广东学业水平测试物理冲A 第5章 学业达标集训 Word版含解析

一、单项选择题Ⅰ
1．物理学发展历程中，在前人研究基础上经过多年的尝试性计算，首先发表行星运动的三个定律的科学家是(　　)
A．哥白尼　　　　 B．第谷
C．伽利略 D．开普勒
答案：D
2．万有引力定律的表达式为F＝G，其中G为引力常量．把它应用于太阳—行星系统，已知地球绕太阳公转的半径为R，周期为T，则由此可以求出(　　)
A．地球的质量　　　　 B．地球的密度
C．太阳的质量 D．太阳的密度
答案：C
3．两个质点相距r时，它们之间的万有引力为F，若它们间的距离缩短为，其中一个质点的质量变为原来的3倍，另一质点质量保持不变，则它们之间的万有引力为(　　)
A．2F B．4F
C．8F D．12F
答案：D
4．2018年6月5日，我国在西昌卫星发射中心成功发射“风云二号H星”．假设该卫星质量为m，在离地面高度为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动．已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则地球对卫星的万有引力大小为(　　)
A．G B．G
C．G D．G
答案：D
5．两个相距一定距离的质点间的万有引力是F，如果将二者距离变为原先的三倍，则它们之间的万有引力是(　　)
A．F B.
C. D．9F
答案：C
6.如图所示，在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A、B、C，在某一时刻恰好在同一直线上，下列说法中正确的有(　　)
A．根据万有引力定律，可知vAB．根据万有引力定律，可知FA>FB>FC
C．向心加速度aA>aB>aC
D．运动一周后，C先回到原地点
C　[由G＝m得v＝，即轨道半径越大，绕行速度越小，A项错误；由F＝G知，A、B、C质量关系未知，不能比较万有引力大小，B项错误，C项正确；由G＝4π2得T＝2π，知轨道半径越大，绕行周期越大，D项错误．]
7．土星的两颗卫星“土卫十”和“土卫十一”环绕土星做圆周运动，它们的质量之比约为3.6∶1，轨道半径近似相等，则土星对“土卫十”和“土卫十一”的万有引力之比约为(　　)
A．1∶3.6 B．3.6∶1
C.∶1 D．13∶1
答案：B
8.如图所示，神舟十一号飞船在椭圆轨道上从远地点P向近地点Q运动的过程中，飞船受到地球万有引力的大小将(　　)
A．变大 B．不变
C．变小 D．先变大后变小
答案：A
9．在正绕地球运行的人造卫星系统内，下列仪器还可以使用的有(　　)
A．天平 B．测力计
C．密度计 D．气压计
答案：B
10.如图所示是小明同学画的人造地球卫星轨道的示意图，则卫星(　　)
A．在a轨道运行的周期为24 h
B．在b轨道运行的速度始终不变
C．在c轨道运行的速度大小始终不变
D．在c轨道运行时受到的地球引力大小是变化的
答案：D
11．关于绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确的是(　　)
A．轨道半径越大，周期越大
B．轨道半径越大，线速度越大
C．轨道半径越大，角速度越大
D．轨道半径越大，向心加速度越大
答案：A
12．下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是(　　)
A．第一宇宙速度又称为逃逸速度
B．第一宇宙速度的数值是11.2 km/s
C．第一宇宙速度的数值是7.9 km/s
D．第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小线速度
C　[第一宇宙速度又称为环绕速度，数值为7.9 km/s，第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最大线速度．]
13．我国暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空进入高为5.0×102 km的预定轨道．“悟空”卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动．已知地球半径R＝6.4×103 km.下列说法正确的是(　　)
A．“悟空”卫星的线速度比同步卫星的线速度小
B．“悟空”卫星的角速度比同步卫星的角速度小
C．“悟空”卫星的运行周期比同步卫星的运行周期小
D．“悟空”卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小
答案：C
14．对于不同的地球同步卫星来说，它们一定具有相同的(　　)
A．质量 B．高度
C．向心力 D．万有引力
B　[所有的地球同步卫星都有相同的周期、环绕速度、角速度及运动轨道(高度)．]
15．当人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，下列说法正确的是(　　)
A．在同一轨道上，卫星质量越大，运动速度越大
B．同质量的卫星，轨道半径越大，向心力越大
C．轨道半径越大，运动周期越大
D．轨道半径越大，运动速度越大
C　[由G＝m得v＝，即卫星的运动速度与其质量无关，A错误．由F向＝G可知，同质量的卫星，轨道半径越大的卫星，向心力越小，B错误．由G＝mr得T＝，所以轨道半径越大的卫星，运动周期越大，C正确．由v＝可知，轨道半径越大的卫星，运动速度越小，D错误．]
二、单项选择题Ⅱ
16．甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道，以下判断正确的是(　　)
A．甲的周期小于乙的周期
B．乙的速度大于第一宇宙速度
C．甲的加速度小于乙的加速度
D．甲在运行时能经过北极的正上方
C　[地球卫星绕地球做圆周运动时，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律知G＝m，得T＝2π.r甲>r乙，故T甲>T乙，A错误．贴近地表运行的卫星的速度称为第一宇宙速度，由G＝知v＝，r乙>R地，故v乙比第一宇宙速度小，B错误．由G＝ma，知a＝，r甲>r乙，故a甲17.土星最大的卫星叫“泰坦”(如图)，每16天绕土星一周，其公转轨道半径为1.2×106 km.已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，则土星的质量约为(　　)
A．5×1017 kg B．5×1026 kg
C．5×1033 kg D．5×1036 kg
B　[根据“泰坦”的运动情况，由万有引力提供向心力，则G＝m2r，化简得到M＝，代入数据得M≈5×1026 kg，故选B.]
18．长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1＝19 600 km，公转周期T1＝6.39天.2006年3月，天文学家发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转半径r2＝48 000 km，则它的公转周期T2最接近于(　　)
A．15天 B．25天
C．35天 D．45天
答案：B
19．如图所示，在地面上发射一个飞行器，进入椭圆轨道Ⅱ运行，其发射速度(　　)
A．等于7.9 km/s
B．大于16.7 km/s
C．大于7.9 km/s，小于11.2 km/s
D．大于11.2 km/s，小于16.7 km/s
答案：C
20．星系由很多绕中心做圆周运动的恒星组成．科学家研究星系的一种方法是测量恒星在星系中的运行速度v和离星系中心的距离r，用v∝rn这样的关系来表达．科学家们特别关心指数n，若作用于恒星的引力主要来自星系中心的巨型黑洞，则n的值为(　　)
A．1 B．2
C. D．－
D　[恒星受到的万有引力提供向心力，则有G＝m，可得v＝＝·r－，所以v∝r－，n为－，故D正确．]
21．地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为，则该处距地球表面的高度为(　　)
A．(－1)R B．R
C．R D．2R
A　[在地球表面G＝mg，在距地面高空h处G＝mg，由此两式可得h＝(－1)R，故选项A正确．]
22．已知某天体的第一宇宙速度为8 km/s，则高度为该天体半径的宇宙飞船的运行速度为(　　)
A．2 km/s B．4 km/s
C．4 km/s D．8 km/s
C　[第一宇宙速度实际上就是宇宙飞船沿近地面轨道运行的速度．根据G＝m，即v＝，可得：线速度与轨道半径的平方根成反比，宇宙飞船的速度为第一宇宙速度的，所以选项C正确．]
23．若使空间探测器挣脱太阳引力的束缚，其发射速度至少要达到(　　)
A．环绕速度 B．第一宇宙速度
C．第二宇宙速度 D．第三宇宙速度
答案：D
24．如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则(　　)
A．该卫星的发射速度必定大于11.2 km/s
B．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9 km/s
C．在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度
D．卫星在Q点通过减速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
C　[11.2 km/s是第二宇宙速度，若大于此值就会飞出地球引力范围，故A错误.7.9 km/s是最大环绕速度，在同步轨道上运行时的速度一定小于7.9 km/s，所以B错误．从P到Q的过程中引力做负功，动能减小，所以C正确．由于轨道Ⅰ过Q点时做近心运动，要使其在轨道Ⅱ上做匀速圆周运动，必须加速，故D错误．]
25．我国首颗量子科学实验卫星“墨子号”已于酒泉成功发射，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信．“墨子号”由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道．此前在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7.G7属于地球静止轨道卫星(高度约为36 000千米)，它将使北斗系统的可靠性进一步提高．关于卫星，以下说法中正确的是(　　)
A．这两颗卫星的运行速度可能大于7.9 km/s
B．通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方
C．量子科学实验卫星“墨子号”的周期比北斗G7小
D．量子科学实验卫星“墨子号”的向心加速度比北斗G7小
答案：C
三、多项选择题
26．由于轨道调整的需要，“嫦娥二号”绕月做圆周运动的半径减小，则它的(　　)
A．线速度变小 B．加速度变大
C．周期变大 D．向心力变大
答案：BD
27．下列关于万有引力定律的说法中，正确的是(　　)
A．万有引力定律是牛顿发现的
B．F＝G中的G是一个有单位的常量
C．万有引力定律只适用于两个天体间的相互作用
D．两个质量分布不均匀的球体之间的万有引力也可以用F＝G来计算，r是两球体球心间的距离
答案：AB
28．(2018·东莞学考模拟)关于地球同步通信卫星，下列说法正确的是(　　)
A．它们的运行周期都是24小时
B．它们到地球表面的距离是确定的
C．它们都以7.9 km/s做圆周运动
D．它们做圆周运动的圆心是地心
答案：ABD
29．假设行星绕太阳在某轨道上做匀速圆周运动，下列有关说法正确的是(　　)
A．行星受到太阳的引力和向心力
B．太阳对行星有引力，行星对太阳没有引力
C．太阳与行星之间有相互作用的引力
D．太阳对行星的引力与行星的质量成正比
CD　[向心力是根据作用效果命名的力，它不是某种性质的力，没有施力物体，A错误．太阳与行星间的引力是一对相互作用力，B错误，C正确．由F＝知，D正确．]
30．如图所示，a、b、c是在地球大气层外的圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等，且小于c的质量，则(　　)
A．b所需向心力最小
B．b、c的周期相同且小于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、c的线速度大小相等，且小于a的线速度
AD　[卫星运动所需的向心力由它们所受的万有引力提供，由F万＝G以及质量关系和半径关系可推知Fa>Fb，Fc>Fb，即卫星b所需的向心力最小，A正确．由T＝2π知，b、c的周期相等，且大于a的周期，B错误．由a＝知，b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度，C错误．由v＝知b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度，D正确．]