河北省徐水县巩固庄中学09-10学年高一下学期物理模拟(三)

-1-河北省徐水县巩固庄中学09-10学年高一下学期物理模拟（三）1.可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道①与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同心圆②与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆③与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的④与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的上述说法正确的是A.①②B.③④C.②③④D.②③2.下列关于地球同步通信卫星的说法中，正确的是A.为避免通信卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上B.通信卫星定点在地球上空某处，各个通信卫星的角速度相同，但线速度大小可以不同C.不同国家发射通信卫星的地点不同，这些卫星轨道不一定在同一平面内D.通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上3.如图4—3—1所示，在同一轨道平面上，绕地球做圆周运动的卫星A、B和C，某时刻恰好在同一直线上，当卫星B运转一周时，下列说法正确的有A.因为各卫星的角速度ωA=ωB=ωC，所以各卫星仍在原位置上B.因为各卫星运转周期TA＜TB＜TC，所以卫星A超前于卫星B，卫星C滞后于卫星BC.因为各卫星运转频率fA＞fB＞fC,所以卫星A滞后于卫星B，卫星C超前于卫星BD.因为各卫星的线速度vA＜vB＜vC，所以卫星A超前于卫星B，卫星C滞后于卫星B4.如图4—3—2所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，下列判断正确的是A.b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度B.b、c的周期相等，且小于a的周期C.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D.b所需的向心力最小5.下列各组物理数据中，能够估算出月球质量的是①月球绕地球运行的周期及月、地中心间的距离图4—3—2②绕月球表面运行的飞船的周期及月球的半径③绕月球表面运行的飞船的周期及线速度④月球表面的重力加速度以上结论正确的是A.①②B.③④C.②③D.①④6.土星外层上有一个环.为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，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：①若v∝R，则该层是土星的一部分②若v2∝R，则该层是土星的卫星群图4—3—1-2-③若v∝R1，则该层是土星的一部分④若v2∝R1，则该层是土星的卫星群以上判断正确的是A.①②B.③④C.②③D.①④7.人造地球卫星运行时，其轨道半径为月球轨道平均半径的31，则此卫星运行的周期大约是A.1d～4d之间B.4d～8d之间C.8d～16d之间D.大于16d8.宇宙飞船要与轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站，可以采取的措施是A.只能从较低轨道上加速B.只能从较高轨道上加速C.只能从同空间同一高度轨道上加速D.无论在什么轨道上，只要加速都行9.科学探测表明，月球上至少存在丰富的氧、硅、铝、铁等资源.设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长期的开采后，月球和地球仍可看做均匀球体，月球仍沿开采前的轨道运动，则与开采前相比①地球与月球间的万有引力将变大②地球与月球间的万有引力将变小③月球绕地球运动的周期将变大④月球绕地球运动的周期将变小以上判断正确的是A.①③B.②④C.①④D.②③10.九大行星绕太阳运行的轨迹可粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径如下所示：行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星冥王星星球半径(×106m)2.446.056.373.2969.858.223.722.42.50轨道半径（×1011m）0.5791.081.502.287.7814.328.745.059.0从表中所列数据可以估算出冥王星的公转周期最接近于______.A.4年B.40年C.140年D.240年11.如图4—3—4所示，有A、B两颗行星绕同一颗恒星M做圆周运动，旋转方向相同，A行星的周期为T1，B行星的周期为T2，在某一时刻两行星相距最近，则①经过时间t=T1+T2，两行星再次相距最近②经过时间t=1221TTTT，两行星再次相距最近③经过时间t=221TT，两行星相距最远④经过时间t=)(21221TTTT，两行星相距最远图4—3—4以上判断正确的是A.①③B.②④C.①④D.②③二、填空题12.某天体的半径为地球半径的2倍，质量为地球质量的1/8倍，则该天体的第一宇宙速-3-度的大小为______.13.我国自行研制发射的“风云一号”“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的.“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为T1＝12h；“风云二号”是同步轨道卫星，其轨道平面就是赤道平面，周期为T2＝24h.两颗卫星相比：______离地面较高；______运行速度大.若某天上午8点“风云一号”正好通过赤道附近太平洋上一个小岛的上空，那么“风云一号”下一次通过该小岛上空将是______.三、计算题14一组太空人乘坐太空穿梭机，去修理位于离地球表面6.0×105m的圆形轨道上的哈勃太空望远镜H，机组人员使穿梭机S进入与H相同的轨道并关闭助推火箭，而望远镜则在穿梭机前方数公里处.如图4—3—3所示，设G为引力常量而M为地球质量(已知地球半径为6.4×106m)（1）在穿梭机内，一质量为70kg的太空人的视重是多少?(2)计算轨道上的重力加速度及穿梭机在轨道上的速率和周期.（3）穿梭机须首先进入半径较小的轨道，才有较大的角速度追上望远镜，试判断穿梭机要进入较低轨道时应在原轨道上加速还是减速？说明理由.图4—3—315.1986年2月20日发射升空的“和平号”空间站，在服役15年后于2001年3月23日坠落在南太平洋.“和平号”风风雨雨15年铸就了辉煌业绩，已成为航天史上的永恒篇章.“和平号”空间站总质量137t，工做容积超过400m2，是迄今为止人类探索太空规模最大的航天器，有“人造天宫”之称.在太空运行的这一“庞然大物”按照地面指令准确溅落在预定海域，这在人类历史上还是第一次.“和平号”空间站正常运转时，距离地面的平均高度大约为350km.为保证空间站最终安全坠毁，俄罗斯航天局地面控制中心对空间站的运行做了精心安排和控制.在坠毁前空间站已经顺利进入指定的低空轨道，此时“和平号”距离地面的高度大约为240km.在“和平号”沿指定的低空轨道运行时，其轨道高度平均每昼夜降低2.7km.设“和平号”空间站正常运转时沿高度为350km圆形轨道运行，在坠落前沿高度为240km的指定圆形低空轨道运行，而且沿指定的低空轨道运行时，每运行一周空间站高度变化很小，因此计算时对空间站的每一周的运动都可以做为匀速圆周运动处理.-4-(1)简要说明，为什么空间站在沿圆轨道正常运行过程中，其运动速率是不变的.(2)空间站沿正常轨道运行时的加速度与沿指定的低空轨道运行时加速度大小的比值多大?计算结果保留2位有效数字.(3)空间站沿指定的低空轨道运行时，每运行一周过程中空间站高度平均变化多大?计算中取地球半径R＝6.4×102km，计算结果保留1位有效数字.16.海洋占地球面积的71%，它接受来自太阳的辐射能比陆地上要大得多，根据联合国教科文组织提供的材料，全世界海洋能的可再生量，从理论上说近800亿kW，其中海洋潮汐能量含量巨大.海洋潮汐是由于月球和太阳引力的做用而引起的海水周期性涨落现象，理论证明：月球对海水的引潮力(f潮)月与M月成正比，与(r月地)2成反比，即：(f潮)月＝Ｋ3)(月地月rM，同理可证：(f潮)日＝K3)(日地日rM。潮水潮汐能的大小随潮差而变，潮差越大则潮汐能越大.加拿大的芬迪湾、法国的塞纳河口、我国的钱塘江、印度和孟加拉国的恒河口等等，都是世界上潮差较大的地区.1980年我国建成的浙江温岭县江厦潮汐电站，其装机总容量为3000kW，规模居世界第二，仅次于法国的朗斯潮汐电站.已知地球半径为6.4×106m，月球绕地球可近似看做圆周运动，估算月球到地心的距离r月地＝？根据有关数字解释：为什么月球对潮汐现象起主要做用?(M月＝7.35×1022kg，M日＝1.99×1030kg，r日地＝1.50×108km）-5-河北省徐水县巩固庄中学09-10学年高一下学期物理模拟（三）答案1、【解析】由于地球对卫星的引力提供卫星绕地球做圆周运动的向心力，故卫星做圆周运动的圆心为地心，又由于地球在自转，所以卫星的圆轨道不能与某一经度线所决定的圆是共面同心圆.【答案】B2、【解析】地球同步卫星的T、ω、v、a向都一定，并且都在同一轨道、赤道平面、同一高度上.【答案】D3、【解析】由ω=3rGM知，ωA＞ωB＞ωC.由T=2πGMr3知，TA＜TB＜TC，fA＞fB＞fC，A超前于B，C滞后于B.由vrGM知,vA＞vB＞vC,故正确选项为B.【答案】B4、【解析】由F=G2rMm知Fa＞Fb,Fc＞Fb,即Fb最小，D选项正确.由a=2rMm知aa＞ab=ac,C选项错，由T=2πGmr3知，Ta＜Tb=Tc,B选项错.由v=rGM知，va＞vb=vc,A选项错.【答案】D5、【解析】求月球质量，应利用围绕月球的卫星或飞船来求.G2224TmRRMm得M＝2324GTR再由v＝RT2得R＝2vT，代入上式M＝GTv23【答案】C6、【解析】若为土星的一部分，环上各部分ω相同，则v＝ω2，即v∝2.若为土星卫星群，则由公式GRvmRMm22得：v2∝R1.【答案】D7、【解析】由G2224TmrrMm，得T＝2πGMr3则卫星与月球的周期之比为T星/T月＝33/127/1/33月星rr则卫星的周期T星＝T月/33≈5.77d【答案】B8、【解析】根据GrvmrMm22知，当飞船从较低的轨道上加速时，G2rMm＜mrv2，飞船做-6-离心运动，其半径增大，使飞船进入空间站轨道，飞船在较低轨道上，才使其速度大于空间站的速度，从而使它追上空间站，故A选项正确.【答案】A9、【解析】由F=G2rMm知，当r不变，M+m不变时，M=m时F最大，M与m相差越大，F越小，由于M＞m且M增大，m减小，故F减小，②正确.由G2rMm=mrT224得T=2πGMr3,而M增大，故T变小，④正确，应选B.【答案】B10、【解析】由题中所给表格中的数据，根据开普勒行星运动定律可得kTR23则有2323冥冥地地TrTrT冥＝233地地冥Trr≈247年【答案】D11、【解析】解法1：单位时间内两行星转过角度之差为Δφ.Δφ=ω1-ω2=2122TT.当两行星再次相遇时，转过角度之差为2π，所需时间t1为t1=12212TTTT.两行星相距最远时，转过角度之差为π，所需时间t2为t2=)(21221TTTT.选项②④正确，即B选项正确.解法2：设t1后两行星相遇，B星转过n周，A星转过（n+1）周，则nT2=(n+1)T1=t1解得t1=1221TTTT.当两行星相距最远时，可得nT2=(n+21)T1=t2得t2=)(21221TTTT【答案】B12、【解析】由GrvmrMm22，得v＝rGM对天体：v天＝414141281地地地地地天天vrGMrGGrGM×7.9km/s≈1.98km/s.【答案】1.98km/s-7-13、【解析】由G224TmrrMm，得T＝2πGMr3，即T∝3r.知“风云二号”离地面高；由GrvmrMm22知v＝rGM，即v∝r1，又T∝3r，故“风云一号”运行速度大；由于“风云一号”的运行周期为地球自转周期的一半，故下次通过小岛为24h后，即第二天上午8点.【答案】“风云二号”；“风云一号”；第二天上午8点14、【解析】(1)穿梭机内的人处于完全失重状态，故视重为零.(2)由mg＝G2rMm，得g＝2rGM则g′＝2rGM2652622)104.6100.6()104.6(rrgg≈0.84所以g′＝0.84g＝0.84×9.8m/s2＝8.2m/s2；由GrvmrMm22，得v＝rGMvrGM,96.0104.6100.6104.6656r