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1、试卷第 1 页，总 40 页 2014-2015 学年度?学校 3 月月考卷 学校:_姓名：_班级：_考号：_ 一、选择题（题型注释）1“天宫一号”宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，它比地球同步卫星轨道低很多，则“天宫一号”宇宙飞船与同步卫星相比 A“天宫一号”宇宙飞船的线速度较小 B“天宫一号”宇宙飞船的周期较短 C“天宫一号”宇宙飞船的向心加速度较小 D“天宫一号”宇宙飞船受到的万有引力一定较大【答案】B【解析】由rGMv，A 错误；由kTr23，B 正确；由2rGMa，C 错误；根据2rMmGF，由于两者的质量未知，D 错误。2如图所示，飞船从圆轨道 l 变轨至圆轨道 2，轨道 2 的半径是
2、轨道 l 半径的 3 倍。若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，则飞船在轨道 2 上运行和在轨道 1 上运行相比 A线速度变为原来的 3 倍 B向心加速度变为原来的19 C动能变为原来的13 D运行周期变为原来的 3 倍【答案】BC【解析】试题分析：因为213rr，根据GMvr可知，123vv选项 A 错误；根据2GMar可知2119aa，选项 B 正确；根据212kEmv，2113kkEE，选项C 正确；根据2 rTv可知213 3TT,选项 D 错误.考点：人造卫星；万有引力定律的应用.3下列关于万有引力的说法中，错误的是 A.地面上自由下落的物体和天空中运行的月亮，都受到了万有引力的作用 B
3、.万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的 C.212/FGm mr中的 G 是比例常数，适用于任何两个物体之间，它没有单位 D.万有引力定律适用于自然界中任意两个物体之间 试卷第 2 页，总 40 页【答案】C【解析】试题分析：自然界中任意两个物体之间都存在万有引力，故选项 A、D 正确；牛顿在总结了前人，如第谷、开普勒等科学家的经验，发现了万有引力定律，故选项 B 正确；引力常量 G 有单位，故选项 C 错误；据题意应该选择选项 C。考点：本题考查万有引力定律的理解。4若取地球的第一宇宙速度为 8km/s，某行星的质量是地球质量的 6 倍，半径是地球的 1.5 倍，则此行星的第一宇宙
4、速度约为()A、32 km/s B、16 km/s C、4km/s D、2km/s【答案】B【解析】由黄金代换RvmRMmGmg22，第一宇宙速度gRv，由2RMGg 可知该行星表面加速度为地球表面加速度的25.26倍，第一宇宙速度为地球的第一宇宙速度的 2 倍，为 16 km/s 5土星外层上有一个环，为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度 v 与该层到土星中心的距离 R 之间的关系来判断（）A.若 vR，则该层是土星的一部分 B.若 v2R，则该层是土星的卫星群 C.若 vR1，则该层是土星的卫星群 D.若 v2R1，则该层是土星的卫星群【答案】AD【解析】若环
5、是土星的一部分，则环中各点的角速度相同，对应线速度 v=R 即 vR,其中 R 为土星环内任一点到土星中心的距离，故 A 正确.若环为卫星群，则环中任一颗粒都有：G2RMm=mRv2 v=RGM，即 v2R1，故 D 选项正确.6一太空探测器进入了一个圆形轨道绕太阳运转，已知其轨道半径为地球绕太阳运转轨道半径的 9 倍，则太空探测器绕太阳运转的周期是（）A.3 年 B.9 年 C.27 年 D.81 年【答案】C【解析】可利用rTmRMmG22)2(求解，挖掘地球相关信息（周期 T01 年）是关键.设绕太阳做匀速圆周运动的物体（行星或太空探测器等）质量为 m，轨道半径为 r，运转周期为 T，若
6、太阳质量为 M，则物体绕太阳运转的运动方程为rTmRMmG22)2(，试卷第 3 页，总 40 页 由此式可得2234GMTr=常量.不难看出常量2234GMTr与绕太阳运转的行星、太空探测器的质量无关，这实际上是应用开普勒第三定律（太空探测器相当于一颗小行星），我们运用地球和探测器绕太阳运转时23Tr相等，即可求解.设地球绕太阳运转的轨道半径为 r0，运转周期为 T0=1 年，已知太空探测器绕太阳运转的 轨 道 半 径 r9r0，设 它 绕 太 阳 的 运 转 周 期 为 T，则 有：2030230)9(TrTr，27279003TTT年.7我国于 2007 年 10 月 24 日成功发射了
7、“嫦娥一号”探月卫星若卫星在半径为r的绕月圆形轨道上运行的周期T，则其线速度大小是 A/T r B 2/r T C/r T D/2Tr【答案】B【解析】8人造地球卫星在轨道上做匀速圆周运动，它所受的向心力 F 跟轨道半径 r 之间的关系是()A.由公式 F=rm2可知 F 跟 r 成反比 B.由公式 F=m2r 可知 F 跟 r 成正比 C.由公式 F=m可知 F 跟 r 无关 D.由公式 F=2rGMm可知 F 跟 r2成反比【答案】D【解析】人造地球卫星在轨道上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有rvmrMmGF22，随着半径的变化，线速度、角速度随之变化，故不能使用 ABC 选项中的公
8、式来判断，只有 D 正确。9“神舟”八号经过变轨后，最终在距离地球表面约 343 公里的圆轨道上正常飞行，约 90 分钟绕地球一圈则下列说法错误的是 A“神舟”八号绕地球正常飞行时宇航员的加速度小于 9.8m/s2 B“神舟”八号绕地球正常飞行的速率可能大于 8km/s C“神舟”八号飞船在轨道上正常飞行时，宇航员会处于完全 失重状态而悬浮。D“神舟”八号运行的周期比地球近地卫星的周期大【答案】B【解析】宇航员在神舟八号上所受重力小于地球表面的重力，A 对；7.8km/s 是环绕地试卷第 4 页，总 40 页 球运动的最大速度，B 错；由周期公式GMrT32可知 D 对；102012 年 2
9、月 25 日 0 时 12 分，西吕卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第 11 颗北斗导航卫星送入了太空预定轨道，这是一颗地球同步卫星，若该卫星离地心距离为 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，又知第一宇宙速度为 v2，地球半径为 R，则 A.12araR B.2122aRar C.2122vRvr D.12vRvr【答案】AD【解析】地球同步卫星角速度与地球自转角速度相等，由rwa2，可知 A 对；由rGMv 可知线速度之比 D 对 11已知地球的平均密度为1，火星的平均密度为2，设绕地球做圆周运动的卫星最小运行周期为 T1，绕火星
10、做圆周运动的卫星最小运行周期为 T2，则为12TT A.12 B.21 C.21 D.12【答案】C【解析】试题分析：根据星体的密度公式得：1=GT213，2=GT223，故（12TT）2=12，故 C 是正确的。考点：星体间的万有引力定律。12如图所示，在同一轨道平面上有 A、B、C 三颗人造地球卫星，它们各自的运转半径不相同，则下列关系正确的是:()A三颗卫星的速度 vAvB vC B三颗卫星角速度 ABC C三颗卫星的向心加速度 aAaBaC D三颗卫星的周期 TATB TC【答案】BCD【解析】13 2011 年 12 月美国宇航局发布声明宣布，通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外第
11、一颗类似地球的、可适合居住的行星。该行星被命名为开普勒一 22b（Kepler 一22b），距离地球约 600 光年之遥，体积是地球的 24 倍。这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行星，它每 290 天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一圈。若行星开普勒一 22b 绕恒星做圆运动的轨道半径可测量，万有引力常量 G 已知。根试卷第 5 页，总 40 页 据以上数据可以估算的物理量有（）A行星的质量 B行星的密度 C恒星的质量 D恒星的密度【答案】C【解析】有题可知行星绕恒星转动半径和周期，根据万有引力提供向心力rTmrMmG2224，可计算出恒星质量，选 C 14下列关于地球的某“
12、同步卫星”的说法中正确的是（）A、运行速度大于 7.9km/s B、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、运行时能经过北极的正上方【答案】BC【解析】地球同步卫星在轨道上的绕行速度约为 3.1 km/s，小于 7.9km/s，故 A 错误 地球同步卫星，距离地球的高度约为 36000 km，高度一定，其运行角速度等于地球自转的角速度，相对地面静止，B 错误 A、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据 v=RGM可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度故 A 错误 B
13、、因为同步卫星要和地球自转同步，即 相同，根据 F=2rGMm=m2r，因为 一定，所以 r 必须固定，故 B 正确 C、根据万有引力提供向心力，F=2rGMm=m2r，得：=3rGM，同步卫星的轨道半径要小于月球的轨道半径，所以同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，故 C 正确 D、同步卫星在赤道上空的平面上，所以一定不会经过北极，故 D 错误 故选 BC 15由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的()A轨道平面可以不同 B轨道半径可以不同 C质量可以不同 D速率可以不同【答案】C【解析】同步卫星的周期与地球自转周期相同，由公式GMrT32可知
14、，所以同步卫星的轨道半径相同，由线速度公式rGMv 可知所有同步卫星的线速度相同，并且只能发射到赤道正上空，与卫星的质量无关，C 对；ABD 错；16月球的质量约为地球的 1/81，半径约为地球半径的 1/4，地球上第一宇宙速度约为7.9km/s,则月球上第一宇宙速度约为多少？【答案】1.76/km s【解析】试卷第 6 页，总 40 页 试题分析：根据万有引力提供向心力即22 MmvGmrr，GMvr 29GMrvvGMr月月月地地地 所以月球上第一宇宙速度为是1.76/km s 考点：第一宇宙速度 点评：本题关键是根据第一宇宙速度和重力加速度的表达式列式求解，17下列关于地心说和日心说的说
15、法中，正确的是 A日心说的参考系是太阳 B地心说的参考系是太阳 C地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值 D日心说是由开普勒提出来的【答案】A【解析】18银河系的恒星中大约四分之一是双星，某双星由质量不等的星体 S1和 S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点 C 做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为 T，S1到 C 点的距离为 r1，S1和 S2的距离为 r，已知引力常量为 G。由此可求出 S2的质量为()A.2122)(4GTrrr B.2214GTr C.2224GTr D.21224GTrr【答案】D【解析】试 题 分 析：根 据 双 星 系 统，则
16、2121 122122 22m mGm rrm mGm rr，带 入 则1 12 2m rm r，则21121212m rrmmm rrmm，所以2121 12m mGm rr，将半径 r1 代入，则221224r rmGT，答案为 D 考点：万有引力提供向心力 点评：本题考查了万有引力提供向心力的分析方法和解决办法。这类问题的解决思路通常是由万有引力提供向心力，建立等式化简求解。19 2012 年 6 月 24 日 12 时 55 分，航天员刘旺驾神舟再会天宫，这是中国人第一次在太空手控交会对接，“天宫一号”和“神舟九号”绕地球做匀速圆周运动的示意图如图所示，A 代表“天宫一号”，B 代表“
17、神舟八号”，虚线为各自的轨道。由图，可以判定（）试卷第 7 页，总 40 页 A“天宫一号”的运行速率大于“神舟九号”的运行速率 B“天宫一号”的周期小于“神舟九号”的周期 C“天宫一号”的向心加速度大于“神舟九号”的向心加速度 D“神舟九号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接【答案】D【解析】本题考查的是卫星的圆周运动情况，由2222()(),()GMmmvmRhRhRhT“天宫一号”的轨道半径大于“神舟九号”的轨道半径，“天宫一号”的运行速率小于“神舟九号”的运行速率，A 错误；“天宫一号”的周期大于“神舟九号”的周期，B 错误；“天宫一号”的向心加速度大于“神舟九号”的向心加速度小于“
18、神舟九号”的向心加速度，C 错误；“神舟九号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接，D 正确；20火星的质量和半径分别约为地球的101和21，地球表面的重力加速度为 g，则火星表面的重力加速度约为：()A0.2g B0.4g C2.5g D5g【答案】B 【解析】由黄金代换22,RMGgRMmGmg，火星表面的重力加速度为地球重力加速度的 0.4 倍，B 对；21关于万有引力和万有引力定律，以下说法正确的是（）A.万有引力是以效果命名的力 B.开普勒发现了万有引力定律 C.公式 F=G122m mr表明，r0 时，F D.公式中 G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的【答案】D【解
19、析】试题分析：万有引力是一种按性质命名的力，A 错误，牛顿发现了万有引力定律，B 错误，由122mmFGr可知，两物体间距离 r 减小时，它们之间的引力增大，当 r 小到一定程度，物体不能看成质点，公式不再适用故 C 错误公式中 G 为引力常量，它是卡文迪许通过扭秤实验测得的，而不是人为规定的，D 正确 故选 D 考点：考查了对万有引力定律的理解 点评：本题的 C 选项容易出错，关键是知道万有引力定律公式适用于质点间的引力计算 22“神舟”七号实现了航天员首次出舱。如图所示飞船先沿椭圆轨道 1 飞行，然后在远地点 P 处变轨后沿圆轨道 2 运行，在轨道 2 上周期约为 90 分钟。则下列判断正
20、确的是 地球 A B 试卷第 8 页，总 40 页 A飞船沿椭圆轨道 1 经过 P 点时的速度与沿圆轨道经过 P 点时的速度相等 B飞船在圆轨道 2 上时航天员出舱前后都处于失重状态 C飞船在圆轨道 2 的角速度大于同步卫星运行的角速度 D飞船从椭圆轨道 1 的 Q 点运动到 P 点过程中万有引力做正功【答案】BC【解析】试题分析：飞船沿椭圆轨道 1 时有ppprvmrGMm212,飞船沿椭圆轨道 2 时有ppprvmrGMm222，v1pv2p，A 错；在圆轨道 2 上时引力提供向心力，航天员处于完全失重状态，B 对；由T2可得 C 正确；飞船从椭圆轨道 1 的 Q 点运动到 P 点过程中万
21、有引力做负功，D 错，所以本题选择 BC。考点：万有引力定律 23据报道，天文学家发现一颗绕昏暗恒星运转的类地行星“GJ1214b”，距地球仅 40光年。它是一个热气腾腾的“水世界”，GJ1214b 行星的体积约是地球的 3 倍，质量约是地球的 6.5 倍。若已知地球半径、表面的重力加速度和万有引力常量，则可估算（）A所绕恒星的质量 B该行星运动的线速度 C该行星的第一宇宙速度 D该行星的运动周期【答案】C【解析】设行星绕中心天体的质量为 M，行星质量为 m，半径为 r，行星绕中心天体的运行速度为 V，周期为 T，而根据万有引力提供向心力的公式有：消去 m，可以看出运行的线速度、周期与中心天体
22、的质量有关，与运行半径有关，因此ABD 不正确；而；设有一质量为的卫星绕类地行星“GJ1214b”表面做匀速圆周运动，运行速度即为，则 试卷第 9 页，总 40 页 为地球的第一宇宙速度，因此 D 正确 24太阳系的几个行星中，与太阳之间的平均距离越大的行星，它绕太阳公转一周所用的时间（）A.越长 B.越短 C.相等 D.无法判断【答案】A【解析】由kTr23知，平均距离越大的行星，正确越长，A 对，BCD 错。25万有引力的发现实现了物理学史上的第一次大统一“地上物理学”和“天上物理学”的统一它表明天体运动和地面上物体的运动遵循相同的规律牛顿在发现万有引力定律的过程中，将行星的椭圆轨道简化为
23、圆轨道，还应用了其他的规律和结论下面的规律和结论被使用到的有 A开普勒行星运动定律 B卡文迪许通过扭秤实验测出的引力常量 C牛顿第二定律 D牛顿第三定律【答案】ACD【解析】考点：万有引力定律及其应用；牛顿运动定律的综合应用；开普勒定律 分析：在开普勒对行星运动所总结的规律的基础上，把行星的运动理想化，看成匀速圆周运动根据匀速圆周运动的条件得出太阳对行星存在着引力，由牛顿运动定律结合圆周运动知识推导出太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离成反比，再由引力作用的相互性得出引力的大小也与太阳的质量成正比，写成公式，然后对该规律进行讨论，推广到一般物体间也同样存在相互作用的引力，且遵
24、守同样的规律-万有引力定律 解答：解：万有引力定律的推导过程：我们已经学习了行星的运动，开普勒指出所有的行星围绕太阳的运动轨道都是椭圆，太阳处在所有的椭圆的一个焦点上，所以行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，事实上，行星运动的椭圆轨道离心率很接近于 1，我们把它理想化成一个圆形轨道，即认为行星绕太阳作匀速圆周运动根据圆周运动的条件可知行星必然受到了一个太阳的力牛顿认为这是太阳对行星的引力，那么，太阳对行星的引力 F 应为行星运动所受的向心力，即：F=m224TR 再根据开普勒行星运动定律23TR=k 得：F=m224Rk，其中 m 为行星的质量，R 为行星轨道半径，即太阳
25、与行星的距离也就是说，太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行星的距离的平方即：F2Rm根据牛顿第三定律，既然太阳对行星的引力与行星的质量成正比，那么行星对太阳也有作用力，也应与太阳的质量 M 成正比，即：F2RM，所以得到 F2RMm，用文字叙述为：太阳与行星之间的引力，与它们质量的乘积成正比，与它们的距离的平方成反比 这就是牛顿的万有引力定律 用公式表述为：F=G2RMm其中G 是一个常数，叫做万有引力恒量 故选 ACD 点评：我们自己能够推导万有引力定律，了解其中运用的物理规律 26我国发射的“神舟七号”载人飞船，与“神舟六号”船相比，它在较低的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所
26、示，下列说法正确的是()试卷第 10 页，总 40 页 A“神舟七号”的速率较大 B“神舟七号”的速率较小 C“神舟七号”的周期更长 D“神舟七号”的周期与“神舟六号”的相同【答案】A【解析】试 题 分 析：人 造 地 球 卫 星 绕 地 球 的 转 动 均 是 万 有 引 力 充 当 向 心 力，即：222 GMmvmrmrr，则有：神州飞船的转动速率GMvr，由题意可知神州七号的转动半径较小，故“神七”的速率要大于“神六”的速率，故 A 正确，B 错误；神州飞船的转动角速度：3GMr，半径越大，角速度越小，故神舟七号的加速度较大，根据公式2T可得：神舟七号的周期较短，故 CD 错误 故选
27、A 考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系 点评：天体的运动由万有引力充当向心力，故在分析天体转动中各量间的关系时一定要根据力的角度进行分析 27 我国“神舟”七号载人飞船发射升空,进入预定轨道后绕地球自西向东做匀速圆周运动,每 90 min 转一圈.航天员在轨道舱做了许多科学实验,着地前 1.5 m 返回舱底座发动机开始向下喷气,使返回舱减速下降,实现软着陆,“神舟”七号航天实验圆满完成.下列关于“神舟”七号的说法正确的是()A.航天员在 24 h 内可以见到日出的次数应为 16 次 B.“神舟”七号的轨道高度小于地球同步卫星的轨道高度 C.“神舟”七号绕地球做匀速圆周运动的速度略大于第一
28、宇宙速度 D.在着地前 1.5 m 内宇航员处于失重状态【答案】AB【解析】考点：万有引力定律及其应用；第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度 分析：（1）航天员每 90min 转一圈，每转一圈看到一次日出，在 24h 内可以见到日出的次数即为 24h 内做圆周运动的圈数；（2）根据周期公式 m(2(2)TR=G 2MmR，可知周期大的，轨道半径也大；（3）根据速度公式 G 2MmR=m 2vR可知，半径大的，运行速度小；（4）判断超重还是失重关键看加速度的方向，加速度方向向上超重，向下失重 解答：解：A根据飞船每 90 min 转一圈，24h 内转了 16 圈，故可以看到 16 次日出，A
29、 正确；B 地球同步卫星周期为 24h，“神舟”七号周期为 90min，根据周期公式 m(2(2)TR=G 试卷第 11 页，总 40 页 2MmR，可知“神舟”七号的轨道高度小于地球同步卫星的轨道高度，B 正确；C第一宇宙速度是绕地球表面匀速圆周运动的速度，“神舟”七号的运动半径大于地球半径，根据 G 2MmR=m 2vR可知，“神舟”七号绕地球做匀速圆周运动的速度略小于第一宇宙速度，C 错误；D着地前 1.5 m 返回舱底座发动机开始向下喷气，使返回舱减速下降，加速度向上，飞船处于超重状态，D 错误 故选 AB 点评：该题考查了万有引力公式及向心力基本公式的直接应用，难度不大，属于基础题
30、28 已知万有引力常量为 G，根据下面的哪组数据，不可以估算出地球的质量 M地（）A地球绕太阳运动的周期 T1及地球到太阳中心的距离 r1 B贴近地球表面运行的卫星的周期 T 和地球的半径 R C地球表面的重力加速 g 和地球半径 R D月球绕地球运动的周期 T2及月球中心到地球中心的距离 r2【答案】A【解析】A 中地球质量两边抵消，无法算出地球的质量，所以 A 不可以，由公式2224MmGmrrT得324 RMGT,B可以。根据2g,MmGmR得2gRMG,C可以算出。2222224MmGmrrT，得32224 rMGT，所以 D 可以。29嫦娥四号，专家称“四号星”，计划在 2017 年
31、发射升空，它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料。已知月球的半径为 R，月球表面的重力加速度为 g，月球的平均密度为，嫦娥四号离月球中心的距离为 r，绕月周期为 T。根据以上信息下列说法正确的是 A.月球的第一宇宙速度为gr B.嫦娥四号绕月运行的速度为2grR C.万有引力常量可表示为3233 rT R D.嫦娥四号必须减速运动才能返回地球【答案】C【解析】试题分析：根据第一宇宙速度的定义有：2vmgmR，vgR,A 错误；根据22MmvGmrr和2MmGmgR可以得到嫦娥四号绕月运行的速度为2R
32、 gvr，B 错试卷第 12 页，总 40 页 误；根据2224MmGmrRT和343MR可以知道万有引力常量可表示为3233 rT R，C 正确；嫦娥四号必须先加速离开月球，再减速运动才能返回地球，D 错误。考点：本题考查了万有引力与航天的知识。30某载人飞船运行的轨道示意图如图所示，飞船先沿椭圆轨道 1 运行，近地点为 Q，远地点为 P。当飞船经过点 P 时点火加速，使飞船由椭圆轨道 1 转移到圆轨道 2 上运行，在圆轨道 2 上飞船运行周期约为 90min。关于飞船的运行过程，下列说法中正确的是 A飞船在轨道 1 和轨道 2 上运动时的机械能相等 B飞船在轨道 1 上运行经过 P 点的速
33、度小于经过 Q 点的速度 C轨道 2 的半径小于地球同步卫星的轨道半径 D飞船在轨道 1 上运行经过 P 点的加速度等于在轨道 2 上运行经过 P 点的加速度【答案】BCD【解析】试题分析：由于飞船经过点 P 时点火加速，使飞船由椭圆轨道 1 转移到圆轨道 2 上运行，外力做正功，机械能增加，所以轨道 2 上的机械能大于轨道 1 上的机械能，A 错误；根据公式GMvr，即半径越大线速度越小，可得在飞船在轨道 1 上运行经过 P 点的速度小于经过 Q 点的速度，B 正确；根据公式32rTGM可得半径越大周期越大，同步卫星的周期为 24h，大于轨道 2 上运动的卫星，故轨道 2 的半径小于同步卫星
34、的运动半径，C 正确；根据公式GMar，因为在轨道 1 上运行经过 P 点和在轨道 2 上运行经过 P 点的运动半径相同，所以加速度相同，D 正确；考点：考查了万有引力定律的应用 31一个半径是地球 3 倍、质量是地球 36 倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的().A.2 倍 B.4 倍 C.9 倍 D.12 倍 【答案】B【解析】试题分析：由黄金代换22,RMGgmgRMmG可知选项 B 正确；故选 B 考点：考查万有引力定律 点评：本题难度较小，处理星球表面加速度问题一般考查的就是黄金代换式 32如图所示，飞行器 P 绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为，下列说法
35、正确的是()试卷第 13 页，总 40 页 A轨道半径越大，周期越长 B轨道半径越大，速度越大 C若测得周期和张角，可得到星球的平均密度 D若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度【答案】AC【解析】试题分析：根据开普勒第三定律CTr23，可知轨道半径越大，飞行器的周期越长，A正确；根据万有引力提供向心加速度，2rmGM=rmv2，卫星的速度公式rGMv ，可知轨道半径越大，速度越小故 B 错误；设星球的质量为 M，半径为 R，平均密度为张角为，飞行器的质量为 m，轨道半径为 r，周期为 T 对于飞行器，根据万有引力提供向心力得：2rmGM=2Trm24 得：2324GTrM 由几何关系有：
36、R=rsin2 星球的平均密度=334RM 由以上三式知测得周期和张角，可得到星球的平均密度若测得周期和轨道半径，可得到星球的质量，但星球的半径未知，不能求出星球的平均密度故 C 正确，D 错误。考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用 33根据开普勒对第谷观测记录的研究发现，关于行星的运动，判断下列论述正确的是（）A.行星绕太阳做匀速圆周运动 B.在公式 R3/T2=k 中，k 是和太阳的质量有关的量 C.在公式 R3/T2=k 中，R 是行星中心到太阳中心的距离 D.以上三点均不正确【答案】B【解析】试题分析：据开普勒第一定律，行星绕太阳运动的轨迹是椭圆，距离太阳越近
37、速率越大，距离太阳越远速率越小，所以 A 选项错误；据开普勒第三定律，不同的行星的 k 值均相同，说明 k 值是与太阳的质量有关的量，R 是指行星绕太阳运行的椭圆轨道的半长轴，B 选项正确，而 C 选项错误；据以上分析 D 选项也错误。考点：本题考查对开普勒的第一定律和第三定律的理解。试卷第 14 页，总 40 页 342011 年 11 月 3 日，“天宫一号”目标飞行器与“神舟八号”飞船成功实现首次交会对接，已知在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为 350km,“神州八号”的运行轨道高度为 343km。它们的运行轨道均视为圆周，则（）A“天宫一号”比“神州八号”周期长 B“天宫一号”比“
38、神州八号”线速度大 C“天宫一号”比“神州八号”角速度大 D“天宫一号”比“神州八号”向心加速度大【答案】A【解析】试题分析：“天宫一号”和“神州八号”绕地球做圆周运动万有引力作为它们做圆周运动的向心力。A、由2224MmGmrrT得234rTGM，“天宫一号”的运行轨道半径比“神州八号”大，所以“天宫一号”比“神州八号”的周期长；正确 B、由22MmvGmrr得GMvr，“天宫一号”的运行轨道半径比“神州八号”大，所以“天宫一号”比“神州八号”线速度小；错误 C、由22MmGmrr得3GMr，“天宫一号”的运行轨道半径比“神州八号”大，所以“天宫一号”比“神州八号”角速度小；错误 D、由2M
39、mGmar得2MaGr，“天宫一号”的运行轨道半径比“神州八号”大，所以“天宫一号”比“神州八号”向心加速度小；错误 故选 A 考点：万有引力定律的应用 点评：此类问题中万有引力作为它们做圆周运动的向心力，可以得到线速度GMvr、角速度3GMr、周期234rTGM、加速度2MaGr，根据半径关系比较这些量的大小。35两个绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，轨道如图所示，下列判断正确的是：A、两卫星的角速度关系：a ab C、两卫星的线速度关系：va vb D、两卫星的周期关系：Ta Tb【答案】A【解析】试卷第 15 页，总 40 页 试题分析：据22GMmmRwR，可知3GMwR，则 A 选
40、项正确；据2GMmmaR，可知2GMaR，则 B 选项错误；据22GMmvmRR，可知GMvR则 C 选项错误；据2224GMmmRRT，可知234RTGM,则 D 选项错误。考点：本题考查万有引力定律的应用。36如图所示，a，b 两颗质量相同的人造地球卫星分别在半径不同的轨道上绕地球作匀速圆周运动，则 A.卫星 a 的周期大于卫星 b 的周期 B.卫星 a 的动能大于卫星 b 的动能 C.卫星 a 的势能大于卫星 b 的势能 D.卫星 a 的加速度大于卫星 b 的加速度【答案】BD【解析】试题分析：由万有引力提供向心力有22224TmrrvmmarMmG，barr，计算得卫星 a 的周期小于
41、卫星 b 的周期，A 错；a 的速度大于 b 的速度，故 a 的动能大于 b的动能，B 对；卫星 a 的加速度大于卫星 b 的加速度，D 对；a 到 b，重力做负功，重力势能增大，C 错，所以本题选择 BD。考点：万有引力定律 37 A和B是绕地球做匀速圆周运动的卫星，mA2mB，轨道半径RB2RA，则B与A的()A加速度之比为 41 B周期之比为 221 C线速度之比为 12 D角速度之比为 122【答案】BCD【解析】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，根据22222m4ma=mmmGMRRRRT向。有 2T，2 RvT，a 2r。根据开普勒第三定律，知BATT32BA
42、RR2 21，故 B 选项正确 又因为 2T，BAABTT12 2，所以 D 选项正确由2 RvT知，BAvvBAABRTRT12，所以 C 选项正确由 a 2r 知，BAaa22BBAARR14，所以 A 选项错误 试卷第 16 页，总 40 页 38“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道直奔月球，在距月球表面 200 km 的 P 点进行第一次变轨后被月球捕获，先进入椭圆轨道绕月飞行，如图所示之后，卫星在 P点又经过两次变轨，最后在距月球表面 200 km 的圆形轨道上绕月球做匀速圆周运动对此，下列说法正确的是()A卫星在轨道上运动的速度小于月球的第一宇宙速度 B卫星在轨道上运动周期比在轨道上
43、短 C卫星在轨道上运动的加速度大于沿轨道运动到 P 点时的加速度 D、三种轨道运行相比较，卫星在轨道上运行的机械能最小【答案】ABD【解析】试题分析：在月球“表面”运动行的速度等于月球的第一宇宙速度，最后在距月球表面200 km 的圆形轨道上绕月球做匀速圆周运动，根据GMvr，轨道半径大于月球的半径，则小于月球的第一宇宙速度，A 正确；根据32rTGM,卫星在轨道上运动的半径最小，则周期最小，B 正确；根据2GMar，r 越小，加速度越大，C 错误；从轨道 I 至 II 到 III 的过程中，每次经过 P 点，均需“制动”，减速做向心运动进入低轨道，则卫星在轨道上运行的机械能最小，D 正确。考
44、点：本题考查天体运动中的变轨。39由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的 A地球对卫星的引力可以不同 B轨道半径可以不同 C轨道平面可以不同 D速率可以不同【答案】A【解析】试题分析：地球同步卫星的运转周期与地球的自转周期相同且与地球自转“同步”，所以它们的轨道平面都必须在赤道平面内，故 C 项错误；由22,2RMmGRmwTw可得2234GMTR，由此可知所有地球同步卫星的轨道半径都相同，故 B 项错误，由 vr，Tw2，可得 vRT2，可知同步卫星的运转速率都相同，故 D 项错误；而卫星的质量不影响运转周期，地球对卫星的引力可以不同，故选 A 考点：考查同步
45、卫星 点评：地球同步卫星的轨道平面都必须在赤道平面内，由22,2RMmGRmwTw可试卷第 17 页，总 40 页 得2234GMTR，由此可知所有地球同步卫星的轨道半径都相同，由 vr，Tw2，可得 vRT2，可知同步卫星的运转速率都相同，而卫星的质量不影响运转周期 40在圆轨道上做匀速圆周运动的国际空间站里，一宇航员手拿一只小球相对于太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上，如图所示下列说法正确的是()A宇航员相对于地球的速度介于 7.9 km/s 与 11.2 km/s 之间 B若宇航员相对于太空舱无初速释放小球，小球将落到“地面”上 C宇航员将不受地球的引力作用 D宇航员对“地
46、面”的压力等于零【答案】D【解析】7.9 km/s 是发射卫星的最小速度，是卫星环绕地球运行的最大速度，可见，所有环绕地球运转的卫星、飞船等，其运行速度均小于 7.9 km/s，故 A 错误；若宇航员相对于太空舱无初速释放小球，由于惯性，小球仍具有原来的速度，所以地球对小球的万有引力正好提供它做匀速圆周运动需要的向心力，即 G2Mmrm2vr，其中 m为小球的质量，故小球不会落到“地面”上，而是沿原来的轨道继续做匀速圆周运动，故 B 错误；宇航员受地球的引力作用，此引力提供宇航员随空间站绕地球作圆周运动的向心力，否则宇航员将脱圆周轨道，故 C 错；因宇航员受的引力全部提供了向心力，宇航员不能对
47、“地面”产生压力，处于完全失重状态，D 正确 41四名同学关于人造卫星所需向心力的问题发生了争论，请对下面同学的观点进行判断，正确的是（）A 张糊涂认为，当人造地球卫星的半径增大到原来的 3 倍时，向心力也增大到原来的 3 倍，因为2Fmr B 张模糊认为，当人造地球卫星的半径增大到原来的 3 倍时，向心力减小到原来的13，因为2mvFr C 张清楚认为，当人造地球卫星的半径增大到原来的 3 倍时，向心力减小到原来的19，因为2MmFGr D张明白同学认为，仅仅知道人造卫星轨道半径的变化量，无法确定向心力的变化 试卷第 18 页，总 40 页【答案】C【解析】试题分析：卫星的向心力是由万有引力
48、提供的，2MmFGr当人造地球卫星的半径增大到原来的 3 倍时，向心力减小到原来的19，C 正确，ABD 错误。考点：本题考查了有关卫星的向心力问题 42一同学为探月宇航员估算环绕月球做匀速圆周运动的卫星的最小周期，想出了一种方法：在月球表面以初速度 v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度为 h，假设物体只受月球引力作用，又已知该月球的直径为 d，则卫星绕月球做圆周运动的最小周期为（）A0dvh B02dvh C0dhv D02dhv【答案】D【解析】试题分析：根据匀变速直线运动公式可知，在月球表面有202vg h，即月球表面的重力 加 速 度 为202vh，根 据 万 有 引 力 定
49、律 及 圆 周 运 动 公 式 得22224MmMmGmrGmgrTd、，故可知，当卫星绕月球表面做圆周运动时的周期最小，联立上述各式解得min02Tdhv，所以只有选项 D 正确；考点：万有引力定律及其应用 【答案】AD【解析】本题考查物理基本知识 伽利略通过观察研究，设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量伽利略做了上百
50、次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推所以伽利略用来抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法 打雷时，呆在汽车里更安全，静电屏蔽；牛顿在寻找万有引力的过程中，应用了牛顿第二定律和第三定律；44“嫦娥一号”于 2009 年 3 月 1 日成功发射，从发射到撞月历时 433 天，其中，卫星先在近地圆轨道绕行 3 周，再经过几次变轨进入近月圆轨道绕月飞行。若月球表面的自由落体加速度为地球表面的 1/6，月球半径为地球的 1/4，则根据以上数据可得()A绕月与绕地飞行周期之比为 3/2 B绕月与绕地飞行周期之比为 2/3 试卷第 19 页，总 40 页 C绕月与绕地飞行向心加速度之比为 1/6