江苏省徐州市睢宁县菁华中学2015-2016学年高一（下）第一次月考物理试卷（解析版）

2015-2016学年江苏省徐州市睢宁县菁华中学高一（下）第一次月考物理试卷
　
一．单项选择题（本题共9小题．每小题3分，共27分．每小题只有一个选项符合题意．
1．第一次通过实验的方法比较准确的测出万有引力常量的物理学家是（　　）
A．开普勒 B．卡文迪许 C．牛顿 D．伽利略
2．家用台式计算机上的硬磁盘的磁道如图所示，O点为磁道的圆心，A、B两点位于不同的磁道上，硬盘绕O点匀速转动时，A、B两点的向心加速度（　　）
A．大小相等，方向相同 B．大小相等，方向不同
C．大小不等，方向相同 D．大小不等，方向不同
3．如图所示，洗衣机脱水筒在转动时，衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来，则衣服（　　）
A．受到重力、弹力、静摩擦力和离心力四个力的作用
B．所需的向心力由重力提供
C．所需的向心力由弹力提供
D．转速越快，弹力越大，摩擦力也越大
4．关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（　　）
A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B．行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处
C．离太阳越近的行星运动周期越长
D．所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
5．航天飞机中的物体处于失重状态，是指这个物体（　　）
A．不受地球的吸引力
B．受到地球吸引力和向心力的作用而处于平衡状态
C．受到向心力和离心力的作用而处于平衡状态
D．对支持它的物体的压力为零
6．如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动．下列说法错误的是（　　）
A．太阳对各小行星的引力相同
B．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年
C．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值
D．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值小于地球公转的线速度值
7．苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果，下列论述中正确的是（　　）
A．由于苹果质量小，对地球的引力较小，而地球质量大，对苹果的引力大造成的
B．由于地球对苹果有引力，而苹果对地球没有引力造成的
C．苹果对地球的作用力和地球对苹果作用力是相等的，由于地球质量极大，不可能产生明显加速度
D．以上说法都不正确
8．如图所示，三段细线长OA=AB=BC，A、B、C三球质量相等，当它们绕O点在光滑的水平桌面上以相同的角速度作匀速圆周运动时，则三段线的拉力TOA：TAB：TBC为（　　）
A．1：2：3 B．3：2：1 C．6：5：3 D．9：3：1
9．甲、乙两球做匀速圆周运动，向心加速度a随半径r变化的关系图象如图所示，由图象可知（　　）
A．乙球运动时，线速度大小为6m/s
B．甲球运动时，角速度大小为2rad/s
C．甲球运动时，线速度大小不变
D．乙球运动时，角速度大小不变
　
二．多项选择题（本题共6小题．每小题4分，共24分．每小题有多个选项符合题意．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）
10．如图所示，大人和小孩做跷跷板游戏，小孩离转轴距离比较大，则在跷跷板转动过程中有（　　）
A．小孩的角速度比较大 B．小孩的线速度比较大
C．小孩的向心力比较大 D．小孩的向心加速度比较大
11．火车提速是当今交通发展的必然．若火车转弯时近似看成是做匀速圆周运动，火车速度提高可能会使外轨受损．为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题，你认为以下措施可行的是（　　）
A．增加内外轨的高度差 B．减小内外轨的高度差
C．增大弯道半径 D．减小弯道半径
12．如图所示，两根长度不同的细绳，一端固定于O点，另一端各系一个相同的小铁球，两小球恰好在同一水平面做圆周运动，则（　　）
A．它们做圆周运动的周期相等
B．它们所需的向心力跟轨道半径成反比
C．它们做圆周运动的线速度大小相等
D．A球受绳的拉力较大
13．如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（　　）
A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度
B．b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度
C．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c
D．a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大
14．关于地球的同步卫星，下列说法正确的是（　　）
A．同步卫星处于平衡状态，且具有一定的高度
B．同步卫星的加速度是固定值
C．同步卫星的周期是24 h，且轨道平面与赤道平面重合
D．同步卫星绕行的速度比地球自转速度小
15．2013年6月13日，“神舟十号”与“天空一号”成功实施手控交会对接，下列关于“神舟十号”与“天宫一号”的说法正确的是（　　）
A．“天宫一号”的发射速度应介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间
B．在轨正常运行的“神舟十号”中的航天员处于失重状态
C．对接前，“神舟十号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨道上点火加速
D．对接后，组合体的速度小于第一宇宙速度
　
三．填空题（本题共3小题，每空3分，共27分．把答案填在答题纸相应的横线上或按题目要求作答．）
16．一物体在水平面内沿半径 R=20cm的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度V=0.2m/s，那么，它的向心加速度为　　　　　　 m/s2，它的角速度为　　　　　　 rad/s，它的周期为　　　　　　s．
17．如图所示，A、B两轮半径之比为1：3，两轮边缘挤压在一起，在两轮转动中，接触点不存在打滑的现象，则两轮边缘的线速度大小之比等于　　　　　　．A轮半径中点与B轮边缘的角速度大小之比等于　　　　　　．
18．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，卫星在轨道3上P速率　　　　　　在轨道2的P速率（填大于，等于或小于），卫星在轨道1上经过Q点时的加速度　　　　　　（填大于，等于或小于）它在轨道2上经过Q点时加速度，卫星送入同步圆轨道3后运行周期是　　　　　　 小时．
　
四．计算题（本题共2小题．共22分．解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案不能得分．有数值计算的题．答案中必须明确写出数值和单位．）
19．长L=0.5m的轻杆，其一端连接着一个零件A，A的质量m=2kg．现让A在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动，如图所示．在A通过最高点时，求下列两种情况下：
（1）A的速率为多大时，对轻杆无作用力；
（2）当A的速率为4m/s时，A对轻杆的作用力大小和方向．（ g=10m/s2）
20．2013年12月2日1时30分我国成功发射“嫦娥三号”，于12月14日21时11分在月球正面的虹湾以东地区着陆．12月15日凌晨，“嫦娥三号”搭载的“玉兔”号月球探测器成功与“嫦娥三号”进行器件分离，我国航天器首次实现在地外天体的软着陆，表明中国航天技术获得了重大进展．某同学提出设想：“玉兔”号月球车登陆月球后，利用月球车附属机械装置进行科学实验，让一小球距月面高H处自由释放，测得小球落地时间为t（已知月球的半径为R，万有引力常量为G，可认为此月球表面的物体受到的重力等于物体与月球之间的万有引力），则可求：
（1）月球表面的重力加速度g；
（2）月球的质量M；
（3）月球的第一宇宙速度v0．
　

2015-2016学年江苏省徐州市睢宁县菁华中学高一（下）第一次月考物理试卷
参考答案与试题解析
　
一．单项选择题（本题共9小题．每小题3分，共27分．每小题只有一个选项符合题意．
1．第一次通过实验的方法比较准确的测出万有引力常量的物理学家是（　　）
A．开普勒 B．卡文迪许 C．牛顿 D．伽利略
【考点】万有引力定律的发现和万有引力恒量的测定．
【分析】本题考查了物理学史，了解所涉及伟大科学家的重要成就，如高中所涉及到的牛顿、伽利略、开普勒、卡文迪许、库仑等重要科学家的成就要明确．
【解答】解：牛顿在推出万有引力定律的同时，并没能得出引力常量G的具体值，G的数值于1789年由卡文迪许利用他所发明的扭秤得出，故ABD错误，C正确．
故选：B
　
2．家用台式计算机上的硬磁盘的磁道如图所示，O点为磁道的圆心，A、B两点位于不同的磁道上，硬盘绕O点匀速转动时，A、B两点的向心加速度（　　）
A．大小相等，方向相同 B．大小相等，方向不同
C．大小不等，方向相同 D．大小不等，方向不同
【考点】向心加速度．
【分析】A、B质点都做匀速圆周运动，根据向心加速度an=ω2r比较即可．
【解答】解：同轴转动角速度相同，根据向心加速度公式an=ω2r，两个质点转动半径不同，故向心加速度不同，方向也不同；
故选：D．
　
3．如图所示，洗衣机脱水筒在转动时，衣服贴靠在匀速转动的圆筒内壁上而不掉下来，则衣服（　　）
A．受到重力、弹力、静摩擦力和离心力四个力的作用
B．所需的向心力由重力提供
C．所需的向心力由弹力提供
D．转速越快，弹力越大，摩擦力也越大
【考点】向心力．
【分析】衣服随脱水桶一起做匀速圆周运动，靠合力提供向心力，在水平方向上的合力提供向心力，竖直方向合力为零．根据牛顿第二定律进行分析．
【解答】解：衣服受到重力、筒壁的弹力和静摩擦力的作用，共3个力作用，由于衣服在圆筒内壁上不掉下来，竖直方向上没有加速度，重力与静摩擦力二力平衡，靠弹力提供向心力．故ABD错误，C正确．
故选：C．
　
4．关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（　　）
A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B．行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处
C．离太阳越近的行星运动周期越长
D．所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
【考点】开普勒定律．
【分析】熟记理解开普勒的行星运动三定律：
第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．
第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．
第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等．其表达式=k
【解答】解：A、B：第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上．故AB错误．
C、根据引力提供向心力，则有：，可知，离太阳越近的行星运动周期越短，故C错误；
D、由第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等．故D正确．
故选：D．
　
5．航天飞机中的物体处于失重状态，是指这个物体（　　）
A．不受地球的吸引力
B．受到地球吸引力和向心力的作用而处于平衡状态
C．受到向心力和离心力的作用而处于平衡状态
D．对支持它的物体的压力为零
【考点】超重和失重．
【分析】当物体向下的加速度等于g时，物体对支持物的压力（或对悬挂物的拉力）等于0，这种现象叫做完全失重．
【解答】解：A、地球对物体的引力提供物体绕地球匀速圆周运动的向心力，故A错误；
B、做匀速圆周运动的物体受到的合力指向圆心，又称向心力，故向心力是合力，不是重复受力，故B错误；
C、做匀速圆周运动的物体速度方向时刻改变，具有向心加速度，合力提供向心力，故C错误；
D、物体处于完全失重状态，对支持它的物体的压力为零，故D正确；
故选D．
　
6．如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动．下列说法错误的是（　　）
A．太阳对各小行星的引力相同
B．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年
C．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值
D．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值小于地球公转的线速度值
【考点】万有引力定律及其应用．
【分析】根据万有引力提供向心力，得出线速度、向心力加速度、周期与轨道半径的关系，从而比较大小．
【解答】解：A、因为小行星的质量不一定相同，则太阳对各小行星的引力不一定相同．故A错误．
B、根据得，a=，v=，T=，知小行星的轨道半径大于地球，则周期大于地球的周期，即大于1年．轨道半径越大，向心加速度越小，则内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度．轨道半径越大，线速度越小，则小行星的线速度小于地球的线速度．故B错误，C、D正确．
本题选错误的，故选AB．
　
7．苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果，下列论述中正确的是（　　）
A．由于苹果质量小，对地球的引力较小，而地球质量大，对苹果的引力大造成的
B．由于地球对苹果有引力，而苹果对地球没有引力造成的
C．苹果对地球的作用力和地球对苹果作用力是相等的，由于地球质量极大，不可能产生明显加速度
D．以上说法都不正确
【考点】万有引力定律及其应用．
【分析】地球吸引苹果的力与苹果吸引地球的力是相互作用力，大小相等．而地球的质量大，惯性大，根据惯性即可解题．
【解答】解：地球吸引苹果的力与苹果吸引地球的力是相互作用力，大小相等．地球的质量很大，惯性就大，不可能产生明显的加速度，而苹果质量较小，惯性就小，容易改变运动状态．故ABD错误、C正确．
故选：C．
　
8．如图所示，三段细线长OA=AB=BC，A、B、C三球质量相等，当它们绕O点在光滑的水平桌面上以相同的角速度作匀速圆周运动时，则三段线的拉力TOA：TAB：TBC为（　　）
A．1：2：3 B．3：2：1 C．6：5：3 D．9：3：1
【考点】向心力．
【分析】小球做匀速圆周运动，由合力提供向心力，抓住三球的角速度相等，根据牛顿第二定律求出三段线中的拉力大小之比．
【解答】解：根据牛顿第二定律得：
对c球，有：TBC=m?rOCω2，
对b球，有：TAB﹣TBC=m?rOBω2，
对a球，有：TOA﹣TAB=m?rOAω2，
因为OA=AB=BC，则r0A：rOB：rOC=1：2：3．
联立解得：TOA：TAB：TBC=6：5：3．故C正确，A、B、D错误．
故选：C．
　
9．甲、乙两球做匀速圆周运动，向心加速度a随半径r变化的关系图象如图所示，由图象可知（　　）
A．乙球运动时，线速度大小为6m/s
B．甲球运动时，角速度大小为2rad/s
C．甲球运动时，线速度大小不变
D．乙球运动时，角速度大小不变
【考点】向心加速度；线速度、角速度和周期、转速．
【分析】据向心加速度的公式a==rω2，知，线速度大小不变，向心加速度与半径成反比，角速度不变，向心加速度与半径成正比
【解答】解：A、D 乙物体向心加速度与半径成反比，根据a=，知线速度大小不变，根据图象可知，r=2m时，a=8m/s2，则v=4m/s．故AD错误；
B、C甲物体的向心加速度与半径成正比，根据a=rω2，知角速度不变，根据图象可知，r=2m时，a=8m/s2，则ω=2rad/s，故B正确，C错误；
故选：B
　
二．多项选择题（本题共6小题．每小题4分，共24分．每小题有多个选项符合题意．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）
10．如图所示，大人和小孩做跷跷板游戏，小孩离转轴距离比较大，则在跷跷板转动过程中有（　　）
A．小孩的角速度比较大 B．小孩的线速度比较大
C．小孩的向心力比较大 D．小孩的向心加速度比较大
【考点】向心力；线速度、角速度和周期、转速．
【分析】跷跷板在转动过程中任何一点的角速度相等，根据线速度与角速度的关系式、向心力公式分析答题．
【解答】解：A、跷跷板上任何一点的角速度ω都相等，由于小孩到转轴的距离大，小孩的转动半径r较大，由v=ωr可知，小孩的线速度较大，故A错误，B正确；
C、由杠杆平衡条件可知，m大人gr大人=m小孩gr小孩，则m小孩=，
小孩向心力F=m小孩ω2r小孩=ω2r小孩=m大人ω2r大人，即大人与小孩的向心力相等，故C错误；
D、向心加速度a=ω2r，由于ω相等而小孩的转动半径r较大，则小孩的向心加速度较大，故D正确；
故选：BD．
　
11．火车提速是当今交通发展的必然．若火车转弯时近似看成是做匀速圆周运动，火车速度提高可能会使外轨受损．为解决火车高速转弯时不使外轨受损这一难题，你认为以下措施可行的是（　　）
A．增加内外轨的高度差 B．减小内外轨的高度差
C．增大弯道半径 D．减小弯道半径
【考点】向心力．
【分析】火车转变时需要向心力，若弹力能充当向心力，则内外轨道均不受压力；根据向心力公式可得出解决方案．
【解答】解：火车转弯时为减小外轨所受压力，可使外轨略离于内轨，使轨道形成斜面，若火车速度合适，内外轨均不受挤压．此时，重力与支持力的合力提供向心力，如图
F=mgtanθ=m
v=；
当火车速度增大时，应适当增大转弯半径或增加内外轨道的高度差；
故选：AC．
　
12．如图所示，两根长度不同的细绳，一端固定于O点，另一端各系一个相同的小铁球，两小球恰好在同一水平面做圆周运动，则（　　）
A．它们做圆周运动的周期相等
B．它们所需的向心力跟轨道半径成反比
C．它们做圆周运动的线速度大小相等
D．A球受绳的拉力较大
【考点】向心力；牛顿第二定律．
【分析】小球靠重力和绳子的拉力提供向心力，根据牛顿第二定律求出角速度、线速度的大小，向心力的大小，看与什么因素有关．
【解答】解：A、设绳子与竖直方向的夹角为θ，则有mgtanθ=mlsinθ（）2．解得，两球的竖直高度相同，即lcosθ相同，则T相同，故A正确．
B、向心力等于合外力，即F向=mgtanθ=mg．与r成正比．故B错误．
C、圆周运动的线速度v=rω，角速度相同，半径不同，则线速度不等．故C错误．
D、小球在竖直方向上的合力等于零，有mg=Tcosθ．．知A球受绳子的拉力较大．故D正确．
故选：AD．
　
13．如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（　　）
A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度
B．b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度
C．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c
D．a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
【分析】根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式进行讨论即可．
【解答】解：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有
=ma=m
A、v=，b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，故A错误；
B、a=，所以b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，故B正确；
C、c加速，万有引力不够提供向心力，做离心运动，离开原轨道，所以不会与同轨道上的卫星相遇．故C错误．
D、卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，根据公式，v=，则线速度增大．故D正确．
故选：BD．
　
14．关于地球的同步卫星，下列说法正确的是（　　）
A．同步卫星处于平衡状态，且具有一定的高度
B．同步卫星的加速度是固定值
C．同步卫星的周期是24 h，且轨道平面与赤道平面重合
D．同步卫星绕行的速度比地球自转速度小
【考点】同步卫星．
【分析】平衡状态是指物体受力平衡，处于静止或者匀速直线运动状态；地球同步卫星即地球同步轨道卫星，又称对地静止卫星，是运行在地球同步轨道上的人造卫星，距离地球的高度约为36000 km，卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，即23时56分4秒，卫星在轨道上的绕行速度约为3.1公里/秒，其运行角速度等于地球自转的角速度．在地球同步轨道上布设3颗通讯卫星，即可实现除两极外的全球通讯．
【解答】解：A．地球同步卫星围绕地球做匀速圆周运动，不是平衡状态，故A错误；
B．设同步卫星离地面的高度为h，则a=，大小是固定的，但方向是变化的，故B错误；
C．地球同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道即与赤道平面重合、运行周期与地球自转一周的时间相等即为一天，故C正确．
D．地球同步卫星，与地球有相同的角速度，根据v=ωr，则有，同步卫星绕行的速度比地球自转速度大，故D错误．
故选：C．
　
15．2013年6月13日，“神舟十号”与“天空一号”成功实施手控交会对接，下列关于“神舟十号”与“天宫一号”的说法正确的是（　　）
A．“天宫一号”的发射速度应介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间
B．在轨正常运行的“神舟十号”中的航天员处于失重状态
C．对接前，“神舟十号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨道上点火加速
D．对接后，组合体的速度小于第一宇宙速度
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
【分析】“神舟十号”与“天空一号”绕地球运动时万有引力提供向心力，根据万有引力定律，结合离心运动的条件，即可确定求解．
【解答】解：A、发射速度如果大于第二宇宙速度，“天宫一号”将脱离地球束缚，不能在绕地球运动了．故A正确．
B、在轨正常运行的“神舟十号”中的航天员的重力充当向心力；故运动员处于失重状态；故B正确；
C、对接前，“神舟十号”欲追上同一轨道上的“天空一号”，必须先点火减速，做近心运动，再加速做离心运动，从而相遇．故C错误．
D、对接后，“天宫一号”的轨道高度没有变化，必定大于地球半径，高度越高，半径越大，v越小，故对接后，“天宫一号”的速度一定小于第一宇宙速度．故D正确．
故选：ABD．
　
三．填空题（本题共3小题，每空3分，共27分．把答案填在答题纸相应的横线上或按题目要求作答．）
16．一物体在水平面内沿半径 R=20cm的圆形轨道做匀速圆周运动，线速度V=0.2m/s，那么，它的向心加速度为　0.2　 m/s2，它的角速度为　1　 rad/s，它的周期为　2π　s．
【考点】向心加速度；线速度、角速度和周期、转速．
【分析】利用向心加速度、角速度的公式可以求前两个空，利用周期公式求周期．
【解答】解：向心加速度a==0.2m/s2，角速度ω==1rad/s，周期T==2π s．
答案为0.2，1，2π
　
17．如图所示，A、B两轮半径之比为1：3，两轮边缘挤压在一起，在两轮转动中，接触点不存在打滑的现象，则两轮边缘的线速度大小之比等于　1：1　．A轮半径中点与B轮边缘的角速度大小之比等于　3：1　．
【考点】线速度、角速度和周期、转速．
【分析】同缘传动，边缘点线速度相等；根据v=ωr判断角速度的大小之比．
【解答】解：同缘传动，边缘点线速度相等，故两轮边缘的线速度大小之比等于1：1；
根据v=ωr，线速度相等时，角速度与转动半径成反比，故两轮边缘点的加速度之比为3：1；
由于同轴传动角速度相等，故A轮半径中点与B轮边缘的角速度大小之比等于3：1；
故答案为：1：1，3：1．
　
18．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，卫星在轨道3上P速率　大于　在轨道2的P速率（填大于，等于或小于），卫星在轨道1上经过Q点时的加速度　等于　（填大于，等于或小于）它在轨道2上经过Q点时加速度，卫星送入同步圆轨道3后运行周期是　24　 小时．
【考点】同步卫星．
【分析】依据提供的引力等于需要的向心力，即做匀速圆周运动，而当提供的大于需要的向心力时，则会做近心运动，再根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出加速度大小，且同步卫星与地球同步，即可确定其运行周期．
【解答】解：由题意可知，卫星在轨道3上做匀速圆周运动，而在轨道2上做近心运动，
依据提供的向心力大于需要的向心力时，则会做近心运动，
因此卫星在轨道3上P速率大于在轨道2的P速率；
根据牛顿第二定律和万有引力定律得：a=，所以卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道1上经过Q点的加速度．
同步卫星与地球同步，则其运行的周期为24小时．
故答案为：大于，等于，24．
　
四．计算题（本题共2小题．共22分．解答时写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案不能得分．有数值计算的题．答案中必须明确写出数值和单位．）
19．长L=0.5m的轻杆，其一端连接着一个零件A，A的质量m=2kg．现让A在竖直平面内绕O点做匀速圆周运动，如图所示．在A通过最高点时，求下列两种情况下：
（1）A的速率为多大时，对轻杆无作用力；
（2）当A的速率为4m/s时，A对轻杆的作用力大小和方向．（ g=10m/s2）
【考点】向心力．
【分析】（1）当A对轻杆作用力为零时，由重力提供向心力，根据牛顿第二定律求解速度；
（2）比较4m/s与（1）中求出速度的大小，分析杆子作用力的方向，再根据牛顿第二定律求出力的大小．
【解答】解：（1）当A对轻杆作用力为零时，由重力提供向心力，则有：
解得：v=
（2），则杆子对A的作用力方向向下，根据牛顿第二定律得：
F+mg=m
解得：F=．
答：（1）A的速率为时，对轻杆无作用力；
（2）当A的速率为4m/s时，A对轻杆的作用力大小为44N，方向向下．
　
20．2013年12月2日1时30分我国成功发射“嫦娥三号”，于12月14日21时11分在月球正面的虹湾以东地区着陆．12月15日凌晨，“嫦娥三号”搭载的“玉兔”号月球探测器成功与“嫦娥三号”进行器件分离，我国航天器首次实现在地外天体的软着陆，表明中国航天技术获得了重大进展．某同学提出设想：“玉兔”号月球车登陆月球后，利用月球车附属机械装置进行科学实验，让一小球距月面高H处自由释放，测得小球落地时间为t（已知月球的半径为R，万有引力常量为G，可认为此月球表面的物体受到的重力等于物体与月球之间的万有引力），则可求：
（1）月球表面的重力加速度g；
（2）月球的质量M；
（3）月球的第一宇宙速度v0．
【考点】万有引力定律及其应用．
【分析】（1）根据自由落体运动公式即可求得g．
（2）物体在月球表面时，万有引力等于重力，列式即可求得月球的质量．
（3）根据重力提供向心力，可计算月球的第一宇宙速度．
【解答】解：（1）根据自由落体运动公式：H=
解得：g=
（2）在月球表面，物体受到的重力等于物体与月球间的万有引力，设物体的质量为m，
有G=mg
解得：M==
（3）设月球的第一宇宙速度为v，设卫星的质量为m，根据重力提供向心力有：
m=mg
解得：v==
答：（1）月球表面的重力加速度g为；
（2）月球的质量M为；
（3）月球的第一宇宙速度v为．
　

2016年5月17日