高一物理萬(wàn)有引力練習(xí)卷含答案

1、次空課萬(wàn)有引力3高一物理第,下列說(shuō)g某人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)地球半徑為R,地面重力加速度為1.)法錯(cuò)誤的是g/R A.人造衛(wèi)星的最小周期為2nRg/2處的繞行速度為 B.衛(wèi)星在距地面高度 R/4 R處的重力加速度為gC.衛(wèi)星在距地面高度為地球同步衛(wèi)星的速率比近地衛(wèi)星速率小，所以發(fā)射同步衛(wèi)D.星所需的發(fā)射速度較小D 答案同一平面上.某時(shí)刻四顆衛(wèi)星的運(yùn)行方向、 及位置如圖所示.下列說(shuō)法中正確的是 的角速度、c的角速度大小相等，且小于 相撞的危險(xiǎn) c存在在PD . a、A的軌道相ca、c、d是在地球大氣層外的圓形軌道上運(yùn)行的四顆人造衛(wèi)星.其中 2. a、b軌道在bcb、d在同一個(gè)圓軌道上，

2、交于 P,)(b的加速度a、c的加速度大小相等，且大于 A. aB. b的線速度的線速度大小相等，且小于、cdC. a點(diǎn)答案22V4nMm 2 A正確.、D錯(cuò)誤，C= = mr wmr= ma,可知 B、= 解析 由Gm22 Trr年在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，實(shí)現(xiàn)“落月”的新階段.已20133.“嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星于“嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星繞月球作圓周運(yùn).周期為T(mén)知月球繞地球作圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r、11不計(jì)周?chē)渌祗w的影響.根據(jù)題目給出.，萬(wàn)有引力常量為 r,周期為T(mén)G動(dòng)的半徑為22)(的條件，下列說(shuō)法正確的是.能求出“嫦娥三號(hào)”探月衛(wèi)星的質(zhì)量A .能求出地球的密度 B.C.能求出地球與月球之間的引

3、力33俏1 .可得出=D22TT21247tMm可知通過(guò)已知量只能估算中心天體的質(zhì)量，因而可以估算出地mr由G =解析22,Tr正錯(cuò)誤，選項(xiàng)C”探月衛(wèi)星的質(zhì)量，選項(xiàng)A球和月球的質(zhì)量， 而不能算出“嫦娥三號(hào)”“嫦娥三號(hào)B錯(cuò)誤.由于確.由于地球的半徑未知，因而不能估算地球的密度，選項(xiàng)33r門(mén)2錯(cuò)誤.=不能成立，選項(xiàng) D探月衛(wèi)星和月球做圓周運(yùn)動(dòng)的中心天體不同，因而 22TT 21C 答案 已知衛(wèi).4.如圖所示，甲、乙兩顆衛(wèi)星在同一平面上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，公轉(zhuǎn)方向相同，衛(wèi)星乙都要運(yùn)動(dòng)到與衛(wèi)星甲同居地球一側(cè)且三TT,每經(jīng)過(guò)最短時(shí)間 5星甲的公轉(zhuǎn)周期為）者共線的位置上，則衛(wèi)星乙的公轉(zhuǎn)周期為89B.T

4、A.T 98910D. C.T T109A 答案一人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度減小5.1）（為原來(lái)的，不考慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則變軌前、后衛(wèi)星的 一 21 4 ： A.向心加速度大小之比為1 :.角速度大小之比為B28 : C.周期之比為12 D.軌道半徑之比為 1 ： vE2211k2 =.根據(jù)=解析 根據(jù)Emv得v =，所以衛(wèi)星變軌前、后的速度之比為 kv1m2222vv 1Mmr 21G = m,得衛(wèi)星變軌前、后的軌道半彳之比為=,選項(xiàng) D錯(cuò)誤；根據(jù)22v4rrr12216arMm21G = ma,得衛(wèi)星變軌前、 后的向心加速度大小之比為=,選項(xiàng)

5、A錯(cuò)誤；根22rar1123W 8Mmr212錯(cuò)誤；rB =,得衛(wèi)星變軌前、后的角速度大小之比為=據(jù)G= mw,選項(xiàng)32 3 1rr 12w 2 Tt 1T21 ,選項(xiàng)C正確.T根據(jù)=,得衛(wèi)星變軌前、后的周期之比為= 一 3 3 8T12C 答案日，神州十號(hào)與天宮一號(hào)成功實(shí)現(xiàn)自動(dòng)交會(huì)對(duì)接.對(duì)接前神州十號(hào)與天宮6月136.2013年一號(hào)都在各自的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng).已知引力常量為G,下列說(shuō)法正確的是）（A .由神州十號(hào)運(yùn)行的周期和軌道半徑可以求出地球的質(zhì)量B .由神州十號(hào)運(yùn)行的周期可以求出它離地面的高度C.若神州十號(hào)的軌道半徑比天宮一號(hào)大，則神州十號(hào)的周期比天宮一號(hào)小D.漂浮在天宮一號(hào)內(nèi)的宇航

6、員處于平衡狀態(tài)A答案日，“神舟十號(hào)”與“天宮一號(hào)”成功實(shí)現(xiàn)手控交會(huì)對(duì)接，下列關(guān)于“神137.2013年6月）的是（舟十號(hào)”與“天宮一號(hào)”的分析 錯(cuò)誤.“天宮一號(hào)”的發(fā)射速度應(yīng)介于第一宇宙速度與第二宇宙速度之間 A .對(duì)接前，“神舟十號(hào)”欲追上“天宮一號(hào)”，必須在同一軌道上點(diǎn)火加速B .對(duì)接前，“神舟十號(hào)”欲追上同一軌道上的“天宮一號(hào)”，必須先點(diǎn)火減速再加速C .對(duì)接后，組合體的速度小于第一宇宙速度DB 答案隨著我國(guó)登月計(jì)劃的實(shí)施，我國(guó)宇航員登上月球已不是夢(mèng)想.假如我國(guó)宇航員登上月球并8.后回到出發(fā)點(diǎn).已知月球 v豎直向上拋出一個(gè)小球，經(jīng)時(shí)間t在月球表面附近以初速度0）（的半徑為R,萬(wàn)有引力常量

7、為 G,則下列說(shuō)法正確的是 vo A.月球表面的重力加速度為 一 t2Rv2o B.月 球的質(zhì)量為 GtvRo的速度就可能離開(kāi)月球表面圍繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)C.宇航員在月球表面獲得tRt D .宇航員在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的繞行周期為vo答案B2vv 2V22nGMm 002R（m） = = mg =項(xiàng)錯(cuò)誤；A = g = t解析根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)可得，由m2- TRRtg2R22vRvRtoo , v = D 項(xiàng)錯(cuò)誤.B 項(xiàng)正確，T, = C2 n、，故可得： M = vtGt2o雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線上的某一點(diǎn)做周9.期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng).研

8、究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過(guò)程中，兩星的總質(zhì)量、距離和周期，經(jīng)過(guò)一段時(shí) 間演化后，均可能發(fā)生變化.若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)倍，則此時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的周期倍，兩星之間的距離變?yōu)樵瓉?lái)的n兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的k）（為233nnnn B.TD. TT C. T A. 2kkkkB答案雙星靠彼此的萬(wàn)有引力提供向心力，則有解析24 Tt mm21 G= mr22 11TL Mnmm21 = mrG 22- 22TL = L 并且 r+r213L 解得 T=2冗+mG m2133Ln2Tt' = n倍時(shí)T當(dāng)雙星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的k倍，兩星之間距離變?yōu)樵瓉?lái)的mm+ Gk213n - =T k故選項(xiàng) B

9、正確.10.人造衛(wèi)星沿圓軌道環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)，因?yàn)榇髿庾枇Φ淖饔?，其運(yùn)動(dòng)的高度將逐漸變化，由.下述關(guān)于高度變化很慢，在變化過(guò)程中的任一時(shí)刻，仍可認(rèn)為衛(wèi)星滿足勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律）于衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的一些物理量變化情況，正確的是（ A.線速度減小B.周期變大 C.半徑增大D.向心加速度增大D【答案】【解析】試題分析：因?yàn)槭艿礁呖障”】諝獾淖枇ψ饔?，衛(wèi)星的總機(jī)械能減小，高度逐 漸降r減小，人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)低即衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑2Mm v 22n: 2=m = men r = m () r = mar2 rTBrA C錯(cuò)誤；根據(jù)以上錯(cuò)誤；根據(jù)以上的公式得:,半徑減小，周期減GMa

10、=2小，故DDr.,半徑減小，向心加速度增大，故正確；故選的公式得:億千米，終于37年10月進(jìn)入太空起，歷經(jīng)6年，行程11.“伽利略”木星探測(cè)器，從1989圈后,對(duì)木星及其衛(wèi)星進(jìn)行考察，最后墜入N到達(dá)木星周?chē)?此后在 t秒內(nèi)繞木星運(yùn)行，探測(cè)器 v木星大氣層燒毀.設(shè)這N圈都是繞木星在同一個(gè)圓周上運(yùn)行,e （如圖所示）上的照相機(jī)正對(duì)木星拍攝整個(gè)木星時(shí)的視角為其運(yùn)行速率為，設(shè)木星為一球體.求:（1）木星探測(cè)器在上述圓形軌道上運(yùn)受到高空??；根據(jù)以上的公式得：動(dòng)向心力有: r減小，線速度增大，故薄空氣的阻力作用，衛(wèi)星高度逐漸降低即衛(wèi)星圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑v,r由解析（1）設(shè)木星探測(cè)器在題述圓形軌道運(yùn)行時(shí)，

11、軌道半徑為2n= TTv =可得：L2 7tt =由題意，T- Ntv聯(lián)立解得r=1 N2n （2）探測(cè)器在圓形軌道上運(yùn)行時(shí)，萬(wàn)有引力提供向心、力,2vmM. G = m2- rr2vMm ' 0 G,有=m'設(shè)木星的第一宇宙速度為v2 0RRr vv=聯(lián)立解得：0RvO=，解得：vsin由題意可知 R=r. 一02 0 sinN2 Tt 0 sin2vtv (2)(1)答案2的細(xì)線懸掛.宇航員到了某星球后做了如下實(shí)驗(yàn)：如圖所示，在光滑的圓錐頂用長(zhǎng)為L(zhǎng)12勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，球恰好對(duì)錐面當(dāng)圓錐和球一起以周期Tm的小球，圓錐頂角2 8 .一質(zhì)量為.求：無(wú)壓力.已知星球的半徑為R,萬(wàn)有引力

12、常量為線的拉力的大??；(1)該星球表面的重力加速度的大??；(2)該星球的第一宇宙速度的大??；(3)該星球的密度.(4)222 n 4 n 4 n cos 0 (3)RL (1)mL (2)Lcos 。答案 22TTT 0 Lcos3n(4)2 GRT24 Tt 小球做圓周運(yùn)動(dòng)：向心力 Fsin 0 =mr解析2 tt半徑r=Lsin 024 Tt= mL解得線的拉力F 2 TTmgcos。=(2)F得該星球表面的重力加速度g=Lcos 2,星T衛(wèi)星的質(zhì)地” v,設(shè)近“(3)星球的第一宇宙速度即為該星球的近 “地”衛(wèi)星的環(huán)繞速度 ，根據(jù)向心力公式有：量為 m' 2Vm' g=m&

13、#39;Lr27t e =RL聯(lián)立解彳導(dǎo)vcos T ,則(4)設(shè)星球的質(zhì)量為 MGMm mg星R4 3Rnp = M - 3 e Lcos 3 Tt =解得星球的密度聯(lián)立PQ.GRT，地球半.有一探測(cè)衛(wèi)星在地球赤道正上方繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球質(zhì)量為 M13求:探測(cè)衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為， 萬(wàn)有引力常量為徑為 RGT探測(cè)衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的 軌道半徑；(1).(2)探測(cè)衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大??；在距地球表面高度恰好等于地球半徑時(shí)，探測(cè)衛(wèi)星上的觀測(cè)儀器某一時(shí)刻能觀測(cè)到(3)(此探測(cè)器觀測(cè)不受日照影響，不考慮大氣對(duì)光的折射的地球表面赤道的最大弧長(zhǎng).332RGM2 Tt

14、2 Tt GMT(2) (3) 答案 (1) 247t 3T ,根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓 m,衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r解析（1）設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量為 第二定彳t得：3224n4nTr ,設(shè)探測(cè)衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小為 v(2)3r2 n2 tiGM = vrGMTMm r = G = m,解得 222設(shè)探測(cè)衛(wèi)星在地球赤道上方 A點(diǎn)處，距離地球中心為 2R,探測(cè)衛(wèi)星上的觀測(cè)儀器最遠(yuǎn)能觀測(cè)到地球赤道上的 B點(diǎn)和C點(diǎn)，能觀測(cè)到赤道上的最大弧長(zhǎng)是1,如圖所示，bcRIcos “= = ,-2R2 貝IJ: a =60°2 tiR觀測(cè)到的地球表面赤道的最大弧長(zhǎng)1= BC314.偵察衛(wèi)星

15、在通過(guò)地球兩極上空的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，它的運(yùn)動(dòng)軌道距地面高度為h,要使衛(wèi)星在一天的時(shí)間內(nèi)將地面上赤道各處在日照條件下的情況全都拍攝下來(lái)，衛(wèi)星在通過(guò)赤道上空時(shí)，衛(wèi)星上的攝像機(jī)至少應(yīng)拍攝地面上赤道圓周的弧長(zhǎng)是多少？設(shè)地球的半徑為 R,地面處的重力加速度為g,地球自傳的周期為 偵察衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期設(shè)為T(mén)12 r4GMm m,貝22rT1地面處的重力加速度為g3 r2由上述兩式得到衛(wèi)星的周期 T=1gR=h+R其中rT1=e =2地球自轉(zhuǎn)的周期為 T,在衛(wèi)星繞行一周時(shí)，地球自轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為一 T攝像機(jī)應(yīng)拍攝赤道圓周的弧長(zhǎng)為s=R032 ）R （4h s=gT2倍，如地球已知物體從星球上的逃逸

16、速度（第二宇宙速度）是第一宇宙速度的15.GM2E分別是引力常量、地球的v、=M、R,其中G上的逃逸速度（第二宇宙速度）E2ERE8-1122 10/kg m/s.,c=3.0.質(zhì)量和半徑已知 G=6.67X10X N - m求下列問(wèn)題： I=2.0（1）逃逸速度大于真空中光速的天體叫做黑洞，設(shè)某黑洞的質(zhì)量等于太陽(yáng)的質(zhì)量M 30,求它的可能最大半徑X10. kg3-27如果認(rèn)為我們的宇宙是這（2）在目前天文觀測(cè)范圍內(nèi)，物質(zhì)的平均密度為10, kg/m因此任何物體都不能c,樣一個(gè)均勻大球體，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度脫離宇宙，問(wèn)宇宙的半徑至少多大？（計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）GM

17、2, （1）由題目所提供的信息可知，任何天體均存在其所對(duì)應(yīng)的逃逸速度v=15.2R、v.對(duì)于黑洞模型來(lái)說(shuō)，其逃逸速度大于真空中的光速，即其中 MR為天體的質(zhì)量和半徑2 C, >所以m=3 x 10 mR <3011IO 26GM2 .67 10.0023 228).00 10c(S3。10 m. kg的黑洞的最大半徑為3X10即質(zhì)量為2.0 X 2)把宇宙視為一普通天體，則其質(zhì)量為43 M= p V= p3P為宇宙的半徑，其中 R為宇宙的密度，則宇宙所對(duì)應(yīng)的逃逸速度為GM2v=宙密度使得其逃逸速度大于光速2R c,即v > 由于宇22c326m. x R則由以上三式可得=410 G8.26m.即宇宙的半徑至少為4X1016.雙星系統(tǒng)中兩個(gè)星球A、B的質(zhì)量都是 m, A B相距L,它們正圍繞兩者連線上某一點(diǎn)