2014《成才之路》高一物理（人教版）必修2限时检测：第六章 万有引力与航天
文档属性
| 名称 | 2014《成才之路》高一物理（人教版）必修2限时检测：第六章 万有引力与航天 |
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| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.4MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2013-09-24 00:00:00 | ||
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文档简介
第六章限时检测
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．据国际小行星中心通报：中科院紫金山天文台1981年10月23日发现的国际永久编号为4073号的小行星已荣获国际小行星中心和国际小行星中心命名委员会批准，正式命名为“瑞安中学星”。这在我国中等学校之中尚属首次。“瑞安中学星”沿着一个近似圆形的轨道围绕太阳运行，轨道半径长约3.2天文单位(一个天文单位为日地间的平均距离)，则“瑞安中学星”绕太阳运行一周大约需( )
A．1年 B．3.2年
C．5.7年 D．6.4年
答案：C
解析：由开普勒第三定律得＝，T星＝·T地＝年≈5.7年，C对。
2.
北京时间2005年7月4日下午1时52分(美国东部时间7月4日凌晨1时52分)探测器成功撞击“坦普尔一号”彗星，投入彗星的怀抱，实现了人类历史上第一次对彗星的“大对撞”，如图所示。假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是( )
A．绕太阳运动的角速度不变
B．近日点处线速度大于远日点处线速度
C．近日点处加速度大于远日点处加速度
D．其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数
答案：BCD
解析：由开普勒第二定律知近日点处线速度大于远日点处线速度B正确；由开普勒第三定律可知D正确；由万有引力提供向心力得C正确。
3．(江苏上冈中学12～13学年高一下学期期中)不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾。如图所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，对此有如下说法，正确的是( )
A．离地越低的太空垃圾运行周期越小
B．离地越高的太空垃圾运行角速度越小
C．由公式v＝得，离地越高的太空垃圾运行速率越大
D．太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞
[答案] AB
[解析] 由＝＝mω2R＝m＝ma可知，绕地球运行的卫星或者太空垃圾随着离地面的高度的增大，它们的线速度、角速度、向心加速度均变小，而周期变大，故AB正确，C错误；在同一轨道的太空垃圾和航天器运行速度相等，又因为它们同向飞行，故不会相撞，D错误。
4.
2011 年8 月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家. 如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的( )
A．线速度大于地球的线速度
B．向心加速度大于地球的向心加速度
C．向心力仅由太阳的引力提供
D．向心力仅由地球的引力提供
答案：AB
解析：“嫦娥二号”在拉格朗日点时，太阳和地球对它的引力之和提供绕太阳做圆周运动的向心力，所以选项C、D均错。由于在拉格朗日点“嫦娥二号”与地球同步绕太阳做圆周运动，二者的角速度相等，但“嫦娥二号”的轨道半径大于地球的轨道半径，由v＝rω、a＝rω2可判断，此飞行器的线速度和向心加速度均比地球的大，所以选项A、B正确。
5．下列关于人造地球卫星与宇宙飞船的说法中，正确的是( )
①如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力常量，就可以算出地球的质量
②两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期都一定相同
③原来在某一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要使后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者的速率增大一些即可
④一只绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞行速度减小
A．①② B．②③
C．①③ D．②④
答案：A
解析：根据F＝G＝mr可知，若知道人造卫星的轨道半径和它的周期就可以算出地球的质量即①正确，由G＝可知，两颗人造卫星，只要它们的绕行速率相等，它们的绕行半径一定相同，周期也一定相同，即②正确，原来某一轨道上沿同一方向绕行的卫星，一前一后，若后一卫星的速率增大，则F＝G<，那么后一卫星将做离心运动，故③错，由＝知v＝，飞船飞行速度与其质量m无关，故④错误，综上所述A正确。
6．(武汉高一检测)若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为( )
A．16km/s B. 32km/s
C．4km/s D．2km/s
答案：A
解析：第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，对于近地卫星其轨道半径近似等于星球半径，所受万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律得：G＝m，解得：v＝。
因为行星的质量M′是地球质量M的6倍，半径R′是地球半径R的1.5倍，故＝＝＝2，
即v′＝2v＝2×8km/s＝16km/s，A正确。
7．(2012·河北冀州中学高一期中)月球与地球质量之比约为1?80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕地月连线上某点O做匀速圆周运动。据此观点，可知月球与地球绕O点运动线速度大小之比约为( )
A．1?6 400 B．1?80
C．80?1 D．6 400?1
答案：C
解析：月球和地球绕O点做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，则地球和月球的向心力相等。且月球和地球和O点始终共线，说明月球和地球有相同的角速度和周期。因此有mω2r＝Mω2R，所以＝＝，线速度和质量成反比，正确答案为C。
8.
我国于2010年发射的“嫦娥二号”探月卫星简化后的路线示意图如图所示。卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道，卫星开始对月球进行探测。已知地球与月球的质量之比为a，卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b，卫星在停泊轨道和工作轨道上均可视为做匀速圆周运动，则( )
A．卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为
B．卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为
C．卫星在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度
D．卫星从停泊轨道转移到地月转移轨道，卫星必须加速
答案：AD
解析：根据G＝m得v＝，卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为＝＝，A项正确；根据T＝＝2πr，卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为＝＝b，B错误；由v＝知r越大，v越小，卫星停泊轨道运行的速度小于地球的第一宇宙速度，C项错；卫星从停泊轨道转移到地月转移轨道，要远离地球卫星必须加速才能做离心运动，故D项正确。
9．(改编题)2013年6月13日18分“神舟十号”飞船，与“天宫一号”成功对接，成为一座小型空间站。假定“神舟十号”飞船在离地面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，已知地球半径为R，引力常量为G，则在该轨道上，“神舟十号”飞船( )
A．运行的线速度大小为
B．运行的线速度小于第一宇宙速度
C．运行时的向心加速度大小为
D．地球表面的重力加速度大小可表示为
答案：BCD
解析：由于飞船的轨道半径为R＋h，故A项错误；第一宇宙速度是环绕的最大速度，所以飞船运行的速度小于第一宇宙速度，B项正确；运行的向心加速度为a＝，C项正确；在地球表面mg＝G，对飞船G＝m(R＋h)
联立，可知D选项正确。
10．(寿光市12～13学年高一下学期检测)有一宇宙飞船到了某行星附近(该行星没有自转运动)，以速度v绕行星表面做匀速圆周运动，测出运动的周期为T，已知引力常量为G，则下列结论正确的是( )
A．该行星的半径为
B．该行星的平均密度为
C．该行星的质量为
D．该行星表面的自由落体加速度为
答案：ABD
解析：∵v＝，∴R＝
∵G＝mR，∴M＝
ρ＝＝
g＝R＝，所以ABD正确。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、填空题(共2小题，每小题8分，共16分。把答案直接填在横线上)
11.
2003年10月15日9时整，中国第一艘载人飞船“神舟五号”由“长征2号F”运载火箭从甘肃酒泉卫星发射中心发射升空(如图)，10分钟后，成功进入预定轨道，中国首位航天员杨利伟，带着中国人的千年企盼梦圆浩瀚太空，中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家。
(1)火箭在加速上升过程中宇航员处于________状态(选填“超重”或“失重”)。由于地球在自西向东不停地自转，为节省燃料，火箭在升空后，应向________方向飞行(选填“偏东”、“偏西”)。
(2)在飞船的返回舱表面涂有一层特殊的材料，这种材料在遇高温时要熔化，汽化而________大量的热量，从而防止返回地面时与大气层摩擦而被烧坏。
(3)目前中国正在实施“嫦娥一号”登月工程，已知月球表面没有空气，没有磁场，引力为地球的，假如登上月球，你能够________(填代号)
A．用指南针判断方向
B．轻易跃过3米高度
C．乘坐热气球探险
D．做托里拆利实验时发现内外水银面高度差为76cm
答案：超重 偏东 吸收 B
12．(2012·黄冈市高三期末)如图甲所示，2011年11月3日凌晨，我国“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器首次成功实现了空间交会对接试验，这是我国载人太空飞行的又一个里程碑。设想在未来的时间里我国已经建立了载人空间站，空间站绕地球做匀速圆周运动而处于完全失重状态，此时无法用天平称量物体的质量。某同学设计了在这种环境中测量小球质量的实验装置，如图乙所示：光电传感器B能够接受光源A发出的细激光束，若B被挡光就将一个电信号给予连接的电脑。将弹簧测力计右端用细线水平连接在空间站壁上，左端拴在另一穿过了光滑水平小圆管的细线MON上，N处系有被测小球，让被测小球在竖直面内以O点为圆心做匀速圆周运动。
(1)实验时，从电脑中读出小球自第1次至第n次通过最高点的总时间t和测力计示数F，除此之外，还需要测量的物理量是：________________________________。
(2)被测小球质量的表达式为m＝________________[用(1)中的物理量的符号表示]。
答案：(1)小球圆周运动半径
(2)
三、论述·计算题(共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(10分)在地球某处海平面上测得物体自由下落高度h所经历的时间为t。在某高山顶上测得物体自由下落同样高度所需时间增加了Δt。已知地球半径为R，试求山的高度H多大？
答案：R
解析：设物体的质量为m，地球质量为M、地球半径为R，物体所受重力近似等于地球的万有引力，所以有：G＝mg，G＝mg′
物体在海平面和高山顶分别自由下落h，有h＝gt2，h＝g′(t＋Δt)2，∴＝＝，H＝R。
14．(10分)借助于物理学，人们可以了解到无法用仪器直接测定的物理量，使人类对自然界的认识更完善。现已知太阳光经过时间t到达地球，光在真空中的传播速度为c，地球绕太阳的轨道可以近似认为是圆，地球的半径为R，地球赤道表面的重力加速度为g，地球绕太阳运转的周期为T。试由以上数据及你所知道的物理知识推算太阳的质量M与地球的质量m之比M/m为多大(地球到太阳的间距远大于它们的大小)。
答案：
解析：设地球绕太阳公转轨道为r，由万有引力定律得：
G＝mr①
在地球表面：G＝m′g②
r＝ct③
由(1)(2)(3)可得：＝④
15．(12分)2008年9月25日21时10分04秒，“神舟”七号从酒泉卫星发射中心成功发射升空.20分钟后，“神舟”七号飞船已经进入远地点347公里、近地点200公里的预定椭圆轨道，9月26日凌晨4点，飞船在成功变轨之后，进入343公里的近圆轨道，如图所示。
“神舟”七号的发射由国家卫星气象中心负责提供空间天气保障，国家气象中心利用了风云四号同步卫星进行气象测控。已知风云四号同步卫星离地的高度为3.6×104km.(地球的半径为6.4×103km，地球表面的重力加速度g取10m/s2)
请根据以上材料回答下列问题：
(1)“神舟”七号飞船在圆轨道上运行时，质量为120kg的舱外航天服所受重力的大小；
(2)“神舟”七号飞船在椭圆轨道上运行时的周期．(保留两位有效数字)
答案：(1)1081N (2)1.5h
解析：(1)在地球表面的重力加速度为g，则有gR2＝GM
在圆轨道处的重力加速度为g′，则有g′(R＋h1)2＝GM
在圆轨道上运行时舱外航天服所受重力为G′＝mg′
联立各式代入数据解得G′≈1081N
(2)风云四号卫星的周期为T0＝24h
轨道半径为r0＝R＋h＝4.24×104km
“神舟”七号飞船在椭圆轨道上运行时的半长轴为
a＝km＝6673.5km
设“神舟”七号飞船在椭圆轨道上运行的周期为T，则由开普勒第三定律得＝
联立解得T＝＝×h≈1.5h
16．(12分)(2012·永嘉普高联合体高一期中)在某个半径为R＝2×106m的行星表面，对于一个质量m0＝1kg的砝码，用弹簧称量，其重力大小G0＝8N。则：
(1)求该行星的第一宇宙速度。
(2)若一卫星绕该行星做匀速圆周运动，且测得该卫星绕行N圈所用时间为t，则该卫星离行星表面的高度是多少？(最终结果用R、G0、m0、N、t等字母表述，不必用具体数字代算。)
答案：(1)4km/s (2)－R
解析：(1)由万有引力定律和向心力公式得：
G＝m
又g0＝＝＝8m/s2
?v＝＝＝4km/s
(2)设该卫星距行星表面高度为h，由题意得：T＝
G＝m(R＋h)
GM ＝g0R2＝R2
联立各式得h＝－R
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)
1．据国际小行星中心通报：中科院紫金山天文台1981年10月23日发现的国际永久编号为4073号的小行星已荣获国际小行星中心和国际小行星中心命名委员会批准，正式命名为“瑞安中学星”。这在我国中等学校之中尚属首次。“瑞安中学星”沿着一个近似圆形的轨道围绕太阳运行，轨道半径长约3.2天文单位(一个天文单位为日地间的平均距离)，则“瑞安中学星”绕太阳运行一周大约需( )
A．1年 B．3.2年
C．5.7年 D．6.4年
答案：C
解析：由开普勒第三定律得＝，T星＝·T地＝年≈5.7年，C对。
2.
北京时间2005年7月4日下午1时52分(美国东部时间7月4日凌晨1时52分)探测器成功撞击“坦普尔一号”彗星，投入彗星的怀抱，实现了人类历史上第一次对彗星的“大对撞”，如图所示。假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是( )
A．绕太阳运动的角速度不变
B．近日点处线速度大于远日点处线速度
C．近日点处加速度大于远日点处加速度
D．其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数
答案：BCD
解析：由开普勒第二定律知近日点处线速度大于远日点处线速度B正确；由开普勒第三定律可知D正确；由万有引力提供向心力得C正确。
3．(江苏上冈中学12～13学年高一下学期期中)不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾。如图所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，对此有如下说法，正确的是( )
A．离地越低的太空垃圾运行周期越小
B．离地越高的太空垃圾运行角速度越小
C．由公式v＝得，离地越高的太空垃圾运行速率越大
D．太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞
[答案] AB
[解析] 由＝＝mω2R＝m＝ma可知，绕地球运行的卫星或者太空垃圾随着离地面的高度的增大，它们的线速度、角速度、向心加速度均变小，而周期变大，故AB正确，C错误；在同一轨道的太空垃圾和航天器运行速度相等，又因为它们同向飞行，故不会相撞，D错误。
4.
2011 年8 月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家. 如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的( )
A．线速度大于地球的线速度
B．向心加速度大于地球的向心加速度
C．向心力仅由太阳的引力提供
D．向心力仅由地球的引力提供
答案：AB
解析：“嫦娥二号”在拉格朗日点时，太阳和地球对它的引力之和提供绕太阳做圆周运动的向心力，所以选项C、D均错。由于在拉格朗日点“嫦娥二号”与地球同步绕太阳做圆周运动，二者的角速度相等，但“嫦娥二号”的轨道半径大于地球的轨道半径，由v＝rω、a＝rω2可判断，此飞行器的线速度和向心加速度均比地球的大，所以选项A、B正确。
5．下列关于人造地球卫星与宇宙飞船的说法中，正确的是( )
①如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力常量，就可以算出地球的质量
②两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期都一定相同
③原来在某一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要使后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者的速率增大一些即可
④一只绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞行速度减小
A．①② B．②③
C．①③ D．②④
答案：A
解析：根据F＝G＝mr可知，若知道人造卫星的轨道半径和它的周期就可以算出地球的质量即①正确，由G＝可知，两颗人造卫星，只要它们的绕行速率相等，它们的绕行半径一定相同，周期也一定相同，即②正确，原来某一轨道上沿同一方向绕行的卫星，一前一后，若后一卫星的速率增大，则F＝G<，那么后一卫星将做离心运动，故③错，由＝知v＝，飞船飞行速度与其质量m无关，故④错误，综上所述A正确。
6．(武汉高一检测)若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为( )
A．16km/s B. 32km/s
C．4km/s D．2km/s
答案：A
解析：第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，对于近地卫星其轨道半径近似等于星球半径，所受万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律得：G＝m，解得：v＝。
因为行星的质量M′是地球质量M的6倍，半径R′是地球半径R的1.5倍，故＝＝＝2，
即v′＝2v＝2×8km/s＝16km/s，A正确。
7．(2012·河北冀州中学高一期中)月球与地球质量之比约为1?80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，它们都围绕地月连线上某点O做匀速圆周运动。据此观点，可知月球与地球绕O点运动线速度大小之比约为( )
A．1?6 400 B．1?80
C．80?1 D．6 400?1
答案：C
解析：月球和地球绕O点做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，则地球和月球的向心力相等。且月球和地球和O点始终共线，说明月球和地球有相同的角速度和周期。因此有mω2r＝Mω2R，所以＝＝，线速度和质量成反比，正确答案为C。
8.
我国于2010年发射的“嫦娥二号”探月卫星简化后的路线示意图如图所示。卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道，卫星开始对月球进行探测。已知地球与月球的质量之比为a，卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b，卫星在停泊轨道和工作轨道上均可视为做匀速圆周运动，则( )
A．卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为
B．卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为
C．卫星在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度
D．卫星从停泊轨道转移到地月转移轨道，卫星必须加速
答案：AD
解析：根据G＝m得v＝，卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为＝＝，A项正确；根据T＝＝2πr，卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为＝＝b，B错误；由v＝知r越大，v越小，卫星停泊轨道运行的速度小于地球的第一宇宙速度，C项错；卫星从停泊轨道转移到地月转移轨道，要远离地球卫星必须加速才能做离心运动，故D项正确。
9．(改编题)2013年6月13日18分“神舟十号”飞船，与“天宫一号”成功对接，成为一座小型空间站。假定“神舟十号”飞船在离地面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，已知地球半径为R，引力常量为G，则在该轨道上，“神舟十号”飞船( )
A．运行的线速度大小为
B．运行的线速度小于第一宇宙速度
C．运行时的向心加速度大小为
D．地球表面的重力加速度大小可表示为
答案：BCD
解析：由于飞船的轨道半径为R＋h，故A项错误；第一宇宙速度是环绕的最大速度，所以飞船运行的速度小于第一宇宙速度，B项正确；运行的向心加速度为a＝，C项正确；在地球表面mg＝G，对飞船G＝m(R＋h)
联立，可知D选项正确。
10．(寿光市12～13学年高一下学期检测)有一宇宙飞船到了某行星附近(该行星没有自转运动)，以速度v绕行星表面做匀速圆周运动，测出运动的周期为T，已知引力常量为G，则下列结论正确的是( )
A．该行星的半径为
B．该行星的平均密度为
C．该行星的质量为
D．该行星表面的自由落体加速度为
答案：ABD
解析：∵v＝，∴R＝
∵G＝mR，∴M＝
ρ＝＝
g＝R＝，所以ABD正确。
第Ⅱ卷(非选择题 共60分)
二、填空题(共2小题，每小题8分，共16分。把答案直接填在横线上)
11.
2003年10月15日9时整，中国第一艘载人飞船“神舟五号”由“长征2号F”运载火箭从甘肃酒泉卫星发射中心发射升空(如图)，10分钟后，成功进入预定轨道，中国首位航天员杨利伟，带着中国人的千年企盼梦圆浩瀚太空，中国成为世界上第三个能够独立开展载人航天活动的国家。
(1)火箭在加速上升过程中宇航员处于________状态(选填“超重”或“失重”)。由于地球在自西向东不停地自转，为节省燃料，火箭在升空后，应向________方向飞行(选填“偏东”、“偏西”)。
(2)在飞船的返回舱表面涂有一层特殊的材料，这种材料在遇高温时要熔化，汽化而________大量的热量，从而防止返回地面时与大气层摩擦而被烧坏。
(3)目前中国正在实施“嫦娥一号”登月工程，已知月球表面没有空气，没有磁场，引力为地球的，假如登上月球，你能够________(填代号)
A．用指南针判断方向
B．轻易跃过3米高度
C．乘坐热气球探险
D．做托里拆利实验时发现内外水银面高度差为76cm
答案：超重 偏东 吸收 B
12．(2012·黄冈市高三期末)如图甲所示，2011年11月3日凌晨，我国“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器首次成功实现了空间交会对接试验，这是我国载人太空飞行的又一个里程碑。设想在未来的时间里我国已经建立了载人空间站，空间站绕地球做匀速圆周运动而处于完全失重状态，此时无法用天平称量物体的质量。某同学设计了在这种环境中测量小球质量的实验装置，如图乙所示：光电传感器B能够接受光源A发出的细激光束，若B被挡光就将一个电信号给予连接的电脑。将弹簧测力计右端用细线水平连接在空间站壁上，左端拴在另一穿过了光滑水平小圆管的细线MON上，N处系有被测小球，让被测小球在竖直面内以O点为圆心做匀速圆周运动。
(1)实验时，从电脑中读出小球自第1次至第n次通过最高点的总时间t和测力计示数F，除此之外，还需要测量的物理量是：________________________________。
(2)被测小球质量的表达式为m＝________________[用(1)中的物理量的符号表示]。
答案：(1)小球圆周运动半径
(2)
三、论述·计算题(共4小题，共44分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)
13．(10分)在地球某处海平面上测得物体自由下落高度h所经历的时间为t。在某高山顶上测得物体自由下落同样高度所需时间增加了Δt。已知地球半径为R，试求山的高度H多大？
答案：R
解析：设物体的质量为m，地球质量为M、地球半径为R，物体所受重力近似等于地球的万有引力，所以有：G＝mg，G＝mg′
物体在海平面和高山顶分别自由下落h，有h＝gt2，h＝g′(t＋Δt)2，∴＝＝，H＝R。
14．(10分)借助于物理学，人们可以了解到无法用仪器直接测定的物理量，使人类对自然界的认识更完善。现已知太阳光经过时间t到达地球，光在真空中的传播速度为c，地球绕太阳的轨道可以近似认为是圆，地球的半径为R，地球赤道表面的重力加速度为g，地球绕太阳运转的周期为T。试由以上数据及你所知道的物理知识推算太阳的质量M与地球的质量m之比M/m为多大(地球到太阳的间距远大于它们的大小)。
答案：
解析：设地球绕太阳公转轨道为r，由万有引力定律得：
G＝mr①
在地球表面：G＝m′g②
r＝ct③
由(1)(2)(3)可得：＝④
15．(12分)2008年9月25日21时10分04秒，“神舟”七号从酒泉卫星发射中心成功发射升空.20分钟后，“神舟”七号飞船已经进入远地点347公里、近地点200公里的预定椭圆轨道，9月26日凌晨4点，飞船在成功变轨之后，进入343公里的近圆轨道，如图所示。
“神舟”七号的发射由国家卫星气象中心负责提供空间天气保障，国家气象中心利用了风云四号同步卫星进行气象测控。已知风云四号同步卫星离地的高度为3.6×104km.(地球的半径为6.4×103km，地球表面的重力加速度g取10m/s2)
请根据以上材料回答下列问题：
(1)“神舟”七号飞船在圆轨道上运行时，质量为120kg的舱外航天服所受重力的大小；
(2)“神舟”七号飞船在椭圆轨道上运行时的周期．(保留两位有效数字)
答案：(1)1081N (2)1.5h
解析：(1)在地球表面的重力加速度为g，则有gR2＝GM
在圆轨道处的重力加速度为g′，则有g′(R＋h1)2＝GM
在圆轨道上运行时舱外航天服所受重力为G′＝mg′
联立各式代入数据解得G′≈1081N
(2)风云四号卫星的周期为T0＝24h
轨道半径为r0＝R＋h＝4.24×104km
“神舟”七号飞船在椭圆轨道上运行时的半长轴为
a＝km＝6673.5km
设“神舟”七号飞船在椭圆轨道上运行的周期为T，则由开普勒第三定律得＝
联立解得T＝＝×h≈1.5h
16．(12分)(2012·永嘉普高联合体高一期中)在某个半径为R＝2×106m的行星表面，对于一个质量m0＝1kg的砝码，用弹簧称量，其重力大小G0＝8N。则：
(1)求该行星的第一宇宙速度。
(2)若一卫星绕该行星做匀速圆周运动，且测得该卫星绕行N圈所用时间为t，则该卫星离行星表面的高度是多少？(最终结果用R、G0、m0、N、t等字母表述，不必用具体数字代算。)
答案：(1)4km/s (2)－R
解析：(1)由万有引力定律和向心力公式得：
G＝m
又g0＝＝＝8m/s2
?v＝＝＝4km/s
(2)设该卫星距行星表面高度为h，由题意得：T＝
G＝m(R＋h)
GM ＝g0R2＝R2
联立各式得h＝－R