万有引力与航天单元测试1

万有引力与航天1 金坛市第四中学物理组 业精于勤，荒于嬉;行成于思，毁于随 万有引力与航天单元测试1 一、单项选择(本题共6小题，每小题3分,共18分,每小题只有一个选项正确) 1.同步卫星是指相对地面不动的人造地球卫星 ( ) A.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.可以在地面上任一点的正上方,且离地心的距离是一定的 C.只能在赤道的的正上方,但离地心的距离可按需要选择不同值 D.只能在赤道的的正上方,且离地心的距离是一定的 2(太阳系中的九大行星,与太阳之间距离最大的行星,它绕太阳公转一周所用的时间 ( ) A.最长 B.最短 C.相等 D.无法确定 3(一个物体在地球表面所受的重力为G，则在距地面高度为地球半径的2倍时，所受引力为 ( ) A(G/2( B(G/3( C(G/4( D(G/9( 4.两颗人造地球卫星的质量之比为2:1，周期之比为:1，则它们绕地球运行的22 半径之比为 ( ) A( 2:1 B. 1:2 C. 4:1 D. 1:4 5(一宇宙飞船绕火星表面做匀速圆周运动，运转周期为T，引力常量为G，则火星的平均密度为 ( ) 2222GT/4π4/GTA (GT/3π B( 3π/GTC( D( 6(某同学这样来计算第一宇宙速度: 32，3.14，6.4，102,Rv = =km/s=0.465km/s 这一结果与正确的值相差很大，这主T24，3600 要是由于他在近似处理中错误地假设( ) A. 卫星的轨道是圆 B. 卫星的周期等于地球自转的周期 C. 卫星的轨道半径等于地球的半径 D. 卫星的向心力等于它在地面上时所受的地球引 二、多项选择题(本题共5小题,每小题4分,共20分,每小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,选错或不答的得0分) 7.当人造卫星已进入预定运行轨道后，下列叙述中不正确的是 ( ) A. 卫星及卫星内的物体均不受重力作用 B. 不可用弹簧秤称出卫星内物体的重力 C. 在卫星内释放的物体将做自由落体运动 D. 卫星中的物体受平衡力作用 8.一颗正在绕地球转动的人造卫星，由于受到空气阻力作用，轨道半径逐渐减小，则卫星绕地球运动的: ( ) A(线速度变大 B(周期变大 C(角速度变大 D(卫星受的万有引力减小 1 习惯改变命运，细节铸就终身 天道酬勤 金坛市第四中学物理组 业精于勤，荒于嬉;行成于思，毁于随 9(地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，一颗质量为m的人造地球卫星，在离地面高度为R的圆形轨道上运行，则人造卫星 ( ) A. 运转的角速度为 B. 运转的周期为 g/8R2π2R/g RgC.受到地球的引力为mg/4 D. 运转的线速度为 10(如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法 正确的是: ( ) A(b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度 a b B(b、c的向心加速度大小相等，且小于a的 向心加速度 地球 C(c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等 c 候同一轨道上的c D(a卫星的速度与自身的质量无关 11(发射地球同步卫星，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点。如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上运行时，以下说法正确的有 ( ) A(卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 Q B(卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C(卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在 3 2 轨道2上经过Q点的加速度 1 D(卫星在轨道2上经过P点时的速度小于它在 轨道3上经过P点的速度 P 三、填空题(本题共4小题,共17分) 12.许多科学家在天体运动的研究中作出了巨大的贡献,其中 发现了万有引力定律, 第一次在实验里测出了万有引力常量. 13.已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R,万有引力常量为G,用以上各量表示地球质量M= 223abcr,14.地球卫星到地心的距离r可由求出，已知式中a的单位是米，b的单24π 位是秒，则c的单位为 ，a代表 ，c代表 15.有两颗人造地球卫星，它们的质量之比是m?m=1?2，运行速度之比是v?121 v=1?2( 2 a(它们周期之比T?T=_______( 12 b(它们轨道半径之比r?r=_______( 12 c(向心加速度之比a?a=______( 12 d(所受向心力之比F?F=_______( 12 2 习惯改变命运，细节铸就终身 天道酬勤 金坛市第四中学物理组 业精于勤，荒于嬉;行成于思，毁于随 四、计算题(本题共45分，解答时写出必要的文字说明。) 16.月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的1/6，地球半径是月球半径的4倍，那么登月舱靠近月球表面环绕月球运行的速度是多少,已知人造地球卫星的第一宇宙速度为v。 1 17.如果地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，万有引力恒量为G，请估算地球的平均密度。 18.神舟五号载人飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变成距3地面高度h=340km的圆形轨道.已知地球半径R=6.4×10km,地面处的重力加速度2g=10m/s.试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期T的公式(用h，R，g表示),然后计算周期T的数值(保留两位有效数字) 3 习惯改变命运，细节铸就终身 天道酬勤 金坛市第四中学物理组 业精于勤，荒于嬉;行成于思，毁于随 19.宇宙飞船以g/2的加速度匀加速竖直上升，在飞船中用弹簧秤测得质量为10kg2的物体的重为75N，若地球半径为6400km，地球表面的重力加速度为10 m/s，求测量时飞船所在处距地面的高度。 2Gm20. 已知物体从地球上的逃逸速度(第二宇宙速度)v=,其中G、m、R2R -11228分别是引力常量、地球的质量和半径.已知G=6.67×10N?m/kg,c=2.9979×10 m/s.求下列问题: (1)逃逸速度大于真空中光速的天体叫作黑洞，设某黑洞的质量等于太阳的 30质量m=1.98×10 kg，求它的可能最大半径; -273(2)在目前天文观测范围内，物质的平均密度为10 kg/m，如果认为我们的宇宙是这样一个均匀大球体，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c，因此任何物体都不能脱离宇宙，问宇宙的半径至少多大, 4 习惯改变命运，细节铸就终身 天道酬勤 金坛市第四中学物理组 业精于勤，荒于嬉;行成于思，毁于随 答案: 1、D 2、A 3、D 4、A 5、B 6、B 7、ACD 8、AC 9、AC 10、ABD 11、BCD 12、牛顿 卡文迪许 213、gR/G 214、m/s 地球半径 地球表面的重力加速度、 15、8:1 4:1 1:16 1:32 6 v116、 12 3g 17、 4,GR 2(R，h)R，h, 18、 T=1.5h Rg 19、h=R 20、R′= (1)2.93 km 2610(2) 4×10 m= 4.23×10光年 5 习惯改变命运，细节铸就终身 天道酬勤