广西钦州市第六中学2022-2023学年高一下学期第九次考试物理试卷（Word版含答案）

钦州市第六中学2022-2023学年高一下学期第九次考试物理试卷
本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，满分100分，考试时间90分钟
第Ⅰ卷（选择题　共40分）
一．单项选择题：本题共8小题；每小题3分，共24分，每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求。请把答案写在答题卡上。
1.关于对开普勒第三定律的理解，以下说法中正确的是( )
A. 表示行星运动的自转周期 B. 值只与中心天体有关，与行星无关
C. 该定律只适用于行星绕太阳的运动，不适用于卫星绕行星的运动
D. 若地球绕太阳运转的半长轴为，周期为，月球绕地球运转的半长轴为，周期为，则
2.如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆。根据开普勒行星运动定律可知( )
A. 太阳位于地球运行轨道的中心B. 地球靠近太阳的过程中，运行速率减小
C. 火星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大
D. 火星绕太阳运行一周的时间比地球的长
3.如图所示，、是绕地球做圆周运动的两颗卫星，、两卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积之比为，则、两卫星周期的比值为( )
A. B. C. D.
4.年月日，中国航天科工携百余项展品及解决方案亮相中国国际智能产业博览会，未来五年，我国持续开展日球物理、月球与行星科学等领域的前瞻探索和基础研究，催生更多原创性科学成果．关于日心说和开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是
A. 日心说的代表人物是布鲁诺，哥白尼是宣传日心说的代表人物
B. 根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨迹是椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上
C. 根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运动速度越小
D. 根据开普勒第三定律，所有行星的轨道半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相等
5.下列说法正确的是( )
A. 由开普勒第一定律可知，所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B. 由可知，当趋于零时万有引力趋于无限大
C. 德国天文学家开普勒对他的导师第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了开普勒三大行星运动定律
D. 由开普勒第三定律可知，所有行星轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等，即，其中与行星有关
6.年月日，我国成功发射第颗北斗导航卫星，标志着北斗三号系统颗地球同步轨道卫星全部发射完毕．人造卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道Ⅰ的点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在点变轨进入地球同步轨道Ⅲ，则
A. 卫星在轨道Ⅱ上过点的速率比卫星在轨道Ⅱ上过点的速率小
B. 若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期分别为、、，则
C. 卫星在点通过减速实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ
D. 该卫星在同步轨道Ⅲ上的运行速度大于
7.地球公转轨道接近圆，但彗星运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，它最近出现的时间为年，预测下次飞近地球将在年左右。如图为地球与哈雷彗星绕日运动的示意图，且图中点为两轨迹的交点。则下列分析正确的是( )
A. 哈雷彗星在近日点的速度大于地球绕日公转的速度
B. 哈雷彗星在点时的加速度小于地球在点时的加速度
C. 根据已知数据可估算哈雷彗星轨道的半长轴是地球公转半径的倍
D. 地球与太阳的连线和哈雷彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
8.北京冬奥会开幕式节气倒计时惊艳全球，如图是地球沿椭圆轨道绕太阳运行所处不同位置对应的节气，下列说法正确的是( )
A. 夏至时地球的运行速度最大 B. 从冬至到春分的运行时间为地球公转周期的
C. 太阳既在地球公转轨道的焦点上，也在火星公转轨道的焦点上
D. 若用代表椭圆轨道的半长轴，代表公转周期，，则地球和火星对应的值不同
多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分.在每小题给出的四个选项中，有多项 符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分. 请将答案写在答题卡上。
9.如图所示，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，为近日点，为远日点，、为轨道短轴的两个端点，运行的周期为，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从经过、到的运动过程中( )
A. 海王星运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比等于月球运行轨道半长轴的三次方与其运行周期的平方之比
B. 卫星在点的角速度大于点的角速度
C. 从到所用时间小于 D. 从到阶段，速率逐渐变小
10.如图所示，、两颗卫星绕地球做匀速圆周运动的周期分别为和，某时刻、刚好位于地球同侧同一直线上，经又出现在地球同侧同一直线上，则下列说法正确的是( )
A. 可能为 B. 可能为
C. 、两颗卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径之比为
D. 、两颗卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径之比为
11.随着地球上空的卫星越来越多，因为技术或设计寿命等原因报废而导致的太空垃圾也日益增加。一以速度大小为、周期为、在半径为的圆轨道Ⅰ运行的国际空间站接到捕获一颗废弃卫星的任务。已知废弃卫星在椭圆轨道Ⅱ上运行，其远地点和近地点分别为、，速度大小分别为，，且，两者轨道在同一平面上相交于点且均沿顺时针方向运动，则下列说法正确的是( )
A. B. 废弃卫星的运行周期为
C. 空间站在点的加速度大于废弃卫星在点的加速度
D. 相同的时间内，空间站和废弃卫星与地球中心连线扫过的面积相等
12.多选年月日，我国自主研制的火星探测器“天问一号”成功着陆火星．如图所示，着陆火星前探测器成功进入环火星半长轴为的椭圆轨道，然后实施近火星制动，顺利完成“太空刹车”，被火星捕获，进入环火星半径为、周期为的圆轨道．则关于“天问一号”探测器，下列说法正确的是( )
A. 探测器由椭圆轨道进入圆轨道应该在点加速
B. 探测器沿椭圆轨道从点运动到点速度减小
C. 探测器在点变轨前后，加速度将增大
D. 探测器沿椭圆轨道由点运动到点所需的最短时间为
第Ⅱ卷（非选择题　共60分）
三、实验题：共18分；第13题每空2分，第14题每空2分，请把答案写在答题卡上.
13.如图，现有三颗卫星绕地球做周期性运动。其中卫星轨迹是小圆；卫星轨迹是大圆；卫星轨迹是椭圆。每颗卫星质量未知，且卫星与卫星间万有引力忽略不计。点和点分别是卫星的近地点和远地点。请在以下横线内填“大于”“小于”“等于”或“无法比较”。
卫星角速度_____卫星角速度；卫星线速度_____卫星线速度；
卫星加速度_____卫星加速度；卫星向心力_____卫星向心力； 卫星线速度_____地球的第一宇宙速度
卫星周期_____卫星周期；
卫星点线速度_____卫星点线速度； 卫星点加速度_____卫星点加速度
14.开普勒行星运动定律：
所有的行星围绕太阳运动的轨道是______，太阳处于所有椭圆的一个______上。
连接行星和太阳的线在相等的时间内扫过______的面积。
行星的椭圆轨道的半长轴的___________跟公转周期的________的比值是一个常数。
15.古人认为天体的运动是最完美和谐的 运动，后来 发现，行星绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在 位置上。
四、计算题：本题共4小题，共42分。解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案不得分.有数值计算的题，答案必须明确写出数值和单位. 请把答案写在答题卡上。
16.地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家曾经跟踪过一颗彗星，假设这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的倍，并预言这颗彗星每隔一定时间就会再次出现。
若这颗彗星在近日点的线速度为，在远日点的线速度为，则哪个线速度大
如果这颗彗星最近出现的时间是年，它下次飞近地球大约是哪一年
如图所示，一架航天飞机沿半径为的圆轨道以周期绕地球运行，为了返回地面，在点适当降低速度，于是沿与地球表面相切的椭圆轨道返回地面的点。已知地球半径为，求航天飞机从点运动到点的时间。
18.地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。这只是个粗略的说法。在天文学中，“天文单位”有严格的定义，用符号表示。已知火星公转的轨道半径是 ，根据开普勒第三定律，火星公转的周期是多少个地球日？
19.如图所示，一颗近地卫星轨道半径近似等于地球半径，另一颗卫星轨道是椭圆，与近地圆轨道相切于点，远地点距地心的距离是，已知引力常量。求：
近地卫星与椭圆轨道卫星周期的比值
椭圆轨道上卫星在近地点和远地点的线速度大小的比值。
20.已知地球半径为，地球表面的重力加速度为。质量为的宇宙飞船在半径为的轨道上绕地球中心做圆周运动。现飞船在轨道的点加速到椭圆轨道上，再在远地点点加速，从而将飞船转移到半径为的轨道上，如图所示。若相距的两物体间引力势能为，求：
飞船在轨道上经过近地点和远地点的速率之比。
飞船在轨道上从点到点飞行的时间。
若要实现由点从轨道转移到轨道，需要在轨道上对飞船做多少功？
参考答案
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12.
13.大于，大于大于，无法比较，小于小于大于，大于
14.椭圆；焦点；相等；三次方；平方。
15.匀速圆周，开普勒，椭圆，焦点。
16.下次飞近地球大约是年。
17.解：当航天飞机沿椭圆轨道运行时，平均轨道半径为椭圆轨道的半长轴，即。
设从点运动到点的时间为，由开普勒第三定律有，
解得
18.解：将行星绕太阳的运动轨迹按圆来处理，根据开普勒第三定律有，由此解得
19.解：设近地卫星周期为，椭圆轨道上卫星周期为，由几何关系可知半长轴为：
根据开普勒第三定律得：
解得：；
设椭圆轨道上卫星在近地点和远地点的速度大小分别为、，经过微小时间，根据开普勒第二定律可知卫星与地心连线扫过的面积相等可得：
解得：。
20.解：设飞船沿图示半椭圆轨道运行时，在、两点的速度分别为、，
由开普勒第二定律可得：，所以：
卫星在轨道时：
物体在地球表面有：，可得：
由可得：
当卫星在椭圆轨道运行，其半长轴为
依开普勒第三定律：
由可得：
卫星从到的时间为：
宇宙飞船在轨道上绕地球运动时，万有引力提供向心力，令其速度为，
则有：
解得：
飞船沿此半椭圆轨道运行时机械能守恒，故有：
由知：；
联立解得：，
在点由动能定理得，需对飞船做功：
解得：
、