1、内蒙古新人教版物理高三单元测试29：万有引力定律学校:_姓名：_班级：_考号：_注意事项：1答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题 共45分）评卷人得分一、选择题（本题共15小题，每小题3分，共45分。在每小题给出的四个选项中。有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得3分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分）1.在圆轨道上运动的质量为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( )A卫星运动的加速度为 B卫星运动的速度为C卫星运动的周期为 D. 卫星的动能为2.若人造地球卫星均在高度不同的轨道上
2、绕地球做匀速圆周运动，地球半径为R，质量为M，下述判断正确的是()A人造地球卫星匀速圆周运动的线速度都不超过VB人造地球卫星的运行周期都不超过T2RC.人造地球卫星的圆心必定与地心重合D地球同步卫星可相对地面静止在北京的正上空3.2008年9月25日，我国利用“神州七号”飞船将翟志刚、刘伯明、景海鹏三名宇航员送入太空。设宇航员测出自己绕地球做匀速圆周运动的周期为T，离地高度为H，地球半径为R，则根据T、H、R和引力常量G，能计算出的物理量是 ( )A地球的质量 B地球的平均密度C飞船所需的向心力D飞船线速度的大小4.我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建立空间站，如图所示，关闭动力的航天飞机
3、在月球引力作用正向月球靠近，并将与空间站在B处对接，已知空间站绕月轨道半经r，周期T，引力常量为G，下列说法正确的是（）空间站月球航天飞机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大小5.如图，地球赤道上的山丘e，近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设e、p、q的圆周运动速率分别为V1、V2、V3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则 A. V1V2V3 B. V1V3V2C. a1a2a3 D. a1a3a26.“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的运行
4、轨道可近似为圆形轨道，距月球表面高度分别为h1和h2，运动周期分别为T1和T2。已知月球半径为R，则T1和T2的比值为A B C D7.下列关于开普勒行星运动规律的认识正确的是（ ）A.所有行星绕太阳运动的轨道是椭圆B.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C.所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D.所有行星的公转周期与行星的轨道半径成正比8.2009年5月11日美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机发射升空，机上的7名宇航员通过5次太空行走对哈勃望远镜进行了最后一次维护，为其更换了相机、电池、陀螺仪、光谱仪等设备。维护时，须使航天飞机相对于哈勃望远镜处于静止状态才行。若航天飞机上的速度
5、计显示其运动速度大小为v，且已知地球半径为R，地面重力加速度为g。求待维修的哈勃望远镜离地面的高度h为（ ）A B C D9.2010年10月1日，我国成功发射了月球探测卫星“嫦娥二号”。假设“嫦娥二号”探测卫星在椭圆轨道近月点Q完成近月拍摄任务后到达椭圆轨道的远月点P进行变轨，此后它的运行轨道变成圆形轨道，如图4所示。忽略地球对“嫦娥二号”探测卫星的影响，则“嫦娥二号”探测卫星A在由椭圆轨道变成圆形轨道过程中机械能不变B在由椭圆轨道变成圆形轨道过程中线速度增大C在Q点的机械能比沿椭圆轨道运动时过P点的机械能小D，在Q点的加速度比P点的加速度大10.太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是
6、圆，各行星的半径、日星距离和质量如下表所示：行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星星球半径/106m2.446.056.383.4071.4960.2725.5624.75日星距离/1011m0.581.081.502.287.7814.2928.7145.04星球质量/1024kg0.334.876.000.64190056986.8102由表中所列数据可以估算海王星公转的周期最接近于（ ）A1050年 B165年 C35年 D15年11.如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则 Ab所需向心力最小Bb、c周期相等，且大于a
7、的周期Cb、c的向心加速度相等，且大于a的向心加速度Db、c的线速度大小相等，且小于a的线速度 12.下列关于万有引力定律的说法，正确的是A万有引力定律是卡文迪许发现的B万有引力定律适用于自然界中的任何两个物体之间C万有引力定律公式F=中的G是一个比例常数，是没有单位的D万有引力定律公式表明当r等于零时，万有引力为无穷大13.据媒体报道，嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道，轨道高度200 km，运动周期127分钟。若还知道引力常量和月球平均半径，利用以上条件可以求出的是A月球表面的重力加速度 B月球对卫星的吸引力C卫星绕月球运行的线速度 D卫星绕月运行的加速度14.2009年2月11日，俄罗斯的
8、“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约805km处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境。假定有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中错误的是A甲的加速度一定比乙的大B甲距地面的高度一定比乙的高C甲的向心力一定比乙的小 D甲的运行周期一定比乙的长15.2001年10月22日，欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞，命名为MCG63015，由于黑洞的强大引力，周围物质大量掉入黑洞，假定银河系中心仅此一个黑洞，已知太阳系绕银河系中心匀速运转，下列哪一组数据可估算该黑洞的
9、质量A地球绕太阳公转的周期和速度w.w.w.k.s.5.u.c.o.mB太阳的质量和运行速度C太阳质量和到MCG63015的距离D太阳运行速度和到MCG63015的距离 第II卷（非选择题）（非选择题 共55分）评卷人得分二、填空题（本题共3小题，共16分）16.（4分）地球绕太阳公转轨道半径为r，公转周期为T，则太阳的质量M 。17.（6分）两颗人造卫星A、B的质量之比mAmB=12，轨道半径之比rArB=13，某一时刻它们的连线通过地心，则此时它们的线速度之比vAvB= ，向心加速度之比aAaB= ，向心力之比FAFB= 。18.（6分）已知一颗人造卫星，在某行星表面附近做匀速圆周运动，经
10、时间，卫星的行程为，它与行星中心的连线扫过的角度为，那么卫星的环绕周期为_，该行星的质量为_。（设万有引力常量为）评卷人得分三、计算题（本题共4小题，共39分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位，只写出最后答案的不能得分）19.（8分）如图为宇宙中有一个恒星系的示意图，A为该星系的一颗行星，它绕中央恒星O运行轨道近似为圆，天文学家测得A行星运动的轨道半径为R0，周期为T0，（1）中央恒星O的质量是多大？（2）长期观察发现，A行星实际运动的轨道与圆轨道总存在一些偏差，且周期性地每隔t0时间发生一次异动，天文学家认为：形成这种现象的原因
11、可能是A行星外还存在着一颗未知的行星B（假如其运动轨道与A在同一平面内，其与A的绕行方向相同），它对A行星的万有引力引起A轨道的偏离（整体上，A轨迹仍可视为圆轨道，如图）。根据上述现象及假设，请你对未知行星B运动的周期和半径做出定量的预测。20.（12分）在美英联军发动的对伊拉克的战争中，美国使用了先进的侦察卫星。据报道，美国有多颗最先进的KH1、KH2“锁眼”系列照相侦察卫星可以通过西亚地区上空，“锁眼”系列照相侦察卫星绕地球沿椭圆轨道运动，近地点为265 km（指卫星与地面的最近距离），远地点为650 km（指卫星与地面的最远距离），质量为13.6103kg18.2103kg。这些照相侦察
12、卫星上装有先进的CCD数字照相机，能够分辨出地面上0.l m大小的目标，并自动地将照片传给地面接收站及指挥中心。由开普勒定律知道：如果卫星绕地球做圆周运动的圆轨道半径与椭圆轨道的半长轴相等，那么卫星沿圆轨道的周期就与其沿椭圆轨道运动的周期相等。请你由上述数据估算这些“锁眼”系列照相侦察卫星绕地球运动的周期和卫星在远地点处的运动速率。地球的半径 R=6 400 km，g取10 m/s2。（保留两位有效数字）21.（10分）一颗人造卫星的质量为m，离地面的高度为h，卫星做匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，求：（1）卫星受到的向心力的大小；（2）卫星的速率；（3）卫星环绕地球运
13、行的周期。22.（9分）嫦娥一号卫星于2007年10月24日在西昌卫星发射中心发射，在经历了长达494天的飞行后成功“受控撞月”。嫦娥一号首先经过变轨，由200 km圆轨道降到100 km圆轨道，通过减速、下落，最后以v=1.68 km/s的速度撞击到月球的表面。已知地球半径R=6.4106m，地球表面的重力加速度g=10m/s2，月球的质量约为地球质量的1/81，月球的半径约为地球半径的3/11，嫦娥一号的质量约为m=1.15103kg。（计算结果保留2位有效数字）（1）求月球表面的重力加速度；（2）设嫦娥一号垂直撞击月球表面，与月球表面的作用时间t=0.10s，求撞击过程对月球的平均作用力
14、大小。试卷答案1.AC2.AC3.ABD4.ABC5.BD6.A7.A8.A9.BD10.B11.ABD 12.B13.ACD14.BCD15.D 16.17.；9：1；9：218.2t，19.见解析解：求周期T0：由题意可知，A、B相距最近时B对A的影响最大，且每隔t0时间相距最近，这时A行星恰好比B行星多运行了一圈即2。法一：由，解得。法二：设B行星周期为TB，则有，解得。求半径R0：法一：设B的行星质量为m/,运行的轨道半径为RB，则有，解得法二：由开普勒第三定律：，解得20.解析：设远地点距地面hl，近地点距地面h2，根据题意可知，卫星绕地球做匀速圆周运动的半径km 设卫星绕地球运动的周期为T，根据万有引力定律和牛顿第二定律，有 又 物体在地球表面的重力等于万有引力，则 由式可得 代入数据可得s远在点到地面h1，设卫星在远在点的速率为v 则m 联立得 代入数据得 v 7.6 km/s21.解析：卫星做匀速圆周运动 （2分） （2分） （1分） （2分） （1分） （1分） （1分）22.解析：（1）设月球表面的重力加速度为g月，在地球表面： （2分）在月球表面： （1分）解得：g=1.7 m/s2 （1分）（2）设嫦娥一号受到的平均作用力为F，由动量定理：（F-mg）t=mv （3分）解得：F= 解得：F=1.9107 N （2分）
