1、一、選擇題12020 年 10 月 22 日，俄“聯(lián)盟 MS-16”載人飛船已從國(guó)際空間站返回地球，在哈薩克斯坦著陸。若載人飛船繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T 90min0，地球半徑為 R、表面的重力加速度為 g，則下列說法正確的是（ ）A飛船返回地球時(shí)受到的萬(wàn)有引力隨飛船到地心的距離反比例增加 B飛船在軌運(yùn)行速度一定大于 7.9km/sC飛船離地高度大于地球同步衛(wèi)星離地高度D該飛船所在圓軌道處的重力加速度為316 4 R 2 gT 402一項(xiàng)最新的研究發(fā)現(xiàn)，在我們所在星系中央隆起處，多數(shù)恒星形成于 100 億多年前的一 次恒星誕生爆發(fā)期。若最新發(fā)現(xiàn)的某恒星自轉(zhuǎn)周期為 T，星體為質(zhì)量均勻分布的球體

2、，萬(wàn) 有引力常量為 G，則以周期 T 穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為（ ）A3GT2B4GT2C6GT2D8GT23甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度低于甲的運(yùn)行高度，兩 衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道。以下判斷正確的是（ ）A甲的角速度小于乙的角速度 C乙的速度大于第一宇宙速度B甲的加速度大于乙的加速度 D甲在運(yùn)行時(shí)能經(jīng)過北京的正上方42019 年 1 月 3 日，“嫦娥四號(hào)”成為了全人類第一個(gè)在月球背面成功實(shí)施軟著陸的探測(cè) 器。為了減小凹凸不平的月面可能造成的不利影響，“嫦娥四號(hào)”采取了近乎垂直的著陸方 式。測(cè)得“嫦娥四號(hào)”近月環(huán)繞周期為 T，月球半徑為 R，引力常量為 G，

3、下列說法正確的是 （ ）A“嫦娥四號(hào)”著陸前的時(shí)間內(nèi)處于失重狀態(tài)B“嫦城四號(hào)”著陸前近月環(huán)繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度為 7.9km/sC月球表面的重力加速度 g=4 RT 2D月球的密度為 =3GT 252013 年 6 月 20 日，我國(guó)首次實(shí)現(xiàn)太空授課，航天員王亞平在飛船艙內(nèi)與地面學(xué)生實(shí)時(shí) 交流了 51 分鐘。設(shè)飛船艙內(nèi)王亞平的質(zhì)量為 m，用 R 表示地球的半徑，r 表示飛船的軌道 半徑，g 表示地球表面處的重力加速度，則下列說法正確的是（ ）A飛船所在軌道重力加速度為零B飛船繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為 51 分鐘g m C王亞平受到地球的引力大小為mgRr 22D王亞平繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度大于

4、7.9km/h6“嫦娥三號(hào)”是我國(guó)第一個(gè)月球軟著陸無人探測(cè)器，當(dāng)它在距月球表面為 100m 的圓形軌 道上運(yùn)行時(shí)，周期為 18mim。已知月球半徑和引力常量，由此不能推算出（ ）A月球的質(zhì)量C月球的第一宇宙速度B“嫦娥三號(hào)”的質(zhì)量D“嫦娥三號(hào)”在該軌道上的運(yùn)行速度7如圖所示的三個(gè)人造地球衛(wèi)星，則說法正確的是（ ）A衛(wèi)星可能的軌道為 a、b、cB衛(wèi)星可能的軌道為 a、cC同步衛(wèi)星可能的軌道為 a、cD同步衛(wèi)星可能的軌道為 a、b8已知地球表面的重力加速度為 ，地面上空離地面高度等于地球半徑的某點(diǎn)有一衛(wèi)星 恰好經(jīng)過，該衛(wèi)星的質(zhì)量為 ，則該衛(wèi)星在該點(diǎn)的重力大小為（ ）AmgB12mgC13mg1D

5、mg49我國(guó)在 2020 年發(fā)射了一顆火星探測(cè)衛(wèi)星，預(yù)計(jì) 2021 年 7 月之前落到火星，對(duì)火星展 開環(huán)繞勘探。若將地球和火星均視為球體，它們繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有關(guān) 數(shù)據(jù)如表所示，則下列說法正確的是（ ）行星星體半徑/m質(zhì)量/kg公轉(zhuǎn)周期/年火星3 1066 10 23 2地球6 1066 10241A火星表面的重力加速度大小約為地球表面重力加速度大小的15B火星的第一宇宙速度約為地球第一宇宙速度的 C火星的密度約為地球密度的 8 倍15D火星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的向心加速度大小約為地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的向心加速度大小的1410中國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器“天問一號(hào)”于 2020 年 7 月 23 日發(fā)

6、射升空，計(jì)劃飛行約 7 個(gè)月抵 達(dá)火星。若已知火星半徑為地球的一半、質(zhì)量為地球的十分之一。則（ ）A此次天問一號(hào)的發(fā)射速度大于 16.7km/sB火星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為 5 :1C火星表面處的重力加速度為地球的 0.4 倍D天問一號(hào)在火星表面環(huán)繞飛行時(shí)的周期與地球近地衛(wèi)星的周期相等11迄今為止，人類已經(jīng)發(fā)射了數(shù)千顆人造地球衛(wèi)星，其中的通信、導(dǎo)航、氣象等衛(wèi)星已 極大地改變了人類的生活。如圖所示為我國(guó)發(fā)射的二氧化碳監(jiān)測(cè)衛(wèi)星軌跡示意圖。已知該 衛(wèi)星在半徑為 r 的圓軌道上運(yùn)行，經(jīng)過時(shí)間 t，通過的弧長(zhǎng)為 s。已知引力常量為 G。下列 說法正確的是（ ）A該衛(wèi)星的發(fā)射速度小于 7

7、.9km/s B該衛(wèi)星的運(yùn)行速度大于 7.9km/sC可算出該衛(wèi)星的周期為D可算出地球平均密度為2rts3s 2 4Gt 2r2122020 年 7 月 23 日 12 時(shí) 41 分，我國(guó)在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)，用長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火 箭將“天問一號(hào)”火星探測(cè)器發(fā)射升空，并成功送入預(yù)定軌道，邁出了我國(guó)自主開展行星探 測(cè)的第一步。假設(shè)火星和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。某一時(shí)刻，火星 會(huì)運(yùn)動(dòng)到日地連線的延長(zhǎng)線上，如圖所示。下列選項(xiàng)正確的是（ ）A“天問一號(hào)”在發(fā)射過程中處于完全失重狀態(tài)B圖示時(shí)刻發(fā)射“天問一號(hào)”，可以垂直地面發(fā)射直接飛向火星C火星的公轉(zhuǎn)周期大于地球的公轉(zhuǎn)周期D從圖示時(shí)刻再

8、經(jīng)過半年的時(shí)間，太陽(yáng)、地球、火星再次共線13地球公轉(zhuǎn)軌道的半徑在天文學(xué)上常用來作為長(zhǎng)度單位，叫做天文單位，用來量度太陽(yáng) 系內(nèi)天體與太陽(yáng)的距離已知木星公轉(zhuǎn)的軌道半徑約 5.0 天文單位，請(qǐng)估算木星公轉(zhuǎn)的周 期約為多少地球年（ ）A3 年B5 年C11 年D25 年14對(duì)于萬(wàn)有引力定律的表述式F Gm m1 2r 2，下面說法中不正確的是（ ）1 21 21 2A B A BA BA BA BA BA a R T A公式中 G 為引力常量，它是由實(shí)驗(yàn)測(cè)得的，而不是人為規(guī)定的B當(dāng) r 趨近于零時(shí)，萬(wàn)有引力趨于無窮大Cm 與 m 受到的引力總是大小相等的，方向相反，是一對(duì)作用力與反作用力Dm 與 m

9、受到的引力總是大小相等的，而與 m 、m 是否相等無關(guān)15已知太陽(yáng)系的兩個(gè)行星 A 和 B 的公轉(zhuǎn)軌道半徑分別為 r 、r ，且 r r 。關(guān)于這兩個(gè)行 星的運(yùn)動(dòng)，以下說法正確的是（ ）AA 行星的線速度比 B 行星的線速度小，即 v vBA 行星的角速度比 B 行星的角速度小，即 CA 行星公轉(zhuǎn)周期比 B 行星的公轉(zhuǎn)周期小，即 T TDA 行星的向心加速度比 B 行星的向心加速度小，即 a a二、填空題16火星半徑是地球半徑的121，火星質(zhì)量是地球質(zhì)量的 ，忽略火星的自傳，如果地球10上的質(zhì)量為 60Kg 的人到火星上去，那么此人在火星表面所受的重力是_N，在 火星表面由于火星的引力產(chǎn)生的加

10、速度是_m/s2；在地球表面上可舉起 60Kg 杠 鈴的人，到火星上用同樣的力，可舉起質(zhì)量為_kg 的物體。17甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為 M 和 2M 的行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則 兩顆星運(yùn)動(dòng)的角速度之比為_，向心加速度之比為_。18某星球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的 9 倍，半徑約為地球半徑的一半，該星球表面的重力加 速度與地球表面的重力加速度之比_。192020 年 12 月 3 日，攜帶月球 m=2kg 樣品的“嫦娥五號(hào)”上升器先完成月面豎直向上起 飛，然后進(jìn)入近圓形的環(huán)月軌道。設(shè)此環(huán)月軌道半徑為 r，月球的質(zhì)量為 M，萬(wàn)有引力常 量為 G，則在向上起飛階段樣品的慣性_（選填“增大

11、”、 “不變”和“減小”），上 升器在此環(huán)月軌道上運(yùn)行周期為_。20兩顆行星 A 和 B 各有一顆衛(wèi)星 a 和 b，衛(wèi)星軌道接近各自行星的表面，如果兩行星的質(zhì)量之比為MMABR T=p，兩行星半徑之比為 = q，則兩個(gè)衛(wèi)星的周期之比 為B b_。21如圖，某地球衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動(dòng)，每經(jīng)過時(shí)間 t 通過的軌道弧長(zhǎng)為 l、掃過的圓心角為 （弧度）。該衛(wèi)星的周期為_，地球的質(zhì)量為_。（已知引力常量為 G）1 21 21 2 1 21 222按照愛因斯坦狹義相對(duì)論，以速度 v 運(yùn)動(dòng)的物體的相對(duì)論質(zhì)量 m（即運(yùn)動(dòng)質(zhì)量）與靜止質(zhì)量 m 的關(guān)系為0m m0v 2 那么速度為 7.9km/s 的運(yùn)動(dòng)火箭的相對(duì)論

12、質(zhì)量 m 約是靜 1 c 2止質(zhì)量 m 的_倍；速度為 0.9c 的運(yùn)動(dòng)電子的相對(duì)論質(zhì)量 m 是靜止質(zhì)量 m 的 0 0_倍23某行星和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓，每過 N 年，該行星會(huì)運(yùn)行到日地連線的 延長(zhǎng)線上，如用所示，地球和行星做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力來源于_，該行星與地球的 公轉(zhuǎn)半徑比為_。24火星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的1101，火星半徑是地球半徑的 ，地球的第一宇宙速度是27.9km/s，則火星的第一宇宙速度為_25某物體在地球表面上受到地球?qū)λ囊Υ笮?960N，為使此物體受到的引力減至 60N，物體距地面的高度應(yīng)為_R（R 為地球的半徑）26兩個(gè)行星的質(zhì)量分別為 m 、m ，它

13、們繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑分別為 R 、R .如果 m 2m ，R 4R ，那么，它們運(yùn)行的周期之比 T T _.三、解答題27如圖所示，A 是地球的同步衛(wèi)星，另一衛(wèi)星 B 的圓形軌道位于赤道平面內(nèi)，離地面高 度為 h。已知地球半徑為 R，地球自轉(zhuǎn)角速度為 ，地球表面的重力加速度為 g，O 為地球 中心。(1)求衛(wèi)星 B 的運(yùn)行周期；(2)若衛(wèi)星 B 繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時(shí)刻 A、B 兩衛(wèi)星相距最近，則至少經(jīng)過多 長(zhǎng)時(shí)間，它們?cè)僖淮蜗嗑嘧罱?28如圖所示，宇航員站在某一質(zhì)量分布均勻的星球表面一斜坡上的 P 點(diǎn)沿水平方向以初v 0速度 拋出一個(gè)小球，測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間 t 落到斜坡上另一點(diǎn) Q

14、，斜面的傾角為 ，已知該 星球半徑為 R，萬(wàn)有引力常量為 G，求：(1)該星球表面的重力加速度 g；(2)該星球的第一宇宙速度 v；(3)人造衛(wèi)星在該星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最小周期 T。29已知某星球的質(zhì)量為地球質(zhì)量的 4 倍，半徑為地球半徑的一半。(1)在該星球和地球表面附近，以同樣的初速度分別豎直上拋同一個(gè)物體，則上升的最大高 度之比是多少？(2)若從地球表面附近某處（此處高度較?。┢綊佉粋€(gè)物體，射程為 40m，則在該星球上， 從同樣的高度以同樣的初速度平拋同一物體，射程是多少？302016 年 10 月 19 日，我國(guó)發(fā)射的“神舟十一號(hào)”載人飛船與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室成功 實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接，如圖 1 所示。隨后，航天員景海鵬、陳冬先后進(jìn)入“天宮二號(hào)”空間實(shí) 驗(yàn)室，開啟 30 天