曲线运动万有引力与航天测试题带答案
第4章曲线运动万有引力与航天 一、选择题(本大题共15小题) 1.一个物体受到恒定的合力作用而做曲线运动,则下列说法正确的是 A.物体的速率可能不变 B.物体一定做匀变速曲线运动,且速率一定增大 C.物体可能做匀速圆周运动 D.物体受到的合力与速度的夹角一定越来越小,但总不可能为零 2.一物体在光滑的水平桌面上运动,在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图1所示.关于物体的运动,下列说法正确的是 图1 A.物体做曲线运动 B.物体做直线运动 C.物体运动的初速度大小是50 m/s D.物体运动的初速度大小是10 m/s 3.小船过河时,船头偏向上游与水流方向成α角,船相对静水的速度为v,其航线恰好垂直于河岸.现水流速度稍有增大,为保持航线不变,且准时到达对岸,下列措施中可行的是 A.增大α角,增大船速v B.减小α角,增大船速v C.减小α角,保持船速v不变 D.增大α角,保持船速v不变 4.(2011·上海市闸北调研)质量为2 kg的质点在x-y平面上做曲线运动,在x方向的速度图象和y方向的位移图象如图2所示,下列说法正确的是
图2 A .质点的初速度为5 m/s B .质点所受的合外力为3 N C .质点初速度的方向与合外力方向垂直 D .2 s 末质点速度大小为6 m/s 5.如图3所示,甲、乙、丙三个轮子依靠摩擦转动,相互之间不打滑,其半径分别为r 1、r 2、r 3.若甲轮的角速度为ω1,则丙轮的角速度为 图3 A.r 1ω1r 3 B.r 3ω1 r 1 C. r 3ω1r 2 D.r 1ω1 r 2 6.如图4所示,轻杆的一端有一个小球,另一端有光滑的固定轴O.现给球一初速度,使球和杆一起绕O 轴在竖直面内转动,不计空气阻力,用F 表示球到达最高点时杆对小球的作用力.则F 图4 A .一定是拉力 B .一定是推力 C .一定等于0 D .可能是拉力,可能是推力,也可能等于0
高中物理万有引力与航天练习题及答案及解析
高中物理万有引力与航天练习题及答案及解析 一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天 1.天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量.已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T ,两颗恒星之间的距离为r ,试推算这个双星系统的总质量.(引力常量为G ) 【答案】 【解析】 设两颗恒星的质量分别为m 1、m 2,做圆周运动的半径分别为r 1、r 2,角速度分别为w 1,w 2.根据题意有 w 1=w 2 ① (1分) r 1+r 2=r ② (1分) 根据万有引力定律和牛顿定律,有 G ③ (3分) G ④ (3分) 联立以上各式解得 ⑤ (2分) 根据解速度与周期的关系知 ⑥ (2分) 联立③⑤⑥式解得 (3分) 本题考查天体运动中的双星问题,两星球间的相互作用力提供向心力,周期和角速度相同,由万有引力提供向心力列式求解 2.人类第一次登上月球时,宇航员在月球表面做了一个实验:将一片羽毛和一个铁锤从同一个高度由静止同时释放,二者几乎同时落地.若羽毛和铁锤是从高度为h 处下落,经时间t 落到月球表面.已知引力常量为G ,月球的半径为R . (1)求月球表面的自由落体加速度大小g 月; (2)若不考虑月球自转的影响,求月球的质量M 和月球的“第一宇宙速度”大小v . 【答案】(1)22h g t =月 (2)2 2 2hR M Gt =;2hR v = 【解析】
【分析】 (1)根据自由落体的位移时间规律可以直接求出月球表面的重力加速度; (2)根据月球表面重力和万有引力相等,利用求出的重力加速度和月球半径可以求出月球的质量M ; 飞行器近月飞行时,飞行器所受月球万有引力提供月球的向心力,从而求出“第一宇宙速度”大小. 【详解】 (1)月球表面附近的物体做自由落体运动 h =1 2 g 月t 2 月球表面的自由落体加速度大小 g 月=2 2h t (2)若不考虑月球自转的影响 G 2 Mm R =mg 月 月球的质量 2 2 2hR M Gt = 质量为m'的飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动m ′g 月=m ′2 v R 月球的“第一宇宙速度”大小 v 【点睛】 结合自由落体运动规律求月球表面的重力加速度,根据万有引力与重力相等和万有引力提供圆周运动向心力求解中心天体质量和近月飞行的速度v . 3.宇航员在某星球表面以初速度v 0竖直向上抛出一个物体,物体上升的最大高度为h .已知该星球的半径为R ,且物体只受该星球的引力作用.求: (1)该星球表面的重力加速度; (2)从这个星球上发射卫星的第一宇宙速度. 【答案】(1)202v h (2) v 【解析】 本题考查竖直上抛运动和星球第一宇宙速度的计算. (1) 设该星球表面的重力加速度为g ′,物体做竖直上抛运动,则2 02v g h =' 解得,该星球表面的重力加速度20 2v g h '= (2) 卫星贴近星球表面运行,则2 v mg m R '= 解得:星球上发射卫星的第一宇宙速度v v = =
第六章万有引力定律单元测试含答案
第六章单元测试 (时间:90分钟 满分:100分) 一、选择题(本题共10小题,每小题5分,共50分.有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内) 1.万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种相互作用的基本规律,以下说法正确的是( ) A .物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的 B .人造地球卫星离地球越远,受到地球的万有引力越大 C .人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供 D .宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用 解析:选C.由重力的定义由于地球的吸引(万有引力)而使物体受到的力,可知选项A 错 误;根据F 万=GMm r2可知卫星离地球越远,受到的万有引力越小,则选项B 错误;卫星绕地球做圆周运动.其所需的向心力由万有引力提供,选项C 正确;宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于万有引力用来提供他自身做圆周运动所需要的向心力,选项D 错误. 2.地球上有两位相距非常远的观察者,都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星,相对自己静止不动,则这两位观察者的位置以及两颗人造卫星到地球中心的距离可能是( ) A .一人在南极,一人在北极,两卫星到地球中心的距离一定相等 B .一人在南极,一人在北极,两卫星到地球中心的距离可以相等也可不等 C .两人都在赤道上,两卫星到地球中心的距离一定相等 D .两人都在赤道上,两卫星到地球中心的距离可能相等也可能不等 解析:选C.两卫星是同步卫星. 3.如图所示,三颗质量均为m 的地球同步卫星等间隔分布在半径为r 的圆轨道上,设地球质量为M 、半径为R .下列说法正确的是( ) A .地球对一颗卫星的引力大小为错误! B .一颗卫星对地球的引力大小为GMm r2 C .两颗卫星之间的引力大小为Gm23r2 D .三颗卫星对地球引力的合力大小为3GMm r2
高考物理新力学知识点之万有引力与航天单元检测附答案(3)
高考物理新力学知识点之万有引力与航天单元检测附答案(3) 一、选择题 1.假设地球可视为质量均匀分布的球体,已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0,在赤道的大小为g;地球自转的周期为T,引力常数为G,则地球的密度为: A.0 2 3g g GT g π- B.0 2 3g GT g g π -C.2 3 GT π D .0 2 3g GT g π ρ= 2.在地球同步轨道上等间距布置三颗地球同步通讯卫星,就可以让地球赤道上任意两位置间实现无线电通讯,现在地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍。假设将来地球的自转周期变小,但仍要仅用三颗地球同步卫星实现上述目的,则地球自转的最小周期约为A.5小时B.4小时C.6小时D.3小时 3.图甲为“中星9A”在定位过程中所进行的10次调整轨道的示意图,其中的三条轨道如图乙所示,曲线Ⅰ是最初发射的椭圆轨道,曲线Ⅱ是第5次调整后的椭圆轨道,曲线Ⅲ是第10次调整后的最终预定圆轨道;轨道Ⅰ与Ⅱ在近地点A相切,轨道Ⅱ与Ⅲ在远地点B 相切。卫星在变轨的过程中质量变化忽略不计,下列说法正确的是() A.卫星在轨道Ⅲ上运行的速度大于第一宇宙速度 B.卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速度小于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的速度 C.卫星在轨道Ⅰ上经过A点时的机械能大于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的机械能 D.卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的加速度小于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的加速度 4.如图为中国月球探测工程的形象标志,象征着探测月球的终极梦想。假想人类不断向月球“移民”,经过较长时间后,月球和地球仍可视为均匀球体,地球的总质量仍大于月球的总质量,月球仍按原轨道运行,则以下说法中正确的是() A.月地之间的万有引力将变大B.月球绕地球运动的周期将变小 C.月球绕地球运动的向心加速度将变大D.月球表面的重力加速度将变小 5.如图所示,发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火将卫星送入椭圆轨道2,然后再次点火,将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点,2、3相切于P点,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,下列说法中正确的是( ).
第六章《万有引力与航天》测试题(含详细解答)
《万有引力与航天》测试题 一、选择题(每小题4分,全对得4分,部分对的得2分,有错的得0分,共48分。) 1.第一次通过实验比较准确的测出引力常量的科学家是( ) A . 牛顿 B . 伽利略 C .胡克 D . 卡文迪许 2.如图1所示a 、b 、c 是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星,下列说法正确的是( ) A .b 、c 的线速度大小相等,且大于a 的线速度; B .b 、c 的向心加速度大小相等,且大于a 的向心加速度; C .c 加速可追上同一轨道上的b ,b 减速可等候同一轨道上的c ; D .a 卫星由于某种原因,轨道半径变小,其线速度将变大 3.宇宙飞船为了要与“和平号“轨道空间站对接,应该:( ) A.在离地球较低的轨道上加速 B.在离地球较高的轨道上加速 C.在与空间站同一高度轨道上加速 D.不论什么轨道,只要加速就行 4、 发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火, 使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3,轨道1、2相切于Q 点,轨道2、3相切于P 点,如图2所示。则在卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时,以下说法正确的是:( ) A .卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率。 B .卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度。 C .卫星在轨道1上经过Q 点时的速度大于它在轨道2 上经过Q 点时的速度。 D .卫星在轨道2上经过P 点时的加速度等于它在轨道3 b a c 地球 图1
上经过P 点时的加速度 5、 宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重中,下列说法中正确的是 ( ) A.宇航员仍受重力的作用 B.宇航员受力平衡 C.宇航员受的重力正好充当向心力 D.宇航员不受任何作用力 6.某星球质量为地球质量的9倍,半径为地球半径的一半,在该星球表面从某一高度以10 m/s 的初 速度竖直向上抛出一物体,从抛出到落回原地需要的时间为(g 地=10 m/s 2 )( ) A .1s B . 91s C .18 1 s D . 36 1 s 7.假如地球自转速度增大,关于物体重力,下列说法正确的是( ) A 放在赤道地面上的万有引力不变 B 放在两极地面上的物体的重力不变 C 放在赤道地面上物体的重力减小 D 放在两极地面上的物体的重力增加 8、设想把质量为m 的物体放在地球的中心,地球的质量为M ,半径为R ,则物体与地球间的万有引力是( ) A.零 B.无穷大 C.2 GMm R D.无法确定 9.对于质量m 1和质量为m 2的两个物体间的万有引力的表达式12 2m m F G r ,下列说法正确的是 ( ) 和m 2所受引力总是大小相等的 B 当两物体间的距离r 趋于零时,万有引力无穷大 C.当有第三个物体m 3放入之间时,m 1和m 2间的万有引力将增大 D.所受的引力性质可能相同,也可能不同 10地球赤道上的重力加速度为g ,物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a ,要使赤道上物 体“飘” 起来,则地球的转速应为原来转速的( )
高考(2015-2019)物理真题分项B4版——专题(五)万有引力与航天(试题版)
专题五 万有引力与航天 1、(2019全国Ⅰ卷)在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上,把物体P轻放在弹簧上端,P 由静止向下运动,物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。在另一星球N上用完全相同的弹簧,改用物体Q完成同样的过程,其a–x关系如图中虚线所示,假设两星球均为质量均匀分布的球体。已知星球M的半径是星球N的3倍,则() A.M与N的密度相等 B.Q的质量是P的3倍 C.Q下落过程中的最大动能是P的4倍 D.Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍 2、(2019全国Ⅱ卷)2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描述F随h变化关系的图像是() 3.(2019全国Ⅲ卷)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动,它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火,它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火。已知它们的轨道半径R金a地>a火B.a火>a地>a金C.v地>v火>v金D.v火>v地>v金 4、(2019北京卷)2019年5月17日,我国成功发射第45颗北斗导航卫星,该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)。该卫星() A.入轨后可以位于北京正上方B.入轨后的速度大于第一宇宙速度 C.发射速度大于第二宇宙速度 D.若发射到近地圆轨道所需能量较少 5、(2019天津卷)2018年12月8日,肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射,“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测,率先在月背刻上了中国足迹”。已知月球的质量为M、半径为R,探测器的质量为m,引力常量为G,嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时,探测器的() A.周期为 23 4πr GM B.动能为 2 GMm R C.角速度为 3 Gm r D.向心加速度为 2 GM R 6、(2019 江苏卷)1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星,该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动.如图所示,设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2,近地点到地心的距离为r,地球质量为M,引力常量为G.则() A. r GM v v v= > 1 2 1 ,B. r GM v v v> > 1 2 1 , C. r GM v v v= < 1 2 1 , D. r GM v v v> > 1 2 1 , 7、(2018全国Ⅰ卷)2017年,人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程,在两颗中子星合并前约100 s时,它们相距约400 km,绕二者连线上的某点每秒转动12圈,将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体,由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识,可以估算出这一时刻两颗中子星() A. 质量之积 B. 质量之和 C. 速率之和 D. 各自的自转角速度 1
苏版万有引力定律与航天单元测试
苏版万有引力定律与航天单元测试 【一】选择题〔本大题共8小题,每题5分,共40分。在每题给出的四个选项中. 1 6题只有一项符合题目要求;7 8题有多项符合题目要求。全部选对的得5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分。〕 1.由于受太阳系中辐射出的高能射线和卫星轨道所处的空间存在极其稀薄的大气影响,对我国神州飞船与天宫目标飞行器在离地面343km 的近圆形轨道上的载人空间交会对接.下面说法正确的选项是〔 〕 A 、如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会减小 B 、如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低 D 、航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用 2.如下图,〝嫦娥三号〞的环月轨道可近似看成是圆轨道,观察〝嫦娥三号〞在环月轨道上的运动,发现每经过时间t 通过的弧长为l ,该弧长对应的圆心角为θ弧度.万有引力常量为G ,那么月球的质量是〔 〕 A 、l2G θ3t B 、θ3Gl2t C 、l3G θt2 D 、t2 G θl3 3.据报道,有 学家支持让在2019年被除名的冥王星重新拥有〝行星〞称号。下表是关于冥王星的一些物理量〔万有引力常量G 〕,可以判断以下说法正确的选项是〔 〕 A 、冥王星绕日公转的线速度比地球绕日公转的线速度大 B 、冥王星绕日公转的加速度比地球绕日公转的加速度大 C 、根据所给信息,可以估算太阳的体积的大小 D 、根据所给信息,可以估算冥王星表面重力加速度的大小 4.甲、乙、丙为三颗围绕地球做圆周运动的人造地球卫星,轨道半径之比为1:4:9,那么: A 、甲、乙、丙三颗卫星围绕地球的线速度之比为1:2:3 B 、甲、乙、丙三颗卫星围绕地球的角速度之比为1:81 : 27 1 C 、甲、乙、丙三颗卫星围绕地球的周期之比为1:21 :31 D 、甲、乙、丙三颗卫星围绕地球的向心加速度之比为1:41 :91
高中物理必修二第六章万有引力与航天章节检测
新人教版高中物理必修二 第六章 万有引力与航天 第四节 万有引力理论的成就 小试身手 1、若有一星球密度与地球密度相同,它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍则该星球质量是地球质量的 ( D ) A 、0.5倍 B 、2倍 C 、4倍 D 、8倍 2、若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动,设其周期为T ,引力常量为G ,那么该行星的平均密度为( B ) A 、π32GT B 、23GT π C 、π 42 GT D 、24GT π 3、为了估算一个天体的质量,需要知道绕该天体做匀速圆周运动的另一星球的条件是( AC ) A 、运转周期和轨道半径 B 、质量和运转周期 C 、线速度和运转周期 D 、环绕速度和质量 4、在某行星上,宇航员用弹簧称称得质量为m 的砝码重量为F ,乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行,测得其环绕周期为T ,根据这些数据求该星球的质量。 M=434 316π Gm T F 能力测验 1、一颗质量为m 的卫星绕质量为M 的行星做匀速圆周运动,则卫星的周期(AB ) A .与卫星的质量无关
B .与卫星轨道半径的3/2次方有关 C .与卫星的运动速度成正比 D .与行星质量M 的平方根成正比 2、设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直向上抛一物体的最大高度之比为k (均不计阻力),且已知地球于该天体的半径之比也为k ,则地球与天体的质量之比为( B ) A.1 B.k C.k 2 D.1/k 3、两颗行星A 和B 各有一颗卫星a 和b ,卫星轨道接近各自的行星表面,如果两行星质量之比为M A /M B =p ,两行星半径之比R A /R B =q ,则两卫星周期之比T a /T b 为(D ) A 、pq B 、p q C 、q p p D 、p q q 4、A 、B 两颗行星,质量之比为M A /M B =p ,半径之比为R A /R B =q ,则两行星表面的重力加速度为( C ) A 、p/q B 、pq 2 C 、p/q 2 D 、pq 5、地球公转的轨道半径是R 1,周期是T 1,月球绕地球运转的轨道半径是R 2,周期是T 2,则太阳质量与地球质量之比是( B ) A 、T R T R 223 2 2131 B 、T R T R 21322231 C 、T R T R 212 2222 1 D 、T R T R 32 223121 6、若某行星的质量和半径均为地球的一半,那么质量为50kg 的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的( C ) A 、1/4 B 、1/2 C 、2倍 D 、4倍 7、月球质量是地球质量的1/81,月球半径是地球半径的1/3.8。如果分别在地球上和在月球上都用同一初速度竖直上抛出一个物体(阻力不计),两者上升高度的比为多少?
高中物理 第三章 万有引力定律及其应用单元测试 粤教版必修2
第三章 万有引力定律及其应用 章末综合检测(粤教版必修2) (时间:90分钟,满分:100分) 一、单项选择题(本题共6小题,每小题4分,共24分,在每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的) 1.有一个星球的密度与地球的密度相同,但它表面处的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍,则该星球的质量是地球质量的( ) A.1 4 B .4倍 C .16倍 D .64倍 解析:选D.设它们的密度为ρ,星球和地球的半径分别为R 1、R 2,在其表面质量为m 的物体重力等于万有引力,即4mg =GM 星m R 21,mg =GM 地m R 22,而M 星=ρ·43πR 31,M 地=ρ·43 πR 3 2, 由此可得R 1=4R 2,M 星∶M 地=64∶1,D 正确. 2.(2011年梅州联考)万有引力定律首次揭示了自然界中物体间的一种基本相互作用.以下说法正确的是( ) A .物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的 B .人造地球卫星离地球越远,受到地球的万有引力越大 C .人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供 D .宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用 解析:选C.物体的重力是地球的万有引力产生的,万有引力的大小与质量的乘积成正比,与距离的平方成反比,所以A 、B 错;人造地球卫星绕地球运动的向心力是万有引力提供的,宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是因为宇航员受到的万有引力全部提供了宇航员做圆周运动所需的向心力,所以C 对、D 错. 3.(2011年高考福建卷)嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星.若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期为T ,已知引力常量 为G ,半径为R 的球体体积公式V =43 πR 3 ,则可估算月球的( ) A .密度 B .质量 C .半径 D .自转周期 解析:选A.对“嫦娥二号”由万有引力提供向心力可得:GMm R 2=m 4π2 T 2R ,故月球的质量 M = 4π2R 3 GT 2 ,因“嫦娥二号”为近月卫星,故其轨道半径为月球的半径R ,但由于月球半径未 知,故月球质量无法求出,月球质量未知,则月球的半径R 也无法求出,故B 、C 项均错; 月球的密度ρ=M V =4π2R 3GT 243 πR 3=3π GT 2,故A 正确. 4.(2011年南通模拟)我国自行研制发射的“风云一号”、“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的,“风云一号”是极地圆形轨道卫星,其轨道平面与赤道平面垂直,周期为T 1=12 h ;“风云二号”是同步卫星,其轨道平面就是赤道平面,周期为T 2=24 h ;两颗卫星相比( ) A .“风云一号”离地面较高 B .“风云一号”每个时刻可观察到的地球表面范围较大 C .“风云一号”线速度较大 D .若某时刻“风云一号”和“风云二号”正好同时在赤道上某个小岛的上空.那么再过12小时,它们又将同时到达该小岛的上空 解析:选C.因T 12020届高考物理专题复习检测专题一:万有引力与航天(含解析)
第4讲万有引力与航天 (建议用时:40分钟满分:100分) 一、选择题(本大题共8小题,每小题8分,共64分.第1~5题只有一项符合题目要求,第6~8题有多项符合题目要求) 1.许多科学家在经典物理学发展中作出了重要贡献,下列叙述中符合史实的是( D ) A.哥白尼提出了日心说并发现了行星沿椭圆轨道运行的规律 B.开普勒在前人研究的基础上,提出了万有引力定律 C.牛顿提出了万有引力定律,并通过实验测出了万有引力常量 D.卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量 解析:哥白尼提出了日心说,而开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律,故A错误;牛顿在前人研究的基础上,提出了万有引力定律,故B 错误;卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量,故C错误,D正确. 2.(2019·山东济南三模)2019年1月3日10时26分,“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆,标志着我国探月航天工程达到了一个新高度.“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动时的轨道半径为r,运行周期为T,已知万有引力常量为G,根据以上信息可以求出( C ) A.月球的平均密度 B.月球的第一宇宙速度 C.月球的质量 D.月球表面的重力加速度
解析:根据万有引力提供向心力可得=m r得,月球的质量M月=,月球的体积V=πR3,由于月球半径不知道,无法求解月球的密度,故A 错误,C正确;月球的第一宇宙速度v 1==,由于月球半径不知道,月球的第一字宙速度无法求解,故B错误;根据g=可知,月球半径不知道,无法求解月球表面的重力加速度,故D错误. 3.(2019·江苏泰州模拟)通常情况下中子星的自转速度是非常快的,因此任何的微小凸起都将造成时空的扭曲并产生连续的引力波信号,这种引力辐射过程会带走一部分能量并使中子星的自转速度逐渐下降.现有一中子星(可视为均匀球体),它的自转周期为T0时恰能维持该星体的稳定(不因自转而瓦解),则当中子星的自转周期增为2T0时,某物体在该中子星“两极”所受重力与在“赤道”所受重力的比值为( D ) A. B.2 C. D. 解析:自转周期为T0时恰能维持星体的稳定,有=m R;当中子星的自转周期增为2T0时,在两极有=mg,在赤道有-mg′=m R,联 立解得=,故D正确. 4.(2019·河南郑州三模)地球和某行星在同一轨道平面内同向绕太阳做匀速圆周运动,地球和太阳中心的连线与地球和行星的连线所成
高考物理万有引力与航天基础练习题
高考物理万有引力与航天基础练习题 一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天 1.如图所示,返回式月球软着陆器在完成了对月球表面的考察任务后,由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱.已知月球表面的重力加速度为g ,月球的半径为R ,轨道舱到月球中心的距离为r ,引力常量为G ,不考虑月球的自转.求: (1)月球的质量M ; (2)轨道舱绕月飞行的周期T . 【答案】(1)G gR M 2 = (2)2r r T R g π=【解析】 【分析】 月球表面上质量为m 1的物体,根据万有引力等于重力可得月球的质量;轨道舱绕月球做圆周运动,由万有引力等于向心力可得轨道舱绕月飞行的周期; 【详解】 解:(1)设月球表面上质量为m 1的物体,其在月球表面有:11 2Mm G m g R = 1 12 Mm G m g R = 月球质量:G gR M 2 = (2)轨道舱绕月球做圆周运动,设轨道舱的质量为m 由牛顿运动定律得: 2 2Mm 2πG m r r T ??= ??? 222()Mm G m r r T π= 解得:2r r T R g π= 2.如图所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P 点沿水平方向以初速度v 0抛出一个小球,测得小球经时间t 落到斜坡上另一点Q ,斜面的倾角为α,已知该星球半径为R ,万有引力常量为G ,求:
(1)该星球表面的重力加速度; (2)该星球的质量。 【答案】(1)02tan v g t θ= (2)202tan v R Gt θ 【解析】 【分析】 平抛运动在水平方向上做匀速直线运动,在竖直方向上做自由落体运动,根据平抛运动的规律求出星球表面的重力加速度;根据万有引力等于重力求出星球的质量; 【详解】 (1)根据平抛运动知识可得 2 00 122gt y gt tan x v t v α=== 解得02v tan g t α = (2)根据万有引力等于重力,则有 2 GMm mg R = 解得2202v R tan gR M G Gt α == 3.a 、b 两颗卫星均在赤道正上方绕地球做匀速圆周运动,a 为近地卫星,b 卫星离地面高度为3R ,己知地球半径为R ,表面的重力加速度为g ,试求: (1)a 、b 两颗卫星周期分别是多少? (2) a 、b 两颗卫星速度之比是多少? (3)若某吋刻两卫星正好同时通过赤道同--点的正上方,则至少经过多长时间两卫星相距最远? 【答案】(1)2R g ,16R g (2)速度之比为2 87R g π 【解析】 【分析】根据近地卫星重力等于万有引力求得地球质量,然后根据万有引力做向心力求得运动周期;卫星做匀速圆周运动,根据万有引力做向心力求得两颗卫星速度之比;由根据相距最远时相差半个圆周求解; 解:(1)卫星做匀速圆周运动,F F =引向, 对地面上的物体由黄金代换式2Mm G mg R =
天体运动单元测试(万有引力定律)
1.发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是() A.开普勒、卡文迪许B.牛顿、伽利略 C.牛顿、卡文迪许D.开普勒、伽利略 2.若已知太阳的一个行星绕太阳运转的轨道半径为r,周期为'T,引力常量为G,则可求得()A.该行星的质量B.太阳的质量 C.该行星的平均密度D.太阳的平均密度 3.我国是世界上能够发射地球同步卫星的少数国家之一,关于同步卫星正确的说法是()A.可以定点在南京上空 B.运动周期与地球自转周期相同的卫星肯定是同步卫星 C.同步卫星内的仪器处于超重状态 D.同步卫星轨道平面与赤道平面重合 4.地球上有两位相距非常远的观察者,都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星,相对自己而言静止不动,则这两位观察者的位置以及两颗人造地球卫星到地球中心的距离可能是() A.一人在南极,一人在北极,两卫星到地球中心的距离一定相等 B.一人在南极,一个在北极,两卫星到地球中心的距离可以不等,但应成整数倍 C.两人都在赤道上,两卫星到地球中心的距离一定相等 D.两人都在赤道上,两卫星到地球中心的距离可以不等,但应成整数倍 5.地球赤道上的物体重力加速度为g,物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a,要使赤道上物体“飘”起来,则地球的转速应为原来的( ) A.g a B C D 6.火星有两颗卫星,分别是火卫一和火卫二,它们的轨道近似为圆。已知火卫一的周期为7小时39分,火卫二的周期为30小时18分,则两颗卫星相比() A.火卫一距火星表面较近B.火卫二的角速度较大 C.火卫一的运动速度较大D.火卫二的向心加速度较大 7.两个行星A和B各有一颗卫星a和b。卫星的圆轨道接近各自行星的表面。如果两行星质量之比M A : M B = p,两行星半径之比R A : R B = q,则两卫星周期之比T a : T b为() A .B .C .D 8.已知地球和火星的质量之比:8:1 M M= 地火,半径比:2:1 R R= 地火 ,表面动摩擦因数均为0.5,用一根绳在地 球上拖动一个箱子,箱子能获得10m/s2的最大加速度,将此箱和绳送上火星表面,仍用该绳子拖动木箱(使用同样大的力),则木箱产生的最大加速度为() A.10m/s2B.12.5m/s2C.7.5m/s2D.15m/s2 9.2003年2月1日美国“哥伦比亚”号航天飞机在返回途中解体,造成人类航天史上又一悲剧。若“哥伦比亚”号航天飞机是在赤道上空飞行,轨道半径为r,飞行方向与地球的自转方向相同。设地球的自转角速度为ω0,地球半径为R,地球表面重力加速度为g。在某时刻航天飞机通过赤道上某建筑物的上方,则到它下次通过该建筑物上方所需时间为() A . 2/) πωB . 1 2) π ω C .2D . 2/) πω 10.地球绕太阳公转的轨道半径r = 1.49×1011m,公转周期T = 3.16×107s,万有引力恒量G = 6.67×10-11N·m2/kg2。 则太阳质量的表达式M = __________,其值约为_________kg。(取一位有效数字) 11.空间探测器进入某行星引力范围以后,在靠近该行星表面的上空做圆周运动。测得运动周期为T,则这个
人教版物理必修二:第六章 《万有引力与航天》章末检测
《万有引力与航天》章末检测 时间:90分钟满分:100分 第Ⅰ卷(选择题,共40分) 一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题目要求,有的有多个选项符合题目要求) 1.由于地球的自转,使得静止在地面的物体绕地轴做匀速圆周运动.对于这些做匀速圆周运动的物体,以下说法正确的是( ) A.向心力都指向地心 B.速度等于第一宇宙速度 C.加速度等于重力加速度 D.周期与地球自转的周期相等 解析本题重点考查了地球上的物体做匀速圆周运动的知识.由于地球上的物体随着地球的自转做圆周运动,则其周期与地球的自转周期相同,D正确,不同纬度处的物体的轨道平面是不相同的,如图,m处的物体的向心力指向O′点,选项A错误;由于第一宇宙速度是围绕地球运行时,轨道半径最小时的速度,即在地表处围绕地球运行的卫星的速度,则选项B错误;由图可知,向心力只是万有引力的一个分量,另一个分量是重力,因此加速度不等于重力加速度,选项C 错误.
答案D 2.关于人造地球卫星,以下说法正确的是( ) A.人造卫星绕地球运动的轨道通常是椭圆,应遵守开普勒三定律 B.人造地球同步卫星一般做通信卫星,处于赤道上空,距地面的高度可以 通过下列公式计算:G Mm R+h2 =m(R+h) 4π2 T2 ,其中T是地球自转的周期,h为 卫星到地面的高度,R为地球的半径,M为地球质量,m为卫星质量C.人造地球卫星绕地球转的环绕速度(第一宇宙速度)是7.9 km/s,可以用 下列两式计算:v=GM R 、v=Rg.其中R为地球半径,g为地球的重力加速度, M为地球质量 D.当人造卫星的速度等于或大于11.2 km/s时,卫星将摆脱太阳的束缚,飞到宇宙太空 解析人造卫星绕地球转动的轨道是椭圆,卫星受到的作用力为地球对卫星