2010 2011學(xué)年度高一物理下學(xué)期單元檢測(cè)1 萬(wàn)有引力與航天 新人教版

1、2010-2011學(xué)年度下學(xué)期高一物理單元檢測(cè)（1）新課標(biāo)版 命題范圍 萬(wàn)有引力與航天本試卷分第I卷（選擇題）和第II卷（非選擇題）兩部分，考試時(shí)間90分鐘，滿分100分。第卷（選擇題，48分）一、本題共12小題：每小題4分，共48分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確全部選對(duì)的得4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)的或不答的得0分 1萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)實(shí)現(xiàn)了物理學(xué)史上的第一次大統(tǒng)一“地上物理學(xué)”和“天上物理學(xué)”的統(tǒng)一它表明天體運(yùn)動(dòng)和地面上物體的運(yùn)動(dòng)遵循相同的規(guī)律牛頓在發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中將行星的橢圓軌道運(yùn)動(dòng)假想成圓周運(yùn)動(dòng)；另外，還應(yīng)用到了其它的規(guī)律和結(jié)論，其

2、中有（ ） A牛頓第二定律 B牛頓第三定律C開(kāi)普勒的研究成果 D卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)得出的引力常數(shù)2兩個(gè)質(zhì)量均勻的球體相距較遠(yuǎn)的距離r，它們之間的萬(wàn)有引力為10-8 N若它們的質(zhì)量、距離都增加為原來(lái)的2倍，則它們間的萬(wàn)有引力為（ ）A4×10-8N B10-8N C2×10-8 N D10 -4N 3兩個(gè)質(zhì)量為M的星體，其連線的垂直平分線為PQ，O為兩星體連線的中點(diǎn)如圖所示，一個(gè)質(zhì)量為m的物體從O沿OP方向一直運(yùn)動(dòng)下去，則它受到的萬(wàn)有引力大小變化情況是（ ） A一直增大 B一直減小 C先減小，后增大D先增大，后減小4一飛船在某行星表面附近沿圓軌道繞該行星飛行，認(rèn)為行星是密度

3、均勻的球體要確定該行星的密度只需要測(cè)量 （ ）A飛船的軌道半徑 B飛船的運(yùn)行速度C飛船的運(yùn)行周期 D行星的質(zhì)量5最近，科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看到太陽(yáng)系外某一恒星有一行星，并測(cè)得它圍繞恒星運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間為1200 年，它與該恒星的距離為地球到太陽(yáng)距離的100倍假定該行星繞恒星運(yùn)行的軌道和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道都是圓周，僅利用以上兩個(gè)救據(jù)可以求出的量有（ ）A恒星質(zhì)量與太陽(yáng)質(zhì)量之比B恒星密度與太陽(yáng)密度之比 C行星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比 D行星運(yùn)行速度與地球公轉(zhuǎn)速度之比 6假設(shè)太陽(yáng)系中天體的密度不變，天體直徑和天體之間距離都縮小為原來(lái)的一半，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列物理量變化正確的是 （ ）

4、A地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半 B地球的向心力變?yōu)榭s小前的1/16 C地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期與縮小前的相同 D地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半7關(guān)于“亞洲一號(hào)”地球同步通訊衛(wèi)星，下述說(shuō)法正確的是（ ）A已知它的質(zhì)量是1.24t，若將它的質(zhì)量增為2.48t，其同步軌道半徑變?yōu)樵瓉?lái)的2倍 B它的運(yùn)行速度為7. 9km/sC它可以定點(diǎn)在北京的正上方，所以我國(guó)能利用其進(jìn)行電視轉(zhuǎn)播 D它距地面的高度約為地球半徑的5倍，所以衛(wèi)星的向心加速度約為其下方地面上物體的重力加速度的1/368（2009重慶理綜）據(jù)報(bào)道，“嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”繞月飛行器的圓形軌道距月球表面分別約為200Km和100Km，運(yùn)動(dòng)速率分

5、別為v1和v2，那么v1和v2的比值為（月球半徑取1700Km）A B C D92009年5月11日美國(guó)“阿特蘭蒂斯”號(hào)航天飛機(jī)發(fā)射升空，機(jī)上的7名宇航員通過(guò)5次太空行走對(duì)哈勃望遠(yuǎn)鏡進(jìn)行了最后一次維護(hù)，為其更換了相機(jī)、電池、陀螺儀、對(duì)接環(huán)、光譜儀等設(shè)備。維護(hù)時(shí)，須使航天飛機(jī)相對(duì)于哈勃望遠(yuǎn)鏡處于靜止?fàn)顟B(tài)才行。若航天飛機(jī)上的速度計(jì)顯示其運(yùn)動(dòng)速度大小為v，且已知地球半徑為R，地面重力加速度為g。求待維修的哈勃望遠(yuǎn)鏡離地面的高度h為（ ）A B C D10設(shè)同步衛(wèi)星離地心的距離為r，運(yùn)行速率為v1，加速度為a1；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球的半徑為R，則下列比

6、值正確的是 （ ）A= B= C= D=11人造地球衛(wèi)星可以繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，也可以沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)。對(duì)于沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，以下說(shuō)法正確的是 （ ）A近地點(diǎn)速度一定大于7.9 km/sB近地點(diǎn)速度一定在7.9 km/s11.2 km/s之間C近地點(diǎn)速度可以小于7.9 km/sD遠(yuǎn)地點(diǎn)速度一定小于在同高度圓軌道上的運(yùn)行速度12地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由求出，已知式中a的單位是m，b的單位是s，c的單位是m/s2，則： （ ）Aa是地球半徑，b是地球自轉(zhuǎn)的周期，C是地球表面處的重力加速度；Ba是地球半徑。b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，C是同步衛(wèi)星的加速度；Ca是赤道周長(zhǎng)，b是

7、地球自轉(zhuǎn)周期，C是同步衛(wèi)星的加速度Da是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，C是地球表面處的重力加速度。第卷（選擇題，52分）二、本題共2小題：每空3分，共9分，把答案填在相應(yīng)的橫線上或括號(hào)內(nèi)13地核的體積約為整個(gè)地球體積的16 %，地核的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的34 %，試估算地核的平均密度為_(kāi)kg/m3 （結(jié)果取兩位有效數(shù)字， R地=6.4×106m, G=6.7×10-11N·rn2/kg2，g=10m/s2）14（2007·海南高考）設(shè)地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，半徑為R，速率為v，則太陽(yáng)的質(zhì)量可用v、R和引力常量G表示為_(kāi)太陽(yáng)圍繞銀河系中心的運(yùn)動(dòng)可

8、視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速率約為地球公轉(zhuǎn)速率的7倍，軌道半徑約為地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的2×109倍為了粗略估算銀河系中恒星的數(shù)目，可認(rèn)為銀河系中所有的恒星質(zhì)量都集中在銀河系中心且銀河系中恒星的平均質(zhì)量約等于太陽(yáng)的質(zhì)量，則銀河系中恒星數(shù)目約為_(kāi).三、本題共4小題，15題9分，16題10分，17、18題各12分，共43分解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位15在勇氣號(hào)火星探測(cè)器著陸的最后階段，著陸器降落到火星表面上，再經(jīng)過(guò)多次彈跳才停下來(lái)。假設(shè)著陸器第一次落到火星表面彈起后，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)高度為h，速度方向是水平的

9、，速度大小為v0，求它第二次落到火星表面時(shí)速度的大小，計(jì)算時(shí)不計(jì)火星大氣阻力。已知火星的一個(gè)衛(wèi)星的圓軌道的半徑為r，周期為T?；鹦强梢暈榘霃綖閞0的均勻球體。16某星球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的9倍，半徑約為地球半徑的1/2若在地球上高h(yuǎn)處平拋一物體，水平射程為60m，則在該星球上從同樣的高度和同樣的初速度平拋同一物體，水平射程為多少？ 17我們的銀河系中的恒星大約四分之一是雙星有一種雙星，質(zhì)量分別為m1和m2的兩個(gè)星球，繞同一圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)它們之間的距離恒為L(zhǎng)，不考慮其他星體的影響兩顆星的軌道半徑和周期各是多少？18如圖所示，是飛船控制中心的大屏幕上出現(xiàn)的一幅衛(wèi)星運(yùn)行軌跡圖，它記錄了“神舟”七

10、號(hào)飛船在地球表面垂直投影的位置變化。圖中表示在一段時(shí)間內(nèi)飛船繞地球沿圓周勻速飛行了四圈，、為依次飛經(jīng)中國(guó)和太平洋地區(qū)的四條軌跡，圖中分別標(biāo)出了各地的經(jīng)緯度（如：軌跡通過(guò)赤道時(shí)的經(jīng)度為西經(jīng)157.5°，繞行一圈后軌跡再次經(jīng)過(guò)赤道時(shí)的經(jīng)度為180°）。 （1）為什么、四條軌跡在赤道上的投影點(diǎn)都偏西？ （2）根據(jù)圖示的信息，可以計(jì)算出飛船的周期約為多少分鐘？“神舟”七號(hào)搭載的宇航員在24h內(nèi)可以看到的日落日出次數(shù)為多少？ （3）若某時(shí)刻飛船飛經(jīng)赤道上空時(shí)，在其正上方恰好有一顆地球同步衛(wèi)星，試分析飛船能否再次處于該同步衛(wèi)星的正下方？如果能，至少需要多長(zhǎng)時(shí)間？ （4）飛船運(yùn)行軌道與地

11、球同步衛(wèi)星軌道的半徑之比是多少？（可以保留根號(hào)）參考答案一、選擇題：序號(hào)123456789101112正確答案ABCBDCADBCDCABCD AD1ABC解析：對(duì)行星，繞恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。設(shè)恒星質(zhì)量為M，行星的質(zhì)量為m，軌道 半徑為r，周期為T。則由開(kāi)普勒第三定律有T2/r3=k由牛頓第二定律有，恒星對(duì)行星的引力F=ma=mr 聯(lián)立以上二式得F=即Fm；F1/r2 顯然，行星對(duì)恒星的引力FM ，F(xiàn)1/r2。由牛頓第三定律有，行星對(duì)恒星的引力F=F，故Fm，F(xiàn)M，F(xiàn)1/r2，即F=8C解析：“嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”繞月作圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力提供向心力有可得V（M為月球質(zhì)量），它們的軌道半徑

12、分R11900Km、R21800Km，則v1：v2。9A解析：在地面上時(shí)有，在軌道上時(shí)有，由聯(lián)立求得 選項(xiàng)A正確。 10B解析：地球同步衛(wèi)星的角速度和地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，由可得，=，B項(xiàng)正確；對(duì)于地球同步衛(wèi)星和以第一宇宙速度運(yùn)動(dòng)的近地衛(wèi)星，由萬(wàn)有引力提供加速度，即，得=， D項(xiàng)正確。11CD（本題考查學(xué)生對(duì)第一宇宙速度的理解，以及對(duì)衛(wèi)星能沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)條件的理解。本題極易錯(cuò)選A）12AD 由萬(wàn)有引力定律導(dǎo)出人造地球衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)半徑的表達(dá)式，再將其與題給表達(dá)式中各項(xiàng)對(duì)比，以明確式中各項(xiàng)的物理意義。二、填空題：13 1.2×104 14 1.0×1011個(gè)三、計(jì)

13、算題：15（9分）以g表示火星表面附近的重力加速度，M表示火星的質(zhì)量，m表示火星的衛(wèi)星的質(zhì)量，m表示火星表面出某一物體的質(zhì)量，由萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律，有，（4分）設(shè)v表示著陸器第二次落到火星表面時(shí)的速度，它的豎直分量為v1，水平分量仍為v0，有， （4分）由以上各式解得（1分）16（10分）解：設(shè)星球的質(zhì)量為M1，半徑為R1，表面的重力加速度為g´，地球的質(zhì)量為M2，半徑為R2，表面的重力加速度為g ，則在星球表而的物體 （1分）在地球表面的物體 （1分）則重力加速度之比為 （2分）平拋物體時(shí)s=vt ， ，所以 （2分）則水平射程之比 （2分）星球表面的水平射程， （2分）1

14、7（12分）解：設(shè)m1的軌道半徑為R1，m2的軌道半徑為R2。由于它們之間的距離恒定，因此雙星在空間的繞向一定相同，同時(shí)角速度和周期也都相同由向心力公式可得：對(duì)m1， （2分）對(duì)m2， （2分）由式可得：m1R1=m2R2 又因?yàn)镽1十R2=L, 所以 （2分） （2分）將，代入 式可得： （2分）所以 （2分）18（12分）解析：（1）從上圖看，飛船是由發(fā)射場(chǎng)升空向東南方向運(yùn)動(dòng)，其軌道平面與赤道平面有一定的夾角。在飛船運(yùn)動(dòng)的每個(gè)周期內(nèi)，由于地球自轉(zhuǎn)（自西向東轉(zhuǎn)），所以飛船軌跡在赤道上的投影點(diǎn)會(huì)向西移動(dòng)。（2分） （2）飛船飛行一周，地球自轉(zhuǎn)22.5°，故飛行周期為h=1.5h（2分）飛船繞行到地球向陽(yáng)的區(qū)域，陽(yáng)光能照射到它時(shí)為白晝，當(dāng)飛到地球背陽(yáng)的區(qū)域，陽(yáng)光被地球擋住時(shí)就是黑