一、选择题
1．我国的“神舟”系列航天飞船的成功发射和顺利返回，显示了我国航天事业取得的巨大成就。已知地球的质量为M，引力常量为G，飞船的质量为m，设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，则（ ） A．飞船在此轨道上的运行速率为Gm rB．飞船在此圆轨道上运行的向心加速度为r GM3rC．飞船在此圆轨道上运行的周期为 2 GMD．飞船在此圆轨道上运行所受的向心力为Gm 2r2．“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是（ ） A．彗星绕太阳运动的角速度不变
B．彗星在近日点处的线速度大于远日点处的线速度 C．彗星在近日点处的加速度小于远日点处的加速度 D．彗星在近日点处的机械能小于远日点处的机械能 3．下列说法中错误的是（ ）
A．在同一均匀介质中，红光的传播速度比紫光的传播速度大 B．蜻蜓的翅膀在阳光下呈现彩色是由于薄膜干涉
C．应用多普勒效应可以计算出宇宙中某星球靠近或远离我们的速度 D．狭义相对性原理指出，在不同的参考系中，一切物理规律都是相同的
4．2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功，这颗卫星为地球静止轨道卫星，距地面高度为H。已知地球半径为R，自转周期为T，引力常量为G。下列相关说法正确的是（ ） A．该卫星的观测范围能覆盖整个地球赤道线
B．该卫星绕地球做圆周运动的线速度大于第一宇宙速度
4π2H3C．可以算出地球的质量为
GT23π（RH)3D．可以算出地球的平均密度为
GT2R35．如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬
60的正上方按图示方向第一次运行到南纬60的正上方时所用时间为1h，则下列说法正
确的是（ ）
A．该卫星的运行速度—定大于7.9km/s B．该卫星与同步卫星的运行半径之比为1:4 C．该卫星与同步卫星的运行速度之比为1:2 D．该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能
6．如图，a、b、c三颗卫星绕地球做匀速圆周运动，已知ma>mb，则下列说法正确的是（ ）
A．a、b受到的万有引力大小相等 B．a的向心加速度小于b的向心加速度 C．a的周期大于c的周期 D．a的线速度大于c的线速度
7．已知地球表面的重力加速度为g，地面上空离地面高度等于地球半径的某点有一卫星恰好经过，该卫星的质量为m，则该卫星在该点的重力大小为（ ） A．mg
B．
1mg 2C．mg
131D．mg
48．2018年11月20日，国内首颗商业低轨卫星“嘉定一号”在酒泉卫星发射中心成功升空，随后卫星进入预定匀速圆周运动的轨道，它也是中国首个全球低轨通信卫星星座“翔云”的首发星，开启了中国天基物联探测新时代，下列说法正确的是（ ） A．该卫星的发射速度小于7.9km/s
B．据了解该卫星在距离地面约400km的近地轨道运行，则可以估算卫星所受的万有引力 C．该卫星在预定轨道上的周期等于同步卫星的周期
D．该卫星接到地面指令需要变轨至更高轨道，则卫星应向后喷气加速
9．我国在2020年发射了一颗火星探测卫星，预计2021年7月之前落到火星，对火星展开环绕勘探。若将地球和火星均视为球体，它们绕太阳的公转均视为匀速圆周运动，有关
数据如表所示，则下列说法正确的是（ ） 行星 星体半径/m 质量/kg 火星 地球 公转周期/年 3106 61023 2 61024 1 6106 A．火星表面的重力加速度大小约为地球表面重力加速度大小的B．火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的C．火星的密度约为地球密度的8倍
D．火星绕太阳公转的向心加速度大小约为地球绕太阳公转的向心加速度大小的
151 5
1 410．天文单位是天文学中计量天体之间距离的一种单位，其数值取地球和太阳之间的平均距离。已知哈雷彗星近日距离大约为0.6个天文单位，其周期为76年，只考虑太阳对其引力，而忽略其它星体对其影响，则其远日距离约为（ ）（3764.2） A．4.2个天文单位 B．18个天文单位 C．35个天文单位 D．42个天文单位
11．如图所示，人造地球卫星发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道。先将卫星发射至近地圆轨道Ⅰ，然后在A点（近地点）点火加速，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ；在
B点（远地点）再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ。关于卫星的发射和变轨，下列说法正确的
是（ ）
A．卫星在圆轨道Ⅰ上运行时的角速度小于在圆轨道Ⅲ上的角速度
B．卫星从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅲ的过程中，动能减小，重力势能增大，机械能守恒 C．卫星在椭圆轨道Ⅱ上运行时，经过A点时的速度大于地球的第一宇宙速度
D．卫星经过B点时，在椭圆轨道Ⅱ上运行时的加速度大于在圆轨道Ⅲ上运行时的加速度 12．地球赤道上有一物体随地球的自转，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略），所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球的同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3；地球表面的重力加速度为g，第一宇宙速度为
v，假设三者质量相等，则（ ） A．F1=F2>F3 C．v1=v2=v>v3
B．a1=a2=g>a3 D．ω1=ω3＜ω2
13．2020年7月23日，天问一号发射升空，如图所示，计划飞行约7个月抵达火星，并通过2至3个月的环绕飞行后着陆火星表面，开展探测任务。已知火星与地球的质量之比约为1：10，火星与地球的半径之比约为1：2，则探测器分别围绕火星做圆周运动一周的最短时间和围绕地球做圆周运动一圈的最短时间之比约为（ ）
A．
5 2B．5 2C．5 D．25 14．2020年7月23日中午12时41分，我国在海南文昌卫星发射中心，使用长征五号遥四火箭，将我国首颗火星探测器“天问一号”发射升空，随后，“天问一号”探测器顺利进入预定轨道，我国首次火星探测发射任务取得成功！设想为了更准确了解火星的一些信息，探测器到火星之前做一些科学实验：当到达与火星表面相对静止的轨道时，探测器对火星表面发射一束激光，经过时间t，收到激光传回的信号；测得相邻两次看到日出的时间间隔为T，测得航天器的速度为v。已知引力常量G，激光的速度为c，则（ ）
vTct A．火星的半径R2π2C．航天器的轨道半径r量
v2TB．火星的质量M
2πGD．根据题目所给条件，可以求出航天器的质
vT π15．地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫做天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离．已知木星公转的轨道半径约5.0天文单位，请估算木星公转的周期约为多少地球年（ ） A．3年
B．5年
C．11年
D．25年
二、填空题
16．一个登月者，只用一个弹簧秤和一个质量为m的砝码，估测出了月球的质量和密度，请写出表达式M=_________，=__________（月球半径已知为R）。
17．“2003年10月15日9时，我国神舟五号字由飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，把中国第一位航天员杨利伟送入太空。飞船绕地球飞行14圈后，于10月16日6时23分安全降落在内蒙古主着陆场。”根据以上消息，近似地把飞船从发射到降落的全部运动看做绕球的匀速圆周运动，可知神舟五号的绕行周期为______min（保留两位有效数字），若已知神舟五号的绕行周期为T，地球的质量M，地球的半径R，万有引常量为G，则神舟五号绕地球飞行时距地面高度的表达式为______。
18．已知地球表面的自由落体加速度为g，地球半径为R，则地球的“第一宇宙速度”是_____。若某个行星的半径是地球半径的a倍，质量是地球的b倍，则该行星表面的自由落体加速度是地球表面加速度的_____倍。
19．两颗行星A和B各有一颗卫星a和b，卫星轨道接近各自行星的表面，如果两行星的质量之比为
RATaMA=p，两行星半径之比为= q，则两个卫星的周期之比为MBRBTb___________。
20．在天体运动中，将两颗彼此距离较近的行星称为双星，由于两星间的引力而使它们在运动中距离保持不变，已知两个行星的质量分别为M1和M2，相距为L，求M1和M2的半径之比为__________，它们的角速度为___________。
21．如图所示，在距一质量为M、半径为R、密度均匀的球体R处有一质量为m的质点，此时球体对质点的万有引力F1=______；若以球心O为中心挖去一个质量为剩下部分对质点的万有引力F2=________。
M的球体，则2
22．如图所示，飞行器P绕某星球做周期为T的匀速圆周运动，星球相对于飞行器的张角为，已知引力常量为G，则该星球的密度为________。
23．如图所示，火箭内平台上放有测试仪器，火箭从地面发射后，以加速度加速运动，升到某一高度时，测试仪器对平台的压力为发射前压力的
g竖直向上匀217。已知地球半径为18R，则火箭此时离地面的高度为________。（g为地面附近的重力加速度）
24．在太阳系之外，科学家发现了一颗适宜人类居住的类地行星，绕恒星橙矮星运行，命
名为“开普勒438b”。假设该行星与地球均做匀速圆周运动，“开普勒438b”运行的周期为地球运行周期的p倍，橙矮星的质量为太阳的q倍。则该行星轨道半径与地球的轨道半径之比为______，绕行线速度之比为______。
25．假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的运行周期为T1，已知引力常量为G，则该天体的密度为________．若这颗卫星距该天体表面的高度为h，测得在该处做圆周运动的周期为T2，则该天体的密度又可表示为________．
26．西昌卫星发射中心的火箭发射架上，有一待发射的卫星，它随地球自转的线速度为v1，周期为T1；发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动，线速度为v2、周期为T2；实施变轨后，使其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动，线速度为v3、周期为T3．则v1、v2、v3的大小关系是________；T1、T2、T3的大小关系是________（用“＞”或“=”连接）
三、解答题
27．用一段绳子水平拖动放在某星球表面固定木板上的箱子，木板表面水平，箱子与木板间的动摩擦因数为0.5，水平拉力F=8N，箱子的质量m=1kg，箱子获得的加速度为6m/s2。 (1)求该星球表面的重力加速度g0；
(2)若测得该星球密度与地球相同，地球表面重力加速度g取10m/s2，求该星球半径与地球半径之比。
28．火箭发射卫星的开始阶段是竖直升空，设向上的加速度为a = 5m/s2，卫星中用弹簧秤悬挂一个质量m=9kg的物体．当卫星升空到某高处时，弹簧秤的示数为85 N，试求此时卫星距地面的高度？（地球半径取R = 00km，地球表面的重力加速度g 取10m/s2） 29．已知某星球的质量为地球质量的4倍，半径为地球半径的一半。
(1)在该星球和地球表面附近，以同样的初速度分别竖直上抛同一个物体，则上升的最大高度之比是多少？
(2)若从地球表面附近某处（此处高度较小）平抛一个物体，射程为40m，则在该星球上，从同样的高度以同样的初速度平抛同一物体，射程是多少？
30．航天员从距离某一星球表面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为r，引力常量为G，则该星球的质量多大？
