張同洋

一、選擇題（本題共23小題，每小題3分，共計(jì)69分，每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意）

1.下列說(shuō)法符合史實(shí)的是

（

）

A.牛頓發(fā)現(xiàn)了行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律

B.開普勒發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律

C.卡文迪許第一次在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)出了萬(wàn)有引力常量

D.牛頓發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星

2.開普勒關(guān)于太陽(yáng)系內(nèi)行星運(yùn)動(dòng)的描述，下列說(shuō)法中不正確的是

（

）

A.所有的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是橢圓，太陽(yáng)處在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上

B.所有的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是網(wǎng)，太陽(yáng)處在圓心上

C.所有的行星軌道的半長(zhǎng)軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等

D.不同的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道是不同的

3.關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的下列說(shuō)法，正確的是

（

）

A.行星與太陽(yáng)的連線在相同時(shí)間掃過(guò)的面積都相等

B.行星從近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)日點(diǎn)，線速度逐漸增大

C.行星運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸越大，周期越小

D.某行星由近日點(diǎn)到遠(yuǎn)日點(diǎn)的時(shí)間不等于由遠(yuǎn)日點(diǎn)到近日點(diǎn)的時(shí)間

4.關(guān)于萬(wàn)有引力定律的適用范圍，下列說(shuō)法中正確的是

（

）

A.只適用于天體，不適用于地面物體

B.只適用于球形物體，不適用于其他形狀的物體

C.只適用于質(zhì)點(diǎn)，不適用于實(shí)際物體

D.適用于自然界中任意兩個(gè)物體之間

5.關(guān)于環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的人造地球衛(wèi)星，如下說(shuō)法中正確的是

（

）

A.軌道半徑越大，加速度越小，周期越小

B.軌道半徑越大，線速度越大，周期越大

C.軌道半徑越小，速度越大，周期越短

D.軌道半徑越小，速度越小，周期越長(zhǎng)

6.對(duì)于人造地球衛(wèi)星，以下說(shuō)法中不可能的是

（

）

A.相對(duì)地球表面靜止不動(dòng)

B.繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度大于7.9 km/s

C.衛(wèi)星的環(huán)繞軌道經(jīng)過(guò)地球兩極上空

D.衛(wèi)星的軌道同心與地球球心不重合

7.下列說(shuō)法正確的是

（

）

A.第一宇宙速度是人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的速度

B.第一宇宙速度是近地衛(wèi)星所必須具有的速度

C.如果需要，地球同步通訊衛(wèi)星可以定點(diǎn)在地球上空的任何一點(diǎn)

D.地球同步通訊衛(wèi)星的軌道可以是網(wǎng)的也可以是橢圓的

8.人造衛(wèi)星在太空繞地球運(yùn)行中，若天線偶然折斷，天線將

（

）

A.繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運(yùn)行

B.做平拋運(yùn)動(dòng)，落向地球

C.由于慣性，沿軌道切線方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)離地球

D.做自由落體運(yùn)動(dòng)，落向地球

9.假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體，一礦井深度為d。已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零。礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為（

）

10.科學(xué)家們推測(cè)，太陽(yáng)系的第十顆行星就在地球的軌道上，從地球上看，它永遠(yuǎn)在太陽(yáng)的背面，人類一直未能發(fā)現(xiàn)它，可以說(shuō)是“隱居”著的地球的“孿生兄弟”。由以上信息可以確定

（

）

A.這顆行星的公轉(zhuǎn)周期與地球相等

B.這顆行星的半徑等于地球的半徑

C.這顆行星的密度等于地球的密度

D.這顆行星上同樣存在著生命

12. 2009年2月11日，俄羅斯的“宇宙2251”衛(wèi)星和美國(guó)的“銥33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805 km處發(fā)生碰撞。這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件。碰撞過(guò)程中產(chǎn)生的大量碎片可能會(huì)影響太空環(huán)境。假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道都是網(wǎng)，甲的運(yùn)動(dòng)速率比乙的大，則下列說(shuō)法中正確的是

（

）

A.甲的運(yùn)動(dòng)周期一定比乙的長(zhǎng)

B.甲距地面的高度一定比乙的高

C.甲的向心力一定比乙的小

D.甲的加速度一定比乙的大

13.“神舟七號(hào)”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列事件不可能發(fā)生的是（

）

A.航天員在軌道艙內(nèi)利用彈簧拉力器進(jìn)行體能鍛煉

B.懸浮在軌道艙內(nèi)的水滴呈現(xiàn)網(wǎng)球狀

C.航天員出艙后，手中舉起的五星紅旗迎風(fēng)飄揚(yáng)

D.從飛船艙外自由釋放的伴飛小衛(wèi)星與飛船的線速度相等

14. 2001年10月22日，歐洲航天局由衛(wèi)星觀測(cè)發(fā)現(xiàn)銀河系中心存在一個(gè)超大型黑洞，命名為MCG6-30-15，由于黑洞的強(qiáng)大引力，周圍物質(zhì)大量掉入黑洞，假定銀河系中心僅此一個(gè)黑洞，已知太陽(yáng)系繞銀河系中心勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，下列哪一組數(shù)據(jù)可估算該黑洞的質(zhì)量

（

）

A.地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期和速度

B.太陽(yáng)的質(zhì)量和運(yùn)行速度

C.太陽(yáng)質(zhì)量和到MCG6-30-15的距離

D.太陽(yáng)運(yùn)行速度和到MCG6-30-15的距離

15.一個(gè)行星，其半徑比地球的半徑大2倍，質(zhì)量是地球的25倍，則它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的

（

）

A.6倍

B.4倍

C.25/9倍

D.12倍

16.發(fā)射地球同步衛(wèi)星要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段：先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后將衛(wèi)星送人同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如圖1所示。當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說(shuō)法正確的是（

）

A.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的加速度等于它在軌道2上經(jīng)Q點(diǎn)的加速度

B.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的動(dòng)能等于它在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)的動(dòng)能

C.衛(wèi)星在軌道3上的動(dòng)能大于它在軌道1上的動(dòng)能

D.衛(wèi)星在軌道3上的引力勢(shì)能小于它在軌道1上的引力勢(shì)能

17.如圖2所示，在火星與木星的軌道之間有一小行星帶。假設(shè)該帶中的小行星只受太陽(yáng)的引力，并繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是

（

）

A.太陽(yáng)對(duì)各小行星的引力相同

B.各小行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期均小于一年

C.小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度大于外側(cè)小行星的向心加速度

D.小行星帶內(nèi)各小行星的線速度值都大于地球公轉(zhuǎn)的線速度

18.下列關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是

（

）

A.它的運(yùn)動(dòng)與地球自轉(zhuǎn)同步，但高度和速度可以選擇，高度增大，速度減小

B.它的周期、高度、速度都是一定的

C.我們國(guó)家發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星定點(diǎn)在北京上空

D.各國(guó)發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星質(zhì)量必須相同

19.假如地球自轉(zhuǎn)速度增大，下列說(shuō)法中不正確的是

（

）

A.放在赤道地面上的物體的萬(wàn)有引力不變

B.放在兩極地面上的物體的重力不變

C.赤道上的物體重力減小

D.放在兩極地面上的物體的重力增大

20.在太陽(yáng)黑子的活動(dòng)期，地球大氣受太陽(yáng)風(fēng)的影響而擴(kuò)張，這樣使一些在大氣層外繞地球飛行的太空垃圾被大氣包圍，而開始下落。大部分垃圾在落地前燒成灰燼，但體積較大的則會(huì)落到地面上給我們?cè)斐赏{和危害。那么太空垃圾下落的原因是 （

）

A.大氣的擴(kuò)張使垃圾受到的萬(wàn)有引力增大而導(dǎo)致的

B.太空垃圾在燃燒過(guò)程中質(zhì)量不斷減小，根據(jù)牛頓第二定律，向心加速度就會(huì)不斷增大，所以垃圾落向地面

C.太空垃圾在大氣阻力的作用下速度減小，那么它做網(wǎng)運(yùn)動(dòng)所需的向心力就小于實(shí)際受到的萬(wàn)有引力，因此過(guò)大的萬(wàn)有引力將垃圾拉向了地面

D.太空垃圾上表面受到的大氣壓力大于下表面受到的大氣壓力，所以是大氣的力量將它推向地面的

21.設(shè)在地球上和某天體上以相同的初速度豎直上拋一物體的最大高度之比為k（均不計(jì)空氣阻力），且已知地球和該天體的半徑之比也為k，則地球質(zhì)量與天體的質(zhì)量之比為

（

）

A.1

B.k

C.k2

D.l/k

22. 2011年8月，“嫦娥二號(hào)”成功進(jìn)入了環(huán)繞“日地拉格朗日點(diǎn)”的軌道，我國(guó)成了造訪該點(diǎn)的國(guó)家。如圖3所示，該拉格朗日點(diǎn)位于太陽(yáng)和地球連線的延長(zhǎng)線上，一飛行器處于該點(diǎn)，在幾乎不消耗燃料的情況下與地球同步繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng).則該飛行器的

（

）

A.線速度小于地球的線速度

B.向心加速度大于地球的向心加速度

C.向心力僅由太陽(yáng)提供

D.向心力僅由地球的引力提供

23.同步衛(wèi)星在赤道上空同步軌道上定位以后，由于受到太陽(yáng)、月球及其他天體的引力作用而影響，會(huì)產(chǎn)生漂移運(yùn)動(dòng)面偏離原來(lái)的位置，當(dāng)偏離達(dá)到一定程度，就要發(fā)動(dòng)衛(wèi)星上的小發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行修正。圖4中實(shí)線4為同步軌道，若B和C為兩個(gè)已經(jīng)偏離軌道但仍在赤道平面內(nèi)運(yùn)行的同步衛(wèi)星，要使它們回到正確的同步軌道上來(lái)，應(yīng)

（

）

A.開動(dòng)B的小發(fā)動(dòng)機(jī)沿半徑向外噴氣，使B適當(dāng)減速

B.開動(dòng)B的小發(fā)動(dòng)機(jī)沿半徑向內(nèi)噴氣，使B適當(dāng)加速

C.開動(dòng)C的小發(fā)動(dòng)機(jī)向前噴氣，使C適當(dāng)減速

D.開動(dòng)C的小發(fā)動(dòng)機(jī)向后噴氣，使C適當(dāng)加速

二、填空題（本部分2小題，其中24小題4分，25小題6分，共10分）

24.已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，一宇宙飛船正在離地面高R處的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則該宇宙飛船的向心加速度為________；周期為_________；在飛船內(nèi)用彈簧秤懸掛一個(gè)質(zhì)量為m的物體，則彈簧秤的讀數(shù)為____.

25.近年來(lái)，人類發(fā)射的多枚火星探測(cè)器已經(jīng)相繼在火星上著陸，正在進(jìn)行著激動(dòng)人心的科學(xué)探究，為我們將來(lái)登上火星、開發(fā)和利用火星資源奠定了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。如果火星探測(cè)器環(huán)繞火星（半徑為R）做“近地”勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并測(cè)得它的運(yùn)動(dòng)周期為T，萬(wàn)有引力常量為G，則火星上的第一宇宙速度為____；火星的質(zhì)量為____；平均密度ρ的表達(dá)式為_________。

三、計(jì)算題：解答時(shí)請(qǐng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟（本部分3小題，其中26小題6分，27小題7分，28小題8分，共21分）

28.宇宙中相距較近、僅在彼此的萬(wàn)有引力作用下運(yùn)行的兩顆行星稱為雙星。已知某雙星系統(tǒng)中兩顆星的總質(zhì)量為m的恒星圍繞他們連線上某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為T，萬(wàn)有引力常量為G。求這兩顆恒星之間的距離。