福建泉州第五中学2025-2026学年高一下学期物理单元测试（四）

泉州五中2028届高一物理单元测试（四) 考试时间：60分钟满分：100分 一、单项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个 选项中，只有一项是符合题目要求的。 1、自古以来，天体运动一直吸引着人类孜孜不倦地探索。关于天体运动研究的 内容及物理学史，以下描述正确的是（) A.开普勒利用自己多年观察的行星运动数据，建立了开普勒三大定律，被 誉为“天空立法者” B.卡文迪许设计扭秤实验装置，借助实验放大法，比较准确地测出了万有 引力常量G C.牛顿通过“月地检验”，发现了月球受到的引力与地面上物体所受重力是 不同性质的力 D.根据万有引力定律表达式F=Gm严，当两物体距离趋近于0时，其引力 无穷大 2.若用国际单位中的单位和导出单位表示引力常量G的单位，下列选项正确的 是() A.m3/(kg.s) B.m2/(kg.s2)C.N.m/kg2 D.N.m2/kg2 3.节气是指二十四个时节和气候，是中国古代订立的一种用来指导农事的补充 历法。现行二十四节气划分是以地球和太阳的连线每扫过15°定为一个节气。 如图所示为北半球二十四个节气时地球在公 地球公转方向 立夏 谷雨消明春分惊 转轨道上位置的示意图，其中冬至时地球在 小满 。。雨水 。立 近日点附近。则下列说法正确的是( 。大 A.地球从芒种到夏至的时间间隔比从大雪 远日 冬至 ·大雪 到冬至的长 ●小雪 立冬 B,立夏时地球的公转速度比谷雨时大 秋 白露税分来霜 C,夏至时地球受太阳的引力比冬至大 D.地球公转周期的三次方与轨道半长轴的平方的比值是一个仅与太阳质量 有关的常数 第1页共6页 4,如图所示为嫦娥六号在登陆月球背面进行采样过程中的轨道变化。航天器先 进入圆轨道1，然后在α点变轨进入椭圆轨道Ⅱ，再在b点变轨进入预定圆轨 道皿。航天器在轨道1上与地心连线单位时间内扫过的 面积为S1,在轨道Ⅲ上与地心连线单位时间内扫过的 面积为S2,轨道1与轨道Ⅲ的半径之比为13，航天器 b 在轨道I的周期为T,则( A.航天器在轨道Ⅱ的周期为V2T D.S1:S2=1:1 C.航天器在轨道I和在轨道Ⅱ正常运行分别经过a点时加速度大小相等 D.航天器在轨道Ⅱ和在轨道I正常运行分别经过b点时机械能大小相等 二、双项选择题：本题共4小题，每小题6分，共24分。每小题有两项符合要 求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分。 5.2026年3月30日，中科宇航力箭二号遥-一运载火箭在东风商业航天创新试 验区成功发射，将新征程01卫星、新征程02卫星和天视卫星01星送入预定 轨道，发射任务取得成功。若某卫星在半径为r的圆轨道上以周期T绕地球 运行，已知引力常量为G,地球半径为R,则 A,该卫星的发射速度大于11.2km/s B.该卫星做圆周运动的速度小于7.9km/s C.地球的质量为 G72 D地球的密度为3 GT2 6.2024年，我国“千帆星座”计划加速推进，该计划将构建由超万颗低轨卫星 组成的巨型星座，为全球用户提供高速互联网服务。星座中的两颗工作卫星S1、 S2的轨道示意图如图所示，两卫星在同一轨道平面内绕地球做匀速圆周运动， S1的轨道半径为r1,S2的轨道半径为r2,且r1>r2。某时刻S1、S2与地心0三 者恰好共线。下列说法正确的是() A,当S1、S2与地心再次共线时，S1比S2少转过180° 0 B.S1所受地球的万有引力一定小于S,所受地球的万有引力 C.通过调整轨道倾角，可使S始终悬停在泉州市的上空 D. 若要使卫星S进入更高的轨道，则应在原轨道上加速 第2页共6页 7.夜空中最亮的恒星大犬座α天狼星是双星系统。主星天狼A亮度极高，伴星 天狼B是人类最早发现的白矮星。假设两星体均可视 为质点，且忽略其他星体对双星的引力作用，双星绕 连线上的某点做圆周运动。下列说法正确的是( A.双星的角速度与质量成反比，即@1=2 2m1 B.双星的线速度大小与质量成反比，即凹=2 v2 m1 C.若双星的质量之和恒定，双星之间的距离减小，则双星的环绕周期增大 D.若双星的距离不变，双星的质量之和减小，则双星的环绕周期增大 8.我国将在2030年前后实施火星采样。若a为火星表面赤道上的物体，g为物 体在火星表面的重力加速度，b为轨道在火星赤道平面内的距离其表面有一 定高度的中轨道卫星，c为在火星赤道上空的火星同步静止卫星，b、c两卫 星的绕行方向相同。下列说法正确的是() A.a、b、c的周期大小关系为Tb>Ta=Tc B.a、b、c的线速度大小关系为va<vb<ve C.a、b、c的加速度大小关系为g>ab>ac>aa D,从b、c相距最近到下一次相距最近所需时间为T。 Tc-Tb 三、非选择题：共60分。其中9、10题填空题，11题为实验题，12、13、14 题为计算题。考生根据要求作答。 9.(6分)地球绕太阳公转的轨迹实际上是一个椭圆， 如图所示，F,和F2是椭圆轨道的两个焦点，O是椭圆 的中心。 (I)若太阳位于F,位置，则地球在A点的速率B点的速率（选填“<”、“>” 或“=”)： (2)地球分别经过A、B附近时，与太阳的连线在单位时间内扫描过的面积分别为 S1、S2,则SS2(选填“<”、“>”或“=”)： (3)地球绕太阳公转与月亮绕地球公转相比，它们轨道半长轴的立方与公转周期 的平方之比是否相等呢？答案是 （选填“是”或“否”)。 10.(6分)月地检验猜想：地球质量M,地球半径R,月球质量，地月距离r, 引力常量为G。根据牛顿第二定律有：月球轨道处的加速度a月= ,地 面上苹果的自由落体加速度a苹兰 。 由于r=60R,所以2 11.(6分)卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量： (1)横梁一端固定有一质量为m半径为r的均匀铅 球A,旁边有一质量为m,半径为r的相同铅球B, 平面镜 0光源 A、B两球表面的最近距离L,已知引力常量为G, .*0 则A、B两球间的万有引力大小为F= 刻度尺 (2)在如图所示的几个实验中，与“卡文迪许扭秤 实验”中测量微小量的思想方法最相近的是 。 (选填“甲”“乙”或“丙”) 77777777777777777777 7777777777777777777 研究力的合成的规律 观察桌面的形变 探究加速度与力、质量的关系 甲 乙 公 (3)为了测量极微的扭转角，该实验中采取使“微小量放大”的主要措施() A.减小石英丝的直径 B.增大T形架横梁的长度 C.利用平面镜对光线的反射 D.增大刻度尺与平面镜的距离 12.（12分)某同学设想若干年后，航天员在月球表面做实验：将一个小球从地 面以初速度竖直抛出，经时间to小球落回月球表面。己知引力常量为G,月球 的半径为R。 (1)求月球表面的自由落体加速度大小： (2)若不考虑月球自转的影响，求月球的质量； (3)求月球的“第一宇宙速度”大小。 13.(14分)如图所示，两颗卫星绕某行星在同一平面内做匀速圆周运动，两卫 星绕行方向相同（图中为逆时针方向）。已知行星的半径为R,卫星1为近地卫 星，其运行的周期为T1=T0,到行星中心的距离为r1=R。卫星2到行星中心的 距离为r2=4R。引力常量为G.图示时刻两卫星与行星中心连线之间的夹角为% 求：（题干中To、R、G已知） (1)行星的质量M: (2)行星表面重力加速度的大小（忽略行星自转的影响）； (3)从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近。 、绕行方向 卫星 卫星2 14.(16分)2025年12月27日，我国西昌卫星发射中心发射了静止卫星风云四 号C星。发射地球同步卫星的一种方式是先将卫星发射到近地圆形轨道上，在 卫星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道，最后在椭圆轨道的远地点B点再 次点火将卫星进入同步轨道，如图所示。已知同步卫星的运动周期为T,轨道半 径Ro,地球的半径为R,地球表面重力加速度为g,忽略地球自转的影响。求： (I)同步轨道的半径Ro与地球的半径为R。的关系： (2)卫星在转移轨道从A运动到B的时间t: (3)近地点A点时点火后的速度和B点再次点火前的速度分别为多少？ (取无穷远为零势能面时引力势能表达式为一G) 同步轨道 B 地球 泉州五中2028届高一物理单元测试卷（四)参考答案 题号 2 3 4 5 6 7 8 答案 D A BC AD BD CD 9.(6分，每空2分。) (1)>(2)=(3)否 10.(6分，每空2分。) G兰 G兴 3600 1 1.6分，每空2分.)()G (2)Z(3)CD 12.(12分)(1)竖直上抛运动中，小球落回月球表面时总位移为0，由匀变速 直线运动位移与时间的关系，得0=o086(2分) 解得月球表面重力加速度g驾(2分) (2)不考虑月球自转时，月球表面任意物体的重力等于万有引力。设月球质量 为M,表面物体质量为m,有mgG贺(2分) 约去m后，代入g器解得M20(2分) Gto (3)第一宇宙速度是近月卫星的环绕速度，此时卫星轨道半径等于月球半径R, 重力提供向心力，有mgm后(2分) 整理后代入g少，解得= 2wR(2分) to to 13.(14分)(1)对于卫星1，由万有引力提供向心力得G=m R2 rR(2分) 解得行星的质量为M=4πR GTR （2分) (2)忽略行星自转的影响，在行星表面有。 R2=mg(2分) 可得行星表面重力加速度的大小为g=G训_4R R21 (2分) 4π2 (3）设卫星2的周期为工，由万有引万提供向心力得0能=m%名4R(2分 (4R)2 解得T2=8T。 第1页共2页 设从图示时刻开始，经过：时间两卫星第一次相距最近，则有会1-1=(2名(2 T。T2 分) 解得：=号x(2分) 14.(16分)(1)同步卫星绕地球做匀速圆周运动， 万有引力提供向心力：警m常风2分) 整理得：网梁地面上mg瓷 (2分) 1/3 故同步轨道半径为：R-( （1分) (2)转移轨道为椭圆，其半长轴α为近地点与远地点距离的平均值，近地点距地 心Re,远地点距地心Ro a=(1分) 2 2四(2分) 根据开普勒第三定律，椭圆轨道的周期T满足：广一 故：I椭T0R 卫星从近地点A到远地点B经历半个周期，因此=(1分) e+1 )3(1分) (3)近地点A点火后的速度'4和远地点B点火前的速度归 卫星在A点和B点附近，根据开普勒第二定律△t时间内扫过的面积为 aR,AR(2分) 得VBVR Re 卫星在A点和B点的机械能相等。已知引力势能E,-GMm, 故： m光-m哈 (2分) 解得vA,VB VA= 2gR.Ro J(Ro+R) (1分) VB= 283 Ro(Ro+Re) (1分) 第2页共2页