高一新物理万有引力与航天(B)

1、学习必备欢迎下载20052006学年度下学期高中学生学科素质训练新课标高一物理同步测试（11） 万有引力与航天（ B）（时间 60 分钟，赋分100 分）一、选择题（每小题4 分，共40 分）1在地球（看作质量均匀分布在球体）上空有许多同步卫星（运行周期和地球自转周期相同）。关于地球同步卫星，下面的说法中正确的是（）A 它们的质量可能不同B 它们的速度可能不同C它们的向心加速度可能不同D 它们离地心的距离可能不同2航天技术的不断发展，为人类探索宇宙创造了条件。1998 年 1 月发射的“月球勘探者号”空间探测器，运用最新科技手段对月球进行近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定等方面取得

2、最新成果。探测器在一些环形山中央发现了质量密集区，当飞越这些重力异常区域时（）A 探测 器受到的月球对它的万有引力将变大 B 探测器运行的轨道半径将变大C探测器飞行的速率将变大D 探测器飞行的速率将变小3组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率.如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动.由此能得到半径为R、密度为 、质量为M 且均匀分布的星球的最小自转周期T.下列表达式中正确的是（）A T=2 R 3/ GMB T=23R3 / GMCT=/ GDT=3/ G4火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆。已知火卫一的周期为小

3、时 39 分。火卫二的周期为30 小时 18 分，则两颗卫星相比A 火卫一距火星表面较近B 火卫二的角速度较大C火卫一的运动速度较大D火卫二的向心加速度较大。7（）5两个行星各有一个卫星绕其表面运行，已知两个卫星的周期之比为比为 2 1，则下面的说法中正确的是1 2，两行星半径之（）学习必备欢迎下载两行星密度之比为41两行星质量之比为16 1两行星表面处重力加速度之比为8 1两卫星的速率之比为4 1A B CD 6某人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球半径为R，地面重力加速度为g，下列说法 错误的是（）A 人造卫星的最小周期为2R/ gB 卫星在距地面高度R 处的绕行速度为Rg / 2C卫星在

4、距地面高度为R 处的重力加速度为g/4D地球同步卫星的速率比近地卫星速率小，所以发射同步卫星所需的能量较少71998 年 8 月 20 日，中国太原卫星发射中心为美国“铱”星公司成功发射了两颗“铱”星系统的补网星。1998 年 9 月 23 日，“铱”卫星通讯系统正式投入商业运行，标志着一场通讯技术革命开始了。原计划的“铱”卫星通讯系统是在距地球表面780 km 的太空轨道上建立一个由77 颗小卫星组成的星座。这些小卫星均匀分布在覆盖全球的7 条轨道上，每条轨道上有11 颗卫星，由于这一方案的卫星排布像化学元素“铱”原子的核外77 个电子围绕原子核运动一样，所以称为“铱”星系统。后来改为由66

5、 颗卫星，分布在 6 条轨道上，每条轨道上由11 颗卫星组成，仍称它为“铱”星系统。“铱”星系统的66 颗卫星，其运行轨道的共同特点是（）A 以地轴为中心的圆形轨道B 以地心为中心的圆形轨道C轨道平面必须处于赤道平面内D 铱星运行轨道远低于同步卫星轨道8如图所示，卫星A， B， C 在相隔不远的不同轨道上，以地球为中心做匀速圆周运动，且运动方向相同。若在某时刻恰好在同一直线上，则当卫星B 经过一个周期时，下列关于三个卫星的位置说法中正确的是（）A 三个卫星的位置仍在一条直线上B 卫星 A 位置超前于B，卫星 C 位置滞后于BC卫星 A 位置滞后于B，卫星 C 位置超前于BD由于缺少条件，无法比

6、较它们的位置9在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球做匀速圆周运动，每到太阳活动期，由于受太阳的影响，地球大气层的厚度开始增加，而使得部分垃圾进入大气层，开始做靠近地球的向心运动，产生这一结果的原因是（）A 由于太空垃圾受到地球引力减小而导致的向心运动学习必备欢迎下载B 由于太空垃圾受到地球引力增大而导致的向心运动C由于太空垃圾受到空气阻力而导致的向心运动D地球的引力提供了太空垃圾做匀速圆周运动所需的向心力，故产生向心运动的结果，与空气阻力无关10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l，然后经点火，使其沿椭圆轨道 2 运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道 1、 2 相

7、切于 Q 点，轨道 2、 3 相切于 P 点，则当卫星分别在 1、 2、 3 轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）A 卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道1 上的速率B 卫星在轨道 3 上的角速度小于在轨道l 上的角速度C卫星在轨道 1 上经过 Q 点时的加速度大于它在轨道2 上经过Q 点时的加速度D卫星在轨道 2 上经过 P 点时的加速度等于它在轨道3 上经过 P 点时的加速度二、填空题（每题 6 分，共 24 分）11已知地球自转周期为 T，地球的同步卫星离地面高度为h ，地球的半径为R，则地球同步卫星绕地球运行的加速度为。12假如地球的自转速度加快，使赤道上的物体完全漂浮起来，（即处于完

8、全失重状态）那么地球自转一周的时间等于h（. 地球半径 R=6.4×106m，结果取两位有效数字）13火星的半径是地球半径的一半，其质量是地球质量的1/9，一宇航员的质量是72kg，则他在火星上所受的重力为N。（地球表面的重力加速度取10m/s2）14两颗卫星在同一轨道平面绕地球做匀速圆周运动。地球半径为R， a 卫星离地面的高度等于 R， b 卫星离地面高度为3R。则 a、b 两卫星周期之比为TaTb 为。若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方，则a 至少经过Ta 两卫星相距最远。（结果可以用根式表示）三、计算题（共36 分）15（ 12 分）在勇气号火星探测器着陆的最后阶段

9、，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来。假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为 h，速度方向是水平的，速度大小为 v0，求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计火星大气阻力。已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r，周期为T。火星可视为半径为r 0 的均匀球体。学习必备欢迎下载16（ 12 分）两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两星中心距离为R，其运动周期为T，求两星的总质量。17（ 12 分）据美联社20XX 年 10 月 7 日报道，天文学家在太阳系的9 大行星之外，又发现了一颗比地球小得多的新行星，而

10、且还测得它绕太阳公转的周期约为288 年。若把它和地球绕太阳公转的轨道都看作圆， 问它与太阳的距离约是地球与太阳距离的多少倍。 （最后结果可用根式表示）参考答案1.A2.AC3.AD如果万有引力不足以充当向心力，星球就会解体，据万有引力定律和牛顿第二定律Mm42R34得： G2m2 R 得 T=2 ，又因为M=RTGM3 R3 ，所以 T=3.G学习必备欢迎下载4. AC 解析：根据万有引力定律和牛顿第二定律，卫星半径越大，周期越大，运行速度越小，角速度越小，向心加速度也越小，故正确答案为AC5.D6.D7.BD卫星绕地球运转，都是卫星和地球之间的万有引力提供卫星绕地球运转的向心力，而万有引力

11、方向指向地心 .所以铱星系统的这些卫星的轨道应是以地心为中心的圆形轨道.铱星轨道距地球表面 780 km ，而地球同步卫星的轨道距地面约3.6× 104km.8.B9.C10.BD解析：由 Mm2v 2R2= mR = m，得 R 越大， v 小， 越小。对于在不同轨道上的R同一点处，卫星所受万有引力相等，故加速度应相等所以答案应为BD 。4211.2 (h R)T12. 1.413. 320 N14. 1 22 ； 472 Ta15.解析：以 g表示火星表面附近的重力加速度，M 表示火星的质量， m 表示火星的卫星的质量， m表示火星表面处某一物体的质量，由万有引力定律和牛顿第二定

12、律，有G M mm gG Mmm( 2 ) 2 rr02r 2T设 v 表示着陆器第二次落到火星表面时的速度，它的竖直分量为v1，水平分量仍为v0，有 v122g hvv12v02由以上各式解得v8 2 h r 3v02T 2r0216.解析此为天体运动的双星问题，除两星间的作用外，其它天体对其不产生响.两星球周期相同，有共同的圆心，且间距不变，其空间分布如图所示.学习必备欢迎下载设两星质量分别为 Ml 和 M2，都绕连线上 O 点作周期为 T 的圆周运动， 两星到圆心的距离分别为 L1 和 L 2，由于万有引力提供向心力，故有GM1M 24 2M1M24 2R2M 12 L1G2M 22L2TRT由几何关系知：L1L2 R联立解得4 2R3M1M 22GT17.解析设太阳的