高一物理天體運動測試題

高一物理天體運動測試題高一物理天體運動測試題高一物理天體運動測試題xxx公司高一物理天體運動測試題文件編號：文件日期：修訂次數(shù)：第1.0次更改批準(zhǔn)審核制定方案設(shè)計，管理制度高一物理天體運動測試題一．選擇題1．人造衛(wèi)星在運行中因受高空稀薄空氣的阻力作用，繞地球運轉(zhuǎn)的軌道半徑會慢慢減小，在半徑緩慢變化過程中，衛(wèi)星的運動還可近似當(dāng)作勻速圓周運動。當(dāng)它在較大的軌道半徑r1上時運行線速度為v1，周期為T1，后來在較小的軌道半徑r2上時運行線速度為v2，周期為T2，則它們的關(guān)系是 （）A．v1﹤v2，T1﹤T2B．v1﹥v2，T1﹥T2C．v1﹤v2，T1﹥T2 D．v1﹥v2，T1﹤T22.兩個質(zhì)量均為M的星體，其連線的垂直平分線為AB。O為兩星體連線的中點，如圖，一個質(zhì)量為M的物體從O沿OA方向運動，則它受到的萬有引力大小變化情況是（）A.一直增大B.一直減小C.先減小，后增大D.先增大，后減小3.土星外層上有一個土星環(huán),為了判斷它是土星的一部分還是土星的衛(wèi)星群,可以測量環(huán)中各層的線速度與該層到土星中心的距離R之間的關(guān)系來判斷若,則該層是土星的一部分②,則該層是土星的衛(wèi)星群.③若,則該層是土星的一部分④若,則該層是土星的衛(wèi)星群.以上說法正確的是A.①②B.①④C.②③D.②④4.假如地球自轉(zhuǎn)速度增大,關(guān)于物體重力的下列說法中不正確的是()A放在赤道地面上的物體的萬有引力不變B.放在兩極地面上的物體的重力不變C赤道上的物體重力減小D放在兩極地面上的物體的重力增大5．在太陽黑子的活動期，地球大氣受太陽風(fēng)的影響而擴張，這樣使一些在大氣層外繞地球飛行的太空垃圾被大氣包圍，而開始下落。大部分垃圾在落地前燒成灰燼，但體積較大的則會落到地面上給我們造成威脅和危害．那么太空垃圾下落的原因是A．大氣的擴張使垃圾受到的萬有引力增大而導(dǎo)致的B．太空垃圾在燃燒過程中質(zhì)量不斷減小，根據(jù)牛頓第二定律，向心加速度就會不斷增大，所以垃圾落向地面C．太空垃圾在大氣阻力的作用下速度減小，那么它做圓運動所需的向心力就小于實際受到的萬有引力，因此過大的萬有引力將垃圾拉向了地面D．太空垃圾上表面受到的大氣壓力大于下表面受到的大氣壓力，所以是大氣的力量將它推向地面的6.用m表示地球通訊衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）的質(zhì)量，h表示它離地面的高度，R表示地球的半徑，g表示地球表面處的重力加速度，ω表示地球自轉(zhuǎn)的角速度，則通訊衛(wèi)星所受萬有引力的大小為A.等于零B.等于C.等于D.以上結(jié)果都不正確7．關(guān)于第一宇宙速度，下列說法不正確的是（）A第一宇宙速度是發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小速度B．第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星環(huán)繞運行的最大速度C．第一宇宙速度是地球同步衛(wèi)星環(huán)繞運行的速度D．地球的第一宇宙速度由地球的質(zhì)量和半徑?jīng)Q定的8．如圖5-1所示，以s的水平速度v0拋出的物體，飛行一段時間后垂直地撞在傾角為θ=30°的斜面上，可知物體完成這段飛行的時間是（）A．B．C．sD．2s9、某人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，假如它的軌道半徑增加到原來的n倍后，仍能夠繞地球做勻速圓周運動，則A．根據(jù)，可知衛(wèi)星運動的線速度將增大到原來的n倍。B．根據(jù)，可知衛(wèi)星受到的向心力將減小到原來的倍。C．根據(jù)，可知地球給衛(wèi)星提供的向心力將減小到原來的倍。D．根據(jù)，可知衛(wèi)星運動的線速度將減小到原來的倍。10、設(shè)在地球上和某天體上以相同的初速度豎直上拋一物體的最大高度之比為k(均不計空氣阻力),且已知地球和該天體的半徑之比也為k,則地球質(zhì)量與天體的質(zhì)量之比為()A.1B.KC.K2D.1/K11．假設(shè)在質(zhì)量與地球質(zhì)量相同，半徑為地球半徑兩倍的天體上進行運動比賽，那么與在地球上的比賽成績相比，下列說法正確的是（）A．跳高運動員的成績會更好B．用彈簧秤稱體重時，體重數(shù)值變得更大C．從相同高度由靜止降落的棒球落地的時間會更短些D．用手投出的籃球，水平方向的分速度變化更慢12．在地球大氣層外有很多太空垃圾繞地球做勻速圓周運動，每到太陽活動期，由于受太陽的影響，地球大氣層的厚度開始增加，使得部分垃圾進入大氣層．開始做靠近地球的近心運動，產(chǎn)生這一結(jié)果的初始原因是（）A．由于太空垃圾受到地球引力減小而導(dǎo)致做近心運動B．由于太空垃圾受到地球引力增大而導(dǎo)致做近心運動C．由于太空垃圾受到空氣阻力而導(dǎo)致做近心運動D．地球引力提供了太空垃圾做勻速圓周運動所需的向心力，故產(chǎn)生向心運動的結(jié)果與空氣阻力無關(guān)13．西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的火箭發(fā)射架上，有一待發(fā)射的衛(wèi)星，它隨地球自轉(zhuǎn)的線速度為v1、加速度為a1；發(fā)射升空后在近地軌道上做勻速圓周運動，線速度為v2、加速度為a2；實施變軌后，使其在同步衛(wèi)星軌道上做勻速圓周運動，運動的線速度為v3、加速度為a3。則v1、v2、v3的大小關(guān)系和a1、a2、a3的大小關(guān)系是（）A．v2>v3>v1；a2<a3<a1B．v2>v3<v1；a2>a3>a1C．v2>v3>v1；a2>a3>a1D．v3>v2>v1；a2>a3>a1年1月發(fā)射的“月球勘探者”空間探測器，運用最新科技手段對月球進行近距離勘探，在月球重力分布，磁場分布及元素測定等方面取得了新成果，探測器在一些環(huán)形山中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)量密集區(qū)，當(dāng)飛到這些質(zhì)量密集區(qū)時，通過地面的大口徑射電望遠鏡觀察，“月球勘探者”的軌道參數(shù)發(fā)生了微小變化，這些變化是()RA.半徑變小B.半徑變大C.速率變小D.速率變大R15．一質(zhì)量為m的物體，沿半徑為R的向下凹的圓形軌道滑行，如圖所示，經(jīng)過最低點的速度為v，物體與軌道之間的動摩檫因數(shù)為μ，則它在最低點時受到的摩檫力為（）A．μmgB．μmv2/RC．μm(g+v2/R)D．μm(g-v2/R)二．填空題（16題6分，17題4分，18題4分）16.1957年10月4日,前蘇聯(lián)發(fā)射了世界上第一顆人造地球衛(wèi)星以來,人類活動范圍從陸地、海洋、大氣層擴展到宇宙空間,宇宙空間成為人類的第四疆域,人類發(fā)展空間技術(shù)的最終目的是開發(fā)太空資源.(1)宇航員在圍繞地球做勻速圓周運動的航天飛機中,會處于完全失重的狀態(tài),下列說法正確的是()A.宇航員仍受重力作用B.宇航員受力平衡C.重力正好為向心力D.宇航員不受任何力的作用(2)宇宙飛船要與空間站對接,飛創(chuàng)為了追上空間站()A.只能從較低軌道上加速B.只能從較高軌道上加速C.只能從空間站同一高度上加速D.無論在什么軌道上,只要加速都行(3).已知空間站周期為T,地面重力加速度約為g,地球半徑為R.由此可計算出國際空間站離地面的高度為________17.了充分利用地球自轉(zhuǎn)的速度，人造衛(wèi)星發(fā)射時，火箭都是從向_______（填東、南、西、北）發(fā)射?？紤]這個因素，火箭發(fā)射場應(yīng)建在緯度較（填高或低）的地方較好。．18．偵察衛(wèi)星在通過地球兩極上空的圓軌道上運動，它的運動軌道距地面高度為h，要使衛(wèi)星在一天的時間內(nèi)將地面上赤道各處在日照條件下的情況全都拍攝下來，衛(wèi)星在通過赤道上空時，衛(wèi)星上的攝像機至少應(yīng)拍攝地面上赤道圓周的弧長是________.(設(shè)地球的半徑為R，地面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)的周期為T.)三．計算題20、（9分）已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)的周期為T，試求地球同步衛(wèi)星的向心加速度大小。21、（10分）晴天晚上，人能看見衛(wèi)星的條件是衛(wèi)星被太陽照著且在人的視野之內(nèi)。一個可看成漫反射體的人造地球衛(wèi)星的圓形軌道與赤道共面，衛(wèi)星自西向東運動。春分期間太陽垂直射向赤道，赤道上某處的人在日落后8小時時在西邊的地平線附近恰能看到它，之后極快地變暗而看不到了。已知地球的半徑，地面上的重力加速度為，估算：（答案要求精確到兩位有效數(shù)字）（1）衛(wèi)星軌道離地面的高度。（2）衛(wèi)星的速度B同步軌道地球A22.（10分）發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，可認為先將衛(wèi)星發(fā)射至距地面高度為h1的圓形軌道上，在衛(wèi)星經(jīng)過A點時點火（噴氣發(fā)動機工作）實施變軌進入橢圓軌道，橢圓軌道的近地點為A，遠地點為B.在衛(wèi)星沿橢圓軌道運動經(jīng)過B點再次點火實施變軌，將衛(wèi)星送入同步軌道（遠地點B在同步軌道上），如圖所示.兩次點火過程都使衛(wèi)星沿切線方向加速，并且點火時間很短.已知同步衛(wèi)星的運動周期為T，地球的半徑為RB同步軌道地球A⑴衛(wèi)星在近地圓形軌道運行接近A點時的加速度大??；⑵衛(wèi)星同步軌道距地面的高度.23.（12分）現(xiàn)代觀測表明，由于引力的作用，恒星有“聚焦”的特點，眾多的恒星組成不同層次的恒星系統(tǒng)，最簡單的恒星系統(tǒng)是兩顆互相繞轉(zhuǎn)的雙星．它們以兩者連線上的某點為圓心做勻速圓周運動，這樣就不至于由于萬有引力的作用而吸引在一起．設(shè)某雙星中A、B兩星的質(zhì)量分別為m和3m，兩星間距為L，在相互間萬有引力的作用下，繞它們連線上的某點O轉(zhuǎn)動，則O點距B星的距離是多大它們運動的周期為多少24（10分）.宇宙中某星體每隔×10-4s就向地球發(fā)出一次電磁波脈沖．有人曾經(jīng)樂觀地認為，這是外星人向我們地球人發(fā)出的聯(lián)絡(luò)信號，而天文學(xué)家否定了這種觀點，認為該星體上有一個能連續(xù)發(fā)出電磁波的發(fā)射源，由于星體圍繞自轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)，才使得地球上接收到的電磁波是不連續(xù)的．試估算該星體的最小密度．（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）注：星體的最小密度是保持星體表面物體不脫離星體25（10分）.已知物體從地球上的逃逸速度（第二宇宙速度）v2=，其中G、m、R分別是引力常量、地球的質(zhì)量和半徑。已知G=×10-11N·m2/kg2，c=×108m/s。求下列問題：（1）逃逸速度大于真空中光速的天體叫作黑洞，設(shè)某黑洞的質(zhì)量等于太陽的質(zhì)量m=×1030kg，求它的可能最大半徑；（2）在目前天文觀測范圍內(nèi)，物質(zhì)的平均密度為10-27kg/m3，如果認為我們的宇宙是這樣一個均勻大球體，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c，因此任何物體都不能脫離宇宙，問宇宙的半徑至少多大？

參考答案C D B AC C BC C B CD C A C C AD AD16(1)A、C；宇航員仍受重力作用，此力提供宇航員做圓周運動的向心力。（2）A,當(dāng)衛(wèi)星在其軌道上加速時，F(xiàn)引小于向心力，故要做離心運動，從而使半徑增大。（3）萬有引力提供向心力有：其中r＝R+h由上述三式可求得17.西、東、低。在緯度較低的地方地球自轉(zhuǎn)的線速度較大18.偵察衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的周期設(shè)為T1，則 ①地面處的重力加速度為g，則=m0g②由上述兩式得到衛(wèi)星的周期T1=其中r=h+R,地球自轉(zhuǎn)的周期為T，在衛(wèi)星繞行一周時，地球自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過的角度為θ=2π,攝像機應(yīng)拍攝赤道圓周的弧長為s=Rθ得s=20. 21解：從北極沿地軸往下看的地球俯視圖如圖所示，設(shè)衛(wèi)星離地高h，Q點日落后8小時時能看到它反射的陽光。日落8小時Q點轉(zhuǎn)過的角度設(shè)為θ（1）軌道高（2）因為衛(wèi)星軌道半徑根據(jù)萬有引力定律，引力與距離的平方成反比衛(wèi)星軌道處的重力加速度（同樣給分）22.⑴⑵23.解：設(shè)O點距B星的距離為x，雙星運動的周期為T，由萬有引力提供向心力．對于B星：GEQ\F(3m2,L2)=3mx(EQ\F(2π,T))2對于A星：GEQ\F(3m2,L2)=m(L-x)(EQ\F(2π,T))2∴EQ\F(L-x,x)=3即x=EQ\F(1,4)L∴T=πLEQ\R(,\F(L,Gm))(3分)24.解：接收電磁波脈沖的間隔時間即是該星體自轉(zhuǎn)的最大周期星體表面物體不脫離星體時滿足：GEQ\F(Mm,R2)=mR(EQ\F(2π,T))2而M=EQ\F(4,3)πR3ρ∴ρ=EQ\F(