1、2010屆高考二輪復(fù)習(xí)跟蹤測試：萬有引力物理試卷一、選擇題1.物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度叫做第一宇宙速度，其大小是A16.7km/s      B11.2km/s      C9.8km/s      D7.9km/s2.“神州二號(hào)”無人飛船運(yùn)行的周期和飛行的速度約為A80min   7×103m/s        

2、0;    B90min   7.7×103m/s C85min   7.9×103m/s          D24h     7.9×103m/s3.關(guān)于萬有引力定律和引力常量的發(fā)現(xiàn)，下面說法中哪個(gè)是正確的    A萬有引力定律是由開普勒發(fā)現(xiàn)的，而引力常量是由伽利略測定的B萬有引力定律是由開普勒發(fā)現(xiàn)的，而引力常量是由卡文迪許測定的C萬有

3、引力定律是由牛頓發(fā)現(xiàn)的，而引力常量是由胡克測定的D萬有引力定律是由牛頓發(fā)現(xiàn)的，而引力常量是由卡文迪許測定的4.萬有引力定律首次揭示了自然界中物體間一種基本相互作用的規(guī)律。以下說法正確的是A物體的重力不是地球?qū)ξ矬w的萬有引力引起的B人造地球衛(wèi)星離地球越遠(yuǎn)，受到地球的萬有引力越大C人造地球衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的向心力由地球?qū)λ娜f有引力提供D宇宙飛船內(nèi)的宇航員處于失重狀態(tài)是由于沒有受到萬有引力的作用5.關(guān)于相對(duì)地面靜止的通訊衛(wèi)星，下列說法不正確的是A所有通訊衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期都相同 B所有通訊衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度都相同 C所有通訊衛(wèi)星都在地球赤道的上方D理論上有三顆通信衛(wèi)星，就幾乎可以覆蓋整個(gè)地球表

4、面6.在地球（看作質(zhì)量均勻分布的球體)上空有許多同步衛(wèi)星，下面說法中正確的是A它們的質(zhì)量可能不同 B它們的速度可能不同C它們的向心加速度可能不同 D它們離地心的距離可能不同7.我國曾發(fā)射一顆繞月運(yùn)行的探月衛(wèi)星“嫦娥1號(hào)”。設(shè)想“嫦娥1號(hào)”貼近月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期為T。“嫦娥1號(hào)”在月球上著陸后，自動(dòng)機(jī)器人用測力計(jì)測得質(zhì)量為m的儀器重力為P。已知引力常量為G，由以上數(shù)據(jù)可以求出的量有A月球的半徑B月球的質(zhì)量C月球表面的重力加速度D月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度8.已知地面的重力加速度為g，距地面高為2倍地球半徑處的重力加速度是ABCD9.地球?qū)υ虑蚓哂袕?qiáng)大的萬有引力，為什么不靠在

5、一起，其原因是：A不僅地球?qū)υ虑蛴腥f有引力，而且月球?qū)Φ厍蛞灿腥f有引力，這兩個(gè)力大小相等、方向相反，互相平衡了B不僅地球?qū)υ虑蛴腥f有引力，而且太陽系里其它星球?qū)υ虑蛞灿腥f有引力，這些力的合力等于零C地球?qū)υ虑蛴腥f有引力還不算大D萬有引力不斷改變?cè)虑虻倪\(yùn)動(dòng)方向，使得月球繞地運(yùn)行10.關(guān)于開普勒行星運(yùn)動(dòng)的公式k，以下理解正確的是Ak是一個(gè)與行星無關(guān)的常量B若地球繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的半長軸為R地，周期為T地；月球繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)軌道的長半軸為R月，周期為T月，則CT表示行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期DT表示行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期 11.航天員若在軌道艙內(nèi)長時(shí)間停留，需要每天進(jìn)行鍛煉，在軌道艙內(nèi)，下列運(yùn)動(dòng)最能有效鍛煉肌肉的力量

6、的是A上下舉啞鈴 B做引體向上 C拉彈簧拉力器 D跳繩二、填空題12.地球的第一宇宙速度為V，若某行星的質(zhì)量是地球的6倍，半徑是地球的1.5倍，則該行星的第一宇宙速度為 。13.已知地球的質(zhì)量為 M，萬有引力恒量為G，地球半徑為R，用以上各量表示，在地球表面附近運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度 。14.已知某星球的半徑為R，星球表面的重力加速度為g，萬有引力常量為G，則該星球的第一宇宙速度為_；該星球的質(zhì)量為_。三、簡答題15.（1）開普勒第三定律告訴我們：行星繞太陽一周所需時(shí)間的平方跟橢圓軌道半長徑的立方之比是一個(gè)常量。如果我們將行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)簡化為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，請(qǐng)你運(yùn)用萬有引力定律，推出

7、這一規(guī)律。    （2）太陽系只是銀河系中一個(gè)非常渺小的角落，銀河系中至少還有3000多億顆恒星，銀河系中心的質(zhì)量相當(dāng)于400萬顆太陽的質(zhì)量。通過觀察發(fā)現(xiàn)，恒星繞銀河系中心運(yùn)動(dòng)的規(guī)律與開普勒第三定律存在明顯的差異，且周期的平方跟圓軌道半徑的立方之比隨半徑的增大而減小。請(qǐng)你對(duì)上述現(xiàn)象發(fā)表看法。  四、計(jì)算題16.飛天同學(xué)是一位航天科技愛好者，當(dāng)他從新聞中得知，中國航天科技集團(tuán)公司將在2010年底為青少年發(fā)射第一顆科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“希望一號(hào)”衛(wèi)星（代號(hào)XW-1）時(shí)，他立刻從網(wǎng)上搜索有關(guān)“希望一號(hào)”衛(wèi)星的信息，其中一份資料中給出該衛(wèi)星運(yùn)行周期10.9min。他根據(jù)

8、所學(xué)知識(shí)計(jì)算出繞地衛(wèi)星的周期不可能小于83min，從而斷定此數(shù)據(jù)有誤。已知地球的半徑R=6.4×106m，地球表面的重力加速度g=10m/s2。請(qǐng)你通過計(jì)算說明為什么發(fā)射一顆周期小于83min的繞地球運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星是不可能的。17.已知地球半徑R=6.4106 m,地面的重力加速度g=9.8m/s2，試估算地球的平均密度（結(jié)果保留二位有效數(shù)字）。18.國際空間站是迄今最大的太空合作計(jì)劃，其軌道半徑為r，繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的周期為T1，通過查側(cè)資料又知引力常量G、地球半徑R、同步衛(wèi)星距地面的高度h、地球的自轉(zhuǎn)周期T2以及地球表面的重力加速度。某同學(xué)根據(jù)以上條件，提出一種估算地球質(zhì)量M的方法

9、：設(shè)同步衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，由得（1）請(qǐng)判斷上面的結(jié)果是否正確，如不正確，請(qǐng)修正解法和結(jié)果；（2）請(qǐng)根據(jù)已知條件再提出兩種估算地球質(zhì)量的方法并解得結(jié)果。19.某同學(xué)在物理學(xué)習(xí)中記錄了一些與地球、月球有關(guān)的數(shù)據(jù)資料如下：地球質(zhì)量，地球半徑R=6400km，月球半徑r=1740km，地球表面重力加速度g0=9.80m/s2，月球表面重力加速度g=1.56m/s2，月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度v=1000m/s，月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)間為T=27.3天，光速C=2.998×105km/s，1969年8月1日第一次用激光器向位于天頂?shù)脑虑虮砻姘l(fā)射出激光光束，經(jīng)過約t=2.565s接收到從月球表面反

10、射回來的激光信號(hào)。該同學(xué)想利用上述數(shù)據(jù)估算出地球表面與月球表面之間的距離s，請(qǐng)你利用上述條件，幫該同學(xué)設(shè)計(jì)估算方法。不要求算出具體數(shù)據(jù)，只需要將最終答案用上述條件中的字母表示出來即可，至少提出兩種方法。 20.中國首個(gè)月球探測計(jì)劃“嫦娥工程”預(yù)計(jì)在2017年送機(jī)器人上月球，實(shí)地采樣送回地球，為載人登月及月球基地選址做準(zhǔn)備設(shè)想我國宇航員隨“嫦娥”號(hào)登月飛船繞月球飛行，飛船上備有以下實(shí)驗(yàn)儀器：A計(jì)時(shí)表一只，B彈簧秤一把，C已知質(zhì)量為m的物體一個(gè)，D天平一只(附砝碼一盒)，在飛船貼近月球表面時(shí)可近似看成繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，宇航員測量出飛船在靠近月球表面的圓形軌道繞行N圈所用的時(shí)間為t飛船的登月艙在

11、月球上著陸后，遙控機(jī)器人利用所彈帶的儀器又進(jìn)行了第二次測量，利用上述兩次測量所得的物理量可出推導(dǎo)出月球的半徑和質(zhì)量(已知萬有引力常量為G)，要求：（1）機(jī)器人進(jìn)行第二次測量的內(nèi)容是什么?（2）試推導(dǎo)用上述測量的揚(yáng)理量表示的月球半徑和質(zhì)量的表達(dá)式。21.“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星與稍早前日本的“月亮女神號(hào)”探月衛(wèi)星不同，“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星是繞月極地軌道上運(yùn)動(dòng)的加上月球的自轉(zhuǎn)，因而“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星能探測到整個(gè)月球的表面。12月11日“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星CCD相機(jī)已對(duì)月球表面進(jìn)行成像探測，并獲取了月球背面部分區(qū)域的影像圖。衛(wèi)星在繞月極地軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)距月球表面高為H，繞行的周期為TM；月球地公轉(zhuǎn)的周期為TE

12、，半徑為R0。地球半徑為RE，月球半徑為RM。試解答下列問題： （1）若忽略地球及太陽引力對(duì)繞月衛(wèi)星的影響，試求月球與地球質(zhì)量之比；（2）當(dāng)繞月極地軌道的平面與月球繞地公轉(zhuǎn)的軌道平面垂直，也與地心到月心的連線垂直（如圖所示）。此時(shí)探月衛(wèi)星向地球發(fā)送所拍攝的照片，此照片由探月衛(wèi)星傳送到地球最少需要多長時(shí)間？已知光速為c。參考答案一、選擇題1.D 2.B 3.D 4.C5.B 6.A7.ABC解析：萬有引力提供飛船做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，設(shè)飛船質(zhì)量為m，有，又月球表面萬有引力等于重力，兩式聯(lián)立可以求出月球的半徑R、質(zhì)量M、月球表面的重力加速度；故A、B、C都正確。8.D9.D 10.AD 11.C二、

13、填空題12.2v13.14.，三、簡答題15.（1） （2）由關(guān)系式可知：周期的平方跟圓軌道半徑的立方之比的大小與圓心處的等效質(zhì)量有關(guān)，因此半徑越大，等效質(zhì)量越大。 觀點(diǎn)一：銀河系中心的等效質(zhì)量，應(yīng)該把圓形軌道以內(nèi)的所有恒星的質(zhì)量均計(jì)算在內(nèi)，因此半徑越大，等效質(zhì)量越大。 觀點(diǎn)二：銀河系中心的等效質(zhì)量，應(yīng)該把圓形軌道以內(nèi)的所有質(zhì)量均計(jì)算在內(nèi)，在圓軌道以內(nèi)，可能存在一些看不見的、質(zhì)量很大的暗物質(zhì)，因此半徑越大，等效質(zhì)量越大。 說出任一觀點(diǎn)，均給分。 四、計(jì)算題16.解析：設(shè)地球質(zhì)量為M，航天器質(zhì)量為m，航天器繞地球運(yùn)行的軌道半徑為r、周期為T，根據(jù)萬有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律有 解得 由上式可知，軌

14、道半徑越小，周期越小。因此，衛(wèi)星貼地飛行（r=R）的周期最小，設(shè)為Tmin，則 質(zhì)量為m的物體在地球表面上所受重力近似等于萬有引力，即因此有 聯(lián)立解得： 因繞地球運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星最小周期為83.7min，所以發(fā)射一顆周期為83min的繞地球運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星是不可能的。 17.18.解析：（1）上面結(jié)果是錯(cuò)誤的，地球的半徑R在計(jì)算過程中不能忽略。正確的解法和結(jié)果是： 得 （2）方法一：國際空間站繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，由 得。 方法二：在地面，重力近似等于萬有引力，由 得19.解析：方法1：由運(yùn)動(dòng)學(xué)公式可知 方法2：利用月球運(yùn)動(dòng)的線速度，周期之間的關(guān)系，即來算，可知方法3：利用月球的向心力由地球的萬有