内容正文:
参考答案
一、单选题
1.B2.C3.B4.D5.A6.D7.C8.D
二、多选题
9.BD 10.BD 11.ACD 12.BC
三、计算题
2R0
2Ro
3
T-4π
2Ro
4元.
13.答案:(1)
g
g
(2)
解析:(1)卫星以半径2R绕地球做匀速圆周运动,
GMm =m(2Ro2
万有引力提供向心力,有(2R,月
GMmo =mog
处于地球表面的物体所受的重力约等于地球对它的万有引力,则R
T=4π,
2R0
解得
g
(2)设人在B位置时接收到卫星在A位置发射的信号,最后在B,位置时不能接收到信号,此时卫星在
A位置由题知OA=20B,0A,=20B,
B
A
4OB=∠A,0B,=
则
+62m=2
设从B到B时间为6,则3T
4πT
2Ro
t=
3
T-4兀,
2Ro
解得
14.解析:(1)物体落地时竖直方向的速度y=tan8
又=gt
-7者
忽略星球自转的影响,由牛顿第二定律有R2
GMm =mg=m-
R
v=1gR=
3voR
可得该星球的第一宇宙速度
4t
(2)由R2=mgM=8R23,R2
GMm
可得G4tG
M
v
3
4
9Vo
解得该星球的平均密度'16πGtR
(3)若利用三颗同步卫星全覆盖该星球赤道周围,星球自转周期临界时如图所示
Q同步卫星
星球
R
dha
同步卫星
同步卫星
R=2R
由几何关系可知&=30°,=sina
GMm
,=m
4n2
万有引力提供同步卫星运行的向心力,有2
72
T=2π
8R3
2Rt
=8π
可得该星球自转的最小周期
8oR2
8016π2R
15.答案:(1)G(2)16T2
解析:(1)设质量为m。的物体在北极地面静止,则
m8=GMm
R2
M=8R2
解得G
F=G Mim
(2)设货物质量为,在距地面高3R的站点受到的万有力为F,则
(4R2
货物绕地球做匀速圆周运动,设太空电梯对货物的支持力为N,则F-V=m@2.4R
害,三芝一深得名二合
河师大物理2026下学期月考一
一、单选题
1.有A、B、C、D四颗地球卫星,卫星A还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,卫星B在地面附近近地轨道上正常运行,C是地球同步卫星,D是高空探测卫星,各卫星排列位置如图,重力加速度为g,则( )
A.A的向心加速度大小等于重力加速度大小g
B.B在相同时间内转过的弧长最长
C.C在4 h内转过的圆心角是
D.D的运行周期有可能是20 h
2.设想将来发射一颗人造卫星,能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行,该轨道可视为圆轨道.该卫星与月球相比,一定相等的是( )
A.质量 B.向心力大小
C.向心加速度大小 D.受到地球的万有引力大小
3.假设宇宙中有一双星系统由质量分别为m和M的A、B两颗星体组成.这两颗星绕它们连线上的某一点在二者万有引力作用下做匀速圆周运动,如图所示,A、B两颗星的距离为L,引力常量为G,则( )
A.因为,所以
B.两颗星做圆周运动的周期为
C.A做圆周运动需要的向心力大于B做圆周运动需要的向心力
D.若A由于不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大,其他量不变,则A的角速度缓慢减小
4.北斗卫星导航系统由地球中轨道卫星(MEO)、地球静止轨道卫星(GEO)和倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)组成。如图所示,卫星A、B、C分别位于GEO轨道、IGSO轨道、MEO轨道,IGSO轨道与MEO轨道共面,卫星周期。下列说法正确的是( )
A.卫星A的速率大于卫星C的速率
B.卫星A和卫星B受到地球的引力大小一定相等
C.卫星C在合适的位置减速可以变轨到IGSO轨道
D.某时刻卫星B、C相距最近,经过时间,再次相距最近
5.如图所示,Ⅰ为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星,其对地张角为;Ⅱ为地球的近地卫星。已知地球的自转周期为,引力常量为G,根据题中条件,可求出( )
A.地球的平均密度为
B.卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的加速度之比为
C.卫星Ⅱ的周期为
D.卫星Ⅱ运动的周期内无法直接接收到卫星Ⅰ发出的电磁波信号的时间为
6.考虑到地球自转的影响,下列示意图中可以表示地球表面P点处重力加速度g方向的是( )
A. B.
C. D.
7.中国计划于2028年前实施天问三号火星探测任务。假设天问三号火星探测器从地球发射后,由图(a)所示的A点沿地火转移轨道到C点,再依次进入图(b)所示的调相轨道和停泊轨道。已知地球、火星绕太阳做圆周运动的轨道半径分别为、,图(b)中阴影部分面积为探测器在不同轨道上运行时与火星中心连线在相同时间扫过的面积。则( )
A.图(b)中两阴影部分的面积相等
B.探测器从调相轨道变到停泊轨道需要在P点加速
C.探测器从A点转移到C点的时间为年
D.探测器在地火转移轨道上C点的速度大于地球绕太阳的速度
8.如图甲所示,河外星系中有两个黑洞,质量分别为和,它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。为研究方便简化为如图乙所示示意图,黑洞A和黑洞B均可看成质量均匀球体,O为两黑洞做圆周运动的圆心,,且黑洞A的半径大于黑洞B的半径。下列说法正确的是( )
A.黑洞A的角速度小于黑洞B的角速度
B.两个黑洞之间的质量关系一定是
C.人类要把航天器发射到距黑洞A较近的区域进行探索,发射速度应大于第二宇宙速度并且小于第三宇宙速度
D.若两黑洞的质量一定,两黑洞之间的距离越大,其转动周期越大
二、多选题
9.2024年5月3日,“嫦娥六号”探测器顺利进入地月转移轨道,正式开启月球之旅。相较于“嫦娥四号”和“嫦娥五号”,本次的主要任务是登陆月球背面进行月壤采集,并通过升空器将月壤转移至绕月运行的返回舱,返回舱再通过返回轨道返回地球。设返回舱绕月运行的轨道为圆轨道,半径近似为月球半径。已知月球表面重力加速度约为地球表面的,月球半径约为地球半径的。关于返回舱在该绕月轨道上的运动,下列说法正确的是( )
A.其相对于月球的速度大于地球第一宇宙速度
B.其相对于月球的速度小于地球第一宇宙速度
C.其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的倍
D.其绕月飞行周期约为地球上近地圆轨道卫星周期的倍
10.已知质量分布均匀的空心球壳对内部任意位置的物体引力为0。P、Q两个星球的质量分布均匀且自转角速度相同,它们的重力加速度大小g随物体到星球中心的距离R变化的图像如图所示。关于P、Q星球,下列说法正确的是( )
A.质量相同 B.密度相同
C.第一宇宙速度大小之比为2∶1 D.同步卫星距星球表面的高度之比为1∶2
11.有一孤立星系,中心天体周围有三颗行星,如图所示,中心天体质量远大于行星质量,不考虑行星之间的万有引力,行星Ⅰ、Ⅲ为圆轨道,半径分别为、,行星Ⅱ为椭圆轨道,半长轴,与行星Ⅰ轨道在B点相切,下列说法正确的是( )
A.行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等 B.行星Ⅱ在P点与行星Ⅲ在D点的加速度相同
C.行星Ⅲ的速率小于行星Ⅱ在B点的速率 D.行星Ⅰ的速率小于行星Ⅱ在B点的速率
12.2025年4月,我国已成功构建国际首个基于DRO(远距离逆行轨道)的地月空间三星星座,DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道,该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b,卫星的运行周期为T;卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道,周期也为T。月球的质量为M,半径为R,引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力,则( )
A. B.
C. D.
三、计算题
13.如图所示,一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星,其轨道平面与地球赤道平面重合,离地面的高度等于地球半径,。该卫星不断地向地球发射微波信号,已知地球表面重力加速度为g。
(1)求卫星绕地球做圆周运动的周期T;
(2)设地球自转周期为(),该卫星绕地球转动方向与地球自转方向相同,则在赤道上的任意一点能连续接收到该卫星发射的微波信号的时间是多少?(图中、为开始接收到信号时,卫星与接收点的位置关系)
14.某宇航员到达一星球表面,将一质量为m的物体从地面某高度处(高度远小于星球半径)沿水平方向以初速度抛出,经过时间t落地,此时速度方向与水平方向夹角为,已知引力常量为G,星球的半径为R。忽略该星球自转的影响,,。求:
(1)该星球的第一宇宙速度;
(2)该星球的平均密度;
(3)若利用三颗同步卫星全覆盖该星球赤道周围,该星球自转的最小周期。
15.石墨烯是一种具有超轻超高强度的新型材料。有人设想:用石墨烯制作超级缆绳连接地球赤道上的固定基地与同步空间站,利用超级缆绳承载太空电梯从地球基地向空间站运送物资。已知地球半径R,自转周期T,地球北极表面重力加速度,引力常量G。
(1)求地球的质量M;
(2)如图,太空电梯停在距地3R的站点,求该站点处的重力加速度g的大小。
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