万有引力定律单元检测及答案
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高中物理学习材料金戈铁骑整理制作第六单元《万有引力定律》测试卷第Ⅰ卷(请将答案写在第Ⅱ卷相应位置)一、单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分。
在每个小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题目要求)1、关于运动的性质,以下说法中正确的是A. 曲线运动一定是变速运动B. 变速运动一定是曲线运动C. 曲线运动一定是变加速运动D. 物体的速度和加速度大小都不变的运动一定是直线运动2、万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律,以下说法正确..的是A.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B.物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的C.人造地球卫星离地球越远,受到地球的万有引力越大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3、关于第一宇宙速度,下列说法中正确的是A.是地球卫星绕地球运行的最小速度;B.是在地球上发射卫星的最小速度;C.是地球同步卫星在运行时的速度;D.是地球同步卫星发射时的速度。
4、设地球表面重力加速度为g o,物体在距离地面高度为3R(R是地球半径)处,由于地球的作用而产生的重力加速度为g,则g/g o为地球神舟六号神舟五号A .1/3B .1/4C .1/9D .1/16 5、一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行,飞船只受到引力的作用,已知引力常量为G,要测定该行星的密度,仅仅只需测出下列哪一个量A.飞船绕行星运行的周期; B.飞船运行的轨道半径 C.飞船运行时的速度大小; D.该行星的质量6、金星的半径是地球的0.95倍,质量是地球的0.82倍,已知地球的第一宇宙速度7.9km/s,估算金星的“第一宇宙速”大约为A.1.9km/sB. 7.3km/sC. 7.9km/sD. 11.2km/s 二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分,在每小题给出的四个选项中,有两个以上选项正确,全部选对得4分,选对但不全得2分,有错或不答得零分)7、如图所示,光滑的水平面上,小球m 在拉力F 的作用下做匀速圆周运动,若小球到达B 点时F 突然发生变化,下列关于小球的运动的说法正确的是 A. F 突然消失,小球将沿轨迹Ba 做离心运动 B. F 突然变小,小球将沿轨迹Ba 做离心运动 C. F 突然变大,小球将沿轨迹Bc 做向心运动 D. F 突然变小,小球将沿轨迹Bb 做离心运动 8、对地球同步卫星,下列说法正确的是A.只能定点在赤道的正上方,质量不同的同步卫星轨道半径都相同B.运行的角速度与地球自转角速度相同,相对地球静止C.轨道半径都相同,以第一宇宙速度运行D.可在我国的北京上空运行9、我国发射的“神舟六号”载人飞船,与“神舟五号”飞船相比,它在更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动,如图所示,下列说法中正确的是A .“神舟六号”的速度较小B .“神舟六号”的速度较大C .“神舟六号”的周期更短D .“神舟六号”的加速度更小 10、航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A 点短时间开动小型发动机进行变轨,从圆形轨道Ⅰ进入椭圆道Ⅱ,B 为轨道Ⅱ上的一点,如图所示。
万有引力定律的应用练习题含答案及解析一、高中物理精讲专题测试万有引力定律的应用1.一艘宇宙飞船绕着某行星作匀速圆周运动,已知运动的轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,行星半径为求:(1)行星的质量M;(2)行星表面的重力加速度g;(3)行星的第一宇宙速度v.【答案】(1)(2)(3)【解析】【详解】(1)设宇宙飞船的质量为m,根据万有引力定律求出行星质量(2)在行星表面求出:(3)在行星表面求出:【点睛】本题关键抓住星球表面重力等于万有引力,人造卫星的万有引力等于向心力.2.在地球上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上,把质量为m的物体P置于弹簧上端,用力压到弹簧形变量为3x0处后由静止释放,从释放点上升的最大高度为4.5x0,上升过程中物体P的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。
若在另一星球N上把完全相同的弹簧竖直固定在水平桌面上,将物体Q在弹簧上端点由静止释放,物体Q的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中虚线所示。
两星球可视为质量分布均匀的球体,星球N半径为地球半径的3倍。
忽略两星球的自转,图中两条图线与横、纵坐标轴交点坐标为已知量。
求:(1)地球表面和星球N 表面重力加速度之比; (2)地球和星球N 的质量比;(3)在星球N 上,物体Q 向下运动过程中的最大速度。
【答案】(1)2:1(2)2:9(3)0032v a x = 【解析】 【详解】(1)由图象可知,地球表面处的重力加速度为 g 1=a 0 星球N 表面处的重力加速度为 g 2=00.5a 则地球表面和星球N 表面重力加速度之比为2∶1 (2)在星球表面,有2GMmmg R = 其中,M 表示星球的质量,g 表示星球表面的重力加速度,R 表示星球的半径。
则M =2gR G因此,地球和星球N 的质量比为2∶9(3)设物体Q 的质量为m 2,弹簧的劲度系数为k 物体的加速度为0时,对物体P :mg 1=k·x 0对物体Q :m 2g 2=k ·3x 0联立解得:m 2=6m在地球上,物体P 运动的初始位置处,弹簧的弹性势能设为E p ,整个上升过程中,弹簧和物体P 组成的系统机械能守恒。
【典型例题】例1、海王星的公转周期约为5.19×109s,地球的公转周期为3.16×107s,则海王星与太阳的平均距离约为地球与太阳的平均距离的多少倍?例2、有一颗太阳的小行星,质量是1.0×1021kg,它的轨道半径是地球绕太阳运动半径的2.77倍,求这颗小行星绕太阳一周所需要的时间。
例3、16世纪,哥白尼根据天文观测的大量资料,经过40多年的天文观测和潜心研究,提出了“日心说”的如下四个观点,这四个论点目前看存在缺陷的是()A、宇宙的中心是太阳,所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动。
B、地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星,月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星,它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动。
C、天穹不转动,因为地球每天自西向东自转一周,造成天体每天东升西落的现象。
D、与日地距离相比,恒星离地球都十分遥远,比日地间的距离大得多。
例4.假设已知月球绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,假如地球对月球的万有引力突然消失,则月球的运动情况如何?若地球对月球的万有引力突然增加或减少,月球又如何运动呢?【针对训练】1、某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为月球绕地球轨道半径的1/3则此卫星运行的周期大约是:()A.1-4天之间 B.4-8天之间 C.8-16天之间 D.16-20天之间2、两行星运行周期之比为1:2,其运行轨道的半长轴之比为:()A.1/2B.C.D.3、地球到太阳的距离是水星到太阳距离的2.6倍,那么地球和水星绕太阳运转的线速度之比是多少?(设地球和水星绕太阳运转的轨道是圆轨道)4.关于日心说被人们所接受的原因是()A.以地球为中心来研究天体的运动有很多无法解决的问题B.以太阳为中心,许多问题都可以解决,行星的运动的描述也变得简单了C.地球是围绕太阳转的 D.太阳总是从东面升起从西面落下5、考察太阳M的卫星甲和地球m(m<M)的卫星乙,甲到太阳中心的距离为r1,乙到地球中心的距离为r2,若甲和乙的周期相同,则:()A、r1>r2B、r1<r2C、r1=r2D、无法比较6、设月球绕地球运动的周期为27天,则地球的同步卫星到地球中心的距离r与月球中心到地球中心的距离R之比r/R为()A. 1/3B. 1/9C. 1/27D. 1/18【能力训练】1、关于公式R3 / T2=k,下列说法中正确的是()A.公式只适用于围绕太阳运行的行星B.不同星球的行星或卫星,k 值均相等C.围绕同一星球运行的行星或卫星,k值不相等D.以上说法均错2、地球质量大约是月球质量的81倍,在登月飞船通过月、地之间的某一位置时,月球和地球对它的引力大小相等,该位置到月球中心和地球中心的距离之比为()A. 1:27B. 1:9C. 1:3D. 9:13、两颗小行星都绕太阳做圆周运动,它们的周期分别是T和3T,则()A、它们绕太阳运转的轨道半径之比是1:3B、它们绕太阳运转的轨道半径之比是1:C、它们绕太阳运转的速度之比是:1:4D、它们受太阳的引力之比是9:74、开普勒关于行星运动规律的表达式为,以下理解正确的是()A.k是一个与行星无关的常量B.R代表行星运动的轨道半径C.T代表行星运动的自传周期D.T代表行星绕太阳运动的公转周期5、关于天体的运动,以下说法正确的是()A.天体的运动与地面上物体的运动遵循不同的规律B.天体的运动是最完美、和谐的匀速圆周运动C.太阳从东边升起,从西边落下,所以太阳绕地球运动D.太阳系中所有行星都绕太阳运动6、关于太阳系中各行星的轨道,以下说法正确的是:()A.所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B.所有行星绕太阳运动的轨道都是圆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7、如果某恒星有一颗卫星,此卫星沿非常靠近此恒星的表面做匀速圆周运动的周期为T,则可估算此恒星的平均密度ρ=_________(万有引力常量为G)8、两颗行星的质量分别是m1,m2,它们绕太阳运转轨道的半长轴分别为R1、R2,如果m1=2m2,R1=4R2,那么,它们的运行周期之比T1:T2= 9、已知两行星绕太阳运动的半长轴之比为b,则它们的公转周期之比为多少?10、有一行星,距离太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的8倍,则该行星绕太阳公转周期是多少年?11、地球公转运行的轨道半径R=1.49×1011m,若把地球的公转周期称为1年,土星运行的轨道半径是r=1.43×1012m,那么土星的公转周期多长?参考答案:例1. 646倍例2. 4.61年例3. ABC 例4. 略。
四、万有引力定律的练习题一、选择题1、关于地球同步通讯卫星,下列说法中正确的是[]A.它一定在赤道上空运行B.各国发射的这种卫星轨道半径都一样C.它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间2、设地面附近重力加速度为g0,地球半径为R0,人造地球卫星圆形运行轨道半径为R,那么以下说法正确的是[]3、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为R,线速度为v,周期为T,若要使卫星的周期变为2T,可能的办法是[]A.R不变,使线速度变为 v/2B.v不变,使轨道半径变为2RD.无法实现4、两颗靠得较近天体叫双星,它们以两者重心联线上的某点为圆心做匀速圆周运动,因而不至于因引力作用而吸引在一起,以下关于双星的说法中正确的是[]A.它们做圆周运动的角速度与其质量成反比B.它们做圆周运动的线速度与其质量成反比C.它们所受向心力与其质量成反比D.它们做圆周运动的半径与其质量成反比5、由于地球的自转,地球表面上各点均做匀速圆周运动,所以[]A.地球表面各处具有相同大小的线速度B.地球表面各处具有相同大小的角速度C.地球表面各处具有相同大小的向心加速度D.地球表面各处的向心加速度方向都指向地球球心6、以下说法中正确的是[]A.质量为m的物体在地球上任何地方其重力都一样B.把质量为m的物体从地面移到高空中,其重力变小C.同一物体在赤道上的重力比在两极处重力大D.同一物体在任何地方质量都是相同的7、假设火星和地球都是球体,火星的质量M火和地球的质量M地之比M火/M地=p,火星的半径R火和地球的半径R地之比R火/R地=q,那么火星表面处的重力加速度g火和地球表面处的重力的加速度g地之比等于[]A.p/q2B.pq2C.p/qD.pq8、假如一作圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍,仍作圆周运动,则[]A.根据公式v=ωr,可知卫星的线速度将增大到原来的2倍9.如图为某行星绕太阳运动的轨道,下列关于太阳位置的描述正确的是 ( )A .太阳的位置在O 点B .太阳的位置一定在C .太阳的位置一定在C 1、C 2两点中的一点D .太阳的位置可以在C 1、O 、C 2任意一点 10. 地球绕太阳的运行轨道是椭圆形,因而地球与太阳之间的距离岁季节变化。
万有引力练习题及答案详解单 元 自 评1.人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动时,以下叙述正确的是( bc ) A. 卫星的速度一定大于或等于第一宇宙速度 B.在卫星中用弹簧秤称一个物体,读数为零C.在卫星中,一个天平的两个盘上,分别放上质量不等的两个物体,天平不偏转D.在卫星中一切物体的质量都为零2.两颗靠得较近的天体组成双星,它们以两者连线上某点为圆心,做匀速圆周运动,因而不会由于相互的引力作用而被吸到一起,下面说法正确的是( )A.它们做圆周运动的角速度之比,与它们的质量之比成反比B.它们做圆周运动的线速度之比,与它们的质量之比成反比C.它们做圆周运动的向心力之比,与它们的质量之比成正比D.它们做圆周运动的半径之比,与它们的质量之比成反比3.苹果落向地球,而不是地球向上运动碰到苹果,发生这个现象的原因是( ) A.由于苹果质量小,对地球的引力小,而地球质量大,对苹果引力大造成的 B.由于地球对苹果有引力,而苹果对地球无引力造成的C.苹果与地球间的引力是大小相等的,由于地球质量极大,不可能产生明显的加速度D.以上说法都不对4.两颗人造地球卫星,质量之比m 1:m 2=1:2,轨道半径之比R 1:R 2=3:1,下面有关数据之比正确的是( )A.周期之比T 1:T 2=3:1B.线速度之比v 1:v 2=3:1C.向心力之比为F 1:F 2=1:9D.向心加速度之比a 1:a 2=1:95.已知甲、乙两行星的半径之比为a ,它们各自的第一宇宙速度之比为b ,则下列结论不正确的是( )A.甲、乙两行星的质量之比为b 2a:1B.甲、乙两行星表面的重力加速度之比为b 2:a C.甲、乙两行星各自的卫星的最小周期之比为a:b D.甲、乙两行星各自的卫星的最大角速度之比为b:a6.地球同步卫星距地面高度为h ,地球表面的重力加速度为g ,地球半径为R,地球自转的角速度为ω,那么下列表达式表示同步卫星绕地球转动的线速度的是( )A.ω)(h R v +=B.)/(h R Rg v +=C.)/(h R g R v +=D.32ωg R v =7.某一行星有一质量为m 的卫星,以半径r ,周期T 做匀速圆周运动,求: (1)行星的质量; (2)卫星的加速度;(3)若测得行星的半径恰好是卫星运行半径的1/10,则行星表面的重力加速度是多少?8.两个星球组成双星,它们在相互之间的万有引力作用下,绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。
万有引力定律一、重力加速度:某星球表面处(即距球心R ):mg =GMm R 2二、距离该星球表面h 处(即距球心R +h 处):mg ′=G Mm(R +h )2(R 为地球半径,g ′为离地面h 高度处的重力加速度)三、黄金代换:GM =gR 2(R 为地球半径)1.2022年11月29日“神舟十五号”飞船顺利发射,六名中国宇航员完成首次太空交接班。
已知核心舱绕地球运行近似为匀速圆周运动,离地面距离为400km ,做圆周运动的周期为90min ,向心加速度大小为a 1,地球赤道上物体随地球自转的向心加速度大小为a 2,已知地球半径为6400km ,地球表面的重力加速度为g ,下列关系正确的是()A.a 1=1617gB.a 2=gC.a 1=272a 2D.a 1=1716 2a2【解答】解:A .对地球表面物体有GMmR 2=mg 对核心舱有GMm(R +h )2=ma 1联立两式,代入数据解得a 1=16172g故A 错误;B .对地球表面物体有GMmR 2=mg 地球赤道上物体随地球自转,有G MmR2=ma 2+mg 赤对比两式,可知a 2<g ,故B 错误;CD .对核心舱有a 1=(R +h )2πT 12其中T 1=90min =1.5h对地球赤道上随地球自转的物体有a 2=R 2πT 22其中T 2=24h联立两式,代入数据解得a 1=272a 2故C 正确,D 错误。
故选:C 。
2.某星球的质量是地球的p 倍,半径是地球的q 倍。
一运动员在地球上能够跳起的最大高度为h ,假定运动员在地球上和该星球上起跳的最大初速度相同,则运动员在该星球上能够跳起的最大高度为()A.q phB.pqhC.q 2phD.p 2qh【解答】解:设地球质量为M ,半径为R ,表面的重力加速度为g ;球形星体的质量为M ',半径为R ',表面的重力加速度为g ',万有引力大小等于重力大小,则有G MmR 2=mg GM 'mR '2=mg '联立解得g 'g =R 2M 'R '2M =p q 2运动员起跳上升过程中有0-v 20=-2gh 0-v 20=-2g 'h '联立解得h '=q 2p h ,故C 正确,ABD 错误。
人教版(2019)物理必修第二册同步练习7.2万有引力定律一、单选题1.2019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( ) A. B. C. D.2.设太阳质量为M ,某行星绕太阳公转周期为T ,轨道可视作半径为r 的圆.已知万有引力常量为G ,则描述该行星运动的上述物理量满足( ) A. 2324r GM Tπ= B. 2224r GM T π= C. 2234r GM T π= D. 324r GM T π= 3.地球的质量是月球质量的81倍,若地球吸引月球的力的大小为F,则月球吸引地球的力的大小为( )A.81F B.F C.9F D.81F 4.对于万有引力定律的表达式122m m F G r =,下列说法正确的是( ) A.公式中G 为引力常量,它是由牛顿通过实验测得的B.当r 趋于零时,万有引力趋于无穷大C.质量为m 1、m 2的物体之间的引力是一对平衡力D.质量为m 1、m 2的物体之间的引力总是大小相等的5.知地球半径为R ,将一物体从地面发射至离地面高h 处时,物体所受万有引力减小到原来的一半,则h 为( )A. RB. 2RC. 2RD. )21R - 6.一名宇航员来到一个星球上,如果该星球的质量是地球质量的一半,它的直径也是地球直径的一半,那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受的万有引力大小的( )A.0.25倍B.0.5倍C.2.0倍D.4.0倍二、多选题7.如图所示,P 、Q 为质量均为m 的两个质点,分别置于地球表面的不同纬度上,如果把地球看成一个均匀球体,P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )A.P、Q受地球引力大小相等B.P、Q做圆周运动的向心力大小相等C.P、Q故圆周运动的角速度相等D.P受地球引力大于Q所受地球引力8.宇宙中存在着由四颗星组成的孤立星系。
7.2 万有引力定律1.关于万有引力定律的数学表达式F =G 122m m r ,下列说法中正确的是( ) A .公式中的G 为引力常量,其数值首先由英国物理学家卡文迪什测定,G 没有单位B .当r 趋近于零时,万有引力趋近于无穷大C .m 1、m 2受到的对方给予的万有引力总是大小相等,是一对作用力与反作用力D .m 1、m 2受到的对方给予的万有引力总是大小相等,方向相反,是一对平衡力2.下列关于万有引力定律的说法中,正确的是( )①万有引力定律是卡文迪许在实验室中发现的①对于相距很远、可以看成质点的两个物体,万有引力定律2Mm F Gr 中的r 是两质点间的距离 ①对于质量分布均匀的球体,公式中的r 是两球心间的距离①质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力。
A .①①①B .①①C .①①①D .①①3.下列实验用到与“探究加速度与力、质量的关系”相同实验方法的是( )A .甲图斜面理想实验B .乙图卡文迪什扭秤实验C .丙图共点力合成实验D .丁图“探究向心力大小”实验4.地球对月球具有相当大的万有引力,但月球却没有向下掉落回地面的原因是( )A .不仅地球对月球有万有引力,而且月球对地球也有万有引力,这两个力合力为零B .地球对月球的引力还不算大C .不仅地球对月球有万有引力,而且太阳系里其他星球对月球也有万有引力D .地球对月球的万有引力不断改变月球的运动方向,使得月球绕地球运动5.“月一地检验”为万有引力定律的发现提供了事实依据.已知地球半径为R ,地球中心与月球中心的距离r = 60R ,下列说法正确的是 ( )A .“月一地检验”表明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是不同性质的力B .苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的160C .月球由于受到地球对它的万有引力而产生的加速度与月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度相等D .由万有引力定律可知,月球绕地球做近似圆周运动的向心加速度是地面重力加速度的160 6.假设地球是一个均匀球体,其半径为R 。
第七章 万有引力与宇宙航行 章末检测试卷(原卷)一、单选题:本题共7小题,每小题6分,共42分。
在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的。
1.下列有关物理知识和史事的说法,正确的是( ) A .伽利略发现了万有引力定律B .英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量,得出了引力常量G 的数值C .发射地球同步卫星的发射速度应介于11.2km/s 与16.7km/s 之间D .哥白尼发现了行星运动的三大规律,为人们解决行星运动学问题提供了依据2.已知地球半径为R ,月球半径为r ,地球与月球之间的距离(两球中心之间的距离)为L 。
月球绕地球公转的周期为1T ,地球自转的周期为2T ,地球绕太阳公转周期为3T ,假设公转运动都视为圆周运动,万有引力常量为G ,由以上条件可知( )A .月球运动的加速度为2214La T π=B .月球的质量为2214Lm GT π=月C .地球的密度为213LGT πρ= D .地球的质量为2234LM GT π=地3.有研究表明:300年后人类产生的垃圾将会覆盖地球0.9米厚。
有人提出了“将人类产生的垃圾分批转移到无人居住的月球上”的设想,假如不考虑其他星体的影响,且月球仍沿着原来的轨道绕地球做匀速圆周运动,运用你所学物理知识,分析垃圾转移前后,下列说法中正确的是 ( ) A .月球与地球间的万有引力会变大 B .月球绕地球运行的线速度将会变大 C .月球绕地球运行的向心加速度将会变大 D .月球绕地球运行的周期将变小4.“北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星(同步卫星)和30颗非静止轨道卫星组成,30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星,中轨道卫星的高度约为21500Km ,同步卫星的高度约为36000Km ,下列说法错误的是 ( )A .同步卫星的向心加速度比中轨道卫星向心加速度小B .同步卫星和中轨道卫星的线速度均大于第一宇宙速度C .中轨道卫星的周期比同步卫星周期小D .赤道上随地球自转的物体向心加速度比同步卫星向心加速度小5.人类登上火星,考察完毕后,乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时,经历了如图所示的变轨过程,则有关这艘飞船的下列说法正确的是( )A.飞船在轨道Ⅰ上经过P 点时的速度小于飞船在轨道Ⅱ上经过P 点时的速度B.飞船在轨道Ⅱ上运动时,经过P 点时的速度小于于经过Q 点时的速度C.飞船在轨道Ⅲ上运动到P 点时的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上运动到P 点时的加速度D.飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以与轨道Ⅰ同样的轨道半径运动的周期相同6.如图,若两颗人造卫星a 和b 均绕地球做匀速圆周运动,a 、b 到地心O 的距离分别为1r 、2r ,线速度大小分别为1v 、2v 。
高考物理力学知识点之万有引力与航天单元检测附答案(5)一、选择题1.有研究表明300年后人类产生的垃圾将会覆盖地球1米厚.有人提出了“将人类产生的垃圾分批转移到无人居住的月球上”的设想,假如不考虑其他星体的影响,且月球仍沿着原来的轨道绕地球作匀速圆周运动,运用您所学物理知识,分析垃圾转移前后,下列说法中正确的是A .地球与月球间的万有引力会逐渐减小B .月球绕地球运行的线速度将会逐渐变小C .月球绕地球运行的加速度将会逐渐变大D .月球绕地球运行的周期将变小2.关于做匀速圆周运动的人造地球卫星,下列说法中正确的是( ) A .半径越大,周期越大 B .半径越大,周期越小C .所有卫星的周期都相同,与半径无关D .所有卫星的周期都不同,与半径无关3.设想把质量为m 的物体放置地球的中心,地球质量为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 .2MmGRD .无法确定4.太空——110轨道康复者”可以对卫星在太空中补充能源,使卫星的寿命延长10年或更长。
假设“轨道康复者”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运动,且轨道半径为地球同步卫星的15,且运行方向与地球自转方向相同。
下列说法正确的是 A .“轨道康复者”运行的重力加速度等于其所在轨道处的向心加速度 B .“轨道康复者”运行的速度等于同步卫星运行速度的5倍 C .站在地球赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动D .“轨道康复者”可以从高轨道加速从而对低轨道上的卫星进行拯救5.因“光纤之父”高锟的杰出贡献,早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。
假设高锟星为均匀的球体,其质量为地球质量的1k倍,半径为地球半径的1q 倍,则“高锟星”表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的( )A .qk倍B .k q倍C .2q k倍D .2k q倍6.一探月卫星的轨道是圆形的,且贴近月球表面,已知月球的质量约为地球质量的181,月球半径约为地球半径的14,地球上的第一宇宙速度约为7.9km/s ,则该探月卫星绕月运行的速率约为()A.0.4km/s B.1.8km/sC.11km/s D.36km/s7.2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行.与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的:()A.周期变大B.速率变大C.动能变大D.向心加速度变大8.某人造地球卫星发射时,先进入椭圆轨道Ⅰ,在远地点A加速变轨进入圆轨道Ⅱ。
1.(2008广东12).图是“嫦娥一号奔月”示意图,卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星,并开展对月球的探测,下列说法正确的是 A.发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度 B.在绕月圆轨道上,卫星周期与卫星质量有关 C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比 D.在绕月轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力 2.两颗行星A和B各有一颗卫星a和b,两颗卫星的轨道均接近行星的表面,已知两颗行
星的质量之比pMMBA,两颗行星的半径之比qRRBA,则两颗卫星的周期之比为
( ) A.pqq B.qp C.qpq D.pq 3(2008北京17).据媒体报道,嫦娥一号卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度200 km,运行周期127分钟。若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能..求出的是 A.月球表面的重力加速度 B.月球对卫星的吸引力 C.卫星绕月球运行的速度 D.卫星绕月运行的加速度
4.(2009安徽15). 2009年2月11日,俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”
卫星在西伯利亚上空约805km处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境。假定有甲、乙两块碎片,绕地球运动的轨道都是圆,甲的运行速率比乙的大,则下列说法中正确的是 A. 甲的运行周期一定比乙的长 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 5.(2009福建14).“嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中,设探测器运行的轨道半径为r,运行速率为v,当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时 A.r、v都将略为减小 B.r、v都将保持不变 C.r将略为减小,v将略为增大 D. r将略为增大,v将略为减小
7.(2009宁夏15). 地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的。已知木星的轨道
半径约为地球轨道半径的5.2倍,则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为 A. 0.19 B. 0.44 C. 2.3 D. 5.2 8.(2009全国1,19).天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。这颗行星的体积是地球的4.7倍,是地球的25倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,,由此估算该行星的平均密度为 A.1.8×103kg/m3 B. 5.6×103kg/m3 C. 1.1×104kg/m3 D.2.9×104kg/m3 9(2009山东18).2008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行,后在远地点343千米处点火加速,由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道,在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是( ) A.飞船变轨前后的机械能相等 B.飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 C.飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度 D.飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度 10.(2009浙江19).在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道
可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的7107.2倍,地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力,以下说法正确的是 A.太阳引力远大于月球引力 B.太阳引力与月球引力相差不大 C.月球对不同区域海水的吸引力大小相等D.月球对不同区域海水的吸引力大小有差异 11(2009重庆17).据报道,“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形工作轨道距月球表面分别约为200Km和100Km,运动速率分别为v1和v2,那么v1和v2的比值为(月球半径取1700Km)
A. 1918 B.1918 C,1819 D. 1819 12.宇航员站在一星球的某高度处,沿水平方向抛出一个小球,经过时间t小球落至星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为L,若抛出点不变,抛出时初速度增大为原来的2倍,
则抛出点与落地点之间的距离为3L,已知该星球的半径为R,万有引力常量为G,求该星球的质量。
13.发射地球同步卫星需要经过三个阶段(如图6-1-4所示):第一阶段先将卫星送上近地轨道,其半径为r;然后再某点B处加速,使其轨道成为以地心为其中一个焦点的椭圆轨道;最后在轨道的远地点A点再次加速,使卫星进入预定地球同步圆轨道,其半径为R,地球同步卫星的周期为T,试求卫星从B点运行到A点的时间。
A B
图6-1-4 地
球
P地球 Q
轨道1 轨道2
图6-2-4 14.1997年8月26日在日本举行的国际学术大会上,德国Max Planck学会的一个研究组
宣布了他们的研究成果:银河系的中心可能存在大黑洞,他们的根据是用口径为3.5m的天文望远镜对猎户座中位于银河系中心附近的星体进行近六年的观测所得的数据。他们发现,距离银河系中约60亿千米的星体正以2000km/s的速度围绕银河系中心旋转。根据上面数据,试在经典力学的范围内(见提示2)通过计算确认,如果银河系中心确实存在黑洞的话,其最大半径是多少?(引力常数是G=6.67×10-20km3·kg-1s-2)
15.(2009天津12). 2008年12月,天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座A*”的质量与太阳质量的倍数关系。研究发现,有一星体S2绕人马座A*做椭圆运动,其轨道半长轴为9.50102天文单位(地球公转轨道的半径为一个天文单位),人马座A*就处在该椭圆的一个焦点上。观测得到S2星的运行周期为15.2年。 (1) 若将S2星的运行轨道视为半径r=9.50102天文单位的圆轨道,试估算人马座A*的质量MA是太阳质量Ms的多少倍(结果保留一位有效数字); (2) 黑洞的第二宇宙速度极大,处于黑洞表面的粒子即使以光速运动,其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚。由于引力的作用,黑洞表面处质量为m的粒子具有势能为Ep=-GMmR(设粒子在离黑洞无限远处的势能为零),式中M、R分别表示黑洞的质量和半径。已知引力常量G=6.710-11N·m2/kg2,光速c=3.0108m/s,太阳质量Ms=2.01030kg,太阳半径Rs=7.0108m,不考虑相对论效应,利用上问结果,在经典力学范围内求人马座A*的半径RA与太阳半径gR之比应小于多少(结果按四舍五入保留整数)。 单元质量评估六 万有引力定律 一.选择题(本题包括10个小题,每题4分,共40分) 1.关于万有引力定律和万有引力恒量的发现,下列说法哪个正确?( ) A.万有引力定律是由开普勒发现的,而万有引力恒量是由伽利略测定的 B.万有引力定律是由开普勒发现的,而万有引力恒量是由卡文迪许测定的 C.万有引力定律是由牛顿发现的,而万有引力恒量是由胡克测定的 D.万有引力定律是由牛顿发现的,而万有引力恒量是由卡文迪许测定的 2.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 3.宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的航天飞机中,处于完全失重状态,则下列说法中正确的是( ) A.宇航员不受重力作用 B.宇航员受到平衡力的作用 C.宇航员只受重力的作用 D.宇航员所受的重力产生向心加速度 4.人造地球卫星的天线偶然折断,天线将作( ) A.自由落体运动 B平抛运动 C远离地球飞向天空D.继续和卫星一起沿轨道运动 5.设想把一物体放在某行星的中心位置,则此物体与该行星间的万有引力是(设行星是一个质量分布均匀的标准圆球)( ) A.零 B.无穷大 C.无法确定 D.无穷小 6.由于地球自转,则( ) A.地球上的物体除两极外都有相同的角速度 B.位于赤道地区的物体的向心加速度比位于两极地区的大 C.物体的重量就是万有引力 D.地球上的物体的向心加速度方向指向地心 7.下列各组数据中,能计算出地球质量的是( ) A.地球绕太阳运行的周期及日、地间距离 B.月球绕地球运行的周期及月、地间距离 C.人造地球卫星在地面附近的绕行速度和运动周期 D.地球同步卫星离地面的高度 8.绕地球运行的人造地球卫星的质量、速度、卫星与地面间距离三者之间的关系是( ) A.质量越大,离地面越远,速度越小 B.质量越大,离地面越远,速度越大 C.与质量无关,离地面越近,速度越大 D.与质量无关,离地面越近,速度越小
9.两个物体之间的万有引力大小为1F,若两物体之间的距离减少x,两物体仍视为质点。
此时两者之间的万有引力为2F,根据上述条件可以计算( ) A.两物体的质量 B万有引力恒量 C两物体之间的距离 D条件不足无法计算上三项 10.地球半径为R,距地心高为h有一颗同步卫星,有另一个半径为3R的星球,距该星球球心高度为3h处一颗同步卫星,它的周期为72h,则该星球平均密度与地球的平均密度的比值为( ) A.1:9 B.1:3 C.9:1 D.3:1 二.填空题(共3个小题,每题5分,共15分)
11.某行星绕太阳运动可近似看作匀速圆周运动,已知行星运动的轨道半径为R,周期为T,万有引力恒量为G,则该行星的线速度大小为_____;太阳的质量可表示为___