上海市届高三物理模拟试题专题精编天体运动.docx
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上海市届高三物理模拟试题专题精编天体运动
天体运动专题
一．不定项选择题
（十校联考）1．2008年9月25日我国成功发射了“神舟七号”飞船，关于“神舟七号”飞船的运动，下列说法中正确的是（）
（A）点火后飞船开始做直线运动时，如果认为火箭所受的空气阻力不随速度变化，同时认为推力F（向后喷气获得）和重力加速度g不变，则火箭做匀加速直线运动
（B）入轨后，飞船内的航天员处于平衡状态
（C）入轨后，飞船内的航天员仍受到地球的引力作用，但该引力小于航天员在地面时受到的地球对他的引力
（D）返回地面将要着陆时，返回舱会开启反推火箭，这个阶段航天员处于超重状态
（十四校联考）2．2007年9月24日，“嫦娥一号”探月卫星发射升空，实现了中华民族千年
月的梦想。
“嫦娥一号”沿圆形轨道绕月球飞行的半径为R，国际空间站沿圆形轨道绕地球
速圆周运的半径为4R，地球质量是月球质量的81倍，根据以上信息可以确定（）
A．国际空间站的加速度比“嫦娥一号”的加速度小
B．国际空间站的速度比“嫦娥一号”的加速度大
C．国际空间站的周期比“嫦娥一号”的周期长
D．国际空间站的角速度比“嫦娥一号”的角速度小
（风华中学）3．关于恒星下列说法中正确的是（）
A．恒星的寿命与它的质量有关，质量越大，恒星的寿命就越长
B．太阳是宇宙中最大的恒星
C．恒星最终一定会变成黑洞
D．太阳是离地球最近的恒星
（重点九校）4．以下涉及物理学史上的四个重大发现，其中说法正确的有（）
A．卡文迪许通过扭秤实验，测定出了万有引力恒量
B．牛顿根据理想斜面实验，提出力不是维持物体运动的原因
C．安培通过实验研究，发现了电流周围存在磁场
D．法拉第通过实验研究，总结出法拉第电磁感应定律
（重点九校）5．关于太阳，下列说法正确的是（）
A．太阳不断释放的能量来自于其内部的化学反应
B．太阳处在银河系中心
C．太阳表面温度约几千度，发出白光
D．现在的太阳按恒星类型划分属于巨星，按恒星演化划分处在诞生期
二．填空、实验题
（六校联考）
1．一物体从某一行星（星球表面不存在空气）表面竖直向上抛出。
从抛出时开始计时，得到如图所示的S-t图象，则该物体抛出后上升的最大高度为m，该行星表面重力加速度大小为m/s2，。
（六校联考）2．科学家通过天文观测发现太阳系外有一恒星，并测得有一行星绕该恒星一周的时间为1200年，行星与恒星的距离为地球到太阳距离的100倍。
假定该行星绕恒星的公转轨道和地球绕太阳的公转轨道都是圆周，则该行星与地球的公转速度之比为，该恒星与太阳的质量之比为。
（杨浦高级中学）3．在地球表面圆轨道运行的人造地球卫星，绕行一周所用的时间为T，那么地球的密度是，若地月的密度之比约为5∶3，则卫星在月球表面绕行一周需要的时间是。
（万有引力恒量用G表示。
球体体积公式4πR3/3，其中R为球体半径）
（四校联考）
4．如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点．已知A、B、C绕地心运动的周期相同．相对于地心，卫星C的运行速度物体A的速度，卫星B在P点的运行加速度大小卫星C在该点运行加速度。
（填大于、小于或等于）
（四校联考）5．如图A所示是宇宙飞船中一个摆的装置图，摆线下面为挂一个力传感器，传感器下面再挂一个钩码（设力传感器和钩码始终在同一直线上摆动），钩码摆动后往复通过下面的光电传感器，用这个装置可以定量地探究航天飞船中物体做圆周运动时向心力和线速度的关系。
让摆摆动后在计算机屏幕上可以得到如图B所示的波形图，
则：
（1）图B中a是传感器采集到的波形，b是传感器采集到的波形。
（2）某位同学在控制物体质量和半径的情况下测得5组向心力和线速度对应的数据填入下表中：
实验次数
1
2
3
4
5
向心力F（N）
0.1430
0.2620
0.8810
1.024
3.071
V（m/s）
0.8087
1.0858
1.8094
X
3.4550
请根据表中的数据分析得出第四组数据中X=，并能得出什么结论？
。
三．计算题
（嘉定一模）1．在地球表面，某物体用弹簧秤竖直悬挂且静止时，弹簧秤的示数为160N，把该物体放在航天器中，若航天器以加速度a＝g/2（g为地球表面的重力加速度）竖直上升，在某一时刻，将该物体悬挂在同一弹簧秤上，弹簧秤的示数为90N，若不考虑地球自转的影响，已知地球半径为R。
求：
（1）此时物体所受的重力
（2）此时航天器距地面的高度。
（金山区）2．我国的“嫦娥奔月”月球探测工程已经启动，分“绕、落、回”三个发展阶段：
在2007年已发射一颗围绕月球飞行的卫星，计划在2012年前后发射一颗月球软着陆器，在2018年后发射一颗返回式月球软着陆器，进行首次月球样品自动取样并安全返回地球。
设想着陆器完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱。
如图所示，假设返回的着陆器质量为m，月球表面的重力加速度为g，月球的半径为R，轨道舱到月球的中心距离为r，已知着陆器从月球表面返回轨道舱的过程中需克服月球的引力做功W＝mgR（1－R/r）。
不计月球表面大气对着陆器的阻力和月球自转的影响，则返回的着陆器至少需要获得多少能量才能返回轨道舱？
（彭浦中学）3．月球中心到地球中心的距离大约是地球半径的60倍，如果地球表面的重力加速度为9.8m/s2，地球半径R＝6.37106m。
试求：
（1）地球的引力使月球具有的加速度；
（2）月球绕地球做匀速圆周运动的线速度。
（新中高级中学）4．静电场与引力场有着非常相似的性质，力的形式都遵从平方反比定律，解答下列问题：
（1）写出万有引力定律和库仑定律中的常数G与K的单位。
（2）某星球的质量为M，在该星球表面某一倾角为θ的山坡上以初速度v0平抛一个物体，经
时间该物体落到山坡上。
欲使该物体不再落回该星球的表面，至少应以多大的速度抛出物体（不计一切阻力，万有引力常量为G）？
（3）如图所示，质量为m的小球A穿在绝缘细杆上，杆的倾角为α，小球A带正电，电量为q，在杆上B点处固定一个电量为Q的正电荷。
将A由距B竖直高度为H处无初速释放，小球A下滑过程中电量不变。
不计A与细杆间的摩擦，整个装置处在真空中。
已知静电力恒量k和重力加速度g，求：
A球刚释放时的加速度以及当A球的动能最大时，A球与B点的距离。
（奉贤区）5．为了使航天员能适应在失重环境下是的工作和生活，国家航天局组织对航天员进行失重训练。
故需要创造一种失重环境；航天员乘坐到民航客机上后，训练客机总重5×104kg，以200m/s速度沿300倾角爬升到7000米高空后飞机向上拉起，沿竖直方向以200m/s的初速度向上作匀减速直线运动，匀减速的加速度为g，当飞机到最高点后立即掉头向下，仍沿竖直方向以加速度为g加速运动，在前段时间内创造出完全失重，当飞机离地2000米高时为了安全必须拉起，后又可一次次重复为航天员失重训练。
若飞机飞行时所受的空气阻力f=Kv（k=900N·s/m），每次飞机速度达到350m/s后必须终止失重训练（否则飞机可能失速）。
求：
（1）飞机一次上下运动为航天员创造的完全失重的时间。
（2）飞机下降离地4500米时飞机发动机的推力（整个运动空间重力加速度不变）。
（3）经过几次飞行后，驾驶员想在保持其它不变，在失重训练时间不变的情况下，降低飞机拉起的高度（在B点前把飞机拉起）以节约燃油，若不考虑飞机的长度，计算出一次最多能节约的能量。
一．不定项选择题
1.CD2.B3.D4.AD5.C
二．填空、实验题
1．12；1.5
2．1:
12；25:
36
2．
，
；
4、大于，等于
5、
（1）光电，力，
（2）2。
000，物体做圆周运动时在控制物体质量和半径的情况下向心力与线速度的平方成正比
三．计算题
1、
（1）T－G′＝ma……2分
G′＝T－ma＝90－16×5＝10N……3分
（2）G0＝
……2分
则
＝
＝
……2分
所以r＝4R……2分
即此时航天器距地高度为3R……1分
2．
解：
设月球的质量为M,着陆器的质量为m，轨道舱的质量为m0
着陆器在月球表面上的重力等于万有引力：
mg＝GMm/R22分
轨道舱绕月球做圆周运动:
GMm0/r2＝m0V2/r2分
着陆器与轨道舱对接时的动能：
Ek＝mV2/22分
着陆器返回过程中需克服引力做功:
W＝mgR（1－R/r）.2分
着陆器返回过程中至少需要获得的能量:
E＝Ek＋W2分
联解可得：
E＝mgR（1－R/2r）.2分
3、
（1）
＝ma，
＝mg，a＝
＝2.710－3m/s2，
（2）
＝m
，
＝mg，v＝
＝1103m/s，
4．
解：
（1）N·m2/kg2（1分）N·m2·C-2（1分）
（2）解析：
由题意可知是要求该星球上的“近地卫星”的绕行速度，也即为第一宇宙速度。
设该星球表面处的重力加速度为
，由平抛运动可得
故
2分
对于该星球表面上的物体有
所以
2分
而对于绕该星球做匀速圆周运动的“近地卫星”应有
1分
由
式得
1分
（3）由牛顿第二定律得mgsinα－F=ma1分
根据库仑定律F=k
1分
r=
1分
解得：
a=gsinα－
1分
当A球所受合力为零，加速度为零时，速度最大，动能最大。
设此时AB间距离为L，
则：
mgsinα=k
1分
1分
5．
（1）上升时间
上升高度
判断当速度达到350m/s时，下落高度
，此时离地高度为h+h上－h下=7000+2000—6125=2875>2000m，
，
所以一次上下创造的完全失重的时间为55s--------------------------4分
（2）当飞机在离地4500m>2875m，所以飞机仍在完全失重状态，飞机自由下落的高度
推力
--------------------------4分
（3）为了节约能量，那么让飞机在2000m是速度正好为350m/s,所以此时最大离地高度为2000+h下=8125m,故飞机拉起的高度为8125-h上=6125m,即比原来提前Δh=7000-6125=875m拉起，
飞机节省的能量就是在这875m中克服重力和阻力做的功之和（因为在这个过程飞机是匀速的，动能没有改变）
-------------------4分
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