高一物理期末复习测试卷万有引力定律1

内部资料第1页共9页高一年级物理期末复习试卷(万有引力定律)本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共100分。考试时间90分钟。第Ⅰ卷（选择题部分42分）一选择题（每小题3分，共42分。下列每小题所给选项至少有一项符合题意，请将正确答案的序号填涂在答题卡上。全对得3分，对而不全得1分）1、关于对开普勒第三定律的理解，以下说法中正确是（）A、k是一个与绕太阳运动的行星无关的常量，可称为开普勒常量。B、T表示行星运动的自转周期。C、该定律既适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。D、若地球绕太阳运动轨道的半长轴为R1，周期为T1；月球绕地球运动的轨道半长轴为R2，周期为T2，则：2、已知引力常量G，月球中心到地球中心的距离为R和月球绕地球运动的周期T，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量的是（）A、月球的质量。B、地球的质量。C、地球的半径。D、月球绕地球运行的速度的大小。3、中国的“神舟五号”飞船首次将宇航员杨立伟送入太空，设宇航员测出自己绕地球做匀速圆周运动的周期为T，离地面高H，地球半径为R，由T、H、R和万有引力常量G，不能计算下来哪一项（）A、地球质量。B、地球的平均密度。C、飞船所需的向心力。D、飞船的线速度大小。4、某行星的质量是地球的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高为h处平抛一物体，射程为60m，则在该星球上，在同样高度以同样的初速度来平抛同一物体，射程为()A、10mB、15mC、90mD、360m5、我们银河系的恒星中大约与四分之一是双星，某双星有质量不等的星体S1和S2构成,两星在万有引力作用下绕两者连线上某点O做匀速圆周运动.由天文观测测得其运动周期为T,S1到O的距离为r1，S1和S2之间的距离为r，已知引力常量为G，由此可以求出S2的质量为（）6、地球同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列的关系式中正确的是()内部资料第2页共9页CBAP7、三颗人造地球卫星A、B、C绕地球作匀速圆周运动，如图所示，已知MA=MBMC，则对于三个卫星，正确的是()A.运行线速度关系为VAVB=VCB.运行周期关系为TATB=TCC.向心力大小关系为FA=FBFCD.半径与周期关系为333222CABABCRRRTTT8、在某星球表面以初速度V0竖直向上抛出一个物体，若物体只受星球的引力，忽略其他力的影响，物体上升的最大高度是h，已知该星球的半径为d，如果要发射一颗绕它运行的卫星，其环绕速度是（）9、我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站．如图所示，关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近，并将与空间站在B处对接，已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，下列说法中正确的是（）A．图中航天飞机正加速飞向B处B．航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速C．根据题中条件可以算出月球质量D．根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小10、近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2，设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2，则()A．4/31122gTgTB．4/31221gTgTC．21122gTgTD．21221gTgT11、如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点．已知A、B、C绕地心运动的周期相同．相对于地心，下列说法中正确．．的是()A．卫星C的运行速度大于物体A的速度B．物体A和卫星C具有相同大小的加速度C．可能出现：在每天的某一时刻卫星B在A的正上方D．卫星B在P点的加速度大小与卫星C在该点加速度相等B内部资料第3页共9页12、2008年9月25日21时10分，载着翟志刚、刘伯明、景海鹏三位宇航员的神舟七号飞船在中国酒泉卫星发射中心发射成功，9月27日翟志刚成功实施了太空行走。已知神舟七号飞船在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球的半径R，万有引力常量为G。在该轨道上，神舟七号航天飞船（.）A．运行的线速度大小为TR2B．运行的线速度小于第一宇宙速度C．运行时的向心加速度大小22)(4ThRD．地球表面的重力加速度大小为2232)(4RThR13、1930年美国天文学家汤博发现冥王星，当时错估了冥王星的质量，以为冥王星比地球还大，所以命名为大行星．然而，经过近30年的进一步观测，发现它的直径只有2300公里，比月球还要小．2006年8月24日晚在布拉格召开的国际天文学联合会(IAU)第26届大会上，来自各国天文界权威代表投票通过联合会决议，今后原来九大行星中的冥王星将不再位于“行星”之列，而属于矮行星，并提出了行星的新定义．行星新定义的两个关键：一是行星必须是围绕恒星运转的天体；二是行星的质量必须足够大，它自身的重力必须和表面力平衡使其形状呈圆球．一般来说，行星直径必须在800公里以上，质量必须在50亿亿吨以上．假如冥王星的轨道是一个圆形，则由以下几个条件能估测出其质量的是（其中万有引力常量为G）()A．冥王星围绕太阳运转的周期和轨道半径B．冥王星围绕太阳运转的线速度和轨道半径C．冥王星一个的卫星查龙(charon)围绕冥王星在圆形轨道上转动的线速度和轨道半径D．冥王星一个的卫星查龙(charon)围绕冥王星在圆形轨道上转动的周期和轨道半径14、近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。如果火星探测器绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该运动的周期为T，则火星的平均密度表达式（k为某个常数）（）A．TkB．kT内部资料第4页共9页C．2kTD．2Tk第Ⅱ卷客观题部分（58分）二、计算题．本题共5小题，共58分．解答应写出文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位15、2008年9月25日，我国继“神舟”五号、六号载人飞船后又成功地发射了“神舟”七号载人飞船。如果把“神舟”七号载人飞船绕地球运行看作是同一轨道上的匀速圆周运动，宇航员测得自己绕地心做匀速圆周运动的周期为T、距地面的高度为H，且已知地球半径为R、地球表面重力加速度为g，万有引力恒量为G。你能计算出下面哪些物理量？能计算的量写出计算过程和结果，不能计算的量说明理由。（1）地球的质量；（2）飞船线速度的大小；（3）飞船所需的向心力。16、2007年10月24日，我国成功地发射了“嫦娥一号”探月卫星，其轨道示意图如下图所示.卫星进入地球轨道后还需要对卫星进行10次点火控制。第一次点火，抬高近地点，将近地点抬高到约600km，第二、三、四次点火，让卫星不断变轨加速，经过三次累积，卫星加速到11.0km/s的速度进入地月转移轨道向月球飞去.后6次点火的主要作用是修正飞行方向和被月球捕获时的紧急刹车,最终把卫星送入离月面200km高的工作轨道(可视为匀速圆周运动).已知地球质量是月球质量的81倍,R月=1800km,R地=6400km,卫星质量2350kg,地球表面重力加速度g取10m/s2.（涉及开方可估算，结果保留一位有效数字）求：（1）卫星在绕地球轨道运行时离地面600km时的加速度.内部资料第5页共9页（2）卫星从离开地球轨道进入地月转移轨道最终稳定在离月球表面200km的工作轨道上外力对它做了多少功?（忽略地球自转及月球绕地球公转的影响）17、科学家在地球轨道外侧发现了一颗绕太阳运行的小行星，经过观测该小行星每隔t时间与地球相遇一次，已知地球绕太阳公转半径是R，周期是T，设地球和小行星都是圆轨道，求小行星距太阳的距离.18、要发射一颗人造地球卫星，使它在半径为r2的预定轨道上绕地球做匀速圆周运动，为轨道І24h轨道48h轨道m16h轨道轨道Ш地月转移轨道轨道ПP内部资料第6页共9页此先将卫星发射到半径为r1的近地暂行轨道上绕地球做匀速圆周运动．如图10所示，在A点，使卫星速度增加，从而使卫星进入一个椭圆的转移轨道上，当卫星到达转移轨道的远地点B时，再次改变卫星速度，使它进入预定轨道运行，试求卫星从A点到B点所需的时间．已知地球表面的重力加速度大小为g，地球的半径为R．19、如右图，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速周运动，星球A和B两者中心之间距离为L。已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧。引力常数为G。（1）求两星球做圆周运动的周期。（2）在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行为的周期记为T1。但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期T2。已知地球和月球的质量分别为5.98×1024kg和7.35×1022kg。求T2与T1两者平方之比。（结果保留3位小数）图10BAr1r2内部资料第7页共9页参考答案一、选择题1、AC2、BD3、C4、A5、D6、AD7、D8、C9、ABC10、B11、ACD12、BCD13、CD14、D二、计算题15、解析：（1）能求出地球的质量M方法一：2RGMm=mg，M=GgR2方法二：2)(HRGMm=)(422HRTm，M=232)(4GTHR（写出一种方法即可）（2）能求出飞船线速度的大小VV=THR)(2(或R)(HRg)（3）不能算出飞船所需的向心力因飞船质量未知16、解析：（1）卫星在离地600km处对卫星加速度为a，由牛顿第二定律mahRGMm21又由mgRGMm2可得a=8m/s2（2）卫星离月面200km速度为v，由牛顿第二定律得：2222hrmvhrmGM月由mgRGMm2及M月/M=1/81得:V2=2.53×106km2/s2由动能定理,对卫星W=21mv2—21mv02=21×2350×（253×104—110002）=－1×1011J内部资料第8页共9页17、解：设小行星绕太阳周期为'T，'T＞T，地球和小行星每隔时间t相遇一次，则有1'ttTT设小行星绕太阳轨道半径为'R，万有引力提供向心力有222'4''''MmGmRRT同理对于地球绕太阳运动也有2224MmGmRRT由上面两式有3232''RTRT2/3'()tRRtT18、答案：grrRrr22)(2121．解析：卫星在轨道r1时：G21rMm=m2124Tr1………………①物体m'在地球表面有：G2'RMm=m'g，可得：GM=gR2………………②由①②可得：T1=grRr112………………③当卫星在椭圆轨道运行：其半长轴为：r3=221rr………………④依开普勒第三定律：2131Tr=2333Tr………………⑤由③④⑤可得：T3=grrRrr2)(2121………………⑥卫星从A到B的时间为：tAB=23T=grrRrr22)(212119、解析：⑴A和B绕O做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供向心力，则A和B的向心力相等。且A和B和O始终共线，说明A和B有相同的角速度和周期。因此有RMrm22，LRr，连立解得LMmmR，LMmMr对A根据牛顿第二定律和万有引力定律得LmMMTmLGMm22)2([来源:KS5U.COM]化简得)(23mMGLT内部资料第9页共9页⑵将地月看成双星，由⑴得)(231mMGLT将月球看作绕地心做圆周运动，根据牛顿第二定律和万有引力定律得LTmLGMm22)2(化简得GMLT322所以两种周期的平方比值为01.11098.51035.71098.5)(242224212MMmTT