章末檢測(cè)試卷(三)(時(shí)間：75分鐘滿分：100分)123456789101112131415一、單項(xiàng)選擇題：共12題，每題4分，共48分.每題只有一個(gè)選項(xiàng)最符合題意.1.開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律是我們學(xué)習(xí)、研究天體運(yùn)動(dòng)的基礎(chǔ).下列關(guān)于開(kāi)普勒三定律的理解錯(cuò)誤的是A.由開(kāi)普勒第一定律知，行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道不是標(biāo)準(zhǔn)的圓形B.由開(kāi)普勒第一定律知，太陽(yáng)處在繞它運(yùn)動(dòng)的行星軌道的焦點(diǎn)上C.由開(kāi)普勒第二定律知，一個(gè)行星從遠(yuǎn)日點(diǎn)向近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的速度是逐漸

減小的D.由開(kāi)普勒第三定律知，地球與火星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟其公轉(zhuǎn)周

期的二次方的比值相等√16123456789101112131415解析開(kāi)普勒第一定律指出所有行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，故A正確；由開(kāi)普勒第一定律知，太陽(yáng)處在繞它運(yùn)動(dòng)的行星軌道的焦點(diǎn)上，故B正確；由開(kāi)普勒第二定律可知，行星與太陽(yáng)連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，故離太陽(yáng)近時(shí)運(yùn)動(dòng)速度大，離太陽(yáng)遠(yuǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)速度小，故C錯(cuò)誤；由開(kāi)普勒第三定律知，地球與火星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟其公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值相等，故D正確.162.(2019·全國(guó)卷Ⅱ)2019年1月，我國(guó)嫦娥四號(hào)探測(cè)器成功在月球背面軟著陸.在探測(cè)器“奔向”月球的過(guò)程中，用h表示探測(cè)器與地球表面的距離，F(xiàn)表示它所受的地球引力，能夠描述F隨h變化關(guān)系的圖像是123456789101112131415√16解析在嫦娥四號(hào)探測(cè)器“奔向”月球的過(guò)程中，根據(jù)萬(wàn)有引力定律，可知隨著h的增大，探測(cè)器所受的地球引力逐漸減小但并不是均勻減小的，故能夠描述F隨h變化關(guān)系的圖像是D.123456789101112131415163.(2020·華南師范大學(xué)附屬中學(xué)高一測(cè)試)我國(guó)已經(jīng)成功發(fā)射北斗COMPASS—G1地球同步衛(wèi)星.據(jù)了解，這是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)射的第三顆地球同步衛(wèi)星.則對(duì)于這三顆已發(fā)射的同步衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是A.它們的運(yùn)動(dòng)速度大小相等，且都小于7.9km/sB.它們的運(yùn)行周期可能不同C.它們離地心的距離可能不同D.它們的向心加速度與靜止在赤道上的物體的向心加速度大小相等123456789101112131415√16由a＝ω2r，靜止在赤道上的物體與同步衛(wèi)星的角速度相同，知同步衛(wèi)星的向心加速度大，D錯(cuò)誤.123456789101112131415164.2015年12月，我國(guó)暗物質(zhì)粒子探測(cè)衛(wèi)星“悟空”發(fā)射升空進(jìn)入高為5.0×102km的預(yù)定軌道.“悟空”衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng).已知地球半徑R＝6.4×103km.下列說(shuō)法正確的是A.“悟空”衛(wèi)星的線速度比同步衛(wèi)星的線速度小B.“悟空”衛(wèi)星的角速度比同步衛(wèi)星的角速度小C.“悟空”衛(wèi)星的運(yùn)行周期比同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期小D.“悟空”衛(wèi)星的向心加速度比同步衛(wèi)星的向心加速度小√12345678910111213141516解析地球同步衛(wèi)星距地表約3.6×104km，123456789101112131415故A、B、D錯(cuò)誤，C正確.165.一顆在赤道上空做勻速圓周運(yùn)動(dòng)運(yùn)行的人造衛(wèi)星，其軌道半徑上對(duì)應(yīng)的重力加速度為地球表面重力加速度的四分之一，則某一時(shí)刻該衛(wèi)星觀測(cè)到地面赤道最大弧長(zhǎng)為(已知地球半徑為R)123456789101112131415√16123456789101112131415166.2016年10月19日凌晨，“神舟十一號(hào)”載人飛船與距離地面393km的圓軌道上的“天宮二號(hào)”成功交會(huì)對(duì)接.已知地球半徑為R＝6400km，引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，“天宮二號(hào)”繞地球飛行的周期為90分鐘，地球表面的重力加速度為9.8m/s2，則A.由題中數(shù)據(jù)可以求得地球的平均密度B.“天宮二號(hào)”的發(fā)射速度應(yīng)小于7.9km/sC.“天宮二號(hào)”的向心加速度小于同步衛(wèi)星的向心加速度D.“神舟十一號(hào)”與“天宮二號(hào)”對(duì)接前始終處于同一軌道上√12345678910111213141516123456789101112131415v＝7.9km/s為第一宇宙速度，即為最小的發(fā)射速度，B錯(cuò)誤；在同一軌道上運(yùn)行速度大小相等，二者無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)接，D錯(cuò)誤.167.2020年，中國(guó)航天再一次開(kāi)啟“超級(jí)模式”，成功實(shí)施了以嫦娥五號(hào)首次地外天體采樣返回、北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)部署完成并面向全球提供服務(wù)、天問(wèn)一號(hào)探測(cè)器奔向火星為代表的航天任務(wù)，如圖1所示，一系列航天重大事件有力地推動(dòng)了航天強(qiáng)國(guó)建設(shè)，引發(fā)全球關(guān)注.關(guān)于航天知識(shí)，下列說(shuō)法正確的是(已知火星半徑約為地球半徑的

)123456789101112131415圖116A.嫦娥五號(hào)從橢圓軌道的近月點(diǎn)進(jìn)入正圓軌道時(shí)應(yīng)減速B.北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星發(fā)射速度大于11.2km/sC.火星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期小于地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期D.天問(wèn)一號(hào)環(huán)繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道半徑越小，線速度越小123456789101112131415√16解析嫦娥五號(hào)在橢圓軌道的近月點(diǎn)進(jìn)入正圓軌道時(shí)速度應(yīng)減小，故A正確；123456789101112131415北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星發(fā)射速度在7.9km/s至11.2km/s之間，故B錯(cuò)誤；168.(2021·漣水縣第一中學(xué)高一月考)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是我國(guó)自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，系統(tǒng)包含若干地球靜止軌道衛(wèi)星(GEO)和中圓地球軌道衛(wèi)星(MEO).如圖2所示，A為地球靜止軌道衛(wèi)星(GEO)，123456789101112131415B為中圓地球軌道衛(wèi)星(MEO)，它們都繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若A、B的軌道半徑之比為k，則在相同時(shí)間內(nèi)，A、B與地心連線掃過(guò)的面積之比為圖2√16123456789101112131415161234567891011121314159.(2021·南通市平潮高級(jí)中學(xué)學(xué)情檢測(cè))如圖3所示為探測(cè)器經(jīng)過(guò)多次變軌后登陸火星的軌跡示意圖，其中軌道Ⅰ、Ⅲ為橢圓，軌道Ⅱ?yàn)閳A.探測(cè)器經(jīng)軌道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ運(yùn)動(dòng)后在Q點(diǎn)登陸火星，O點(diǎn)是軌道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的交點(diǎn)，軌道上的O、P、Q三點(diǎn)與火星中心在同一直線上，O、Q分別是橢圓軌道Ⅲ的遠(yuǎn)火星點(diǎn)和近火星點(diǎn).已知火星的半徑為R，OQ＝4R，軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的速度為v，關(guān)于探測(cè)器，下列說(shuō)法正確的是圖316123456789101112131415A.沿軌道Ⅰ運(yùn)動(dòng)時(shí)，探測(cè)器與P點(diǎn)連線在

相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等B.沿軌道Ⅲ運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的加速度等

于

C.沿軌道Ⅲ運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的速度大于vD.沿軌道Ⅱ的運(yùn)動(dòng)周期小于沿軌道Ⅲ的運(yùn)動(dòng)周期√16123456789101112131415解析由開(kāi)普勒第二定律可知，在同一軌道上運(yùn)行的探測(cè)器與天體中心連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，而P點(diǎn)并非天體中心位置，故A錯(cuò)誤；由題意知，軌道Ⅱ是圓軌道，半徑為3R，經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的速度為v，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，探測(cè)器經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的加速度大小為a＝

，該加速度由探測(cè)器和火星之間的萬(wàn)有引力提供，與沿軌道Ⅲ運(yùn)動(dòng)到O點(diǎn)時(shí)的萬(wàn)有引力相等，則加速度也相等，故B正確；16123456789101112131415火星探測(cè)器在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)需要減速變軌到軌道Ⅲ，因而沿軌道Ⅲ運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)O點(diǎn)的速度小于v，故C錯(cuò)誤；軌道Ⅱ的半徑大于軌道Ⅲ的半長(zhǎng)軸，由開(kāi)普勒第三定律

＝k可知，沿軌道Ⅱ的運(yùn)動(dòng)周期大于沿軌道Ⅲ的運(yùn)動(dòng)周期，故D錯(cuò)誤.16√12345678910111213141516123456789101112131415161234567891011121314151611.(2020·黃岡中學(xué)高一測(cè)試)假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體.已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0，在赤道的大小為g；地球自轉(zhuǎn)的周期為T(mén)，引力常量為G.則地球的密度為123456789101112131415√161234567891011121314151612.(2021·蘇州市吳中區(qū)吳江中學(xué)月考)所謂“雙星系統(tǒng)”，是指在相互間引力的作用下，繞連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的兩個(gè)星球A和B，如圖4所示，星球A、B繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，其中A星球表面重力加速度為g，半徑為R，A星球的自轉(zhuǎn)忽略不計(jì)，B星球的質(zhì)量為m，引力常量為G，則A、B兩星球間的距離L可表示為123456789101112131415圖4√16解析設(shè)A星球質(zhì)量為M，到O點(diǎn)的距離為r1，B星球到O點(diǎn)的距離為r2，12345678910111213141516地月轉(zhuǎn)移軌道，再次調(diào)速后進(jìn)入工作軌道.已知衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運(yùn)行的半徑分別為R和R1，地球半徑為r，月球半徑為r1，地球表面的重力加速度為g，月球表面的重力加速度為

.求：二、非選擇題：共4題，共52分.其中第13題～第16題解答時(shí)請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分；有數(shù)值計(jì)算時(shí)，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位.13.(12分)“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星在空中的運(yùn)動(dòng)可簡(jiǎn)化為如圖5所示的過(guò)程，衛(wèi)星由地面發(fā)射后，經(jīng)過(guò)發(fā)射軌道進(jìn)入停泊軌道，在停泊軌道經(jīng)過(guò)調(diào)速后進(jìn)入123456789101112131415圖516(1)衛(wèi)星在停泊軌道上運(yùn)行的線速度大??；12345678910111213141516解析設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，該衛(wèi)星在停泊軌道上運(yùn)行的線速度為v，地球的質(zhì)量為M，處于地球表面的某一物體的質(zhì)量為m′，衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由地球?qū)λ娜f(wàn)有引力提供，有12345678910111213141516(2)衛(wèi)星在工作軌道上運(yùn)行的周期.12345678910111213141516解析設(shè)衛(wèi)星在工作軌道上運(yùn)行的周期為T(mén)，月球的質(zhì)量為M1，處于月球表面的某一物體質(zhì)量為m″，則有1234567891011121314151614.(12分)假如宇航員乘坐宇宙飛船到達(dá)某行星，在該行星“北極”距地面h處由靜止釋放一個(gè)小球(引力視為恒力，阻力可忽略)，經(jīng)過(guò)時(shí)間t落到地面.已知該行星半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，引力常量為G，求：(1)該行星的平均密度ρ；12345678910111213141516解析設(shè)行星表面的重力加速度為g，123456789101112131415設(shè)行星表面的某一物體質(zhì)量為m，有：(1分)(1分)(1分)(1分)(2分)16(2)該行星的第一宇宙速度v；123456789101112131415解析設(shè)處于行星表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星質(zhì)量為m′，由牛頓第二定律有：16(3)如果該行星有一顆同步衛(wèi)星，其距行星表面的高度H為多少.123456789101112131415解析同步衛(wèi)星的周期與該行星自轉(zhuǎn)周期相同，均為T(mén)，設(shè)同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m″，由牛頓第二定律有：聯(lián)立解得同步衛(wèi)星距行星表面的高度：1615.(13分)(2021·江蘇天一中學(xué)高一月考)如圖6是卡文迪什扭秤實(shí)驗(yàn)裝置，此實(shí)驗(yàn)被評(píng)為兩千多年來(lái)十大最美物理實(shí)驗(yàn)之一.卡文迪什運(yùn)用最簡(jiǎn)單的儀器和設(shè)備精確測(cè)量了引力常量G，這對(duì)天體力學(xué)、天文觀測(cè)學(xué)，以及地球物理學(xué)具有重要的實(shí)際意義.人們還可以在卡文迪什實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上“稱(chēng)量”天體的質(zhì)量.123456789101112131415圖616(1)已知地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，引力常量為G，若忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，求地球的質(zhì)量；12345678910111213141516(2)若忽略其他星球的影響，可以將月球和地球看成“雙星系統(tǒng)”.已知月球的公轉(zhuǎn)周期為T(mén)，月球、地球球心間的距離為L(zhǎng).結(jié)合(1)中的信息，求月球的質(zhì)量.123456789101112