万有引力与航天单元检测

万有引力与航天单元测试1.科学研究表明地球的自转在变慢,四亿年前,地球每年是400天,那时,地球每自转一周的时间是21.5小时,比现在要快2.5小时.据科学家分析,地球自转变慢的原因主要有两个:一个是潮汐时海水与海岸碰撞、与海底摩擦而使能量变成内能;另一个是由于潮汐的作用,地球把部分自转能量传给了月球,使月球的机械能增加了(不考虑对月球自转的影响).由此可以判断,与四亿年前相比月球绕地球公转的( )A.半径增大B.速度增大C.周期增大D.角速度增大答案 AC2.假设“神舟”六号宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时,它到地球球心的距离是地球半径的2倍,其中一位宇航员的质量为m ,已知地面上的重力加速度为g ,地球的半径为R ,则( )A.宇宙飞船的速度为Rg 2B.宇宙飞船的周期为gR 2π4 C.地球对宇航员的引力为mg 41 D.宇航员对飞船的压力为mg 41 答案 BC3.“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中,发现A 、B 两颗均匀球形天体,两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星,测得两颗卫星的周期相等,以下判断正确的是( )A.天体A 、B 的质量一定不相等B.两颗卫星的线速度一定相等C.天体A 、B 表面的重力加速度之比等于它们的半径之比D.天体A 、B 的密度一定相等答案 CD4.某星球的质量约为地球的9倍,半径约为地球半径的一半,若从地球表面高h 处平抛一物体,射程为60 m,则在该星球上,从同样的高度以同样的初速度平抛同一物体,射程应为( )A.10 mB.15 mC.90 mD.360 m答案 A5.宇航员在月球表面完成下面实验:在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部的最低点,静止一质量为m 的小球(可视为质点),如图所示,当给小球水平初速度v 0时,刚好能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动.已知圆弧轨道半径为r ,月球的半径为R ,万有引力常量为G .若在月球表面上发射一颗环月卫星,所需最小发射速度为 ( ) A.Rr r 550v B.Rr r520v C.Rr r 50v D.Rr r 5520v答案 A6.(2009·济宁统考)设想“嫦娥号”登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,测得其周期为T ,飞船在月球上着陆后,自动机器人用测力计测得质量为m 的仪器重力为P .已知引力常量为G ,由以上数据可以求出的量有( )A.月球的半径B.月球的质量C.仪器随月球自转的加速度D.月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度答案 AB7.地球质量M 可由表达式M =cG a b ·求出,式中G 为引力常量,a 的单位是m/s,b 是a 的幂次,c 的单位是m/s 2,以下判断正确的是( )A.a 是同步卫星绕地球运动的速度,b =4,c 是地球表面重力加速度B.a是第一宇宙速度,b=4,c是地球表面重力加速度C.a是赤道上物体的自转速度,b=2,c是地球表面重力加速度D.a是月球绕地球运动的速度,b=4,c是月球表面的自由落体加速度答案 B8.宇宙飞船运动中需要多次“轨道维持”.所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间和推力的大小和方向,使飞船能保持在预定轨道上稳定运行.如果不进行“轨道维持”,由于飞船受轨道上稀薄空气的影响,轨道高度会逐渐降低,在这种情况下飞船的动能、引力势能和机械能的变化情况将会是( )A.动能、重力势能和机械能逐渐减小B.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能不变C.重力势能逐渐增大,动能逐渐减小,机械能不变D.重力势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能逐渐减小答案 D9.可以发射一颗这样的人造地球卫星,使其圆轨道( )A.与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆B.与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C.与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地球表面是静止的D.与地球表面上的赤道线是共面同心圆,但卫星相对地球表面是运动的答案 CD10.通常我们把太阳系中行星自转一周的时间称为“1天”,绕太阳公转一周的时间称为“1年”,已知金星的“1天”比它的“1年”还长,与地球相比较,金星的“1天”的时间约是地球“1天”的时间的243倍,由此可知( )1A.金星自转的角速度约是地球自转角速度的243B.金星的质量约是地球质量的243倍C.金星的半径约是地球半径的243倍D.金星表面的“重力加速度”约是地球表面重力加速度的2431 答案 A 11.(2009·朝阳区模拟)某物体在地面上受到的重力为160 N,将它放在卫星中,在卫星以加速度g a 21=随火箭加速竖直升空的过程中,当物体与卫星中水平支持物间的压力为90 N 时,求此时卫星距地球表面有多高?(地球半径为R =6.4×103 km,取g =10 m/s 2)答案 1.92×104 km12.某航天飞机在地球赤道上空飞行,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0ω,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,求它下次通过该建筑物上方所需的时间.答案 320032π2π2r gRr gR --ωω或 13.(2009·天津模拟)2007年10月24日18时29分,星箭成功分离之后,“嫦娥一号”卫星进入半径为205 km 的圆轨道上绕地球做圆周运动,卫星在这个轨道上“奔跑”一圈半后,于25日下午进行第一次变轨,变轨后,卫星轨道半径将抬高到离地球约600 km 的地方,如图所示.已知地球半径为R ,表面重力加速度为g ,质量为m 的“嫦娥一号”卫星在地球上空的万有引力势能为E p =rm gR 2-(以无穷远处引力势能为零),r 表示物体到地心的距离.(1)质量为m 的“嫦娥一号”卫星以速率v 在某一圆轨道上绕地球做圆周运动,求此时卫星距地球地面高度h 1.(2)要使“嫦娥一号”卫星上升,从离地面高度h 1再增加h 的轨道上做匀速圆周运动,卫星发动机至少要做多少功? 答案 （1）R gR -22v (2)))((2112h h R h R h mgR +++。

万有引力与航天单元测试题一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1．“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步．已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为H ，飞行周期为T ，月球的半径为R ，引力常量为G ．求：(1) “嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小； (2)月球的质量；(3)若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运行的线速度应为多大． 【答案】（1）()2R H Tπ+（2）()3224R H GT π+（3）()2R H R HTRπ++ 【解析】（1）“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小12π()R H v T+=． （2）设月球质量为M ．“嫦娥一号”的质量为m ．根据牛二定律得2224π()()R H MmG m R H T +=+解得2324π()R H M GT +=． （3）设绕月飞船运行的线速度为V ，飞船质量为0m ，则2002Mm V G m RR =又2324π()R H M GT +=． 联立得()2πR H R HV TR++=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）该星球的密度；（3）该星球的第一宇宙速度v ；（4）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T ． 【答案】(1)02tan v t α；(2)03tan 2v GRt απ；；(4)2【解析】 【分析】 【详解】(1) 小球落在斜面上，根据平抛运动的规律可得：20012tan α2gt y gt x v t v ===解得该星球表面的重力加速度：02tan αv g t=(2)物体绕星球表面做匀速圆周运动时万有引力提供向心力，则有：2GMmmg R= 则该星球的质量：GgR M 2= 该星球的密度：33tan α34423v M gGR GRt R ρπππ===(3)根据万有引力提供向心力得：22Mm v G m R R= 该星球的第一宙速度为：v ===(4)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动时，运行周期最小，则有:2RT vπ=所以：22T π==点睛：处理平抛运动的思路就是分解．重力加速度g 是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量．3．我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，经过一系列过程，在离月球表面高为h 处悬停，即相对月球静止．关闭发动机后，探测器自由下落，落到月球表面时的速度大小为v ，已知万有引力常量为G ，月球半径为R ，h R <<，忽略月球自转，求： （1）月球表面的重力加速度0g ； （2）月球的质量M ；（3）假如你站在月球表面，将某小球水平抛出，你会发现，抛出时的速度越大，小球落回到月球表面的落点就越远．所以，可以设想，如果速度足够大，小球就不再落回月球表面，它将绕月球做半径为R 的匀速圆周运动，成为月球的卫星．则这个抛出速度v 1至少为多大？【答案】（1）202v g h =（2）222v R M hG =（3）212v R v h= 【解析】（1）根据自由落体运动规律202v g h =，解得202v g h=（2）在月球表面，设探测器的质量为m ，万有引力等于重力，02MmGmg R =，解得月球质量222v R M hG=（3）设小球质量为'm ，抛出时的速度1v 即为小球做圆周运动的环绕速度万有引力提供向心力212''v Mm G m R R =，解得小球速度至少为212v Rv h=4．地球同步卫星，在通讯、导航等方面起到重要作用。

高一物理第六章（万有引力定律）测试题（三）（测试时间：90分钟，评价分值：100分）第一卷一、选择题（本大题共10小题，每小题4分；共40分）1、如图所示，两个半径分别为r 1和r 2的球，质量均匀分布，分别为m 1和m 2，两球之间的距离为r ，则两球间的万有引力大小为（ ）A 、F=G m 1m 2r 2B 、F=G m 1m 2r 12C 、 F=G m 1m 2(r 1+r 2)2D 、F=G m 1m 2(r+r 1+r 2)2 2、假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n 倍，则（ ）A 、同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的1/n 倍B 、同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的1nC 、同步卫星的运行速度是地球赤道上的物体随地球自转的速度的n 2倍D 、同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的1/n 倍3、为了将已燃完燃料的推进火箭和“神舟”号飞船分开，采用引爆爆炸栓中的炸药，炸断螺栓，同时将飞船和火箭分别向前和向后推，从而使两者分离．则分离后飞船将（ ）A 、进人较低轨道B 、仍在原轨道C 、进人较高轨道飞行D 、以上三种情况都有可能4、美国媒体报道：美国研究人员最近在太阳系边缘新观测到了一个类行星天体，其直径估计在1600公里左右，有可能是自1930年发现冥王星以来人类在太阳系中发现的最大天体__—太阳的第十大行星．若万有引力恒量用G 表示，该行星天体的球体半径用r 、质量用m 表示，该行星天体到太阳的平均距离用R 表示，太阳的质量用M 表示，且把该类行星天体的轨道近似地看做圆，则该天体运行的公转周期T 为（ ）A 、2πR 3GM Ｂ、2πr 3GM Ｃ、2πR 3Gm Ｄ、2πr 3GM5、两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动，周期之比为，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（ ）A 、R A RB =41 ；v A v B =12 B 、R A R B =41 ；v A v B =21C 、R A R B =14 ；v A v B =12D 、R A R B =14 ；v A v B =216、（2006年杭州市第一次高考科目教学质量检测）2005年10月12日，“神舟”六号顺利升空入轨．14日5时56分，“神舟”六号飞船进行轨道维持，飞船发动机点火工作了6.5s 。

《万有引力与航天》单元测试一、不定项选择题（每小题5分，共计60分）1．关于公式k T R=23中的常量k ，下列说法中正确的是 ( )A ．对于所有星球的行星或卫星，k 值都相等B ．不同星球的行星或卫星，k 值不相等C ：k 值是一个与星球无关的常量D ．k 值是—个与星球有关的常量2、下面关于太阳对行星的引力说法中的正确的是 ( )A 、太阳对行星的引力等于行星做匀速圆周运动的向心力B 、太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离成反比C 、太阳对行星的引力规律是由实验得出的D 、太阳对行星的引力规律是由开普勒定律和行星绕太阳做匀速圆周运动的规律推导出来的 3、关于太阳与行星间引力2r Mm G F =的下列说法中正确的是 ( ) A 、公式中的 G 是比例系数，是人为规定的 B 、这一规律可适用于任何两物体间的引力C 、太阳与行星的引力是一对平衡力D 、检验这一规律是否适用于其它天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性4．如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，那么下列说法中正确的是 ( )A ．行星受到太阳的万有引力，万有引力提供行星圆周运动的向心力B ．行星受到太阳的万有引力，行星运动不需要向心力C ．行星同时受到太阳的万有引力和向心力D ．行星受到太阳的万有引力与它运行的向心力不相等5.要使两物体间的万有引力减小到原来的1/4，下列办法不可采用的是（ ）A.使两物体的质量各减小一半，距离不变B.使其中一个物体的质量减小到原来的1/4，距离不变C.使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变D .使两物体间的距离和质量都减为原来的1/46．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 ( )A ． 22322131T R T RB ．21322231T R T RC ．21222221T R T RD ．32223121T R T R 7．把太阳系各行星的轨迹近似的看作匀速圆周运动则离太阳越远的行星，写列说法错误的是（ ）A ．周期越小B ．线速度越小C ．角速度越小D ．加速度越小8、设地球表面重力加速度为g 0，物体在距离地心4R (R 是地球的半径)处，由于地球的作用而产生的加速度为g ，则g /g 0为( )Ａ．1 Ｂ．1/9 Ｃ．1/4 Ｄ．1/169．有两颗质量相同的人造卫星A 、B ，其轨道半径分别为RA 、RB ，R A ∶R B ＝1∶4，那么下列判断中正确的有 ( )A ．它们的运行周期之比T A ∶TB ＝1∶4B ．它们的运行线速度之比v A ∶v B ＝4∶1C ．它们所受的向心力之比F A ∶F B ＝4∶1D ．它们的运行角速度之比ωA ∶ωB ＝8∶110．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则（ ）A 、它可以在地面上任一点的正上方，离地心的距离可以按需要选择不同值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C 、它只能在赤道的正上方，但离地心的距离是一定的D 、它只能赤道的正上方，但离地心的距离可以按需要选择不同值11．（2011年高考•全国大纲版理综卷）我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行（即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球。