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1、2023-2023学年度?学校3月月考卷学校:姓名：班级：考号：一、选择题（题型注释）1.“天宫一号宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，它比地球同步卫星轨道低很多，那么“天宫一号”宇宙飞船与同步卫星相比A.“天宫一号宇宙飞船的线速度较小B.“天宫一号宇宙飞船的周期较短C.“天宫一号”宇宙飞船的向心加速度较小D.“天宫一号”宇宙飞船受到的万有引力一定较大【答案】B【解析】由U=J也，A错误；由=A,B正确；由。=，C错误；根据尸=G粤，由于VrT2r2r2两者的质量未知，D错误。2 .如下图，飞船从圆轨道1变轨至圆轨道2,轨道2的半径是轨道1半径的3倍。假设飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，那么飞船在轨
2、道2上运行和在轨道1上运行相比A.线速度变为原来的3倍B.向心加速度变为原来的L9C.动能变为原来的D.运行周期变为原来的3倍3【答案】BC【解析】试题分析：因为弓二3勺，根据U=J事可知，v=后勺选项A错误；根据=等可知IO127ZTa1=-a1,选项B正确；根据=5机-，Efc2=-Ejtl,选项C正确；根据T=可知T2=3收，选项D错误.考点：人造卫星；万有引力定律的应用.3 .以下关于万有引力的说法中，错误的选项是A.地面上自由下落的物体和天空中运行的月亮，都受到了万有引力的作用B.万有引力定律是牛顿在总结前人研究的根底上发现的C.R=G班机2/，中的G是比例常数，适用于任何两个物体之
3、间，它没有单位D.万有引力定律适用于自然界中任意两个物体之间【答案】C【解析】试题分析：自然界中任意两个物体之间都存在万有引力，应选项A、D正确；牛顿在总结了前人，如第谷、开普勒等科学家的经验，发现了万有引力定律，应选项B正确；引力常量G有单位，应选项C错误;据题意应该选择选项C。考点：此题考查万有引力定律的理解。4.假设取地球的第一宇宙速度为8kms,某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球的1.5倍，那么此行星的第一宇宙速度约为（）A32km/s16km/sC、4kmsD2kms【答案】BCMmV2Mmg=G=m_rg=G【解析】由黄金代换RR,第一宇宙速度U=Ug,由R可知该行星外表加速
4、度为地球外表加速度的225倍，第一宇宙速度为地球的第宇宙速度的2倍，为16km/s5.土星外层上有一个环，为了判断它是土星的一局部还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度V与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断（）A.假设V=R,那么该层是土星的一局部B.假设v28R,那么该层是土星的卫星群C.假设vU可知F跟r无关D.由公式F=Y等可知F跟尸成反比r【答案】D【解析】人造地球卫星在轨道上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有F = GMmV2 =m一,随着半径的变化，线速度、角速度随之变化，故不能使用ABC选项中的公式来判断，只有D正确。9. “神舟八号经过变轨后，最终在距离地球外表约3
5、43公里的圆轨道上正常飞行，约90分钟绕地球一圈.那么以下说法错误的选项是A. “神舟”八号绕地球正常飞行时宇航员的加速度小于9.8ms2B. “神舟”八号绕地球正常飞行的速率可能大于8kmsC. “神舟八号飞船在轨道上正常飞行时，宇航员会处于完全失重状态而悬浮。D. “神舟八号运行的周期比地球近地卫星的周期大【答案】B【解析】宇航员在神舟八号上所受重力小于地球外表的重力，A对；7.8kms是环绕地球运动的最大速度，B错；由周期公式7=24）一可知D对;NGM10. 2012年2月25日0时12分，西吕卫星发射中心用“长征三号丙运载火箭，成功将第11颗北斗导航卫星送入了太空预定轨道，这是一颗地
6、球同步卫星，假设该卫星离地心距离为r,运行速率为W,加速度为a”地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2,又知第一宇宙速度为V2,地球半径为R,那么A.2JC,L=与D上=Pa2Ra2厂V2广v2yr【答案】AD2V=三【解析】地球同步卫星角速度与地球自转角速度相等，由4=卬,可知A对；由Vr可知线速度之比D对11 .地球的平均密度为回，火星的平均密度为夕2,设绕地球做圆周运动的卫星最小运行周期为，绕火星做圆周运动的卫星最小运行周期为T2,那么为汽T2【答案】C【解析】试题分析：根据星体的密度公式得：P.=-,P2=-,故（二）2=立，故C是正确的。TJGT21GT2p1考点：星体间的万有
7、引力定律。12 .如下图，在同一轨道平面上有A、B、C三颗人造地球卫星，它们各自的运转半径不相同，那么以下关系正确的选项是：（）A.三颗卫星的速度VAVVBVVCB.三颗卫星角速度3a383CC.三颗卫星的向心加速度a.aBacD.三颗卫星的周期TAVTBVTC【答案】BCD【解析】13 .2023年12月美国宇航局发布声明宣布，通过开普勒太空望远镜工程证实了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星。该行星被命名为开普勒-22b（Kepler-22b）,距离地球约600光年之遥，体积是地球的2.4倍。这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行星，它每290天环绕着一颗类似于太阳的
8、恒星运转圈。假设行星开普勒-22b绕恒星做圆运动的轨道半径可测量，万有引力常量G。根据以上数据可以估算的物理量有（）A.行星的质量B.行星的密度C.恒星的质量D.恒星的密度【答案】CMn74【解析】有题可知行星绕恒星转动半径和周期，根据万有引力提供向心力G粤=机二可计算出恒星质量，选C14 .以下关于地球的某“同步卫星的说法中正确的选项是（）A、运行速度大于7.9kmsB、离地面高度一定，相对地面静止C、绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D、运行时能经过北极的正上方【答案】BC【解析】地球同步卫星在轨道上的绕行速度约为3.1kms,小于7.9kms,故A错误地球同步卫星，距离地球的高
9、度约为3600Oknb高度一定，其运行角速度等于地球自转的角速度，相对地面静止，B错误A、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度.而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据V=J萼可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度.故A错误.B、因为同步卫星要和地球自转同步，即相同，根据F-BgkmgZr,因为一定，所以r必须固r*,同步卫星的轨道半径要小于月球的轨定，故B正确.C、根据万有引力提供向心力，F=O孕=m32r,得：=r道半径，所以同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，故C正确.D、同步卫星在赤道上空的平面上，所以一定不会经过北极，
10、故D错误应选BC.15 .由于通信和播送等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（）A.轨道平面可以不同B.轨道半径可以不同C.质量可以不同D.速率可以不同【答案】C【解析】同步卫星的周期与地球自转周期相同,由公式T = 2r所以同步卫星的轨道半径相同，由线速度公式U-J-可知所有同步卫星的线速度相同，并且只能发射到赤道正上空，与卫星的质量无关，C对；ABD错；16 .月球的质量约为地球的1/81,半径约为地球半径的1/4,地球上第一宇宙速度约为7.9kms,那么月球上第一宇宙速度约为多少？【答案】1.16kms【解析】试题分析:根据万有引力提供向心力即GMmp2 V =m一,
11、所以月球上第一宇宙速度为是1.76初2/s考点：第一宇宙速度点评：此题关键是根据第一宇宙速度和重力加速度的表达式列式求解，17 .以下关于地心说和日心说的说法中，正确的选项是A.日心说的参考系是太阳B.地心说的参考系是太阳C.地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值D.日心说是由开普勒提出来的【答案】A【解析】18.银河系的恒星中大约四分之一是双星，某双星由质量不等的星体Sl和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为T,Sl到C点的距离为门，Sl和S2的距离为r,引力常量为G。由此可求出S2的质量为042r2(r-)GT2
12、B.4町2GT2C.SD.心GT2 GT2【答案】D【解析】试题分析：根据双星系统，那么广机|团22G 12 z =m,带入那么叫4二色弓，那么mxm2tn2r22m-,r r = W1 +w2m.r r2 =!?1 + m、22以GN,=2,将半径ri代入，那么也=把学，答案为Dr2GT2考点：万有引力提供向心力点评：此题考查了万有引力提供向心力的分析方法和解决方法。这类问题的解决思路通常是由万有引力提供向心力，建立等式化简求解。19.2012年6月24日12时55分，航天员刘旺驾神舟再会天宫，这是中国人第一次在太空手控交会对接，“天宫一号和“神舟九号绕地球做匀速圆周运动的示意图如下图，A代
13、表“天宫一号，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道。由图，可以判定()A. “天宫一号的运行速率大于“神舟九号的运行速率B. “天宫一号”的周期小于“神舟九号”的周期C. “天宫一号的向心加速度大于“神舟九号”的向心加速度D. “神舟九号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接【答案】D【解析】此题考查的是卫星的圆周运动情况，由=臀二加(M)2(/?+)，“天宫一号”的轨(R+)R+hT道半径大于“神舟九号”的轨道半径，“天宫一号”的运行速率小于“神舟九号的运行速率，A错误;“天宫一号”的周期大于“神舟九号”的周期，B错误；天宫一号”的向心加速度大于“神舟九号的向心加速度小于“神舟九号”的向心加
14、速度，C错误；“神舟九号”适度加速有可能与“天宫一号实现对接，D正确；20 .火星的质量和半径分别约为地球的L和L,地球外表的重力加速度为g,那么火星外表的重力加102速度约为：()A.0.2gB.0.4gC.2.5gD.5g【答案】BMmCMm=G-9g=G-【解析】由黄金代换RH-,火星外表的重力加速度为地球重力加速度的0.4倍，B对；21 .关于万有引力和万有引力定律，以下说法正确的选项是()A.万有引力是以效果命名的力B.开普勒发现了万有引力定律C.公式F=G四说明，r-0时，F-8D.公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的【答案】D【解析】试题分析：万有引力是一种按性
15、质命名的力，A错误，牛顿发现了万有引力定律，B错误，由尸=G凸鲁r可知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大，当r小到一定程度，物体不能看成质点，公式不再适用.故C错误.公式中G为引力常量，它是卡文迪许通过扭秤实验测得的，而不是人为规定的，D正确应选D考点：考查了对万有引力定律的理解点评：此题的C选项容易出错，关键是知道万有引力定律公式适用于质点间的引力计算22.“神舟七号实现了航天员首次出舱。如下图飞船先沿椭圆轨道1飞行，然后在远地点P处变轨后沿圆轨道2运行，在轨道2上周期约为90分钟。那么以下判断正确的选项是A.飞船沿椭圆轨道1经过P点时的速度与沿圆轨道经过P点时的速度相等B.飞船在圆
16、轨道2上时航天员出舱前后都处于失重状态C.飞船在圆轨道2的角速度大于同步卫星运行的角速度D.飞船从椭圆轨道1的Q点运动到P点过程中万有引力做正功【答案】BC【解析】22试题分析：飞船沿椭圆轨道1时有丝%机也，飞船沿椭圆轨道2时有=殳，vlpv2p,A%rPrPrP错；在圆轨道2上时引力提供向心力，航天员处于完全失重状态，B对；由G=Z卫可得C正确；飞船T从椭圆轨道1的Q点运动到P点过程中万有引力做负功，D错，所以此题选择BC。考点：万有引力定律23.据报道，天文学家发现一颗绕昏暗恒星运转的类地行星“GJ1214b，距地球仅40光年。它是一个热气腾腾的“水世界，GJ1214b行星的体积约是地球的
17、3倍，质量约是地球的6.5倍。假设地球半径、外表的重力加速度和万有引力常量，那么可估算（）A.所绕恒星的质量B.该行星运动的线速度C.该行星的第一宇宙速度D.该行星的运动周期【答案】C【解析】设行星绕中心天体的质量为M,行星质量为m,半径为r,行星绕中心天体的运行速度为V,周期为T,而根据万有引力提供向心力的公式有：消去m,可以看出运行的线速度、周期与中心天体的质量有关，与运行半径有关，因此ABD不正确;V_产R3_3R_3m_6.5而U=府=i；近=了；冢=了设有一质量为mi的卫星绕类地行星”GJ1214b外表做匀速圆周运动，运行速度即为V1，那么Gmnllv12铲iRV地为地球的第一宇宙速
18、度，因此D正确24 .太阳系的几个行星中，与太阳之间的平均距离越大的行星，它绕太阳公转一周所用的时间()A.越长B.越短C.相等D.无法判断【答案】Ar3【解析】由r=R知，平均距离越大的行星，正确越长，A对，BCD错。25 .万有引力的发现实现了物理学史上的第一次大统一一一“地上物理学和“天上物理学的统一.它说明天体运动和地面上物体的运动遵循相同的规律.牛顿在发现万有引力定律的过程中，将行星的椭圆轨道简化为圆轨道，还应用了其他的规律和结论.下面的规律和结论被使用到的有A.开普勒行星运动定律B.卡文迪许通过扭秤实验测出的引力常量C.牛顿第二定律D.牛顿第三定律【答案】ACD【解析】考点：万有引
19、力定律及其应用；牛顿运动定律的综合应用；开普勒定律.分析：在开普勒对行星运动所总结的规律的根底上，把行星的运动理想化，看成匀速圆周运动.根据匀速圆周运动的条件得出太阳对行星存在着引力，由牛顿运动定律结合圆周运动知识推导出太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离成反比，再由引力作用的相互性得出引力的大小也与太阳的质量成正比，写成公式，然后对该规律进行讨论，推广到一般物体间也同样存在相互作用的引力，且遵守同样的规律一万有引力定律.解答：解：万有引力定律的推导过程：我们己经学习了行星的运动，开普勒指出所有的行星围绕太阳的运动轨道都是椭圆，太阳处在所有的椭圆的一个焦点上，所以行星的轨道的
20、半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，事实上，行星运动的椭圆轨道离心率很接近于1,我们把它理想化成个圆形轨道，即认为行星绕太阳作匀速圆周运动.根据圆周运动的条件可知行星必然受到了一个太阳的力.牛顿认为这是太阳对行星的引力，那么，太阳对行星的引力F应为行星运动所受的向心力，即：F=m-R再根据开普勒行星运动定律与=k得:T2T2F=InT其中m为行星的质量，R为行星轨道半径，即太阳与行星的距离.也就是说，太阳对行星R2的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行星的距离的平方.即：F=-7根据牛顿第三定律，既然太R2阳对行星的引力与行星的质量成正比，那么行星对太阳也有作用力，也应与太阳的质量M
21、成正比，即：MMfTiFT2GT1所以D可以。29.嫦娥四号，专家称“四号星”，方案在2023年发射升空，它是嫦娥探月工程方案中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料。月球的半径为R,月球外表的重力加速度为g,月球的平均密度为P,嫦娥四号离月球中心的距离为r,绕月周期为T。根据以上信息以下说法正确的选项是A.月球的第一宇宙速度为折B.嫦娥四号绕月运行的速度为C.万有引力常量可表示为pT2RyD.嫦娥四号必须减速运动才能返回地球【答案】C【解析】I/MmV试题分析：根据第一宇宙速度的定义有：mg=m-fV=,A错误；根据G
22、?=一和RrMm/R2Mm4.G晓=g可以得到嫦娥四号绕月运行的速度为V=JU，B错误；根据G-二W令和3万/*3M=p;rR3可以知道万有引力常量可表示为,C正确；嫦娥四号必须先加速离开月球，再减32R3速运动才能返回地球，D错误。考点：此题考查了万有引力与航天的知识。30.某载人飞船运行的轨道示意图如下图，飞船先沿椭圆轨道1运行，近地点为Q,远地点为P。当飞船经过点P时点火加速，使飞船由椭圆轨道1转移到圆轨道2上运行，在圆轨道2上飞船运行周期约为90min由G-=m3r得=q号比“神州八号”角速度小；错误1 MtnCMD、由 G 二 ITici 得。=G ， rr“天宫一号”的运行轨道半径
23、比“神州八号大,所以“天宫一号”比“神州八号”向心加速度小；错误应选A考点：万有引力定律的应用点评:此类问题中万有引力作为它们做圆周运动的向心力,可以得到线速度U、角速度加速度Q=G=,根据半径关系比拟这些量的大小。r35 .两个绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，轨道如下图，以下判断正确的选项是:A、两卫星的角速度关系：aat.C、两卫星的线速度关系：vaVbD、两卫星的周期关系：TaTb【答案】A【解析】试题分析：据=R2,那么A选项正确；据处雪=ma,可知萼R2R2那么B选项错误；据丝丝=加二，可知U=J那么C选项错误；据丝丝=机R”，可知R2RVRR2T2T=J尤O-,那么D选项错误。
24、VGM考点：此题考查万有引力定律的应用。36 .如下图，a,b两颗质量相同的人造地球卫星分别在半径不同的轨道上绕地球作匀速圆周运动，那么A.卫星a的周期大于卫星b的周期B.卫星a的动能大于卫星b的动能C.卫星a的势能大于卫星b的势能D.卫星a的加速度大于卫星b的加速度【答案】BD【解析】试题分析：由万有引力提供向心力有G，=/m=m=S=-,rarh,计算得卫星a的周期厂rT小于卫星b的周期，A错；a的速度大于b的速度，故a的动能大于b的动能，B对；卫星a的加速度大于卫星b的加速度，D对；a到b,重力做负功，重力势能增大，C错，所以此题选择BD。考点：万有引力定律37 .A和B是绕地球做匀速圆
25、周运动的卫星，ius=2111b,轨道半径Rb=2Ra,那么B与A的（）.A.加速度之比为4 ： 1B.周期之比为20 ： 1C.线速度之比为1：2D.角速度之比为1：22【答案】BCD【解析】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，根据GMmR2=malflj =m = m2/? = m 7? o 有 RT2 2R2V = a = oTSA TB 22根据开普勒第三定律，知殳Y=2包，故B选项正确.又因为=空,Tar）1T所以D选项正确.由=理知，出=殳Z=J=，所以C选项正确.由a=3?r知，”=驾4.TvaRaTh2%冠&=-,所以A选项错误.438 .“嫦娥一号探月卫星
26、沿地月转移轨道直奔月球，在距月球外表200km的P点进行第一次变轨后被月球捕获，先进入椭圆轨道I绕月飞行，如下图.之后，卫星在P点又经过两次变轨，最后在距月球外表20Okm的圆形轨道山上绕月球做匀速圆周运动.对此，以下说法正确的选项是（）A.卫星在轨道HI上运动的速度小于月球的第一宇宙速度B.卫星在轨道山上运动周期比在轨道I上短C.卫星在轨道III上运动的加速度大于沿轨道I运动到P点时的加速度D. I、II、III三种轨道运行相比拟，卫星在轨道In上运行的机械能最小【答案】ABD【解析】试题分析：在月球“外表运动行的速度等于月球的第一宇宙速度，最后在距月球外表200km的圆形轨道HI上绕月球做
27、匀速圆周运动，根据U =,轨道半径大于月球的半径，那么小于月球的第一宇宙速度，A正确；根据7=2%/一，卫星在轨道In上运动的半径最小，那么周期最小，B正确；根据NGMa=粤，丫越小，加速度越大，C错误；从轨道I至H到ln的过程中，每次经过P点，均需“制动”，减速做向心运动进入低轨道，那么卫星在轨道【II上运行的机械能最小，D正确。考点：此题考查天体运动中的变轨。39 .由于通讯和播送等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的A.地球对卫星的引力可以不同B.轨道半径可以不同C.轨道平面可以不同D.速率可以不同【答案】A【解析】试题分析：地球同步卫星的运转周期与地球的自转周期相同且
28、与地球自转“同步，所以它们的轨道平面都必须在赤道平面内，故C项错误；由W=3,机MR=G:可得A=9空;，由此可知所有TR241地球同步卫星的轨道半径都相同，故B项错误，由v=r,卬=上，可得v=R，可知同步卫星的TT运转速率都相同，故D项错误；而卫星的质量不影响运转周期，地球对卫星的引力可以不同，应选A考点：考查同步卫星点评：地球同步卫星的轨道平面都必须在赤道平面内，由卬二红,加卬2r=g”可得R3=二TR24储,可知同步卫星的由此可知所有地球同步卫星的轨道半径都相同，由v=r,运转速率都相同，而卫星的质量不影响运转周期40 .在圆轨道上做匀速圆周运动的国际空间站里，一宇航员手拿一只小球相对
29、于太空舱静止站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上，如下图.以下说法正确的选项是（）A.宇航员相对于地球的速度介于7.9km/s与11.2km/s之间B.假设宇航员相对于太空舱无初速释放小球，小球将落到“地面”上C.宇航员将不受地球的引力作用D.宇航员对“地面”的压力等于零【答案】D【解析】7.9km/s是发射卫星的最小速度，是卫星环绕地球运行的最大速度，可见，所有环绕地球运转的卫星、飞船等，其运行速度均小于7.9km/s,故A错误；假设宇航员相对于太空舱无初速释放小球，由于惯性，小球仍具有原来的速度，所以地球对小球的万有引力正好提供它做匀速圆周运动需要的向心MtriV力，即G=,其中为小球的质
30、量，厂r故小球不会落到“地面上，而是沿原来的轨道继续做匀速圆周运动，故B错误；宇航员受地球的引力作用，此引力提供宇航员随空间站绕地球作圆周运动的向心力，否那么宇航员将脱圆周轨道，故C错；因宇航员受的引力全部提供了向心力，宇航员不能对“地面”产生压力，处于完全失重状态，D正确.41.四名同学关于人造卫星所需向心力的问题发生了争论，请对下面同学的观点进行判断，正确的选项是（）A.张糊涂认为，当人造地球卫星的半径增大到原来的3倍时，向心力也增大到原来的3倍，因为F=rnr2I11VB.张模糊认为，当人造地球卫星的半径增大到原来的3倍时，向心力减小到原来的-，因为尸=3r1MmC.张清楚认为，当人造地
31、球卫星的半径增大到原来的3倍时，向心力减小到原来的一，因为F=G9r2D.张明白同学认为，仅仅知道人造卫星轨道半径的变化量，无法确定向心力的变化【答案】C【解析】Mrn试题分析：卫星的向心力是由万有引力提供的，尸二GL当人造地球卫星的半径增大到原来的3倍时，向心力减小到原来的L,C正确，ABD错误。9考点：此题考查了有关卫星的向心力问题42.一同学为探月宇航员估算环绕月球做匀速圆周运动的卫星的最小周期，想出了一种方法：在月球外表以初速度VO竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度为h,假设物体只受月球引力作用，又该月球的直径为d,那么卫星绕月球做圆周运动的最小周期为()A.B.”日C.乙疝D,女疯V0VV0yhV0V0【答案】D【解析】试题分析：根据匀变速直线运动公式可知，在月球外表有说=2g%,即月球外表的重力加速度为攻,2/1Mm4rMm根据万有引力定律及圆周运动公式得6式=加拳-八G-=mg,故可知，当卫星绕月球外表做圆周运动时的周期最小，联立上述各式解得Tnin=玄而，所以只有选项D正确;%考点：万有引力定律及其应用【答案】AD【解析】此题考查物理根本知识伽利略通过观察研究，设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推
