倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的角速度之比约为（ ）
A．1：4 B．4：1 C．1：8 D．8：1
18．对于环绕地球做圆周运动的卫星来说，它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化，某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径三次方r3与周期平方T2的关系作出如图所示图象，则可求得地球质量为（已知引力常量为G）（ ）
GaA．
4?2bGbB．
4?2a4?2bC．
Ga4?2aD．
Gb19.“神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接及“蛟龙”号下潜突破7000米入选2012年中国十大科技进展新闻．若地球半径为R，把地球看做质量分布均匀的球体（质量分布均匀的球壳对球内任一质点的万有引力为零）．“蛟龙”号下潜深度为d，“天宫一号”轨道距离地面高度为h，“天宫一号”所在处与“蛟龙”号所在处的重力加速度之比为（ ）
R3R?d(R?d)(R?h)(R?d)(R?h)2A. B． C D ．．23(R?d)(R?h)2R?hRR20.如图所示，曲线Ⅰ是绕地球做圆周运动卫星1的轨道示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是绕地球做椭圆运动卫星2的轨道示意图，O点为地球的地心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法错误的是（ ）
A．椭圆轨道长轴AB的长度为2R
B．在Ⅰ轨道的卫星1的速率为v0，在Ⅱ轨道的卫星2通过B点的速率为vB，v0>vB C．在Ⅰ轨道的卫星1的加速度大小为a0，在Ⅱ轨道的卫星2通过A点的加速度大小为aA，
a0?aA
D．若OA=0.5R，则卫星在B点的速率vB＜ 2GM 3R21.(多选)如图所示，观察“神州十号”在圆轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为
l，该弧长对应的圆心角为θ(弧度)，已知引力常量为G，则( )
A.神舟十号的线速度为l/t
l3B.由此可推导出地球的质量为2
Gt?B. 由此可推出地球的质量为
D.若地球质量变大，神舟十号轨道不变，则运行周期变短
22.如图所示是嫦娥三号奔月过程中某阶段的运动示意图，嫦娥三号沿椭圆轨道Ⅰ运动到近月点P处变轨进入圆轨道Ⅱ，嫦娥三号在圆轨道Ⅱ做圆周运动的轨道半径为r，周期为T，已知引力常量为G，下列说法中正确的是( )
A．由题中(含图中)信息可求得月球的质量 B．由题中(含图中)信息可求得月球第一宇宙速度 C．嫦娥三号在P处变轨时必须点火加速
D．嫦娥三号沿椭圆轨道Ⅰ运动到P处时的加速度大于沿圆轨道Ⅱ运动到P处时的加速度 23.科学家威廉·赫歇尔首次提出了“双星”这个名词。现有由两颗中子星A、B组成的双星系统，可抽象为如图所示绕O点做匀速圆周运动的模型，已知A的轨道半径小于B的轨道半径，若A、B的总质量为M，A、B间的距离为L，其运动周期为T，则（ ）
A．B的线速度一定小于A的线速度 B．B的质量一定大于A的质量 C．M一定，L越大，T越小 D．L一定，M越大，T越小
24.如图所示，某次发射同步卫星时，先进入一个近地的圆轨道，然后在P点经极短时间点火变速后进入椭圆形转移轨道(该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P点，远地点为同步
轨道上的Q点)，到达远地点时再次经极短时间点火变速后，进入同步轨道．设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在P点经极短时间变速后的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3，在Q点经极短时间变速后进入同步轨道后的速率为v4.下列关系正确的是( )
A．在外圆轨道运动的周期小于椭圆轨道的周期 B．P处加速度不同，向心加速度也不相同 C．V2>v1>v4>v3
D．不能比较v4和v2的大小关系
25.(多选)已掌握“半弹道跳跃式高速再入返回技术”,为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础。如图虚线为地球大气层边界,返回器与服务舱分离后,从a点无动力滑入大气层,然后经b点从c点“跳”出,再经d点从e点“跃入”实现多次减速,可避免损坏返回器。d点为轨迹的最高点,与地心的距离为R,返回器在d点时的速度大小为v,地球质量为M,引力常量为G. 则返回器
A．在b点处于失重状态 B．在b点处于超重状态
C．在d点时的加速度大小为
GMGM Ddv> ．在点时的速度大小v?2RR26．如图所示，A是地球的同步卫星，另一星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h，若卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时则A、B两卫星相距最近（O、B、A在同一直线上），则至少经过时间t，它们再一次相距最近。已知地球半径为R，地球自转角速度为
?0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心，则（ ）
（R+h)32(R?h)3A．卫星B的运行周期为2? B．卫星B的运行周期为2?
gR2gR2C．
t?2? D．gR2??0(R?h)3t?? gR2??0(R?h)3二、计算题（共48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。)
27.(10分)由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同：若地球表面两极处的重力加速度大小为g0，在赤道处的重力加速度大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G，地球可视为质量均匀分布的球体。求：
(1)地球半径R； (2)地球的平均密度；
28.(12分)通信卫星A需要“静止”在赤道上空的某一点，因此它的运行周期必须与地球自转周期相同，已知通信卫星A离地面的高度为H，地球的半径为R，地面附近的重力加速度为g，万有引力常量为G，求（用字母表示）：
（1）通信卫星A的线速度；
（2）若卫星B绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为地球半径的3倍，则通信卫星A与卫星B的线速度之比。
29.(12分)某课外小组经长期观测，发现靠近某行星周围有众多卫星，且相对均匀地分布于行星周围，假设所有卫星绕该行星的运动都是匀速圆周运动，通过天文观测，测得离行星最近的一颗卫星的运动半径为R1，周期为T1，已知万有引力常为G．求：
（1）行星的质量；
（2）若行星的半径为R，行星的第一宇宙速度；
（3）通过天文观测，发现离行星很远处还有一颗卫星，其运动半径为R2，周期为T2，试
估算靠近行星周围众多卫星的总质量．
30.(14分)石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在21世纪实现。科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换。
(1)若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站，求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的速度。设地球自转角速度为ω，地球半径为R。（第一问用字母表示结果）
(2)当电梯仓停在距地面高度h2＝4R的站点时，求仓内质量m2＝60kg的人对水平地板的压力大小。地面附近重力加速度g取10 m/s2，地球自转角速度ω＝7.3×105 rad/s，地球半径R＝6.4×103 km。（第二问结果保留三位有效数字）
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物理答案
1.B 2.D 3.C 4.B 5.AC 6.AC 7.B 8.B 9.A 10.BCD 11.C 12.BC 13.ABC 14.BD 15.BD 16.BC 17.C 18.D 19.B 20.C 21.ABD 22.A 23.D 24.C 25.BC 26.AC
27.（每问5分，共10分）
（1）地球表面两极有：F万=mg0 在赤道处，由牛顿第二定律可得：
河北省石家庄精英中学2019-2020学年高一下学期第二次调研考试物理试题（含答案）
