河北省定州中学2017_2018学年高一物理下学期第一次月考试题(承智班)
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河北省定州中学学年高一物理下学期第一次月考试题
一、选择题 .已知地球半径为,地球表面的重力加速度为,若高空中某处的重力加速度为12g ,则该处距地面球表面的高度为
. )
1R .、是两颗人造地球卫星,已知的环绕半径大于的环绕半径>,设和的运行速度分别为和,最初的发射速度分别为和,那么以下说法中正确的是( )
. >> . >,<
. << . <,>
.一艘宇宙飞船,飞近某一行星,并靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后,着陆在该行星的表面上,宇航员在绕行时测出飞船的周期为,着陆后用弹簧秤测出质点为的物体重力为(万有引力常量为),那么该星球的质量为 . 2
24FT m
π . 34
4316F T m G
π . 2FT m
π . 22F T m
π .中子星是恒星演化过程的一种可能结果,它的密度很大.现有一可视为均匀球体的中子星,观测到它的自转周期为
130,要维持该星体的保持稳定,不致因自转而瓦解的最小密度ρ约是(引力常量×﹣•)( )
. ρ× . ρ×
. ρ× . ρ×
.某地区的地下发现了天然气资源,如图所示,在水平地面点的正下方有一球形空腔区域内储藏有天然气.假设该地区岩石均匀分布且密度为ρ,天然气的密度远小于ρ,可忽略不计.如果没有该空腔,地球表面正常的重力加速度大小为;由于空腔的存在,现测得点处的重力加速度大小为(<).已知引力常量为,球形空腔的球心深度为,则此球形空腔的体积是( )
. kgd
Gρ
.
2
kgd
Gρ
.
()
1k gd
Gρ
-
.
()2
1k gd
Gρ
-
.某同学设想驾驶一辆“陆地——太空”两用汽车(如图),沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。
当汽车速度增加到某一值时,它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。
不计空气阻力,已知地球的半径=。
下列说法正确的是( )
. 汽车在地面上速度增加时,它对地面的压力增大
. 当汽车速度增加到.,将离开地面绕地球做圆周运动
. 此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为
. 在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力
.发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道,然后经点火,使其沿椭圆轨道运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道.轨道、相切于点,轨道、相切于点,则
. 卫星在轨道上的速率大于在轨道上的速率
. 卫星在轨道上的角速度等于在轨道上的角速度
. 卫星在轨道上经过点时的速率小于它在轨道上经过点时的速率
. 卫星在轨道上经过点时的加速度大于它在轨道上经过点时的加速度
.一宇航员到达半径为、密度均匀的某星球表面,做如下实验:用不可伸长的轻绳拴一质量为的小球,上端固定在点,如图甲所示,在最低点给小球某一初速度,使其绕点的竖直面内做圆周运动,测得绳的拉力大小随时间的变化规律如图乙所示.=,设、、引力常量以及为已知量,忽略各种阻力.以下说法正确的是
. 该星球表面的重力加速度为17m
. . 星球的密度为1328πF GmR
. 小球过最高点的最小速度为
.假设某卫星在距地面高度为的赤道上空绕地球做匀速圆周运动,该卫星与地球同步卫星绕地球同向运动。
已知地球半径约为,地球同步卫星距地面高度。
每当两者相距最近时,卫星向同步卫星发射信号,然后再由同步卫星将信号发送至地面接收站。
从某时刻两者相距最远开始计时,在一昼夜的时间内,接收站共接收到信号的次数为(不考虑信号传输所需时间) . 次 . 次
. 次 . 次
.近几年来我国在深海与太空探测方面有了重大的发展。
年月日“蛟龙号”载人潜水器在西南印度洋“龙旅”热液区完成两次下潜科考任务,年月日时分,我国将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)发射升空。
把地球看做质量分布均匀的球体且质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。
若地球半径为“蛟龙号”下潜深度为,量子卫星轨道距离地面高度为,“蛟龙号”所在处与“量子卫星”所处的加速度之比为 . . . .
.我国已经成功发射多颗卫星,为实现国人的飞天梦想提供了大量的信息,科技支持。
嫦娥一号的成功发射,标志着我国新的航天时代的到来,已知发射的卫星中,卫星是极地圆形轨道卫星,卫星是地球同步卫星,二者质量相同,且卫星的运行周期是卫星的一半,根据以上信息,比较这两颗卫星,下列说法正确的是
. 卫星离地面较近,卫星离地面较远
. 正常运行时卫星的线速率比卫星的线速率大
. 卫星和卫星由西昌卫星发射中心发射时卫星比卫星的发射难度较大
. 卫星对地球的观测范围比卫星的观测范围大
.年月日时分秒,搭载着“嫦娥二号”卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射,卫星由地面发射后,进入地月转移轨道,经多次变轨最终进入距离月球表面公里,周期为分钟的工作轨道,开始对月球进行探测,如图所示,已知万有引力常数为,则()
.卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度大
.卫星在轨道Ⅲ上经过点的速度比在轨道Ⅰ上经过点时小
.卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上长
.卫星在轨道Ⅰ上经过点的加速度小于在轨道Ⅱ上经过点的加速度
.下列科学家中,发现了万有引力定律的是()
. 开普勒 . 牛顿 . 卡文迪许 . 爱因斯坦
.火星表面特征非常接近地球,适合人类居住,近期,我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动,已知火星半径是地球半径的,质量是地球质量的,自转周期与地球的基本相同,地球表面重力加速度为,王跃在地面上能向上跳起的最大高度是,在忽略自转影响的条件下,下列分析不正确的是()
. 火星表面的重力加速度是
. 火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的
. 王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍
. 王跃以相同的初速度在火星上起跳时,可跳的最大高度是
.年月日,我国成功将中星卫星发射升空,卫星顺利进入预定转移轨道。
如图所示是某卫星沿椭圆轨道绕地球运动的示意图,已知地球半径为,地球表面重力加速度,卫星远地点距地心的距离为,则()
.
. 卫星经过远地点时的速度最小
g
. 卫星经过远地点时的加速度小于
9
. 卫星经过远地点时加速,卫星有可能再次经过远地点
.年月日我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将第颗北斗导航卫星送入太空轨道。
“北斗”卫星导航定位系统将由颗静止轨道卫星(同步卫星)和颗非静止轨道卫星组成(如图所示),颗非静止轨道卫星中有颗是中轨道卫星,中轨道卫星平均分布在倾角°的三个平面上,轨道高度约,静止轨道卫星的高度约为。
已知地球半径为,)
,下列说法中正确的是
. 质量小的静止轨道卫星的高度比质量大的静止轨道卫星的高度要低
. 静止轨道卫星的向心加速度小于中轨道卫星的向心加速度
. 中轨道卫星的周期约为
. 中轨道卫星的线速度大于.
.、为相距遥远的两颗行星,距各自表面相同高度处各有一颗卫星、做匀速圆周运动.图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度,横坐标表示物体到行星中心的距离的平方,两条曲线分别表示、周围的与的反比关系,它们左端点横坐标相同.则
. 的平均密度比的大
. 的“第一宇宙速度”比的小
. 的向心加速度比的大
. 的公转周期比的大
.双星系统是由两个恒星组成,这两个恒星相对于其他恒星来说,位置看起来非常接近。
现有质量分别为、的两恒星以两星连线上某点为圆心做匀速圆周运动,已知运动的周期为,引力常量为,则下列说法正确的是( )
. 两星运动的轨道半径与质量成反比
. 两星的线速度大小与质量成反比
. 所需向心力大小比大
. 两星间距为
.已知某卫星在半径为的圆轨道上绕地球做匀速圆周运动,运动的周期为,当卫星运动到轨道上的处时适当调整速率,卫星将沿以地心为焦点的椭圆轨道运行,椭圆与地球表面在点相切,如图所示。
地球的半径为,地球的质量为,万有引力常量为,则下列说法正确的是()
. 卫星在点应启动发动机减速才能进入椭圆轨道
. 卫星在点速度改变进入椭圆轨道后加速度立即减小
. 卫星沿椭圆轨道由点运动到点所需时间为
. 卫星在椭圆轨道上的点和点的速率之差等于
.已知质量分布均匀的球壳对其内部物体的引力为零;假想在地球赤道正上方高处和正下方深为处各修建一绕地心的环形真空轨道,轨道面与赤道面共面;两物件分布在上述两轨道中做匀速圆周运动,轨道对它们均无作用力,设地球半径为,则( )
.
. . 两物体的加速度大小之比为()()
3
2R R h R h +- . 两物体的加速度大小之比为
R h R h +-
二、实验题
.卡文迪许利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量:
()横梁一端固定有一质量为半径为的均匀铅球,旁边有一质量为,半径为的相同铅球,、两球表面的最近距离,已知引力常量为,则、两球间的万有引力大小为.
()为了测量石英丝极微的扭转角,该实验装置中采取使“微小量放大”的措施是. .增大石英丝的直径 .减小型架横梁的长度
.利用平面镜对光线的反射 .增大刻度尺与平面镜的距离
四、解答题
.人造地球卫星绕地球球心做匀速圆周运动,已知卫星的质量为,距地球球心的距离为,地球的质量为,引力常量为,求:
()卫星与地球间的万有引力的大小;
()卫星的运行周期;
()现有另一地球卫星,绕地球运行的周期是卫星绕地球运行周期的倍,且、的运行轨迹位于同一平面内,如图所示,求卫星、在绕地球运行过程中,两卫星间相距最近时的距离.
参考答案
.
.
.
.
.
.
.
.
.
.
. ()2
22m G r L +
()万有引力定律适用于质点模型,对于质量均匀分布的球,可以看作质量集中在重心上,两个重心的间距为,故它们间的万有引力大小为: ()2
22m F G r L =+;()当增大石英丝的直
径时,会导致石英丝不容易转动,对“微小量放大”,没有作用,故错误;当减小型架横梁的长度时,会导致石英丝不容易转动,对“微小量放大”,没有作用;故错误;为了测量石英丝极微小的扭转角,该实验装置中采取使“微小量放大”.利用平面镜对光线的反射,来体现微小形变的,或当增大刻度尺与平面镜的距离时,转动的角度更明显.故正确.故选.
.() 2Mm F G r =;() 2T = () 解:() 卫星与地球间的万有引力2Mm F G r
=; () 由万有引力定律及牛顿第二定律,有
2224Mm G m r r T π=,解得2T = () 对、两卫星,由开普勒第三定律,可得
,又=
因此=
、两卫星和地球共线且、位于地球同侧时距离最近,故最近距离为=。