湖北省黄冈市2018-2019学年高一下学期3月月考物理试卷

在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（　 ）

A. 开普勒根据哥白尼对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律

B. 由于牛顿在万有引力定律方面的杰出成就，所以被称为能“称量地球质量”的人

C. 英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量G的数值。

D. 天王星是利用万有引力计算出轨道的，故其被称为“笔尖下发现的行星”。

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关于开普勒第三定律,以下理解正确的是(　　　 )

A. 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

B. 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为,周期为;月球绕地球运转轨道的长半轴为,周期为,则:

C. T表示行星运动的自转周期

D. T表示行星运动的公转周期

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赤道上随地球自转的物体A,赤道上空的近地卫星B,地球的同步卫星C,它们的运动都可以视为匀速圆周运动。分别用a、v、T、ω表示它们的向心加速度、线速度、周期和角速度,下列判断正确的是(   )

A. aA>aB>aC B. vB>vC>vA

C. TA>TB>TC D. ωA>ωC>ωB

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如图所示，在同一轨道平面上的三个人造地球卫星A、B、C在某一时刻恰好在同一直线上，下列说法正确的有 ( )

A. 根据v＝，可知vA＜vB＜vC B. 根据万有引力定律，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

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环绕地球做圆周运动的卫星，其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r与周期T，作出如图所示图象，则可求得地球密度为（已知引力常量为G，地球的半径为R）（　　）

A.  B.  C.  D.

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“嫦娥三号”任务是我国探月工程“绕、落、回”三步走中的第二步，“嫦娥三号”分三步实现了在月球表面平稳着陆。一、从100公里×100公里的绕月圆轨道上，通过变轨进入100公里×15公里的绕月椭圆轨道；二、着陆器在15公里高度开启发动机反推减速，进入缓慢的下降状态，到100米左右着陆器悬停，着陆器自动判断合适的着陆点；三、缓慢下降到距离月面4米高度时无初速自由下落着陆。下图是“嫦娥三号”飞行轨道示意图（悬停阶段示意图未画出）。下列说法错误的是（ ）

A. “嫦娥三号”在椭圆轨道上的周期小于圆轨道上的周期

B. “嫦娥三号”在圆轨道和椭圆轨道经过相切点时的加速度相等

C. 着陆器在100米左右悬停时处于失重状态

D. 着陆瞬间的速度一定小于9m/s

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如图所示，卫星P绕地球做匀速圆周运动，卫星轨道平面与地球赤道平面在同一平面内，地球相对卫星P的张角为θ，若3颗卫星P在同一轨道适当位置，信号可以覆盖地球的全部赤道表面，下列说法正确的是（　　）

A. 张角

B. 张角越大，卫星运行的线速度越小

C. 张角越大，每颗卫星的信号覆盖地球的表面积越大

D. 若地球半径为R，则卫星离底面的高度为

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假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则（　　）

A. 根据公式，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍

B. 根据公式，可知卫星所需的向心力将减小到原来的

C. 根据公式，可知地球提供的向心力将减小到原来的

D. 根据上述选项B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的

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英国《每日邮报》网站2015年4月3日发表了题为《NASA有能力在2033年将宇航员送入火星轨道并在2039年首次登陆火星》的报道。已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期基本相同。地球表面重力加速度是g，若宇航员在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略自转影响的条件下，下述分析正确的是：(　　　　 )

A. 火星表面的重力加速度是

B. 火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍

C. 宇航员在火星上向上跳起的最大高度是

D. 宇航员在火星表面所受火星引力是他在地球表面所受地球引力的倍

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我国于2007年10月24日发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的路线示意图如图所示．卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道，卫星开始对月球进行探测．已知地球与月球的质量之比为a，卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b，卫星在停泊轨道与工作轨道上均可视为做匀速圆周运动，则（ ）

A. 卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为

B. 卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为

C. 卫星在停泊轨道和工作轨道运行的向心加速度之比为

D. 卫星在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度

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把太阳系各行星的运动近似看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星（　　）

A. 周期越小 B. 线速度越小 C. 角速度越大 D. 加速度越小

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如图所示为哈雷慧星轨道示意图，A点和B点分别为其轨道的近日点和远日点，则关于哈雷慧星的运动下列判断正确的是

A. 在A点的线速度大于在B点的线速度

B. 在A点的角速度小于在B点的角速度

C. 在A点的加速度等于在B点的加速度

D. 哈雷慧星的公转周期一定大于1年

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中国2018年发射“嫦娥四号”月球探测器，在月球背面软着陆，假设“嫦娥四号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，引力常量为G。

（1）月球的密度

（2）月球的表面重力加速度

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关于行星的运动，开普勒第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即 ，k是一个对所有行星都相同的常量。

（1）将行星绕太阳的运动按匀速圆周运动处理，请推导太阳系中该常量k的表达式。（已知引力常量为G，太阳的质量为M）

（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立。经测定月地距离为r1=3.8×108m，月球绕地球运动的周期T1=2.4×106S。①推导地球质量M地的表达式。②估算其数值。（G=6.67×N·m2／kg2，结果保留一位有效数字）

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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变化，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。用石墨烯超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现。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质交换。

（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动能。设地球自转的角速度为ω，地球半径为R。

（2）当电梯仓停在距地面高度h2=4R的站点时，求仓内质量m2=50kg的人对水平地板的压力大小。取地面附近的重力加速度g=10m/s2，地球自转的角速度ω=7.3×10-5rad/s，地球半径R=6.4×103km。

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由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的影响，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内做角速度相同的圆周运动（图示为A、B、C三颗星体质量不相同时的一般情况）若A星体的质量为2m，B、C两星体的质量均为m，三角形的边长为a，求：

（1）A星体所受合力的大小FA；

（2）B星体所受合力的大小FB；

（3）C星体的轨道半径RC；

（4）三星体做圆周运动的周期T。

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未来“嫦娥五号”落月后，轨道飞行器将作为中继卫星在绕月轨道上做圆周运动，如图所示．设卫星距离月球表面高为h，绕行周期为T，已知月球绕地球公转的周期为T0，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球半径为r，万有引力常量为G.试分别求出：

(1)地球的质量和月球的质量；

(2)中继卫星向地球发送的信号到达地球，最少需要多长时间？(已知光速为c，此问中设h≪r≪R)

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