第六章《萬有引力與航天》測試題(含詳細(xì)解答

萬有引力與航天測試題 一、選擇題（每小題4分，全對得4分，部分對的得2分，有錯的得0分，共48分。）1.第一次通過實(shí)驗(yàn)比較準(zhǔn)確的測出引力常量的科學(xué)家是（ ）A 牛頓B 伽利略C胡克D 卡文迪許2.如圖1所示a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動的3顆衛(wèi)星，下列說法正確的是（ ）bac地球圖1Ab、c的線速度大小相等，且大于a的線速度；Bb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度；Cc加速可追上同一軌道上的b，b減速可等候同一軌道上的c；Da衛(wèi)星由于某種原因，軌道半徑變小，其線速度將變大3.宇宙飛船為了要與“和平號“軌道空間站對接，應(yīng)該：（ ） A.在離地球較低的軌道上加速 B.在離地球較高的軌道上加速 C.在與空間站同一高度軌道上加速 D.不論什么軌道，只要加速就行4、 發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如圖2所示。則在衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時，以下說法正確的是：（ ） A衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率。 B衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度。 C衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時的速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時的速度。 D衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時的加速度5、 宇航員在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動的空間站中會處于完全失重中，下列說法中正確的是（ ） A.宇航員仍受重力的作用 B.宇航員受力平衡C.宇航員受的重力正好充當(dāng)向心力 D.宇航員不受任何作用力6.某星球質(zhì)量為地球質(zhì)量的9倍，半徑為地球半徑的一半，在該星球表面從某一高度以10 m/s的初速度豎直向上拋出一物體，從拋出到落回原地需要的時間為（g地=10 m/s2）（ ）A1sBs Cs Ds7.假如地球自轉(zhuǎn)速度增大，關(guān)于物體重力，下列說法正確的是（ ）A放在赤道地面上的萬有引力不變 B放在兩極地面上的物體的重力不變C放在赤道地面上物體的重力減小 D放在兩極地面上的物體的重力增加8、 設(shè)想把質(zhì)量為m的物體放在地球的中心，地球的質(zhì)量為M，半徑為R，則物體與地球間的萬有引力是（ ）A.零 B.無窮大 C. D.無法確定9.對于質(zhì)量m1和質(zhì)量為m2的兩個物體間的萬有引力的表達(dá)式，下列說法正確的是（ ）A.m1和m2所受引力總是大小相等的 B當(dāng)兩物體間的距離r趨于零時，萬有引力無窮大C.當(dāng)有第三個物體m3放入之間時，m1和m2間的萬有引力將增大D.所受的引力性質(zhì)可能相同，也可能不同10地球赤道上的重力加速度為g，物體在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a，要使赤道上物體“飄” 起來，則地球的轉(zhuǎn)速應(yīng)為原來轉(zhuǎn)速的（ ） A 倍 B 倍 C 倍 D 倍11.關(guān)于地球同步通訊衛(wèi)星，下列說法中正確的是（ ）A.它一定在赤道上空運(yùn)行 B.各國發(fā)射的這種衛(wèi)星軌道半徑都一樣C.它運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度 D.它運(yùn)行的線速度介于第一和第二宇宙速度之間12.由于地球的自轉(zhuǎn)，地球表面上各點(diǎn)均做勻速圓周運(yùn)動，所以（ ）A.地球表面各處具有相同大小的線速度 B.地球表面各處具有相同大小的角速度C.地球表面各處具有相同大小的向心加速度 D.地球表面各處的向心加速度方向都指向地球球心二.填空題（每題6分，共12分。）13.已知火星的半徑約為地球半徑的1/2，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/9。若一物體在地球表面所受重力比它在火星表面所受重力大49N，則這個物體的質(zhì)量是_kg。14.離地面某一高度h處的重力加速度是地球表面重力加速度的 三.計算題（15題12分，16題10分，17題18分，共40分。）15.天體運(yùn)動中，將兩顆彼此相距較近的行星稱為雙星，它們在萬有引力作用下間距始終保持不變，并沿半徑不同的同心軌道作勻速園周運(yùn)動，設(shè)雙星間距為L，質(zhì)量分別為M1、M2，試計算（1）雙星的軌道半徑（2）雙星運(yùn)動的周期。16.中子星是恒星演化過程的一種可能結(jié)果，它的密度很大。現(xiàn)有一中子星，觀測到它的自轉(zhuǎn)周期為T1/30s。向該中子星的最小密度應(yīng)是多少才能維持該星體的穩(wěn)定，不致因自轉(zhuǎn)而瓦解。計等時星體可視為均勻球體。（引力常數(shù)G6.671011m3/kgs2）17.宇航員站在某一星球距離表面h高度處，以初速度v0沿水平方向拋出一個小球，經(jīng)過時間t后小球落到星球表面，已知該星球的半徑為R，引力常量為G，求：該星球表面的重力加速度g的大?。恍∏蚵涞貢r的速度大??；該星球的質(zhì)量； 答案一、選擇題1.D解析：.英國物理學(xué)家卡文迪許于1789年巧妙地設(shè)計了扭秤裝置，并用扭成裝置測量出了萬有引力常量的數(shù)值是6.6710-11Nm2/kg2，故選D。 2.D解析：地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的向心力，即，得：，可知，半徑越小，線速度越大，故A錯；由可知，半徑越小，向心加速度越大，故B錯；c加速時，其運(yùn)動軌道要變化，衛(wèi)星要做離心運(yùn)動，從而到距離地球更遠(yuǎn)的軌道做圓周運(yùn)動，不會追上b；同樣，若b減速，該衛(wèi)星要做近心運(yùn)動，不會等到c衛(wèi)星；故C錯。由可知，半徑變小，其穩(wěn)定運(yùn)行時的線速度要變大，故D正確。3. A解析：衛(wèi)星運(yùn)行時，只要加速，就要做離心運(yùn)動，只要減速，就要做盡心運(yùn)動；由此可判斷，只有A正確。4. BD解析：衛(wèi)星穩(wěn)定運(yùn)行時，速度公式，軌道3上的速率小于軌道1上的速率，A錯；角速度，故B正確；衛(wèi)星從圓軌道到變?yōu)闄E圓軌道運(yùn)動需要經(jīng)過加速做離心運(yùn)動，故C錯誤；加速度，距離相同，故D正確。5. AC解析：宇航員在空間站中仍然受到重力作用，處于失重狀態(tài)是指宇航員對座位的彈力為零，故A正確，D錯誤；宇航員受到的引力即重力提供向心力，故B錯，C正確。6.C解析：星球和地球表面的重力加速度，根據(jù)萬有引力定律得：g星=，g地=可得：g星=g=92210 m/s2=360 m/s2在星球表面某一高度以10 m/s的初速度豎直向上拋出一物體，從拋出到落地所用時間為：t=210 s= s.,故C正確。7ABC.解析：GMm/r-FN=mr，變大，則GMm/r不變，但是FN要變小，即重力要變小，故AC正確；在兩極原來就是0，變大還是0。故B正確，D錯。 8.A解析：根據(jù)對稱性可知，處于地球球心的物體受到引力為零。故A正確。9. A 解析：.m1和m2間的引力對兩個物體而言是作用力和反作用力，所以大小總是相等的，故A正確；r趨于零時，公式已經(jīng)不適用，故B錯；m1和m2間的引力與其他物體無關(guān)，故C錯；作用力和反作用力性質(zhì)一定相同，故D錯。 10.B解析：原來狀態(tài)應(yīng)滿足公式，后來飄起來時，M為地球質(zhì)量、m為物體質(zhì)量、R為地球半徑、為飄起時的角速度、為原來的角速度。聯(lián)立求解得。萬有引力是普遍存在的，而重力是萬有引力的一部分，當(dāng)位于赤道上的物體飄起來時，赤道上物體所受萬有引力完全充當(dāng)向心力，重力為零，因而轉(zhuǎn)速一定比原來大。故B正確。 11.ABC解析：地球同步衛(wèi)星一定位于赤道上空，故A正確；根據(jù)萬有引力提供向心力可知，地球同步衛(wèi)星的軌道是確定的，故B正確；穩(wěn)定運(yùn)行時，故同步衛(wèi)星的速度小于第一宇宙速度，C正確，D錯。 12.B解析：地球表面各處的角速度是相同的，半徑不同，線速度不同，故A錯，B正確；地球表面上各點(diǎn)的向心加速度不同，故C錯；各點(diǎn)的向心加速度指向該點(diǎn)所在的與地軸垂直的圓的圓心，故D錯。2、 填空題13.9解析：由題意知，同時，可得，帶入第一式，可知，。 14.解析：根據(jù)得，故，h=二、計算題15.解析：雙星繞