万有引力与航天.docx

内装订线学校:_姓名：_班级：_考号：_外装订线绝密启用前2014-2015学年度湄潭求是高级中学4月月考卷万有引力与航天考试范围：万有引力与航天；考试时间：100分钟；命题人：谢启红题号一二三四五六总分得分注意事项：1答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）请点击修改第I卷的文字说明评卷人得分一、选择题（题型注释）1对于万有引力定律的表述式，下面说法中正确的是（ ）A. 公式中G为物体受到的重力 B.公式中G为引力常量，它是由实验测得的C. m1与m2受到的引力大小总是相等的，方向相反，是一对平衡力D. m1与m2受到的引力总是大小相等的，而与m1、m2无关2卫星电话在抢险救灾中能发挥重要作用第一代、第二代海事卫星只使用静止轨道卫星，不能覆盖地球上的高纬度地区而第三代海事卫星采用同步和中轨道卫星结合的方案，解决了覆盖全球的问题它由4颗同步卫星与12颗中轨道卫星构成中轨道卫星高度约为地球半径的2倍，分布在几个轨道平面上(与赤道平面有一定的夹角)地球表面处的重力加速度为g，则中轨道卫星处的重力加速度约为（ ）Ag4 Bg9 C4g D9g3关于人造地球卫星，下列说法哪些是正确的（ ）A发射一个地球同步卫星，可以使其“定点”于西安市的正上方B发射一个地球同步卫星，其离地心的距离可按需要选择不同的数值C发射卫星时，运载火箭飞行的最大速度必须达到或超过第一宇宙速度，发射才有可能成功D卫星绕地球做圆周运动时，其线速度一定不会小于第一宇宙速度4在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步.关于 科学家和他们的贡献，下列说法正确的是A.古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定，伽利略在他的两种新科学的对话中利用逻辑推断，使亚里士多德的理论陷入了困境B.德国天文学家幵普勒对他导师第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了万有引 力定律C.英国物理学家卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”首先较准确的测定了静电力常量D.楞次发现了电磁感应现象，并研究得出了判断感应电流方向的方法楞次定律5人造地球卫星以地心为圆心，做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）A半径越大，速度越小，周期越小B半径越大，速度越小，周期越大C所有卫星的速度均是相同的，与半径无关D所有卫星的角速度均是相同的，与半径无关6人造地球卫星由于受大气阻力的作用，其轨道半径逐渐变小，则（ ）A线速度减小，周期增大B线速度减小，周期减小C线速度增大，周期增大D线速度增大，周期减小7有两颗质量不同的人造地球卫星，在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动，它们的哪些物理量是相同的（ ） A受到地球引力的大小 B向心加速度的大小 C运动的速率 D运动的周期81970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，“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439km和2384km，则A、卫星在M点的线速度大于在N点的线速度B、卫星在M点的角速度小于在N点的角速度C、卫星在M点的加速度小于在N点的加速度D、卫星在N点速度大于7.9km/s9我国于2012年6月成功发射“神舟九号”飞船和“天宫一号”目标飞行器实施空间飞行器交会对接试验，为我国在2020年建立独立的空间站打下基础，如图所示是“天宫一号”、 “神舟九号”对接的模拟示意图，假设“天宫一号”在圆形轨道上运动以下说法正确的A要完成对接任务，神舟飞船需要制动减速B要完成对接任务，神舟飞船需要点火加速C“天宫一号”内工作的宇航员因受力平衡而悬浮或静止D“神舟九号”返回地面时应先减速10肩负我国首次太空行走运载任务的神舟七号飞船，在绕地球五圈后成功地由椭圆轨道变成圆形轨道，在圆形轨道上飞船离地面的距离约为350km，绕行周期约为90min。设飞船在圆形轨道上的运动为匀速圆周运动，已知第一宇宙速度为7.9km/s，下述说法正确的是A飞船的轨道平面一定是垂直于地球自转轴的圆面B飞船在圆形轨道上运动的线速度大小一定大于7.9kmsC飞船离开地面时的发射速度一定大于7.9kmsD对于飞船来说，它离地面越高，其绕行速度一定越大11对于万有引力定律的数学表达式F，下列说法正确的是公式中G为引力常数，是人为规定的r趋近于零时，万有引力趋于无穷大m1、m2之间的万有引力总是大小相等，与m1、m2的质量是否相等无关对于质量均匀分布的实心球体之间，R可视为球心之间的距离12空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动周期为T，轨道半径为r，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是A空间站的线速度大小为v=B地球的质量为M=C空间站的线速度大小为v=D空间站质量为M=13如图所示，在月球椭圆轨道上，已关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近，并将在B处变轨进入半径为 r、周期为T的环月轨道运行，已知万有引力常量为G。下列说法中正确的是A在椭圆轨道上，月球对探月卫星的引力不做功B由题中条件可以B算出探月卫星所受到的月球引力 C由题中条件可以算出月球的质量D探月卫星在B处变轨进入环月轨道时必须点火减速142010年 10 月 26 日 21时 27 分，北京航天飞行控制中心对“嫦娥二号”卫星实施了降轨控制，卫星成功由轨道半径为 a 、周期为 Tl 的极月圆轨道进入远月点为 A 、周期为T2的椭圆轨道，为在月球虹湾区拍摄图像做好准备，轨道如图所示则“嫦娥二号” A在圆轨道运行周期T1小于它在椭圆轨道运行周期T2 B经过圆轨道上 B 点时的速率等于它经过椭圆轨道上 A 点时的速率 C在圆轨道上经过 B 点和在椭圆轨道上经过 A 点时的加速度大小相等D在圆轨道上经过 B 点和在椭圆轨道上经过 A 点时的机械能相等152013年12月14日21时11分，“嫦娥三号”在月球正面的虹湾以东地区成功实现软着陆。已知月球表面的重力加速度为g，g 为地球表面的重力加速度。月球半径为R，引力常量为G。则下列说法正确的是A“嫦娥三号”着陆前，在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的速度v =B“嫦娥三号”着陆前，在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的周期T =C月球的质量m月 = D月球的平均密度 = 16某一星球的第一宇宙速度为v，质最为m的宇航员在这个星球表面受到的重力为W，万有引力恒量为G，则这个星球A半径为B质量为C半径为D质量为第II卷（非选择题）请点击修改第II卷的文字说明评卷人得分二、填空题（题型注释）评卷人得分三、实验题（题型注释）17我国自行研制发射的“风云一号”“风云二号”气象卫星的运行轨道是不同的，“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为T1=12 h；“风云二号”是同步轨道卫星，其轨道平面就是赤道平面，周期为T2=24 h.两颗卫星相比：_离地面较高；_观察范围较大；_运行速度大.若某天上午8点“风云一号”正好通过赤道附近太平洋上一个小岛的上空，那么“风云一号”下一次通过该小岛上空将是_.18截至2003年10月“神舟”五号载人飞船发射成功，我国在航天领域已“过六关”，即“上天关”“回收关”“一箭多星关”“地球同步关”“太阳同步关”“载人航天关”，过了这六关，就可以真正称为航天大国了.1970年4月24日，我国发射了第一颗人造地球卫星“东方红号”，它的运转周期是114 min，轨道半径平均为7 782 km，由此计算得地球质量为_.评卷人得分四、计算题（题型注释）已知地球半径R=6.4106m，地面附近重力加速度g=9.8m/s2，一颗卫星在离地面高为h的圆形轨道上做匀速圆周运动，卫星运行的线速度v=5.6103 m/s。求：19卫星离地面的高度h.20卫星的周期.（结果保留2位有效数字）21一宇航员站在某一星球表面上，以初速度v0沿水平方向抛出一小球，经过时间t小球落到星球表面，落地时速度与竖直方向的夹角为300，已知该星球的半径为R，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；（3）已知该星球的自转周期为T，求其同步卫星距星球表面的高度h。22（10分）土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动。其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心距离分别为rA8.0104km和rB1.2105km。忽略所有岩石颗粒间的相互作用。（结果可用根式表示）（1）求岩石颗粒A和B的线速度之比；（2）求岩石颗粒A和B的周期之比；（3）土星探测器上有一物体，在地球上重为10 N，推算出他在距土星中心3.2105km处受到土星的引力为0.38 N。已知地球半径为6.4103km，请估算土星质量是地球质量的多少倍？23在地球的圆轨道上运动的人造卫星，它到地球表面的距离等于地球半径R，设在地球表面的重力加速度为g，求：（1）地球的第一宇宙速度 （2）卫星运动的周期评卷人得分五、作图题（题型注释）评卷人得分六、简答题（题型注释）试卷第5页，总6页本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。参考答案1B【解析】G为万有引力常量，A错；B对；m1与m2受到的引力互为反作用力，CD错；2B【解析】试题分析：由题意可知中轨道卫星的轨道半径是地球半径的3倍，设地球半径为R，则中轨道卫星的轨道半径为3R，在地球表面有：对中轨道卫星有：解得：故选B考点：人造卫星问题点评：本题关键抓住万有引力提供向心力，根据公式进行求解，注意中轨道卫星高度约为地球半径的2倍，不是轨道半径是地球半径的2倍，而是3倍3C【解析】4A【解析】试题分析：古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定，伽利略在他的两种新科学的对话中利用逻辑推断，使亚里士多德的理论陷入了困境，选项A正确；德国天文学家幵普勒对他导师第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了行星运动三定律，选项B错误；英国物理学家卡文迪许利用“卡文迪许扭秤”首先较准确的测定了万有引力常量，选项C错误；法拉第发现了电磁感应现象，楞次经过研究得出了判断感应电流方向的方法楞次定律，选项D错误；故选A.考点：物理学史.5B【解析】试题分析：根据，可得，故半径越大，速度越小；,可知半径越大，周期越大；可知角速度与半径有关；故选项B正确。考点：万有引力定律的应用；6D【解析】人造地球卫星由于受大气阻力的作用，其轨道半径逐渐变小，做近心运动，由线速度公式和周期公式，可知线速度增大，周期减小，D对；7BCD【解析】万有引力，两颗质量不同的人造地球卫星，在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动，质量不等，半径相同，所以受到地球引力的大小不同，故A错误万有引力提供向心力，则有，向心加速度只与中心天体质量和轨道半径有关，所以B正确运动速率，所以C正确运动周期，所以D正确故选BCD8A【解析】万有引力提供向心力：得：知卫星在M点线速度大于N点的线速度，A正确；代入数据计算v不大于7.9km/s，D错误。得：知卫星在M点角速度大于N点的线速度，B错误；得： 知卫星在M点向心加速度度大于N点的向心加速度，C错误；9BD【解析】试题分析：要完成对接任务，神舟飞船需要点火加速，使其发生离心运动，到高轨道与天宫一号对接，选项A错误；选项B正确；“天宫一号”内工作的宇航员因处于完全失重状态而悬浮或静止，选项C错误；“神舟九号”返回地面时应先减速，使其发生近心运动，选项D正确；故选BD考点：考查变轨类问题点评：本题难度较小，理解速度增大发生离心运动的原因和减速发生近心运动的原因是解决本题的关键10C【解析】只有同步轨道平面才与地球自转轴的圆面垂直，其他轨道只要过地球球心即可，A错；第一宇宙速度是卫星贴近地球表面的环绕速度，也是发射成为地球卫星的最小发射速度，由，半径越大线速度越小，C对；11CD【解析】试题分析：公式中G为引力常数，由卡文迪许通过实验测得故A错误；从数学角度讲：当R趋近于零时其值是趋于无穷大，然而这是物理公式，所以R不可能为零万有引力公式只适合于两个可以看做质点的物体，即，物体（原子）的 自身半径相对两者的间距可以忽略时适用而当距离无穷小时，相临的两个原子的半径远大于这个距离，它们不再适用万有引力公式故B错误；之间的万有引力是属于相互作用力，所以总是大小相等，与的质量是否相等无关，却与它们的质量乘积有关故C正确；对于质量均匀分布的实心球体之间，R可视为球心之间的距离，D正确故选CD考点：考查了对万有引力公式的理解点评：物理公式与数学表达式有所区别，物理公式中的一些量有一定的涵义12BC【解析】试题分析：根据万有引力定律和牛顿第二定律有可得，空间站的线速度大小所以选项A错误；地球的质量，所以选项B正确；由圆周运动公式可知，线速度，所以选项C正确；由题目条件无法求得空间站的质量，所以选项D错误；考点：万有引力定律及应用13CD【解析】试题分析：在椭圆轨道上运动时速度增大，由于关闭了发动机，在引力的作用下靠近月球，所以引力做正功，A错误；由题设条件因未知探月卫星质量，故无法计算探月卫星受到月球引力大小B错误；根据万有引力提供圆周运动向心力可得中心天体质量，已知探月卫星轨道半径和周期及万有引力常量可以求出月球的质量，故C正确；探月卫星在B处不减速将离开月球做离心运动，减小卫星速度使得月球对卫星引力等于其绕月球做圆周运动向心力从使卫星绕月球做匀速圆周运动，故在B处卫星需要做减速，故D正确。考点：考查了万有引力定律的应用14C【解析】考点：万有引力定律及其应用；人造卫星的加速度、周期和轨道的关系分析：根据开普勒周期定律比较两个轨道上的周期当万有引力刚好提供卫星所需向心力时 卫星正好可以做匀速圆周运动 1若是供大于需 则卫星做逐渐靠近圆心的运动 2若是供小于需 则卫星做逐渐远离圆心的运动解答：解：A、根据开普勒周期定律得：=k，k与中心体有关由于圆轨道的半径大于椭圆轨道半径，所以在圆轨道运行周期T1大于它在椭圆轨道运行周期T2故A错误B、在椭圆轨道远地点实施变轨成圆轨道是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须万有引力小于所需向心力，所以应给“嫦娥二号”卫星加速，增加所需的向心力，所以经过圆轨道上A点时的速率大于它经过椭圆轨道上A点时的速率，而圆轨道上的各个位置速率相等，故B正确C、“嫦娥二号”卫星变轨前通过椭圆轨道远地点时只有万有引力来提供加速度，变轨后沿圆轨道运动也是只有万有引力来提供加速度，所以相等，故C正确D、变轨的时候点火，发动机做功，所以“嫦娥二号”卫星点火变轨，前后的机械能不守恒，而圆轨道上的各个位置机械能相等，故D错误故答案选C。点评：卫星变轨也就是近心运动或离心运动，根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定能够根据圆周运动知识来解决问题15BD【解析】试题分析：“嫦娥三号”在月球表面做匀速圆周运动时由万有引力定律可知：，解得：月球质量，故选项C错误；线速度，故选项A错误；周期，故选项B正确；密度，故选项D正确考点：万有引