萬(wàn)有引力及航天單元測(cè)試題一

1、萬(wàn)有引力與航天單元測(cè)試題（一）一、選擇題（本大題12小題，每小題5分，共60分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有兩個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)得5分，選對(duì)但不全的得3分，有錯(cuò)選的得0分。）1.關(guān)于行星運(yùn)動(dòng)的下列說(shuō)法，正確的是A.所有行星圍繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌道都是橢圓B.行星從近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)日點(diǎn)，線速度逐漸增大C.行星運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸越大，周期越小D.某行星由近日點(diǎn)到遠(yuǎn)日點(diǎn)的時(shí)間等于由遠(yuǎn)日點(diǎn)到近日點(diǎn)的時(shí)間.將行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知水星的角速度是必1、周期是Ti,木星的角速度是2、周期是丁2,則A.CDlCD2,TlT2B ,CD1CD2,TlT2C.Cl）

2、 1T2D . 1 2,丁1mi,甲對(duì)乙的萬(wàn)有引力大于乙對(duì)甲的萬(wàn)有引力.關(guān)于萬(wàn)有引力常量G的下列說(shuō)法，正確的是G的量值等于兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量都是 1kg的物體相距1m時(shí)的萬(wàn)有引力G的量值是牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律時(shí)就測(cè)出的G的量值是由卡文迪許測(cè)出的D. G的量值N?帚kg；只適用于計(jì)算大體間的萬(wàn)有引力C.D.6.將行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)軌道視為圓， 則它運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r的三次方與周期T的二次方成正比，即,則常數(shù)k的大小A.只與行星的質(zhì)量有關(guān)B.只與太陽(yáng)的質(zhì)量有關(guān)C.與太陽(yáng)的質(zhì)量及行星的質(zhì)量沒(méi)有關(guān)系D.與太陽(yáng)的質(zhì)量及行星的質(zhì)量都有關(guān)系.已知某人造衛(wèi)星環(huán)繞地球勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 若想要估算出地球的質(zhì)量，除萬(wàn)有

3、引力常量 G外還需要 知道A.衛(wèi)星的軌道半徑.衛(wèi)星的質(zhì)量C.地球的半徑D.衛(wèi)星的周期8.將月球視為均勻球體，由“嫦娥二號(hào)”近月環(huán)繞運(yùn)動(dòng)的周期及萬(wàn)有引力常量G可估算出A.月球的密度.月球的質(zhì)量C.月球的半徑D.月球表面的重力加速度.以下所說(shuō)的人造地球衛(wèi)星，不可能的是A.相對(duì)地球表面靜止不動(dòng)的衛(wèi)星B.環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度大于 7.9km/s的衛(wèi)星C.衛(wèi)星的環(huán)繞軌道經(jīng)過(guò)地球兩極上空的衛(wèi)星D.衛(wèi)星的軌道圓心不與地球球心重合的衛(wèi)星10. （2012年高考全國(guó)課標(biāo)理綜-21）假設(shè)地球是一半徑為 R質(zhì)量分布均勻的球體，一礦井深度為 d0已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零。礦井底部和地面處的重力加速度

4、大小之比為A.C.11. （ 2012年高考江蘇物理-8） 2011年8月,D.“嫦娥二號(hào)”成功進(jìn)入了環(huán)繞“日地拉格朗日”點(diǎn)的軌道，我國(guó)成了造訪該點(diǎn)的國(guó)家。如圖 1所 示，該拉格朗日點(diǎn)位于太陽(yáng)和地球連線的赤:線上，一飛行器處于該點(diǎn)，一 在幾乎不消耗燃料的情況下與地球同步繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)。則該飛行器的射器即H點(diǎn)/地隔、* 大田d）；A.線速度大于地球的線速度B.向心加速度大于地球的向心加速度C.向心力僅由太陽(yáng)提供D.向心力僅由地球的引力提供（2012年高考浙江理綜-15）如圖2所示，在火星與木星的軌道之間有一小行星帶。假設(shè)該帶 中的小行星只受太陽(yáng)的引力，并繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是A

5、.太陽(yáng)對(duì)各小行星的引力相同B.各小行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期均小于一年C.小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度大于外側(cè)小行星的向心加速度D.小行星帶內(nèi)各小行星的線速度值都大于地球公轉(zhuǎn)的線速度二、非選擇題（40分。）（6分）某宇航員在月球上某處平坦月面做平拋實(shí)驗(yàn)，將某物體由距月面高h(yuǎn)處水平拋出，經(jīng)過(guò)時(shí)間t后落到月球表面，已知月球半徑為R,萬(wàn)有引力常數(shù)為G,則月球表面的重力加速度為 （原創(chuàng)）（8分）大體自轉(zhuǎn)的角速度較大，或它的密度較小，它的表面的物質(zhì)將被甩出。若某 星體的平均密度為p ,將它為均勻球體，則它的自轉(zhuǎn)角速度超過(guò) ,自轉(zhuǎn)時(shí)將會(huì)有物體被甩出。（13分）某人造衛(wèi)星在距離地面的高度為地球半徑 R的圓形軌道

6、上運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星軌道平面與赤道 平面重合，已知地球表面重力加速度為 g。（1）求出衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)周期T；（2）設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期To,該衛(wèi)星繞地旋轉(zhuǎn)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，則衛(wèi)星連續(xù)兩次經(jīng)過(guò)赤道上某 固定目標(biāo)正上方的時(shí)間是多少？（13分）宇宙中相距較近、僅在彼此的萬(wàn)有引力作用下運(yùn)行的兩顆行星稱為雙星。已知某雙星 系統(tǒng)中兩顆星的總質(zhì)量為 m的恒星圍繞他們連線上某一固定點(diǎn)分別作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為T(mén),萬(wàn)有引力常量為Q求這兩顆恒星之間的距離。1 .答案：ADW析：由開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第一定律可知，選項(xiàng) A正確；由第二定律可知，選項(xiàng)B錯(cuò)誤; 由第三定律可知，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；某行星從近日點(diǎn)到遠(yuǎn)日點(diǎn)的時(shí)間、從遠(yuǎn)日點(diǎn)到近日

7、點(diǎn)的時(shí)間都等于周期 的一半，選項(xiàng)D正確。.答案：B解析：木星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑大于水星的軌道半徑，由開(kāi)普勒第三定律可知：Ti3 2。.答案：BC解析：萬(wàn)有引力定律的適用條件是質(zhì)點(diǎn)，當(dāng)兩物體的距離接近零時(shí)，物體不能視為質(zhì)點(diǎn)， 不能運(yùn)用萬(wàn)有引力定律分析求解它們間的萬(wàn)有引力?？梢暈橘|(zhì)點(diǎn)的兩物體間的萬(wàn)有引力只與兩物體的質(zhì)量、距離有關(guān)。選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確；兩物體相互給對(duì)方的萬(wàn)有引力互為作用力與反作用力。選項(xiàng) C正確 D錯(cuò)誤。.答案：AC解析：由萬(wàn)有引力定律可知，兩個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)、質(zhì)量都是 1kg的物體相距1m時(shí)的萬(wàn)有 引力等于Q選項(xiàng)A正確；G的量值是由卡文迪許運(yùn)用扭秤測(cè)出的，適用于計(jì)算任何可視為質(zhì)點(diǎn)的物體

8、 一 間的萬(wàn)有引力。選項(xiàng)BD昔誤C正確。.假設(shè)某行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的a倍，它的質(zhì)量是地球質(zhì)量的b倍，則它對(duì)太陽(yáng)的萬(wàn)有引力與太陽(yáng)對(duì)地球的萬(wàn)有引力的比值是5.答案：D解析：對(duì)太陽(yáng)與地球、太陽(yáng)與某行星分別運(yùn)用萬(wàn)有引力定律有:0解得:.答案：B解析：對(duì)行星環(huán)繞太陽(yáng)的圓周運(yùn)動(dòng)有:7 .答案：AD解析：對(duì)人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球的運(yùn)動(dòng)有行：.答案：A解析：“嫦娥二號(hào)”近月環(huán)繞的軌道半徑等于月球半徑。對(duì)它的環(huán)月運(yùn)動(dòng)有:,而。解得:.答案：BD解析：若使衛(wèi)星軌道平面與赤道平面重合，環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，衛(wèi) 星就相對(duì)地面靜止不動(dòng)。7.9km/s是第一宇宙速度，等于近地衛(wèi)星的環(huán)繞

9、速度，是地球衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的最大速度。為使衛(wèi)星軌道穩(wěn)定不變，軌道中心必須與地心重合.答案：A解析：對(duì)于在地球表面的物體，所受地球的萬(wàn)有引力近似等于重力，則有:,將地面下厚度等于礦井深度的地層視為均勻球殼，則礦井底部的物體只受內(nèi)層部分的萬(wàn)有引力。同理有：。解得:.答案：AB解析：由題意可知，“嫦娥二號(hào)”在環(huán)繞“日地拉格朗日”點(diǎn)的軌道的運(yùn)動(dòng)，與地球環(huán)繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)具有相同的角速度，由公式可知，“嫦娥二號(hào)”的線速度小于地球的線速度，“嫦娥二號(hào)”的向心加速度小于地球的向心加速度。選項(xiàng) AB正確；如果僅僅是太陽(yáng)的引力提供向心力，與太陽(yáng)具有 相同的角速度，“嫦娥二號(hào)”只能與地球在同一軌道上運(yùn)動(dòng)，如果僅僅由

10、地球的引力提供向心力，“嫦 娥二號(hào)”只能環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)或與地球構(gòu)成雙星運(yùn)動(dòng)。選項(xiàng)CD昔誤。.答案：C解析：各小行星的質(zhì)量不一定都相同，它們到太陽(yáng)中心的距離不一定都相同，因此太陽(yáng) 對(duì)各小行星的引力大小不一定相等，而這些小行星與太陽(yáng)的連線也不可能都重合，太陽(yáng)對(duì)它們的引力方向也不可能都相同。A錯(cuò)；對(duì)小行星環(huán)繞太陽(yáng)的圓周運(yùn)動(dòng)有:。因此，小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度大于外側(cè)小行星的向心加速度。選項(xiàng)C正確；由于各小行星的軌道半徑均大于地球公轉(zhuǎn)軌道半徑，帶內(nèi)各小行星的線速度 值都小于地球公轉(zhuǎn)的線速度，周期均小于地球的公轉(zhuǎn)周期（一年）。選項(xiàng)BD昔誤。.答案：（2分），（4分）。解析：對(duì)物體在月球表面的平拋運(yùn)動(dòng)有:設(shè)想月球表面有質(zhì)量為 m的物體，由于物體所受重力近似等0解得月球的質(zhì)量為:于月球的萬(wàn)有引力，故有:14.答案:解析：設(shè)某星體的質(zhì)量為 M赤道半徑是R,對(duì)它赤道上質(zhì)量為m的部分物質(zhì)環(huán)繞自轉(zhuǎn)軸的圓周運(yùn)動(dòng)有:令N=0,代入數(shù)據(jù)解得該星體不瓦解的最大自轉(zhuǎn)角速度為:15.答案：(1); (2)解析：對(duì)于衛(wèi)星環(huán)繞地心的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力定律及牛頓第二定律有:（3分），對(duì)地面上的物體由“黃金代換”關(guān)系有:（2分）。解得:（1分）（2）由于衛(wèi)星軌道半徑2R小于地球同步衛(wèi)星軌道（約等于地球半徑的 6.6倍），