《万有引力与航天》单元测试题(一)
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第六章万有引力与航天单元测试班级姓名学号分数_____【满分:100分时间:90分钟】第Ⅰ卷(选择题,共46分)一、单选择(每个3分共3×10=30分)1.(2019·湖南省株洲市高一下学期月考)下列说法符合物理史实的是()A.天文学家第谷通过艰苦的观测,总结出行星运动三大定律B.开普勒进行“月—地检验”,并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律C.布鲁诺在他的毕生著作《天体运行论》中第一次提出了“日心说”的观点D.卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量G,也直接检验了万有引力定律的正确性【答案】D【解析】:开普勒总结出了行星运动三大规律,A错误;牛顿总结了万有引力定律,B错误;哥白尼提出了日心说,C错误;卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量G,也直接检验了万有引力定律的正确性,D正确。
1.2019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【答案】D【解析】同步卫星只能位于赤道正上方,A错误;由GMmr2=mv2r知,卫星的轨道半径越大,环绕速度越小,因此入轨后的速度小于第一宇宙速度(近地卫星的速度),B错误;同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度、小于第二宇宙速度,C错误;若该卫星发射到近地圆轨道,所需发射速度较小,所需能量较少,D正确。
3.如图所示,火星和地球都在围绕着太阳旋转,其运行轨道是椭圆.根据开普勒行星运动定律可知()A.火星绕太阳运行过程中,速率不变B.地球靠近太阳的过程中,运行速率减小C.火星远离太阳过程中,它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大D.火星绕太阳运行一周的时间比地球的长【答案】D【解析】根据开普勒第二定律:对每一个行星而言,太阳、行星的连线在相同时间内扫过的面积相等,可知行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化,地球靠近太阳过程中运行速率将增大,选项A、B、C 错误.根据开普勒第三定律,可知所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等.由于火星的半长轴比较大,所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长,选项D正确.4.“奋进”号宇航员斯蒂法尼斯海恩·派帕在一次太空行走时丢失了一个工具包,关于工具包丢失的原因可能是()A.宇航员松开了拿工具包的手,在万有引力作用下工具包“掉”了下去B.宇航员不小心碰了一下“浮”在空中的工具包,使其速度发生了变化C.工具包太重,因此宇航员一松手,工具包就“掉”了下去D.由于惯性,工具包做直线运动而离开了圆轨道【答案】B【解析】:工具包在太空中,万有引力提供向心力处于完全失重状态,当有其他外力作用于工具包时才会离开宇航员,B选项正确。
《万有引力与航天》单元测试一、选择题1.星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度.星球的第二宇宙速度v 2与第一宇宙速度v 1的关系是v 2=2v 1.已知某星球的半径为r ,它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的16,不计其他星球的影响,则该星球的第二宇宙速度为( )A.grB.16grC.13grD.13gr 解析:由题意v 1=g ′r = 16gr ,v 2=2v 1=13gr ,所以C 项正确.答案:C2.太阳能电池是将太阳能通过特殊的半导体材料转化为电能,在能量的利用中,它有许多优点,但也存在着一些问题,如受到季节、昼夜及阴晴等气象条件的限制.为了能尽量地解决这些问题,可设想把太阳能电池送到太空中并通过一定的方式让地面上的固定接收站接收电能,太阳能电池应该置于( )A .地球的同步卫星轨道B .地球大气层上的任一处C .地球与月亮的引力平衡点D .地球与太阳的引力平衡点解析:太阳能电池必须与地面固定接收站相对静止,即与地球的自转同步.答案:A3.据媒体报道,“嫦娥”一号卫星绕月工作轨道为圆轨道,轨道距月球表面的高度为200 km,运行周期为127 min.若要求出月球的质量,除上述信息外,只需要再知道()A.引力常量和“嫦娥”一号的质量B.引力常量和月球对“嫦娥”一号的吸引力C.引力常量和地球表面的重力加速度D.引力常量和月球表面的重力加速度解析:对“嫦娥”一号有G Mm(R+h)2=m4π2T2(R+h),月球的质量为M=4π2GT2(R+h)3,在月球表面g=G M R2,故选项D正确.答案:D4.地球同步卫星轨道半径约为地球半径的6.6倍,设月球密度与地球相同,则绕月心在月球表面附近做圆周运动的探月探测器的运行周期约为()A.1 h B.1.4 hC.6.6 h D.24 h解析:因月球密度与地球的相同,根据ρ=m4πR 3/3,可知m 地m 月=R 3地R 3月,又Gm 地m 卫(6.6R 地)2=m 卫4π2T 2卫×6.6R 地,Gm 月m 探R 2月=m 探4π2T 2探R 月,已知T 卫=24 h ,联立解得T 探≈1.4 h.答案:B 5.图1在同一轨道平面上绕地球做匀速圆周运动的卫星A 、B 、C ,某时刻恰好在同一过地心的直线上,如图1所示,当卫星B 经过一个周期时( )A .各卫星角速度相等,因而三星仍在一直线上B .A 超前于B ,C 落后于B C .A 超前于B ,C 超前于BD .A 、C 都落后于B解析:由G Mmr 2=mrω2,可知,ω=GMr 3可见选项A 错误;由T =2π/ω,即T ∝r 3可知,选项B 正确,选项C 、D 错误.答案:B6.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:图6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6,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1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:D7.图3“嫦娥”一号探月卫星沿地月转移轨道到达月球,在距月球表面200 km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获,进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,如图3所示.之后,卫星在P点经过几次“刹车制动”,最终在距月球表面200 km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动.用T1、T2、T3分别表示卫星在椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ的周期,用a1、a2、a3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的加速度,则下面说法正确的是()A.T1>T2>T3B.T1<T2<T3C.a1>a2>a3D.a1<a2<a3解析:卫星沿椭圆轨道运动时,周期的平方与半长轴的立方成正比,故T1>T2>T3,A项正确,B项错误.不管沿哪一轨道运动到P点,卫星所受月球的引力都相等,由牛顿第二定律得a1=a2=a3,故CD项均错误.答案:A8未发射的卫星放在地球赤道上随地球自转时的线速度为v1、加速度为a1;发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动时的线速度为v2、加速度为a2;实施变轨后,使其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动,运动的线速度为v3、加速度为a3。
一、选择题《万有引力与航天》单元测试卷 姓名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. 关 于 行 星 绕 太 阳 运 动 的 下 列 说 法 中 正 确 的 是( )A. 所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B .行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处C .离太阳越近的行星运动周期越长D .所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等3. 关 于 行 星 绕 太 阳 运 动 的 原 因 , 有 以 下 几 种 说 法 , 正 确 的 是 ( )A. 由于行星做匀速圆周运动,故行星不受任何力作用B .由于行星周围存在旋转的物质造成的 C .由于受到太阳的吸引造成的 D .除了受到太阳的吸引力,还必须受到其他力的作用R 34. 关于开普勒第三定律 k T 2(R 为椭圆轨道的半长轴)中的常数 k 的大小,下列说法中正 确的是()A. 与行星的质量有关B .与中心天体的质量有关C .与恒星及行星的质量有关D .与中心天体的密度有关5. 对 于 万 有 引 力 定 律 的 表 达 式 F =G m 1m2 , 下 面 说 法 中 正 确 的 是r 2( )A. 公式中 G 为引力常量,它是由实验测得的,而不是人为规定的B. 当 r 趋近于零时,万有引力趋近于无穷大C. m 1 与 m 2 受到的引力总是大小相等的,而与 m 1,m 2 是否相等无关D. m 1 与 m 2 受到的引力总是大小相等,方向相反的,是一对平衡力6. 甲、乙两物体之间的万有引力的大小为 F ,若保持乙物体的质量不变,而使甲物体的质量减小到原来的 1/2,同时使它们之间的距离也减小一半,则甲、乙两物体之间的万有引 力 的 大 小 变 为 ( ) A .F B .F /2 C .F /4 D .2F7 、 下 列 事 例 中 , 不 是 由 于 万 有 引 力 起 决 定 作 用 的 物 理 现 象 是 ( )A .月亮总是在不停地绕着地球转动B .地球周围包围着稠密的大气层,它们不会散发到太空去C .潮汐D .把许多碎铅块压紧,就成一块铅块8. 航天飞机绕地球做匀速圆周运动时, 机上的物体处于失重状态, 是指这个物体( )A. 不受地球的吸引力B.受到地球吸引力和向心力平衡C.受到地球的引力提供了物体做圆周运动的向心力D.对支持它的物体的压力为零9.设想人类开发月球,不断把月球上的矿藏搬运到地球上,假定经过长时间开采后,地球仍可看作是均匀的球体,月球仍沿开采前的圆周轨道运动,则与开采前相比()A.地球与月球间的万有引力将变大B.地球与月球间的万有引力将变小C.月球绕地球运动的周期将变长D.月球绕地球运动的周期将变短10.绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中有一质量为10kg 的物体挂在弹簧秤上,这时弹簧秤的示数()A.等于98N B.小于98N C.大于98N D.等于011.地球表面重力加速度为g,地球半径为R,引力常量为G,下式关于地球密度的估算式正确的是()A.=3g4R GB.=3g4R2GC.=gRGD.=gGR 212.将物体由赤道向两极移动()A.它的重力减小B.它随地球转动的向心力增大C.它随地球转动的向心力减小D.向心力方向、重力的方向都指向球心13.航天飞机在进入绕地球做匀速圆周运动的轨道后,宇航员将一器件置于舱外,器件将()A.向着地球方向落向地球C.由于惯性将沿轨道切线做匀速直线运动B.做平抛运动D.绕地球做匀速圆周运动,相对舱是静止的14.天文学上把两个相距较近,由于彼此的引力作用而沿各自的轨道互相环绕旋转的恒星系统称为“双星”系统,设一双星系统中的两个子星保持距离不变,共同绕着连线上的某一点以不同的半径做匀速圆周运动,则()A.两子星的线速度的大小一定相等B.两子星的角速度的大小一定相等C.两子星受到的向心力的大小一定相等D.两子星的向心加速度的大小一定相等15.以下说法正确的是()A.经典力学理论普遍适用,大到天体,小到微观粒子均适用B.经典力学理论的成立具有一定的局限性C.在经典力学中,物体的质量不随运动状态而改变D.相对论与量子力学否定了经典力学理论116.离地面某一高度h 处的重力加速度是地球表面重力加速度的,则高度h 是地球半径的2()1A.2 倍 B. C.4倍D.( 22-1)倍17.关于第一宇宙速度,下列说法正确的是()A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B.它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运动速度C.它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D.它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度18.关于人造地球卫星的运行速度和发射速度,以下说法中正确的是()A.低轨道卫星的运行速度大,发射速度也大B.低轨道卫星的运行速度大,但发射速度小C.高轨道卫星的运行速度小,发射速度也小D.高轨道卫星的运行速度小,但发射速度大19.当人造卫星进入轨道作匀速圆周运动后,下列叙述不正确的是()A.在任何轨道上运动时,地球球心都在卫星的轨道平面内B.卫星运动速度一定不超过7.9km/sC.卫星内的物体仍受重力作用,并可用弹簧秤直接测出所受重力的大小D.卫星运行时的向心加速度等于卫星轨道所在处的重力加速度20.人造地球卫星在轨道上作匀速圆周运动,它所受到向心力F 跟轨道半径r 之间的关系是()A.由公式 F = mv 2r可知F 与r 成反比B.由公式 F =m ⋅2r 可知 F 与r 成正比C.由公式 F =m ⋅⋅v 可知 F 跟r 无关MmD.由公式F =Gr 2可知F 跟r 2 成反比21.同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星()A.它可以在地面上任一点的正上方,且离地心的距离可按需要选择不同值B.它可以在地面上任一点的正上方,但离地心的距离是一定的C.它只能在赤道的正上方,但离地心的距离可按需要选择不同值D.它只能在赤道的正上方,且离地心的距离是一定的22.我国发射的神州五号载人宇宙飞船的周期约为90min,如果把它绕地球的运动看作是匀速圆周运动,飞船的运动和人造地球同步卫星的运动相比,下列判断中正确的是()A.飞船的轨道半径大于同步卫星的轨道半径B.飞船的运行速度小于同步卫星的运行速度C.飞船运动的向心加速度大于同步卫星运动的向心加速度D.飞船运动的角速度小于同步卫星运动的角速度23.俄罗斯“和平号”轨道空间站因超期服役和运行资金短缺等原因而被迫于2001 年3 月23日坠入南太平洋预定海域。
万有引力与航天四份单元检测物理单元检测万有引力与航天(一)一、选择题1、关于开普勒第三定律中的公式k TR 23,下列说法中正确的是( ) A .适用于所有天体 B .适用于围绕地球运行的所有卫星C .适用于围绕太阳运行的所有行星D .以上说法均错误2、已知地球半径为R ,地球表面的重力加速度为g ,若高空中某处的重力加速度为21g ,则该处距地面球表面的高度为( )A .(2—1)RB .RC . 2RD .2 R3、一个行星,其半径比地球的半径大2倍,质量是地球的25倍,则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4、要使两物体间万有引力减小到原来的1/4,可采取的方法是( )A 使两物体的质量各减少一半,距离保持不变B 使两物体间距离变为原来的2倍,质量不变C 使其中一个物体质量减为原来的1/4,距离不变D 使两物体质量及它们之间的距离都减为原来的1/45、根据天体演变的规律,太阳的体积在不断增大,几十亿年后将变成红巨星.在此过程中太阳对地球的引力(太阳和地球的质量可认为不变)将( )A 变大B 变小C 不变D 不能确定6、设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动,若测得土星到太阳的距离为R,土星绕太阳运动的周期为T,万有引力常量G 已知,根据这些数据,能够求出的量有( )A 土星线速度的大小B 土星加速度的大小C 土星的质量D 太阳的质量7、已知下面的哪组数据,可以算出地球的质量M(引力常量G 为已知) ( )A 月球绕地球运动的周期T 及月球到地球中心的距离RB 地球绕太阳运行周期T 及地球到太阳中心的距离RC 人造卫星在地面附近的运行速度V 和运行周期TD 地球绕太阳运行速度V 及地球到太阳中心的距离R8、某行星的卫星,在靠近行星表面轨道上运行.若要计算行星的密度,唯一要测量出的物理量是( )A. 行星的半径.B. 卫星的半径.C. 卫星运行的线速度D.卫星运行的周期.9、下列说法正确的是( )A. 天王星是人们由万有引力定律计算其轨道而发现的B. 海王星及冥王星是人们依据万有引力定律计算其轨 道而发现的C.天王星的运行轨道偏离,其原因是由于天王星受到 轨道外面的其它行星的引力作用D.以上说法均不正确10、关于地球的第一宇宙速度,下列说法中正确的是( )A 它是人造地球卫星环绕地球运转的最小速度B 它是近地圆行轨道上人造卫星的运行速度C 它是能使卫星进入近地轨道最小发射速度D它是能使卫星进入轨道的最大发射速度11、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,一人在北极,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12、把太阳系各行星的运动近似看作匀速圆周运动,则离太阳越远的行星( )A周期越小B线速度越小C角速度越小D加速度越小13、我们国家在1986年成功发射了一颗实用地球同步卫星,从1999年至今已几次将”神州”号宇宙飞船送入太空,在某次实验中,飞船在空中飞行了36h,环绕地球24圈.则同步卫星与飞船在轨道上正常运转相比较( )A卫星运转周期比飞船大B卫星运转速度比飞船大C卫星运加转速度比飞船大D卫星离地高度比飞船大14、关于人造地球卫星及其中物体的超重.失重问题,下列说法正确的是( )A在发射过程中向上加速时产生超重现象B 在降落过程中向下减速时产生超重现象C 进入轨道时做匀速圆周运动, 产生失重现象D失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的15、在绕地球做匀速圆周运动的航天飞机外表面,有一隔热陶瓷片自动脱落,则( )A陶瓷片做平抛运动B陶瓷片做自由落体运动C陶瓷片按原圆轨道做匀速圆周运动D陶瓷片做圆周运动,逐渐落后于航天飞机16、宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动,若飞船想与前面的空间站对接,飞船为了追上轨道空间站,可采取的方法是( )A飞船加速直到追上轨道空间站,完成对接B飞船从原轨道减速至一个较低轨道,再加速追上轨道空间站,完成对接.C飞船加速至一个较高轨道,再减速追上轨道空间站,完成对接.D无论飞船如何采取何种措施,均不能与空间站对接17、“神舟六号”的发射成功,可以预见,随着航天员在轨道舱内停留时间的增加,体育锻炼成了一个必不可少的环节,下列器材适宜航天员在轨道舱中进行锻炼的是()A.哑铃B.弹簧拉力器C.单杠D.跑步机18若取地球的第一宇宙速度为8km/s,某行星的质量是地球质量的6倍,半径是地球半径的1.5倍,则这一行星的第一宇宙速度为________________19、两颗人造地球卫星,都在圆形轨道上运行,质量之比为m A∶m B=1∶2,,轨道半径之比r A∶r B=1:2,则它们的(1)线速度之比v A∶v B=(2)角速度之比ωA:ωB =(3)周期之比T A∶T B =(4)向心加速度之比a A∶a B =20、地球的同步卫星距地面高H约为地球半径R的5倍, 同步卫星正下方的地面上有一静止的物体A,则同步卫星与物体A的向心加速度之比是多少?若给物体A以适当的绕行速度,使A成为近地卫星,则同步卫星与近地卫星的向心加速度之比是多少?21、一宇航员为了估测一星球的质量,他在该星球的表面做自由落体实验:让小球在离地面h高处自由下落,他测出经时间t小球落地,又已知该星球的半径为R,试估算该星球的质量。
万有引力与航天单元测试题第六章万有引力与航天练习1.对于万有引力公式F=Gm1m2/r2,下列说法中正确的是:()A.当两个物体之间的距离趋近于零时,F趋近于无穷大B. 只要两个物体是球体,就可以用上式进行求解万有引力C.只有两个物体看成质点时,才可以用上式求两个物体间的万有引力D.任何两个物体之间都存在万有引力2.某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为月球绕地球运转半径的,设月球绕地球运动的周期为27天,则此卫星的运转周期大约是()A.天B.天C.1天D.9天3.如图所示,一个质量均匀分布的星球,绕其中心轴PQ自转,AB是与PQ互相垂直的直径.星球在A点的重力加速度是P点的90%,星球自转的周期为T,万有引力常量为G,则星球的密度为()A.B.C.D.4.设地球表面的重力加速度为g,地球半径为R。
在离地面高度为3R处做匀速圆周运动的人造卫星的向心加速度为a n,则a n/g为()A.1;B.1/9;C.1/4;D.1/165.两颗人造卫星A、B绕地球作圆周运动, 周期之比为T A:T B=1:8,则轨道半径之比和运动速率之比分别为()A.R A:R B=4:1 , v A:v B=1:2 B.R A:R B=4:1 , v A:v B=2:1C.R A:R B=1:4 , v A:v B=2:1 D.R A:R B=1:4 ,v A:v B=1:26.(多选)三颗人造地球卫星A、B、C在地球的大气层外沿如图所示的轨道做匀速圆周运动,已知m A = m B> m C,则三个卫星( )A. 周期关系是T A<T B=T CB. 线速度大小的关系是v A<v B=v CC. 向心力大小的关系是F A>F B>F CD. 向心加速度大小的关系是a A>a B>a C站,飞船可采取的办法有()A.飞船加速直到追上空间站完成对接B.飞船从原轨道减速至一个较低轨道,再加速追上空间站对接C.飞船从原轨道加速至一个较低轨道,再减速追上空间站对接D.无论飞船采取什么措施,均不能与空间站对接13.地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动,所受的的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1。
《万有引力和航天》单元测试题命题:何总分:100分时量:90分钟一、选择题:(每题4分,共60分。
每题至少有一个正确答案,请将正确选项填入指定位置。
)1、关于公式kTR23,下列说法中正确的是A.公式只适用于围绕地球运行的卫星B.公式只适用太阳系中的行星C.k值是一个与星球(中心天体)有关的常量D.对于所有星球(中心天体)的行星或卫星,k值都相等2、宇宙飞船围绕太阳在近似圆周的轨道运动,若其轨道半径是地球轨道半径的9 倍,则它们飞船绕太阳运行的周期是A.3年B.9年C.27年D.81年3、下列关于万有引力定律的说法中正确的是A.万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的B.公式F=G221 r mm中的G是一个比例常数,是没有单位的C.公式F=G221 r mm中的r是指两个质点间的距离或两个均匀球体的球心间的距离D.由F=G221 r mm可知,当距离r趋向于0时,F趋向于无穷大4、已知引力常量G和下列各组数据,能计算出地球质量的是A.地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离B.人造地球卫星在地面附近运行的周期和轨道半径C.月球绕地球运行的周期及月球的半径D.若不考虑地球自转,已知地球的半径及地球表面的重力加速度5、绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中有一质量为10kg的物体挂在弹簧秤上,这时弹簧秤的示数A.等于98N B.小于98NC.大于98N D.等于06、设人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动,卫星离地面越高,则卫星的A.速度越大B.角速度越大C.向心加速度越大D.周期越长7、我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的质量为1.2t,在某一确定的轨道上运行,下列说法中正确的是A.它可以定位在北京正上方太空,所以我国可以利用它进行电视转播B.它的轨道平面一定与赤道平面重合C .若要发射一颗质量为2.4t 的地球同步通讯卫星,则该卫星的轨道半径将比“亚洲一号”卫星的轨道半径大D .若要发射一颗质量为2.4t 的地球同步通讯卫星,则该卫星的轨道半径将比“亚洲一号”卫星的轨道半径小8、下列说法中正确的是A .第一宇宙速度是人造地球卫星运行的最大环绕速度,也是发射卫星具有的最小发射速度B .可以发射一颗运行周期为80min 的人造地球卫星C .第一宇宙速度等于7.9Km/s ,它是卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的线速度的大小D .地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度9、同步卫星距地心间距为r ,运行速率为v1,加速度为a 1;地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a 2,地球半径为R ;第一宇宙速度为v2,则下列比值中正确的是A. a a r R 12=B. a a R r 122=⎛⎝ ⎫⎭⎪C. v v Rr 12=D. v v r R 12= 10、“东方一号”人造地球卫星A 和“华卫二号”人造卫星B ,它们的质量之比为m A ∶m B =1∶2,它们的轨道半径之比为2∶1,则下面的结论中正确的是 A .它们受到地球的引力之比为F A ∶F B =1∶1 B .它们的运行速度大小之比为v A ∶v B =1∶2 C .它们的运行周期之比为T A ∶T B =22∶1 D .它们的运行角速度之比为ωA :ωB =23∶111、某同学通过直播得知“神舟”六号在圆轨道上运转一圈的时间约为1.5小时,将其与地球同步卫星进行比较,下列说法中正确的是A .“神舟”六号运行的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度B .“神舟”六号在圆轨道上的运行速率小于地球同步卫星的速率C .“神舟”六号在圆轨道上的运行角速度小于地球同步卫星的角速度D .“神舟”六号运行时离地面的高度小于地球同步卫星的高度12、星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度.星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v 1,的关系是v2= 2 v 1.已知某星球的半径为r ,它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的16 ,不计其他星球的影响,则该星球的第二宇宙速度A. grB.16gr C. 13gr D. 13gr 13、在太阳黑子的活动期,地球大气受太阳风的影响而扩张,这样使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围,而开始下落。
第1页 共6页 ◎ 第2页 共6页《万有引力与航天》单元检测一、选择题(四个选项中至少有一个是正确的)1.关于太阳系中各行星的轨道,以下说法中正确的是 ( ). A .所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 B .有的行星绕太阳运动的轨道是圆C .不同行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的D .不同的行星绕太阳运动的轨道各不相同 2.关于万有引力,下列说法正确的是( )A .万有引力只有在天体与天体之间才能明显表现出来B .一个苹果由于其质量很小,所以它受的万有引力几乎可以忽略C .地球对人造卫星的万有引力远大于卫星对地球的万有引力D .地球表面的大气层是因为万有引力的约束而存在于地球表面附近 3.列叙述中的力,属于万有引力的是( )A .马拉车的力B .钢绳吊起重物的力C .太阳与地球之间的吸引力D .两个异名磁极之问的吸引力 4.对于万有引力的表达式F =G122m m r ,下列说法正确的是 A .公式中的G 为万有引力常量,它是由实验得出的,而不是人为规定的 B .当r 趋近于零时,万有引力趋近于无穷大C .m 1和m 2受到的引力总是大小相等,而与m 1、m 2是否相等无关D .m 1与m 2受到的引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力 5.已知引力常量G 和下列各组数据,能计算出地球质量的是 A .地球公转的周期及地球离太阳的距离 B .人造地球卫星在地表运行的周期和轨道半径 C .月球绕地球运行的周期及月球的半径 D .若不考虑地球自转,知地球的半径及地表的g6.若某人到达一个行星上,这个行星的半径只有地球的一半,质量也是地球的一半,则在这个行星上此人所受的引力是地球上引力的( ) A .2倍 B .1倍 C .1/2 D .1/47.在宇宙空间有两个天体,已知两者之间的万有引力为F ,现将这两个天体的质量各自减半,并将其间距离增大到原来的两倍,那么两者之间的万有引力为( )A F/16B F/4C 2FD 4F 8.下列说法正确的是A. 万有引力定律是卡文迪许发现的B. 万有引力定律适用于只适用于体积比较小的物体之间C. 万有引力定律只适用于天体之间D. 海王星和冥王星都是根据万有引力定律发现的 9.关于引力常量G ,以下说法正确的是:( )A 、在国际单位制中,G 的单位是N·kg 2/m 2B 、在国际单位制中,G 的数值等于两个质量各为1kg 的质点,相距1m 时的相互吸引力C 、在不同星球上,G 的数值不一样D 、在地球的赤道和两极,G 的数值不一样 10.下列说法错误..的是 A .开普勒在总结前人研究的基础上成功地抽象和概括出行星运动的规律 B .宇宙间任意两个有质量的物体间都存在万有引力C .万有引力定律是牛顿提出的,但万有引力常数G 则是卡文迪许通过实验测出的D .万有引力的大小与两物体的质量乘积成正比,与它们间的距离成反比 11.已知万有引力常量为G ,根据下列给出的条件,能够得出地球质量的是( )A .已知地球距太阳中心距离d 和地球绕太阳运动的公转周期TB .已知地球表面重力加速度g 及地球半径RC .已知月球距地球中心距离d '和月球绕地球运动的公转周期T 'D .已知月球表面重力加速度g '及月球半径R '12.关于太阳和行星间的引力下列说法正确的是( ) A.太阳对行星的引力和行星对太阳的引力是一对平衡力B.太阳对行星的引力和行星对太阳的引力是一对作用力和反作用力C.太阳对行星的引力和行星对太阳的引力无任何关系D.太阳和行星间的引力与它们之间的距离成反比,与太阳质量成正比13.下列说法不正确的是()A.牛顿定律适用于宏观、低速、弱作用力领域。
万有引力与航天单元测试题一、选择题1.关于日心说被人们接受的原因是( )A.太阳总是从东面升起,从西面落下B.若以地球为中心来研究的运动有很多无法解决的问题C.若以太阳为中心许多问题都可以解决,对行星的描述也变得简单D.地球是围绕太阳运转的2.有关开普勒关于行星运动的描述,下列说法中正确的是( )A.所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上B.所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆,太阳处在圆心上C.所有的行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等D.不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的3.关于万有引力定律的适用范围,下列说法中正确的是( )A.只适用于天体,不适用于地面物体B.只适用于球形物体,不适用于其他形状的物体C.只适用于质点,不适用于实际物体D.适用于自然界中任意两个物体之间4.已知万有引力常量G,要计算地球的质量还需要知道某些数据,现在给出下列各组数据,可以计算出地球质量的是( )A.地球公转的周期及半径B.月球绕地球运行的周期和运行的半径C.人造卫星绕地球运行的周期和速率D.地球半径和同步卫星离地面的高度5.人造地球卫星由于受大气阻力,轨道半径逐渐变小,则线速度和周期变化情况是( ) A.速度减小,周期增大,动能减小B.速度减小,周期减小,动能减小C.速度增大,周期增大,动能增大D.速度增大,周期减小,动能增大6.一个行星,其半径比地球的半径大2倍,质量是地球的25倍,则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7.假如一个做圆周运动的人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍仍做圆周运动,则( )A .根据公式v=ωr 可知,卫星运动的线速度将增加到原来的2倍B .根据公式F=mv 2/r 可知,卫星所需向心力减小到原来的1/2C .根据公式F=GMm /r 2可知,地球提供的向心力将减小到原来的1/4D .根据上述B 和C /28.假设在质量与地球质量相同,半径为地球半径两倍的天体上进行运动比赛,那么与在地球上的比赛成绩相比,下列说法正确的是( )A .跳高运动员的成绩会更好B .用弹簧秤称体重时,体重数值变得更大C .从相同高度由静止降落的棒球落地的时间会更短些D .用手投出的篮球,水平方向的分速度变化更慢9.在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球做匀速圆周运动,每到太阳活动期,由于受太阳的影响,地球大气层的厚度开始增加,使得部分垃圾进入大气层.开始做靠近地球的近心运动,产生这一结果的初始原因是( )A .由于太空垃圾受到地球引力减小而导致做近心运动B .由于太空垃圾受到地球引力增大而导致做近心运动C .由于太空垃圾受到空气阻力而导致做近心运动D 地球引力提供了太空垃圾做匀速圆周运动所需的向心力故产生向心运动的结果与空气阻力无关10.“东方一号”人造地球卫星A 和“华卫二号”人造卫星B ,它们的质量之比为m A :m B =1:2,它们的轨道半径之比为2:1,则下面的结论中正确的是( )A .它们受到地球的引力之比为F A :FB =1:1 B .它们的运行速度大小之比为v A :v B =1:2C .它们的运行周期之比为T A :T B =22:1D .它们的运行角速度之比为ωA :ωB =23:111.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v 1、加速度为a 1;发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动,线速度为v 2、加速度为a 2;实施变轨后,使其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动,运动的线速度为v 3、加速度为a 3。
万有引力与航天单元测试一、选择题(本大题共12小题,每小题4分,共48分,在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。
全部选对的得4分,选对但选不全的得2分,有选错的得0分。
)1.下列关于物理学家及其贡献正确的是()A.开普勒等科学家对天体运动规律的研究为万有引力定律的发现作了准备B.卡文迪许发现了万有引力定律并通过扭秤实验测出了万有引力常量C.哥白尼创立地心说,托勒密创立了日心说D.牛顿发现了海王星和冥王星2.据报道,卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空,经过4次变轨控制后,于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道.关于成功定点后的“天链一号01星”,下列说法正确的是()A.运行速度大于7.9 km/sB.离地面高度一定,相对地面静止C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D.卫星上的物体处于完全失重状态,因而不受到重力3.关于环绕地球运动的卫星,下列说法正确的是()A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,不可能具有相同的周期B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道不同位置可能具有相同的速率C.在赤道上空运行的两颗地球同步卫星,它们的轨道半径有可能不同D.沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面一定会重合4.两大小相同的实心小铁球紧靠在一起时,它们之间的万有引力是F,若两个半径是小铁球半径2倍的实心大铁球紧靠在一起,则它们之间的万有引力为:()A、2FB、4FC、8FD、16F5.一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动,速度减小为原来的一半,不考虑卫星质量的变化,则变轨前后卫星的()A.向心加速度大小之比为4:1 B.角速度大小之比为2:1C.周期之比为1:8 D.轨道半径之比为1:26. 2001年10月22日,欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞,命名为MCG6-30-15,由于黑洞的强大引力,周围物质大量掉入黑洞,假定银河系中心仅此一个黑洞,已知太阳系绕银河系中心匀速运转,下列哪组数据可估算该黑洞的质量(万有引力常量G 是已知的)( )A.地球绕太阳公转的周期和速度B.太阳的质量和运行速度C.太阳质量和到MCG6-30-15的距离D.太阳运行速度和到MCG6-30-15的距离7.质量为m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行,其运动视为匀速圆周运动。
《万有引力与航天》单元测试题(一)
一、选择题(本大题12小题,每小题5分,共60分。
在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有两个选项正确,全部选对得5分,选对但不全的得3分,有错选的得0分。
)1.关于行星运动的下列说法,正确的是
A.所有行星围绕太阳的运动轨道都是椭圆
B.行星从近日点运动到远日点,线速度逐渐增大
C.行星运动的椭圆轨道的半长轴越大,周期越小
D.某行星由近日点到远日点的时间等于由远日点到近日点的时间
2.将行星绕太阳的运动视为匀速圆周运动,已知水星的角速度是ω1、周期是T1,木星的角速度是ω
、周期是T2,则
2
A.ωl>ω2,T1>T2 B.ω1>ω2,T1<T2
C.ω1<ω2,T1>T2 D.ω1<ω2,T1<T2
3.质量为m1、m2的甲乙两物体间的万有引力,可运用万有引力定律计算。
则下列说法正确的
A.当两物体间的距离小到接近零时,它们之间的万有引力将是无穷大
B.若只将第三个物体放在甲乙两物体之间,甲乙之间的万有引力不变
C.甲对乙的万有引力的大小与乙对甲的万有引力的大小总相等
D.若m1>m2,甲对乙的万有引力大于乙对甲的万有引力
4.关于万有引力常量G的下列说法,正确的是
A.G的量值等于两个可视为质点、质量都是1kg的物体相距1m时的万有引力
B.G的量值是牛顿发现万有引力定律时就测出的
C.G的量值是由卡文迪许测出的
D.G的量值N?m2/kg2,只适用于计算天体间的万有引力
A. B. C. D.
6.将行星绕太阳的运动轨道视为圆,则它运动的轨道半径r的三次方与周期T的二次方成正比,即,则常数k的大小
A.只与行星的质量有关
B.只与太阳的质量有关
C.与太阳的质量及行星的质量没有关系
D.与太阳的质量及行星的质量都有关系
7.已知某人造卫星环绕地球匀速圆周运动,若想要估算出地球的质量,除万有引力常量G外还需要知道
A.卫星的轨道半径
B.卫星的质量
C.地球的半径
D.卫星的周期
8.将月球视为均匀球体,由“嫦娥二号”近月环绕运动的周期及万有引力常量G可估算出
A.月球的密度
B.月球的质量
C.月球的半径
D.月球表面的重力加速度
9.以下所说的人造地球卫星,不可能的是
A.相对地球表面静止不动的卫星
B.环绕地球运动的线速度大于7.9km/s的卫星
C.卫星的环绕轨道经过地球两极上空的卫星
D.卫星的轨道圆心不与地球球心重合的卫星
10.(2012年高考全国课标理综-21)假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体,一矿井深度为d。
已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。
矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为
A. B. C. D.
11.(2012年高考江苏物理-8)2011年8月,“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日”点的轨道,我国成了造访该点的国家。
如图1所示,该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上,一飞行器处于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动。
则该飞行器的
A.线速度大于地球的线速度
B.向心加速度大于地球的向心加速度
C.向心力仅由太阳提供
D.向心力仅由地球的引力提供
12.(2012年高考浙江理综-15)如图2所示,在火星与木星的轨道之
间有一小行星带。
假设该带中的小行星只受太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动。
下列说法正确的是A.太阳对各小行星的引力相同
B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年
C.小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度
D.小行星带内各小行星的线速度值都大于地球公转的线速度
二、非选择题(40分。
)
13.(6分)某宇航员在月球上某处平坦月面做平抛实验,将某物体由距月面高h处水平抛出,经过时间t后落到月球表面,已知月球半径为R,万有引力常数为G,则月球表面的重力加速度为,月球的质量为。
14.(原创)(8分)天体自转的角速度较大,或它的密度较小,它的表面的物质将被甩出。
若某星体的平均密度为ρ,将它为均匀球体,则它的自转角速度超过,自转时将会有物体被甩出。
15.(13分)某人造卫星在距离地面的高度为地球半径R o的圆形轨道上运动,卫星轨道平面与赤道平面重合,已知地球表面重力加速度为g。
(1)求出卫星绕地球运动周期T;
(2)设地球自转周期T o,该卫星绕地旋转方向与地球自转方向相同,则卫星连续两次经过赤道上某固定目标正上方的时间是多少?
16.(13分)宇宙中相距较近、仅在彼此的万有引力作用下运行的两颗行星称为双星。
已知某双星系统中两颗星的总质量为m的恒星围绕他们连线上某一固定点分别作匀速圆周运动,周期为T,万有引力常量为G。
求这两颗恒星之间的距离。
参考答案与解析
1.答案:AD解析:由开普勒行星运动第一定律可知,选项A正确;由第二定律可知,选项B错误;由第三定律可知,选项C错误;某行星从近日点到远日点的时间、从远日点到近日点的时间都等于周期的一半,选项D正确。
2.答案:B解析:木星绕太阳运动的轨道半径大于水星的轨道半径,由开普勒第三定律可知:T1<T2;由角速度与周期的关系可知:ω1>ω2。
3.答案:BC解析:万有引力定律的适用条件是质点,当两物体的距离接近零时,物体不能视为质点,不能运用万有引力定律分析求解它们间的万有引力。
可视为质点的两物体间的万有引力只与两物体的质量、距离有关。
选项A错误B正确;两物体相互给对方的万有引力互为作用力与反作用力。
选项C正确D错误。
4.答案:AC解析:由万有引力定律可知,两个可视为质点、质量都是1kg的物体相距1m时的万有引力等于G。
选项A正确;G的量值是由卡文迪许运用扭秤测出的,适用于计算任何可视为质点的物体间的万有引力。
选项BD错误C正确。
5.假设某行星绕太阳运动的轨道半径是地球公转轨道半径的a倍,它的质量是地球质量的b倍,则它对太阳的万有引力与太阳对地球的万有引力的比值是
5.答案:D解析:对太阳与地球、太阳与某行星分别运用万有引力定律有:、。
解得:。
6.答案:B解析:对行星环绕太阳的圆周运动有:,解得:。
7.答案:AD解析:对人造地球卫星环绕地球的运动有,解得:。
8.答案:A解析:
“嫦娥二号”近月环绕的轨道半径等于月球半径。
对它的环月运动有:,而。
解得:。
9.答案:BD解析:若使卫星轨道平面与赤道平面重合,环绕地球运动的周期等于地球自转周期,卫星就相对地面静止不动。
7.9km/s是第一宇宙速度,等于近地卫星的环绕速度,是地球卫星环绕地球运动的最大速度。
为使卫星轨道稳定不变,轨道中心必须与地心重合。
10.答案:A解析:对于在地球表面的物体,所受地球的万有引力近似等于重力,则有:,将地面下厚度等于矿井深度的地层视为均匀球壳,则矿井底部的物体只受内层部分的万有引力。
同理有:。
解得:。
11.答案:AB解析:由题意可知,“嫦娥二号”在环绕“日地拉格朗日”点的轨道的运动,与地球环绕太阳的运动具有相同的角速度,由公式、可知,“嫦娥二号”的线速度小于地球的线速度,“嫦娥二号”的向心加速度小于地球的向心加速度。
选项AB正确;如果仅仅是太阳的引力提供向心力,与太阳具有相同的角速度,“嫦娥二号”只能与地球在同一轨道上运动,如果仅仅由地球的引力提供向心力,“嫦娥二号”只能环绕地球运动或与地球构成双星运动。
选项CD错误。
12.答案:C解析:各小行星的质量不一定都相同,它们到太阳中心的距离不一定都相同,因此太阳对各小行星的引力大小不一定相等,而这些小行星与太阳的连线也不可能都重合,太阳对它们的引力方
向也不可能都相同。
A错;对小行星环绕太阳的圆周运动有:、、
,解得:,、。
因此,小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度。
选项C正确;由于各小行星的轨道半径均大于地球公转轨道半径,带内各小行星的线速度值都小于地球公转的线速度,周期均小于地球的公转周期(一年)。
选项BD错误。
13.答案:(2分),(4分)。
解析:对物体在月球表面的平抛运动有:,解得:。
设想月球表面有质量为m的物体,由于物体所受重力近似等于月球的万有引力,故有:。
解得月球的质量为:。
14.答案:解析:设某星体的质量为M,赤道半径是R,对它赤道上质量为m的部分物质环绕自转轴的圆周运动有:,而。
令N=0,代入数据解得该星体不瓦解的最大自转角速度为:。
15.答案:(1);(2)。
解析:对于卫星环绕地心的匀速圆周运动,由万有引力定律及牛顿第二定律有:
(3分),对地面上的物体由“黄金代换”关系有:(2分)。
解得:。
(1分)
(2)由于卫星轨道半径2R o小于地球同步卫星轨道(约等于地球半径的6.6倍),卫星的运动周期大于地球自转周期,卫星连续两次经过赤道上某固定目标正上方的时间里,地球赤道上某固定目标绕地
心转过的圈数比卫星绕地心转过的圈数少一圈,故有:(4分),解得:。
(3分)
16.
解析:设两星的质量分别为m1、m2,轨道半径分别为r1、r2。
对m1的运动有:
(4分),对m2的运动有:(4分),依题意有:(2分),
(2分)。
解得:(1分)。
人教网。