天体运动1.doc

内装订线学校:_姓名：_班级：_考号：_外装订线绝密启用前2011-2012学年度?学校5月月考卷试卷副标题考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx题号一二三四五总分得分注意事项：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据报道，我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77赤道上空的同步轨道.关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是( )A.运行速度大于7.9 km/sB.离地面高度一定，相对地面静止C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等 2一颗人造卫星以地心为圆心做匀速圆周运动，它的速率、周期跟它的轨道半径的关系（ ）A半径越大，速率越小，周期越大B半径越大，速率越大，周期越大C半径越大，速率越小，周期越小D半径越大，速率越小，周期不变 3对于万有引力定律的表达式，下面说法中正确的是（ ）A公式中G为引力常量，它是人为规定的, 而不是由实验测得的.B当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大Cm1与m2受到的引力总是大小相等的，而与m1,m2是否相等无关Dm1与m2受到的引力总是大小相等，方向相反的，是一对平衡力4关于地球同步卫星,下列说法中正确的是（ ）A、所有的同步卫星只能在赤道上空同一条轨道中运动B、所有的同步卫星的速率都是一个确定值，速率均等于7.9km/sC、同步卫星的周期与地球自转周期相等D、所有的地球同步卫星的向心力相等5已知万有引力常量G，要计算地球的质量还需要知道某些数据，现在给出下列各组数据,可以计算出地球质量的是()A.地球公转的周期及半径B.月球绕地球运行的周期和运行的半径C.人造卫星绕地球运行的周期和速率D.地球半径和同步卫星离地面的高度6假设地球为密度均匀的球体，若保持密度不变，而将半径缩小12，那么地面上的物体所受的重力将变为原来的()A.2倍B.12C.4倍D.187如图是在牛顿著作里画出的一副原理图。图中表示出从高山上用不同的水平速度抛出的物体的轨迹。物体的速度越大，落地点离山脚越远。当速度足够大时，物体将环绕地球运动，成为一颗人造地球卫星。若卫星的运动可视为匀速圆周运动，则要确定卫星的最小发射速度，需要知道（ ）A.引力常数、地球质量和地球半径 B.引力常数、卫星质量和地球半径C.地球表面处重力加速度、地球半径 D.地球表面处重力加速度、地球自转周期8万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律。以下说法正确的是 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9在牛顿发现万有引力定律之后，测出引力常量的科学家是 A伽利略 B卡文迪许 C第谷 D欧姆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地球同步卫星“静止”在赤道上空的某一点，它绕地球的运行周期与地球的自转周期相同。设地球同步卫星运行的角速度为，地球自转的角速度为，则和的关系是A B= CR，所以运行速度小于7.9 km/s，A错；因是同步卫星其周期、角速度、线速度、轨道半径（离地高度）一定，B对；由,，C对；由知，向心加速度比静止在赤道上物体的向心加速度大，D错。2A【解析】由知半径越大，速率越小，B错；由知半径越大，周期越大A对，CD错。3C【解析】公式中G为引力常量，它是由卡文迪许用实验测得的，A错；当r趋近于零时，物体不能看成质点，万有引力定律的公式不成立，B错；m1与m2受到的引力为作用力和反作用力，总是大小相等的，C对，D错。4AC【解析】根据同步卫星轨道的特点，高度一定，即所有的同步卫星只能在赤道上空同一条轨道中运动，A对；所有的同步卫星的速率都是一个确定值，速率等于3.1km/s，B错；同步卫星相对地面静止，所以周期与地球自转周期相等，C对；所有的地球同步卫星的向心力不一定相等，因其质量不一定相等，D错。5BCD【解析】知地球公转的周期及半径，可求太阳的质量，A错；由得，B对，同步卫星的周期为隐含条件T=24h，D对；由，联立得，,C对；6B【解析】由知，B对。7AC【解析】由卫星的最小发射速度即是第一宇宙速度，则,A对，B错；由，C对，D错。8C【解析】物体的重力是地球对物体的万有引力的一个分力，A错；由可知人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越小，B错；C对；宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于万有引力完全提供向心力引起的，完全失重状态下各物体间没有相互作用力，D错；9B【解析】在牛顿发现万有引力定律之后，测出引力常量的科学家是卡文迪许通过扭秤实验测的的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；11B【解析】地球同步卫星的周期与地球自转周期相同，均为24h，由加速度公式，角速度相同，B对；12AC【解析】根据，半径大的，线速度小，得，A错误；根据，B错误；根据，同一位置加速度相等，C错误、D正确。13B【解析】根据卫星万有引力提供向心力，卫星做圆周运动的圆心应为地心，b轨道不可能，同步卫星只能处在赤道上空，且高度固定，B正确。14AC【解析】本题考查万有引力中的线速度、周期公式，半径越大线速度越小，周期越大，AC对；15D【解析】万有引力定律是牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的，D正确，开普勒发现行星运动定律，ABC错。16A【解析】由对称性可知，放在地球中心质量为m的物体，受地球各个方向的吸引力相同，合力为0，A对，BCD错。17B【解析】根据，A错误；由随着半径的增大，线速度减小，B正确；卫星运行时受到的向心力大小为，C错误；加速度，随着半径的增大，加速度减小，D错误。18C【解析】由题有，飞行时间为s，C正确。19BC【解析】由知，第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度，B对，AD错；第一宇宙速度也是能使卫星绕地球运行的最小发射速度，C对。20D【解析】引力常量G的单位是Nm2 /kg2，A错；卡文迪许在实验室里测出了引力常量G的数值，B错；两个质量为1kg的质点相距1m时的万有引力，由公式得6.67N，C错；据万有引力定律的意义知自然界中有质量的物体间普遍存在着的一种相互吸引力，D对。21C【解析】公式中G为引力常量，它是由卡文迪许通过实验测得的，A错；由得当m1与m2一定时，随着r的增大，万有引力逐渐减小，B错；m1与m2受到的引力大小总是相等的，方向相反，是一对作用力和反作用力，C对；D错。22CD【解析】卫星的发射速度大于第一宇宙速度7.9 km/s，而不是大于第二宇宙速度11.2 km/s，A错误；由知，B错误；同一椭圆轨道上近地点的线速度大于远地点的线速度，C正确；卫星在Q点要实现由轨道I进人轨道II需要加速，D正确。23ACD【解析】卫星的环绕速度小于第一宇宙速度，A正确；对于“天宫一号”和“神舟八号”的质量未知，所以无法比较势能大小，B错误；由，高度越高周期越大，C正确；“神舟八号” 加速后高度升高，上升到“天宫一号”轨道与其实现对接，D正确。24AC【解析】万有引力是普遍存在于宇宙空间中所有具有质量的物体之间的相互作用，两个物体之间的作用力大小相等、方向相反，是一对作用力与反作用力，A正确、B错误；万有引力定律公式F=，其中G是一个比例常数，当两个物体之间的距离较小时，公式不再适用，C正确、D错误。25AD【解析】同步卫星和地球表面的物体角速度相等，由，同步卫星的加速度与地球表面加速度比值为，线速度，26ABC【解析】P=mg，可求出表面重力加速度，由黄金代换，可求出月球质量和月球半径。27CD【解析】导弹运行轨迹是椭圆，地球位于椭圆的一个焦点上，圆周运动的线速度在C点为，若变到椭圆轨道，需要在C点减速，AB错；导弹在C点只受万有引力，加速度为D28D【解析】半径越大线速度越小，同步卫星与地面是相对静止的，D对29C【解析】k，k只与中心天体有关，AD错；R表示半长轴，B错；C对；30B【解析】，B对31BC【解析】开普勒行星运动的公式中的周期为公转周期，A错误、B正确；对于同一中心天体k值与行星无关，C正确、D错误。32B【解析】地球上的物体，随地球自转的角速度相等，半径越大的地方线速度越大，更有利于发射，因为在赤道附近的半径最大，故地球自转的线速度较大，B正确。33AD【解析】只有在地球表面，万有引力才近似等于mg，同步卫星运行周期与地球自转周期相同；相对于地球静止不动，所以只能发射到赤道上空，由可求出34AC【解析】由万有引力公式可求出月球质量M，由于不知道卫星质量所以无法求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力；嫦娥一号在控制点1减速发生近心运动开始进入撞月轨道；11.2km/s为第二宇宙速度，它是脱离地球束缚的最小发射速度，因为嫦娥一号只是月球的一颗卫星，仍然没有脱离地球束缚35A【解析】由公式，得，A正确。36B【解析】由知r=R时，v有最大值即7.9 km/s所以，B正确。37g， （每空2分）【解析】卫星在近地轨道上绕地球做圆周运动的向心加速度与地球表面处的重力加速度相等，a=g；地球的平均密度。38 ， 【解析】由，；由。39，【解析】由，可知VAVB=VC, 由知TATB=TC40卡文迪许，扭秤【解析】1798年，英国物理学家卡文迪许，巧妙地利用扭秤第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量。411 ：1；1 ：1；1 ：1【解析】所有同步卫星其周期、轨道、角速度、线速度等物理量都相同。42 【解析】对每一个星球都是万有引力提供向心力，对m1:，得，同理可求出，即。43 5.5103kg/m3 【解析】由，联立得，把数值代入得5.5103kg/m3。【答案】T=5103 s【解析】根据万有引力提供向心力求解，注意半径为R+h。设地球质量为M，飞船质量为m，速度为v，圆轨道的半径为r，由万有引力和牛顿第二定律， 2分 地面附近由已知条件：r=R+h 解以上各式得代入数值，得 :T=5103 s45（1）（2）【解析】本题考查万有引力定律与黄金代换的应用，（1）设人的质量为m，在星球表面附近的重力等于万有引力，有 解得 （2）设人能上升的最大高度为h，由功能关系得解得 （每个式子2分，共计8分）46（1）（2）【解析】本题考查万有引力定律和黄金代换式的应用，（1）由自由落体规律： 4分可得： 分（2）在星球表面物体所受万有引力等于物体所受重力。即： 4分由可得： 分47（1）（2）【解析】设月球的半径为R，月球质量为M，卫星质量为m由于在月球表面飞行 且 得 设地球质量为M0，月球质量为M，月球绕地球运转周期为T由 且 得根据卫星的万有引力提供向心力，求出月球的质量，再利用密度公式求解。同样利用卫星的万有引力提供向心力，可求出月球绕地球的周期。48（1）(2）(3）【解析】（1）