高一物理万有引力定律二 6页

第 1 页 共 6 页 高 中 学 生 学 科 素 质 训 练 高一物理同步测试（2）—万 有 引 力 二 一、选择题(每题 4 分，共 40 分) 1．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 2．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 3．人造卫星绕地球做圆周运动时，卫星离地面的高度越高， （ ） A．速度越大 B．角速度越大 C．周期越大 D．向心加速度越大 4．人造卫星在太空绕地球运行中，若天线偶然折断，天线将 （ ） A．继续和卫星一起沿轨道运行 B．做平抛运动，落向地球 C．由于惯性，沿轨道切线方向做匀速直线运动，远离地球 D．做自由落体运动，落向地球 5．人造卫星绕地球作匀速圆周运动，关于它运转的轨道平面，下列情况可能的有（ ） A．运转轨道平面与赤道平面是重合的 B．轨道平面与某经线所在平面是重合的 C．轨道平面与赤道以外的某纬线所在平面是重合的 D．轨道平面通过地球球心，但平面与任一纬线和经线均不重合 6．已知地球的质量为 M，月球的质量为 m，月球绕地球的轨道半径为 r，周期为 T，引力常 量为 G，则月球绕地球运行轨道处的重力加速度等于 （ ） A． 2r mG B． 2r MG C．G 2 24 T 丌 D． 2 24 T r 丌 第 2 页 共 6 页 7．人造卫星离地面距离等于地球半径 R，卫星以速度 v 沿圆轨道运动，设地面的重力加速度 为 g，则有 （ ） A．v = gR4 B．v = gR2 C．v = gR D．v= 2/gR 8．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为 R，线速度为 v，周期为 T，若要使它周 期变为 2T，可能的方法是 （ ） A．R 不变，使线速度变为 v/2 B．v 不变，使轨道半径变为 2R C．轨道半径变为 R3 4 D．无法实现 9．科学家设想在太空设立太阳能卫星电站，先用硅太阳能电池将太阳能转化成电能，再利 用微波—电能转换装置，将电能转换成微波向地面发送。卫星电站的最佳位置是在 1100km 的赤道上空。此卫星电站的运行速度为 （ ） A．3.1km/s B．7.2km/s C．7.9km/s D．11.2km/s 10．人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道半径会慢慢减小， 在半径缓慢变化过程中，卫星的运动还可近似当作匀速圆周运动。当它在较大的轨道半 径 r1 上时运行线速度为 v1，周期为 T1，后来在较小的轨道半径 r2 上时运行线速度为 v2， 周期为 T2，则它们的关系是 （ ） A．v1﹤v2，T1﹤T2 B．v1﹥v2，T1﹥T2 C．v1﹤v2，T1﹥T2 D．v1﹥v2，T1﹤T2 二、填空题(每题 5 分，共 25 分) 11．已知第一宇宙速度为 7.9km/s，相应的卫星周期约 84 分钟，则实际任意一颗圆形轨道的 人造卫星的线速度范围为________，周期范围为______________。 12．在圆轨道上运行的质量为 m 的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径 R，地面上 的重力加速度为 g，则卫星运动的线速度为______________，加速度为______________， 周期为_________________。角速度为__________。 13．一颗以华人物理学家“吴健雄”命名的小行星，半径约为 16 ㎞，密度与地球相近。若 在此小行星上发射一颗绕其表面运行的人造卫星，它的发射速度约为_____________。 14．已知地球质量是月球质量的 81 倍，地球半径约为月球半径的 4 倍，地球上发射近地卫 星的环绕速度为 7.9 ㎞/s，那么在月球上发射一艘靠近月球表面运行的宇宙飞船，它的环 绕速度为___________。 15．为了充分利用地球自转的速度，人造卫星发射时，火箭都是从 向_______ 第 3 页 共 6 页 （填东、南、西、北）发射。考虑这个因素，火箭发射场应建在纬度较 （填高 或低）的地方较好。 三、计算题(共 35 分) 16．（8 分）一个登月的宇航员，能否用一个弹簧秤和一个质量为 m 的砝码，估计测出月球 的质量和密度?如果能，说明估测方法并写出表达式．设月球半径为 R。 17．（8 分）太阳正处于主序星演化阶段，为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的 质量 M。已知地球半径 R= 6.4×106m，地球质量 m =6.0×1024Kg，日地中心的距 离 r=1.5×1011m，地球表面处的重力加速度 g=10m／s2，1 年约为 3.2×107s，试 估算目前太阳的质量 M。 第 4 页 共 6 页 18．（9 分）据美联社 2002 年 10 月 7 日报道,天文学家在太阳系的 9 大行星之外,又发 出了一颗比地球小得多的新行星,而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的距离的多少倍.(最后结果 可用根式表示) 19．（10 分）（2004 年春季高考题）神舟五号载入飞船在绕地球飞行的第 5 圈进行变轨，由 原来的椭圆轨道变为距地面高度 h=342km 的圆形轨道。已知地球半径 R=6.37×103km， 地面处的重力加速度 g=10m/s2。试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期 T 的公式（用 h、 R、g 表示），然后计算周期 T 的数值（保留两位有效数字）。 第 5 页 共 6 页 参考答案 1.AC 2.BD 3.D 4.A 5.ABD 6.BD 7.D 8.C 9.B 10.C 11．≤7.9km/s，≥8（4 分） 12． 2/gR 、g/4、 gR /24 、 Rg 8/ 13．20m/s 14 ． 1.75m/s 15 ． 西 、 东 、 低 16． mGR F V M mG FRMRGMmgmgmF  4 3,),4(/, 2 2  分 （4 分） 17．设为地球绕日心运动的周期，则由万有引力定律和牛顿定律可知 rTmr MmG 2 2 2       ① 地球表面的重力加速度 2R mGg  ② 由①②式联立解得 gR r TmM 2 322       ③ 以题给数值代入得 kgM 30102 ④ 18．解:设新行星与太阳的距离为 r1,公转周期为 T1,地球与太阳的距离为 r2,公转周期为 T2, 太阳的质量为 M.由开普勒第三定律可得: 22 1 3 1 4 GM T r  （３分） 22 2 3 2 4 GM T r  （３分） 两式相除解得: 22 3 2 2 23 2 2 2 1 1 44 1 288 rrr T Tr  . （３分） 第 6 页 共 6 页 19．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，有 r vm r MmG 2 2  （2 分） v rT 2 （2 分） 地面附近 mg R MmG 2 （2 分） 由已知条件 r=R+h 解以上各式得 gR hRT 2 3)(2   （2 分） 代入数值，得 T=5.4×103s （2 分） 审定意见：试题整体质量较好，对部分旧题和公式不标准的问题进行了修改。 审稿人：贾玉兵