国家发射的同步通讯卫星定点在北京上空D．我国发射的同步通讯卫星也定点在赤道上空13．卫星在到达预定的圆周轨道之前，最后一节运载火箭仍和卫星连接在一起，卫星先在大气层外某一轨道a上绕地球做匀速圆周运动，然后启动脱离装置，使卫星加速并实现星箭脱离，最后卫星到达预定轨道．星箭脱离后（）A．预定轨道比某一轨道a离地面更高，卫星速度比脱离前大B．预定轨道比某一轨道a离地面更低，卫星的运动周期变小C．预定轨道比某一轨道a离地面更高，卫星的向心加速度变小D．卫星和火箭仍在同一轨道上运动，卫星的速度比火箭大14．人造卫星由于受大气阻力，轨道半径逐渐减小，则线速度和周期变化情况为（）A线速度增大，周期增大 B线速度增大，周期减小C线速度减小，周期增大 D线速度减小，周期减小15．下列说法正确的是（）A．第一宇宙速度是人造卫星环绕地球运动的速度B．第一宇宙速度是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度C．如果需要，地球同步通讯卫星可以定点在地球上空的任何一点D．地球同步通讯卫星的轨道可以是圆的也可以是椭圆的16、关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（）A．它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度B．它是人造地球卫星在圆形轨道上的最小运行速度C．它是能使卫星绕地球运行的最小发射速度D．它是人造卫星绕地球作椭圆轨道运行时在近地点的速度17、关于人造地球卫星的运行速度和发射速度，以下说法中正确的是（）A．低轨道卫星的运行速度大，发射速度也大B．低轨道卫星的运行速度大，但发射速度小C．高轨道卫星的运行速度小，发射速度也小 D．高轨道卫星的运行速度小，但发射速度大三、卫星比较18．人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时有：（）A．轨道半径越大，速度越小，周期越长 B．轨道半径越大，速度越大，周期越短C．轨道半径越大，速度越大，周期越长 D．轨道半径越小，速度越小，周期越长19．如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送人同步圆轨道3。
(北师大版)深圳市初中物理九年级全册第十六章《粒子和宇宙》测试题(有答案解析)
一、选择题1．新冠病毒（covid-2019）具有极强的传播与复制能力，由于人与人之间的近距离交流，飞沫传播成为其重要的传播方式之一、下面关于飞沫、新冠病毒、原子核、分子按照空间尺度由大到小排序正确的是（）A．新冠病毒、分子、原子核、飞沫B．分子、飞沫、原子核、新冠病毒C．分子、原子核、新冠病毒、飞沫D．飞沫、新冠病毒、分子、原子核2．如图所示，这是一个小“蒸气轮机”。
下列说法正确的是（）A．酒精燃烧越充分，它的热值就越大B．蒸汽推动轮机转动过程，内能转化为机械能C．通过先进的技术改进，“蒸气轮机”的效率可达100%D．蒸汽推动轮机转动过程，相当于四冲程汽油机的压缩冲程3．下列事例中，关于能量转化的说法错误的是（）A．摩擦生热，机械能转化为内能B．燃料燃烧时发热，内能转化为化学能C．充电宝充电过程，电能转化为化学能D．电风扇工作过程，电能转化为机械能4．如图所示，用橡胶制造的汽车轮胎，能减轻汽车行驶时的震动与颠簸，利用的是橡胶具有（）A．较好的绝缘性B．较强的弹性C．较差的导电性D．较大的耐磨性5．节能减排，保护家园，下列做法中正确的是A．白天教室没有人时，灯一直亮着B．将垃圾进行分类投放C．夏天将教室空调调至19℃D．将废旧干电池随意丢弃6．对微观世界的认识，下列说法正确的是A．常见物质由大量分子组成，分子直径的数量级为10-15mB．汤姆生发现了电子，从而说明原子核是可分的C．原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子构成的D．摩擦起电的实质是:物体摩擦过程中会在表面产生出电荷7．如图，甲、乙、丙三图的装置完全相同，燃料的质量相同，烧杯内液体的初温与质量也相同，不考虑热量损失。
下列选项正确的是A．加热相同时间，对比甲、乙两图，若燃料2的热值较高，可得乙图液体末温较高B．加热相同时间，对比乙、丙两图，若液体b的末温较高，可得燃料1的热值较大C．加热相同时间，对比乙、丙两图，若液体a的末温较高，可得液体a的比热容较小D．对比甲、丙两图，若两液体的末温相同，燃料1消耗较多，可得液体a的比热容较小8．我国成功发射了“神十”载人飞船．下列说法正确的是A．在“神十”随火箭升空的过程中，机械能转化为内能B．火箭的发动机选用液态氢作燃料，主要是因为氢具有较大的比热容C．穿越大气层时，“神十”和火箭克服摩擦，将机械能转化成内能D．“神十”和火箭升空的过程中，机械能的总量不变9．下列说法错误的是( )A． B． C．D．10．下列科学家和其主要贡献连线正确的是（）A．哥白尼——万有引力B．伽利略——量子力学C．牛顿——运动定律D．爱因斯坦——电磁感应11．一瓶煤油倒掉一半后，则剩下的一半（）A．比热容减小一半 B．密度减小一半C．热值减小一半 D．比热容、密度、热值都不变12．小明和小华分别用相同的灶具和锅来煮鸡蛋，两人的锅中都加入同样多且足够的水、同样多的鸡蛋。
2023届黑龙江省哈师大附中高三下学期第三次模拟考试理综物理试题(含解析)
2023届黑龙江省哈师大附中高三下学期第三次模拟考试理综物理试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________． ． ． ． ．如图所示，取一个半径为r 的软木塞，在它的圆心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上。
调整大头针插入软木塞的深度，使它露在下面的长度为h 。
这时从液面上方的各个方向向液体中看，恰好看不到大头针。
则液体的折射率为（ ）A ．22rr h +B ．2r r +3．如图所示的p V -图象中，一定质量的理想气体从状态最后回到状态A 。
其中AD 和BCA ．AB →过程气体分子热运动的平均动能不变B ．CD →过程气体单位体积内分子数增加C ．D A →过程中，气体分子与器壁在单位时间、单位面积上的碰撞次数将减少D ．整个过程中，气体向外界放出的热量大于从外界吸收的热量4．如图所示，质量为4kg M =的小车静止在光滑水平面上，小车AB 段是半径为1m R =的四分之一光滑圆弧轨道，BC 段是长为L 的粗糙水平轨道，两段轨道相切于B 点。
一质量为1kg m =的可视为质点的滑块从小车上的A 点由静止开始沿轨道下滑，然后滑入BC 轨道，最后恰好停在C 点，滑块与轨道BC 间的动摩擦因数为0.5，重力加速度为210m /s g =，则（ ）A ．整个过程中滑块和小车组成的系统动量守恒B ．滑块由A 滑到B 过程中，滑块的机械能守恒C ．BC 段长1m L =D ．全过程小车相对地面的位移大小为0.6m二、多选题5．如图为同学通过传感器测得的甲、乙两物体的运动图像，横轴为时间，纵轴忘记标记。
已知甲图两部分均为抛物线，且0s t =与1s t =分别为开口向上和开口向下的抛物线的顶点。
下列说法正确的是（ ）A ．若图像为位移—时间图像，甲物体01s -和12s -加速度大小相等B ．若图像为位移—时间图像，01s -乙物体平均速度大于甲物体平均速度C ．若图像为速度—时间图像，02s -乙物体平均速度为甲物体平均速度的两倍D ．若图像为速度—时间图像，两物体一定在1s t =时刻相遇6．如图所示，一质量为2kg M =、倾角为=37θ︒的斜面体放在光滑水平地面上。
物理人教版高中必修2人教版高一物理必修二第六章：《万有引力与航天》单元测试题(有答案)
《万有引力与航天》单元测试题一、选择题。
1.对于万有引力定律的表达式F = Gm 1m 2r 2，下列说法正确的是( ) A ．公式中G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的 B ．当r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C ．m 1与m 2受到的引力总是大小相等的，而与m 1和m 2是否相等无关D ．m 1与m 2受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力 答案：AC 2.(2012·北京理综)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.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答案:B 解析:环绕地球运动的卫星,由开普勒第三定律32R T =常数,当椭圆轨道半长轴与圆形轨的半径相等时,两颗卫星周期相同,选项A 错误;沿椭圆轨道运行的卫星,只有引力做功,机械能守恒,在轨道上相互对称的地方(到地心距离相等的位置)速率相同,选项B 正确;所有地球同步卫星相对地面静止,运行周期都等于地球自转周期,由2224πGMm mRRT ,R=22T 4πGM ,轨道半径都相同,选项C 错误;同一轨道平面不同轨道半径的卫星,相同轨道半径、不同轨道平面的卫星,都有可能(不同时刻)经过北京上空,选项D 错误。
3、1970年4月24日,我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,开创了我国航天事业的新纪元。
如图所示,“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道,其近地点M 和远地点N 的高度分别为439 km 和2 384 km,则( )。
A.卫星在M 点的势能大于N 点的势能B.卫星在M 点的角速度大于N 点的角速度C.卫星在M 点的加速度大于N 点的加速度D.卫星在N 点的速度大于7.9 km/s 答案:BC解析:卫星从M 点到N 点,万有引力做负功,势能增大,A 项错误;由开普勒第二定律知,M 点的角速度大于N 点的角速度,B 项正确;由于卫星在M 点所受万有引力较大,因而加速度较大,C 项正确;卫星在远地点N 的速度小于其在该点做圆周运动的线速度,而第一宇宙速度7.9 km/s 是线速度的最大值,D 项错误。
与重力有关的三个问题
与重力有关的三个问题作者：邹万全来源：《物理教学探讨》2011年第10期1重力与万有引力重力是地面附近的物体由于受到地球的万有引力而产生的。
这句话是完全正确的，但常常会使人们误认为重力就是万有引力。
如果我们把地球视为一个规则球体，那么，决定物体所受到的重力有两个主要因素：第一个因素是地球的吸引力，即地球与物体间形成的万有引力；第二个因素是由于地球自转引起的向心力。
物体在地球表面或地球表面附近空间中所受到的重力则是上述二力的矢量差。
假设我们以北半球纬度为φ，质量为m的物体来说，其万有引力、向心力和重力分别用F、Fr、G来表示，如下图所示，很明显，重力的方向并非严格指向地球中心。
通过前面的讨论，我们还可以知道，重力将随着地球纬度的变化而发生相应的变化，其变化规律是纬度越低，重力就越小，反之纬度越高，重力就越大。
可见，对于一个确定的物体，在赤道上时其重力最小，在两极时其重力最大。
所以我们说，重力并不是万有引力，但重力与万有引力之间有着密切的关系。
需要指出得是，地球并不是一个严格的球状体，而是一个椭球体，赤道半径比极地半径略大一些，这一因素会对物体所受到的重力产生一定影响。
而对于一个确定的物体，在确定的纬度和确定的高度条件下，重力也是确定的，与物体所处位置的运动状态无关。
2重力在距地面多大高度处才有意义由于地面附近空间的所有物体都会受到重力作用。
那么，这个“附近”在数值上究竟是多大呢?之所以我们要说：“地面附近空间”六个字，其目地就在于忽略了其它天体对地面附近空间中的物体的作用，也就是我们只讨论二体问题。
距我们最近的天体，当然是月亮，而地心与月心之间的距离大约是3.844×108m。
显然，当物体距月心之间的距离远远大于物体距地心之间的距离时，就可以忽略月球对该物体的作用。
即物体距地面的高度h＜1／2×3.844×108－6.37×103≈1.858×108m时，即可忽略月球对该物体的作用。
2024届高考高效提分物理压轴卷(全国乙卷)
2024届高考高效提分物理压轴卷（全国乙卷）一、单选题 (共7题)第(1)题在机场和海港，常用输送带运送旅客的行李和货物，如图所示，甲为水平输送带，乙为倾斜输送带，当行李箱m随输送带一起匀速运动时，不计空气阻力，下列几种判断中正确的是（ ）A．甲情形中的行李箱受到向右的摩擦力B．乙情形中的行李箱受到沿斜面向下的摩擦力C．乙情形中的行李箱受到沿斜面向上的摩擦力D．甲情形中的行李箱受到向左的摩擦力第(2)题我国多次成功使用“冷发射”技术发射长征十一号系列运载火箭，如图所示，发射舱内的高压气体先将火箭竖直向上推出，火箭速度接近零时再点火飞向太空。
设从火箭开始运动到点火的过程始终受气体推力，则此过程中（ ）A．气体对火箭推力的冲量等于火箭动量的增加量B．高压气体释放的能量等于火箭动能的增加量C．在气体推力作用下，火箭的速度一直在增大D．气体的推力和空气阻力对火箭做功之和等于火箭机械能的增加量第(3)题如图所示为氢原子能级的示意图，根据玻尔理论，下列说法正确的是（ ）A．处于基态的氢原子，吸收能量后不能发生电离B．处于能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的波长最长的是4到1能级C．一个氢原子从能级跃迁放出的光子可能使逸出功为金属发生光电效应D．用动能为的电子射向一群处于基态的氢原子，原子不能跃迁到的能级第(4)题a、b、c、d是匀强电场中的四个点，它们正好是一个矩形的四个顶点，电场线与矩形所在的平面平行，已知a点的电势是20V，b点的电势是24V，d点的电势是4V，如图，由此可知，c点的电势为（ ）A．4V B．8V C．12V D．24V第(5)题下列关于物理学史或物理认识说法正确的是（）A．伽利略的斜面实验，把实验和逻辑推理和谐地结合起来，从而发展了人类的科学思维方式和科学研究方法B．奥斯特总结出了电流周围的磁场方向，安培指出一切磁现象都具有电本质C．地面上的人观察高速飞行的火箭时，发现火箭里的钟表变快了D．库仑最早通过实验比较准确地测出电子的电荷量第(6)题如图所示，ABC为正三角形，AB和AC边上放有带等量异种电荷的绝缘细棒，O为BC边中点，D为BC中垂线上O点右侧的一点，P为BC上的一点，选无穷远处电势为0，则下列说法正确的是（ ）A．O点和D点场强可能大小相等，方向相同B．D点的电势一定低于P点C．将一正检验电荷沿直线从O点运动到D点，电势能不变D．将一正检验电荷沿直线从O点运动到P点，电场力做负功第(7)题闽江河口龙舟竞渡历史可追溯到秦汉，那时河口居有一支闽越王无诸氏族，他们擅长划舟，喜赛龙舟，留下了龙舟竞渡传统。
深圳观澜中学初中物理九年级全册第十六章《粒子和宇宙》测试题(有答案解析)
一、选择题1．关于粒子和宇宙，下列说法正确的是（）A．太阳是宇宙的中心，恒星是绝对不动的B．原子是由质子和中子组成，质子带正电，中子带不带电C．水和酒精均匀混合后总体积变小，因为分子间存在空隙D．胶水可以把两张纸黏在一起，因为分子间只存在引力2．1964年人类制成世界上第一盏用海浪发电的航标灯，如图所示是它的气室示意图．它是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机转动（带动发电机发电）。
下列说法正确的是（）A．当K1开启，K2开启时，空气的内能转化为涡轮机的机械能B．当K1关闭，K2开启时，海水的机械能转化为空气的内能C．当K1开启，K2关闭时，空气的内能转化为海水的机械能D．当K1开启，K2关闭时，空气的内能转化为涡轮机的机械能3．下列知识结构正确的是（）A．物理量决定因素质量密度体积B．物理量单位质量kg体积m3密度kg/m3C．D．4．以下说法正确的是（）A．原子弹和氢弹都是利用可控核聚变的原理工作的B．一艘载满货物的轮船在卸完一半货物后，该艘轮船会浮起一些，所受浮力变小C．移动电话只能传递声音信号，不能传递图像信号D．声波和光波都能在空气中传播，可见它们都属于电磁波5．塔式太阳能发电系统是在空旷的地面上建立一高大的中央吸热塔，塔顶上安装固定一个接收器，塔的周围安装一定数量的定日镜，通过定日镜将太阳光聚集到塔顶的接收器的腔体内产生高温，再将通过接收器的工作物质加热并产生高温蒸汽，推动汽轮机进行发电，如图所示.下列关于塔式太阳能发电系统的说法中不正确的是（）A．定日镜是平面镜，将太阳光反射到塔顶的接收器上B．太阳能是一次能源，且是可再生能源C．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生裂变，释放出巨大的核能D．塔式太阳能发电系统的能量转化是：太阳能→内能→机械能→电能6．对微观世界的认识，下列说法正确的是A．常见物质由大量分子组成，分子直径的数量级为10-15mB．汤姆生发现了电子，从而说明原子核是可分的C．原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子构成的D．摩擦起电的实质是:物体摩擦过程中会在表面产生出电荷7．石墨烯又称单层墨，它仅由一层碳原子组成，具有许多奇特的属性，包括极强的拉力，优良的导电性和导热性，硬度最大，熔点超过3000℃等，这种高新材料有可能代替硅成为新的半导体材料．根据石墨烯的特性，你认为石墨烯不能用来制成（）A．高压输电线B．坚韧的防弹衣C．发光二极管D．保温隔热材料8．下列说法错误的是( )A． B． C．D．9．下列关于材料、信息及能源的说法正确的是（）A．纳米材料的基本单元大小限制在1﹣100μm范围内B．同种材料制成的导体，其电阻大小只与长度有关C．我国海域深处蕴藏的大量“可燃冰”属于可再生能源D．用手机收看“华唐名师”的直播是利用电磁波来传递信息的10．下列装置在正常工作时，将电能主要转化为内能的是（）A．电风扇B．电动机C．洗衣机D．电饭锅11．电动机通电后带动其他机器运转，一段时间后，电动机的外壳就会变得烫手，则下列关于能的转化和守恒的说法中正确的是A．电能全部转化为机械能，总的能量守恒B．电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，总的能量守恒C．电能全部转化为内能，内能守恒D．电能转化为机械能和内能，机械能守恒12．下列各项排列中，按尺度的数量级由小到大排列正确的是（）A．原子核、分子、地球、银河系B．分子、电子、地球、太阳系C．分子、生物体、银河系、太阳系D．分子、原子核、地球、银河系二、填空题13．在银河系、宇宙、太阳系中尺度最大的是_______。
2019-2020学年人教版物理必修二新素养浙江专用学案：第六章 第1节 行星的运动 Word版含答案
第1节行星的运动1．了解地心说与日心说的主要内容和代表人物．2．理解开普勒行星运动定律，知道开普勒第三定律中k值的大小只与中心天体有关．(重点)3．知道行星运动在中学阶段研究过程中的近似处理．一、地心说与日心说1．地心说地球是宇宙的中心，且是静止不动的，太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动．2．日心说太阳是宇宙的中心，且是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动．3．两种学说的局限性两种学说都认为天体的运动必然是最完美、最和谐的匀速圆周运动，而这和丹麦天文学家第谷的观测数据不符．二、开普勒行星运动定律定律内容公式或图示开普勒第一定律所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上开普勒第二定律对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积开普勒第三定律所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等公式：a3T2＝k，k是一个与行星无关的常量三、行星运动的近似处理1．行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心．2．行星绕太阳做匀速圆周运动．3．所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即r3T2＝k．判一判(1)行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是变化的．( ) (2)地球绕太阳运动的速度是不变的．( )(3)公式a3T2＝k，只适用于轨道是椭圆的运动．( )(4)太阳系中所有天体的运动都可看做匀速圆周运动．( )(5)8大行星的运动轨迹近似为一系列的同心圆．( )(6)行星的轨道半径越大，其公转周期就越长．( )提示：(1)√(2)×(3)×(4)×(5)√(6)√做一做如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，下列说法正确的是( )A．速度最大点是B点B．速度最小点是C点C．m从A到B做减速运动D．m从B到A做减速运动提示：选C．由开普勒第二定律可知，近日点时行星运行速度最大，因此，A、B错误；行星由A向B运动的过程中，行星与恒星的连线变长，其速度减小，故C正确，D错误．想一想太阳每天东升西落，这一现象是否说明太阳绕着地球运动呢？为什么？提示：不能．太阳是太阳系的中心，地球等行星绕太阳运动．太阳东升西落，是因为地球的自转．对开普勒三定律的理解1．第一定律(轨道定律)所有行星都沿椭圆轨道绕太阳运动，太阳则位于所有椭圆的一个公共焦点上．否定了行星圆形轨道的说法，建立了正确的轨道理论，给出了太阳准确的位置．2．第二定律(面积定律)揭示了某个行星运行速度的大小与到太阳距离的关系．行星靠近太阳时速度大，远离太阳时速度小．近日点速度最大，远日点速度最小．3．第三定律(周期定律)第三定律反映了行星公转周期跟轨道半长轴之间的关系．椭圆轨道半长轴越长的行星，其公转周期越大；反之，其公转周期越小．在右图中，半长轴是AB间距的一半，T是公转周期．其中常数k与行星无关，只与太阳有关．下列关于开普勒对于行星运动规律认识的说法中，正确的是() A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C．所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D．所有行星都是在靠近太阳时速度变小[解析]由开普勒第一定律知所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，故A正确，B错误．由开普勒第三定律知所有行星的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，故C错误．根据开普勒第二定律，行星在椭圆轨道上靠近太阳运动时，速度越来越大，故D错误．[答案] A(1)开普勒三定律是对行星绕太阳运动的总结，实践表明开普勒三定律也适用于其他天体的运动，如月球绕地球的运动，卫星(或人造卫星)绕行星的运动．(2)开普勒第二定律与开普勒第三定律的区别：前者揭示的是同一行星在距太阳不同距离时的运动快慢的规律，后者揭示的是不同行星运动快慢的规律．哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆，下列说法中不正确的是( )A ．彗星在近日点的速率大于在远日点的速率B ．彗星在近日点的角速度大于在远日点的角速度C ．彗星在近日点的向心加速度大于在远日点的向心加速度D ．若彗星周期为76年，则它的公转轨道的半长轴是地球公转半径的76倍解析：选D.根据开普勒第二定律，为使相等时间内扫过的面积相等，则应保证近日点与远日点相比在相同时间内走过的弧长要大．因此在近日点彗星的线速度(即速率)、角速度都较大，故A 、B 正确．而向心加速度a ＝v 2R，在近日点，v 大，R 小，因此a 大，故C 正确．根据开普勒第三定律a 3T 2＝k ，则a 31a 32＝T 21T 22＝762，即a 1＝35 776a 2，故D 错误.对开普勒三定律的应用1．对开普勒行星运动定律的理解(1)开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运转，也适用于卫星绕着地球运转． (2)开普勒第三定律中，k 值仅与该系统的中心天体有关而与周围绕行的星体无关． (3)开普勒行星运动定律是根据行星运动的观察结果而总结归纳出来的规律，每一条都是经验定律．2．中学阶段对天体运动的处理方法由于大多数行星绕太阳运动的轨道与圆十分接近，因此，在中学阶段的研究中可以按圆周运动处理，且是匀速圆周运动，这时椭圆轨道的半长轴取圆轨道的半径．命题视角1 对开普勒第二定律的应用(2019·金华考试)1970年4月24日，我国发射了第一颗人造卫星，其近地点高度是h 1＝439 km ，远地点高度是h 2＝2 384 km ，则近地点处卫星的速率是远地点处卫星速率的多少倍(已知R 地＝6 400 km)?[思路点拨] 本题根据圆周运动知识无法求解，但根据开普勒第二定律可以求出．特别是运用数学极限知识分析求解．[解析] 设一段很短的时间为Δt ，近地点在B 点，当Δt 很小时，卫星和地球的连线扫过的面积可按三角形面积进行计算，如图所示，即ABC ︵、MPN ︵都可视为线段．由开普勒第二定律得S ABCF ＝S MPNF ，即12v 1Δt (R ＋h 1)＝12v 2Δt (R ＋h 2) 所以v 1v 2＝R ＋h 2R ＋h 1代入数值后得v 1v 2＝1.28.[答案] 1.28命题视角2 对开普勒第三定律的应用地球到太阳的距离为水星到太阳距离的2．6倍，那么地球和水星绕太阳运转的线速度之比为多少？[思路点拨] 由开普勒第三定律先求出周期之比，然后由圆周运动有关公式计算． [解析] 设地球绕太阳的运行周期为T 1，水星绕太阳的运行周期为T 2，根据开普勒第三定律有R 31T 21＝R 32T 22①因地球和水星绕太阳做匀速圆周运动，故有 T 1＝2πR 1v 1② T 2＝2πR 2v 2③ 由①②③式联立求解得 v 1v 2＝R 2R 1＝12.6＝12.6＝513＝6513. [答案] 6513涉及椭圆轨道运动周期的问题，在中学物理中，常用开普勒第三定律求解．但该定律只能用在绕同一中心天体运动的星体之间，如绕太阳转的两行星之间或绕地球转的两卫星之间均可用，但一颗行星和一颗卫星比较时不能用开普勒第三定律．开普勒第三定律不仅适用于椭圆轨道的行星运动，也适用于圆轨道的行星运动．假设某飞船沿半径为R 的圆周绕地球运行，其周期为T ，地球半径为R 0．该飞船要返回地面时，可在轨道上某点A 处将速率降到适当数值，从而沿着以地心为焦点的椭圆轨道运动，椭圆与地球表面的B 点相切，如图所示．求该飞船由A 点运动到B 点所需的时间．解析：飞船沿半径为R 的圆周绕地球运行时，可认为其半长轴a ＝R ，飞船沿椭圆轨道运行时，设其周期为T ′，轨道半长轴a ′＝12(R ＋R 0)，由开普勒第三定律得a 3T 2＝a ′3T ′2， 所以，飞船从A 点运动到B 点所需的时间t ＝12T ′＝28⎝⎛⎭⎫1＋R 0R 32T . 答案：28⎝⎛⎭⎫1＋R 0R 32T行星运动与圆周运动的综合应用在应用开普勒运动定律求解问题时，要注意以下几点：1．开普勒定律不仅适用于行星绕着太阳运行，也适用于卫星绕着地球运行，不过比例式中的k 值是不相同的．2．开普勒定律是总结行星运动的观察结果而得出来的规律，它们都是经验定律．因此，开普勒定律涉及几何学、运动学等方面的内容．3．由于行星的椭圆轨道都跟圆十分接近，所以在中学阶段的研究中可以按圆处理．因此，可以认为：①大多数行星绕太阳运动的轨道十分接近圆，太阳处在圆心；②对某一行星来说，它绕太阳做圆周运动的角速度(或线速度)不变，即行星做匀速圆周运动；③所有行星轨道半径的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，即a 3T2＝k ．4．求解问题时，常常用到圆周运动规律(如v ＝ωr ，F ＝m v 2r ，a ＝v 2r ＝ω2r 等)或几何知识．(2019·宁波镇海中学质检)太阳系中的第二大行星——土星的卫星众多，目前已发现达数十颗．下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些参数．则两卫星相比较，下列判断不正确的是( )卫星 距土星的 距离/km 半径/km 质量/kg 发现者 发现 年代 土卫五 527 000 765 2.49×1021 卡西尼 1672 土卫六1 222 0002 5751.35×1023惠更斯1655B ．土卫六的转动角速度较大C ．土卫六的向心加速度较小D ．土卫五的公转速度较大[思路点拨] 比较同一个行星的两颗卫星的运动情况，其方法与比较太阳的任意两颗行星的运动情况的方法一样，卫星本身的大小、形状与其运动快慢无关．[解析] 筛选所给的信息，其重要信息是：卫星离土星的距离；设其运动轨道是圆形的，且做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律：轨道半径的三次方与公转周期的平方的比值相等，得A 正确．土卫六的周期较大，则由匀速圆周运动的知识得：土卫六的角速度较小，故B错误．根据匀速圆周运动的向心加速度公式a ＝ω2r ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r 及开普勒第三定律r 3T 2＝k ，得a＝4π2T 2r ＝4π2·r 3T 2·1r 2＝4π2·k ·1r 2，可知轨道半径大的卫星向心加速度小，故C 正确．由于v ＝2πr T ＝2πr 3T 2·1r＝2πk ·1r，由推理可知，轨道半径小的卫星，其运动速度大，故D 正确． [答案] B(2019·舟山测试) “北斗”卫星定位系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成．地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3．4倍，下列说法中正确的是( )A ．静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍B ．静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍C ．静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的17D ．静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的17解析：选A.设中轨道卫星的周期和轨道半径分别为T 1、R 1，静止轨道卫星的周期和轨道半径分别为T 2、R 2，地球半径为R ，则R 1＝4.4R 、R 2＝7R .由开普勒第三定律可知T 21R 31＝T 22R 32，即T 2T 1＝R 32R 31≈2，A 正确；线速度由v ＝2πR T 可知v 2v 1≈0.8，B 错误；角速度由ω＝2πT 可知ω2ω1＝12，C 错误；向心加速度由a ＝4π2T 2R 可知a 2a 1≈0.4，D 错误．[随堂检测]1．关于人造地球卫星，下列说法正确的是( )A ．运行的轨道半径越大，线速度也越大B ．其发射速度可以达到16．7 km/sC ．卫星绕地球做匀速圆周运动的速度一定大于7．9 km/sD ．卫星在降落过程中向下减速时处于超重状态解析：选D.根据万有引力提供向心力G Mmr 2＝m v 2r，得v ＝GMr，可知运行的轨道半径越大，线速度越小，故A 错误；发射速度达到16.7 km/s ，会挣脱太阳的引力，飞到太阳系以外，故B 错误；7.9 km/s 是卫星贴近地球表面做匀速圆周运动的速度，根据v ＝GM r知，7.9 km/s 是绕地球做匀速圆周运动最大的环绕速度，卫星绕地球做匀速圆周运动的速度一定小于或等于7.9 km/s ，故C 错误；卫星减速降落时，加速度向上，处于超重状态，故D 正确．2．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知( ) A ．太阳位于木星运行轨道的中心B ．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C ．火星与木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方D ．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积 解析：选C.根据开普勒行星运动定律，火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行时，太阳位于椭圆的一个焦点上，选项A 错误；行星绕太阳运行的轨道不同，周期不同，运行速度大小也不同，选项B 错误；火星与木星运行的轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个常量，选项C 正确；火星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，木星与太阳连线在相同时间内扫过的面积相等，但这两个面积不相等，选项D 错误．3．某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F 1和F 2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A 点的速率比在B 点的大，则太阳位于( )A ．F 2B ．AC ．F 1D ．B解析：选A.根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积，因为行星在A 点的速率比在B 点的速率大，所以A 点离太阳近，即太阳位于F 2.4．(2019·杭州联考)我国发射“天宫一号”空间实验舱时，先将实验舱发送到一个椭圆轨道上，其近地点M 距地面200 km ，远地点N 距地面362 km ，如图所示．进入该轨道正常运行时，其周期为T 1，通过M 、N 点时的速率分别是v 1、v 2，加速度分别为a 1、a 2．当某次通过N 点时，地面指挥部发出指令，点燃实验舱上的发动机，使其在短时间内加速后进入离地面362 km 的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，周期为T 2，这时实验舱的速率为v 3．比较在M 、N 、P 三点正常运行时(不包括点火加速阶段)的速率大小和加速度大小，及在两个轨道上运行的周期，下列结论正确的是( )A ．v 1>v 3B ．v 2>v 1C ．a 2>a 1D ．T 1>T 2解析：选A.根据开普勒第三定律(周期定律)可知，轨道半径大的周期大，所以T 1<T 2，选项D 错误；根据开普勒第二定律(面积定律)可知，v 1>v 2，v 1>v 3，选项B 错误，A 正确；由a ＝v 2R可知，a 1>a 2，选项C 错误．5．(2019·丽水质检)冥王星与其附近的星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O 做匀速圆周运动．由此可知冥王星绕O 点运动的( )A ．周期的大小约为卡戎的7倍B ．轨道半径约为卡戎的17C ．角速度大小约为卡戎的17D ．向心加速度大小约为卡戎的7倍解析：选B.双星角速度相等、周期相等，故A 、C 错误；双星做匀速圆周运动，向心力相等，则向心加速度之比等于质量的倒数比，则向心加速度大小约为卡戎的17，D 错误；根据G m 1m 2L 2＝m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2，知m 1r 1＝m 2r 2，则r 1r 2＝m 2m 1＝17，即轨道半径约为卡戎的17，故B 正确．[课时作业]一、选择题1．某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a ，近日点离太阳的距离为b ，过远日点时行星的速率为v a ，则过近日点时的速率为( )A ．v b ＝ba v aB ．v b ＝a b v aC ．v b ＝abv aD ．v b ＝b a v a解析：选C.如图所示，A 、B 分别表示远日点、近日点，由开普勒第二定律知，太阳和行星的连线在相等的时间里扫过的面积相等，取足够短的时间Δt ，则有12v a ·Δt ·a ＝12v b ·Δt ·b ，所以v b ＝abv a ． 2．(2019·绍兴月考)关于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，以下判断正确的是( ) A ．同一轨道上，质量大的卫星线速度大 B ．同一轨道上，质量大的卫星向心加速度大 C ．离地面越近的卫星线速度越大 D ．离地面越远的卫星线速度越大 答案：C3．从“神舟六号”载人飞船的发射成功可以预见，随着航天员在轨道舱内停留时间的增加，体育锻炼成了一个必不可少的环节，下列器材适宜航天员在轨道舱中进行锻炼的是( )A ．哑铃B ．弹簧拉力器C ．单杠D ．跑步机答案：B4．长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r 1＝19 600 km ，公转周期T 1＝6．39天．2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r 2＝48 000 km ，则它的公转周期T 2最接近于( )A ．15天B ．25天C ．35天D ．45天解析：选B.根据开普勒第三定律得r 31T 21＝r 32T 22，所以T 2＝r 32r 31T 1≈25天，选项B 正确，选项A 、C 、D 错误．5．(2019·金华测试)太阳系八大行星公转轨道可以近似看做圆轨道，“行星公转周期的平方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比．地球与太阳之间平均距离约为1．5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为( )行星 水星金星地球 火星 木星土星公转周期(年)0．241 0．615 1．01．8811．86 29．5A ．1．2亿千米B ．2．3亿千米C ．4．6亿千米D ．6．9亿千米解析：选 B.由题意可知，行星绕太阳运转时，满足T 2r 3＝常数，设地球的公转周期和轨道半径分别为T 1、r 1，火星绕太阳的公转周期和轨道半径分别为T 2、r 2，则T 21r 31＝T 22r 32，代入数据得r 2≈2.3亿千米．6．地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看做是圆形的．已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5．2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为( )A ．0．19B ．0．44C ．2．3D ．5．2解析：选 B.据开普勒第三定律R 3木T 2木＝R 3地T 2地，得木星与地球绕太阳运动的周期之比T 木T 地＝R 3木R 3地，线速度v ＝2πR T ，故两行星线速度之比v 木v 地≈0.44，故B 项正确． 7．某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆．每过N 年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示．该行星与地球的公转半径之比为 ( )A ．⎝⎛⎭⎫N ＋1N 23B ．⎝⎛⎭⎫N N －123 C ．⎝⎛⎭⎫N ＋1N 32 D ．⎝⎛⎭⎫N N －132 解析：选B.地球绕太阳公转周期T 地＝1年，N 年转N 周，而该行星由于轨迹半径大，周期也大，因而该行星N 年应转(N －1)周，故T 行＝N N －1年，又因为行星和地球均绕太阳公转，由开普勒第三定律知r 3T 2＝k ，故r 行r 地＝⎝ ⎛⎭⎪⎫T 行T 地23＝⎝ ⎛⎭⎪⎫N N －123，选项B 正确． 8．关于开普勒第二定律，正确的理解是( )A ．行星绕太阳运动时，一定是匀速曲线运动B ．行星绕太阳运动时，一定是变速曲线运动C ．行星绕太阳运动时，由于角速度相等，故在近日点处的线速度小于它在远日点处的线速度D ．行星绕太阳运动时，由于它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故它在近日点的线速度等于它在远日点的线速度解析：选B.行星的运动轨迹是椭圆形的，故做变速曲线运动，A错，B对；又在相等时间内扫过的面积相等，所以在近日点时线速度大，C、D错．9．16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出“日心说”的如下四个基本论点，这四个论点目前看不存在缺陷的是() A．宇宙的中心是太阳，所有行星都绕太阳做匀速圆周运动B．地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动C．天穹不转动，因为地球每天自西向东自转一周，造成太阳每天东升西落的现象D．与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多解析：选D.所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；＝恒量，故所有行星实际并不是在做行星在椭圆轨道上运动的周期T和轨道半长轴a满足a3T2匀速圆周运动，整个宇宙是在不停地运动的．10．(2019·舟山期中)美国宇航局发射的“深度撞击”号探测器成功撞击“坦普尔一号”彗星，实现了人类历史上第一次对彗星的“大对撞”，如图所示．假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中不正确的是()A．绕太阳运动的角速度不变B．近日点处线速度大于远日点处线速度C．近日点处加速度大于远日点处加速度D．其椭圆轨道半长轴的三次方与周期的二次方之比是一个与太阳质量有关的常数解析：选A.根据开普勒定律可以判断B、D正确，A错误；近日点v大，R小，由a＝v2知近日点加速度大，C正确．R二、非选择题11．(2019·杭州外国语学校检测)“神舟十号”飞船绕地球飞行时近地点高度约h1＝200 km，远地点高度约h2＝330 km，已知R地＝6 400 km，求飞船在近地点、远地点的运动速率之比v1∶v2．解析：“神舟十号”飞船在近地点和远地点，相同时间Δt内通过的弧长分别为：v1Δt 和v2Δt，扫过的面积分别为：1v1(R地＋h1)Δt和12v2(R地＋h2)Δt.2由开普勒第二定律得：12v 1(R 地＋h 1)Δt ＝12v 2(R 地＋h 2)Δt v 1∶v 2＝R 地＋h 2R 地＋h 1＝6 400＋3306 400＋200＝673∶660． 答案：673∶66012．(2019·温州龙湾中学测试)月球环绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍，运行周期约为27天，应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地面多高，人造地球卫星可随地球一起转动，就像停留在天空中不动一样？(已知R 地＝6．4×103 km)解析：设人造地球卫星轨道半径为R ，周期为T ，由题意知T ＝1天，月球轨道半径为60R 地，周期为T 0＝27天，由R 3T 2＝（60R 地）3T 20得：R ＝3T 2T 20×60R 地＝ 3⎝⎛⎭⎫1272×60R 地≈6．67R 地 卫星离地高度H ＝R －R 地＝5．67R 地＝5．67×6 400 km＝3．63×104 km ．答案：3.63×104 km。
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.1 我国发射的第一颗人造地球卫星近地点高度d 439km =近，远地点d 2384km =远，地球半径R 6370km =地，求卫星在近地点和远地点的速度之比.
[解 答]
卫星所受的引力对O 点力矩为
零，卫星对O 点角动量守恒。
r m =r m νν远远近近 2384+63701.29439+6370d +R r r d +R νν====远近远地远近近地
5.1.4 地球质量为
246.010kg ⨯，地球与太阳相距614910km ⨯，视地球为质点，它绕太阳作圆周运动.求地球对医圆轨道中心的角动量.
[解 答]
2L rm mr ,
2(rar/s)365243600νωπω===⨯⨯
将
624r 14910km,m 6.010kg =⨯=⨯代入上式得 402L 2.6510kg m /s =⨯⋅
5.1.7 水平光滑桌面中间有一光滑小孔，轻绳一端伸入孔中，另一端系一质量为10g 的小球，沿半径为40cm 的圆周做匀速圆周运动，这
是从孔下拉绳的力为310N -.如果继续向下拉绳，而使小球沿半径为
10cm 的圆周做匀速圆周运动，这时小球的速率是多少？拉力所做的功是多少？
[解 答]
(1)小球角动量守恒：00m R m R νν= ①
由牛顿第二定律：最初2
00020F T m R ν== ②
又②解出0ν代入①得
00R 0.8(m /s)R νν== （2）拉力所作的功
223011A m m 3.010(J)22νν-=-=⨯
5.1.9 质量为200g 的小球B 以弹性绳在光滑水平面上与固定点A 相连.弹性绳的劲度系数为8N/m ，其自由伸展长度为600mm.最初小球的
位置及速度0ν如图所示.当小球的速度变为ν时，它与A 点的距离最大，且等于800mm ，求此时的速度ν及初速度0ν.
[解 答]
由角动量守恒：
00m d m d sin 30νν=o
00d d sin 30νν=o
（1）
再由机械能守恒： 222
01
11
m m k(d 0.6)222νν=+- （2）
联立求解：
01.306(m /s),0.3266(m /s)νν==。