萬有引力定律章末習(xí)題檢測提高篇

1、萬有引力定律章末習(xí)題檢測(提高篇)一、選擇題：1在軌道上運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星，若衛(wèi)星上的天線突然折斷，則天線將( )A做自由落體運(yùn)動 B做平拋運(yùn)動C和衛(wèi)星一起繞地球在同一軌道上運(yùn)行 D由于慣性沿軌道切線方向做直線運(yùn)動2人造地球衛(wèi)星由于受太空稀薄氣體的阻力，軌道半徑逐漸減小，其相應(yīng)的線速度和周期的變化情況為 ( )A線速度增大，周期增大 B線速度增大，周期減小C線速度減小，周期增大 D線速度減小，周期減小3甲、乙兩物體之間的萬有引力大小為F，若乙物體質(zhì)量不變，甲物體質(zhì)量減少，同時(shí)甲、乙兩物體之間的距離也減少，則甲、乙兩物體之間萬有引力的大小變?yōu)? )AF B C D2F4人造地球衛(wèi)星在離地面的高度

2、等于地球半徑R處運(yùn)行，已知地面上的重力加速度為g，則此衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的線速度等于( )A B C D5已知一顆靠近地面運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星每天約轉(zhuǎn)17圈，今欲發(fā)射一顆地球同步衛(wèi)星，其離地面的高度約為地球半徑的（ ）A4.6倍 B5.6倍 C6.6倍 D7倍6在地球(看作質(zhì)量均勻分布的球體)上空有許多同步衛(wèi)星，下面的說法中正確的是( )A它們的質(zhì)量可能不同B它們的速度可能不同C它們的向心加速度可能不同D它們離地心的距離可能不同7已知月球表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的，在月球上和地球上以同樣水平初速度從同樣的高度拋出質(zhì)量相同的小球，則兩個(gè)小球落地點(diǎn)到拋出點(diǎn)的水平距離之比為( )A B

3、C6 D368地球半徑為R，距地心高為h處有一顆同步衛(wèi)星；另一個(gè)星球半徑為3R，距該星球球心高度為3h處也有一顆同步衛(wèi)星，它的周期為72 h，則該星球的平均密度與地球的平均密度之比為( )A1：9 B1：3 C9：1 D3：19地球上兩位相距非常遠(yuǎn)的觀察者，都發(fā)現(xiàn)自己的正上方有一顆人造地球衛(wèi)星，相對自己靜止不動，則這兩位觀察者的位置以及兩顆人造衛(wèi)星到地球中心的距離可能是( )A一人在南極，一人在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等B一人在南極，一人在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等，但應(yīng)成整數(shù)倍C兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等D兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等

4、，但應(yīng)成整數(shù)倍10假設(shè)地球和火星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動，已知地球到太陽的距離小于火星到太陽的距離，那么( )A地球公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期B地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度C地球公轉(zhuǎn)的加速度小于火星公轉(zhuǎn)的加速度D地球公轉(zhuǎn)的角速度大于火星公轉(zhuǎn)的角速度11登上火星是人類的夢想，“嫦娥之父”歐陽自遠(yuǎn)透露：中國計(jì)劃于2020年登陸火星。地球和火星公轉(zhuǎn)視為勻速圓周運(yùn)動，忽略行星自轉(zhuǎn)影響。根據(jù)下表，火星和地球相比A火星的公轉(zhuǎn)周期較小 B火星做圓周運(yùn)動的加速度較小C火星表面的重力加速度較大 D火星的第一宇宙速度較大12宇航員王亞平在“天宮1號”飛船內(nèi)進(jìn)行了我國首次太空授課，演示了一些完全失重狀態(tài)下的物

5、理現(xiàn)象。若飛船質(zhì)量為m，距地面高度為h，地球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G，則飛船所在處的重力加速度大小為( )A0 B C D二、填空題：1已知地球表面處的重力加速度為g，則距地面高為h處的重力加速度為_g。(已知地球半徑為R)2若在相距甚遠(yuǎn)的兩顆行星A與B的表面附近各發(fā)射一顆衛(wèi)星a和b，測得衛(wèi)星a繞行星A的周期為，衛(wèi)星b繞行星B的周期為，則這兩顆行星的密度之比3已知地球的半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為，地球表面的重力加速度為g。則在赤道上空一顆相對地面靜止的同步衛(wèi)星離開地面的高度h=_。(用以上三個(gè)量表示)三、解答題：1（1）開普勤行星運(yùn)動第三定律指出，行星繞太陽運(yùn)動的橢圓軌道的正半長軸a的三次

6、方與它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比，即，是一個(gè)所有行星都相同的常量，將行星繞太陽的運(yùn)動按圓周運(yùn)動處理，請你推導(dǎo)出太陽系中該常量k的表達(dá)式。已知引力常量為G，太陽的質(zhì)量為M。（2）開普勒定律不僅適用于太陽系，它對一切具有中心天體的引力系統(tǒng)（如地月系統(tǒng)）都成立，經(jīng)測定月地距離為3.84×108 m月球繞地球運(yùn)動的周期為2.36×106 s，試計(jì)算地球的質(zhì)量（G=6.67×10N·m/kg，結(jié)果保留一位有效數(shù)字）。2我國發(fā)射的“嫦娥一號”探月衛(wèi)星沿近似于圓形的軌道繞月飛行。為了獲得月球表面全貌的信息，讓衛(wèi)星軌道平面緩慢變化。衛(wèi)星將獲得的信息持續(xù)用微波信號發(fā)回地球

7、。設(shè)地球和月球的質(zhì)量分別為M和m，地球和月球的半徑分別為R和R1，月球繞地球的軌道半徑和衛(wèi)星繞月球的軌道半徑分別為r和r1，月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期為T。假定在衛(wèi)星繞月運(yùn)行的一個(gè)周期內(nèi)衛(wèi)星軌道平面與地月連心線共面，求在該周期內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射的微波信號因月球遮擋而不能到達(dá)地球的時(shí)間（用M、m、R、R1、r、r1和T表示，忽略月球繞地球轉(zhuǎn)動對遮擋時(shí)間的影響）?！敬鸢概c解析】一、選擇題：1.C解析：折斷的天線由于慣性而具有衛(wèi)星原來的速度，在地球引力作用下繼續(xù)在原軌道上運(yùn)行。2.B解析：由可得正確答案B正確。3.D解析：，故選項(xiàng)D正確。4.A解析：地面上物體受到的重力大小等于受到的萬有引力，衛(wèi)星的運(yùn)動半徑等于2

8、R，此時(shí)受到的引力大小是在地面上引力的，跟據(jù)，得，故A選項(xiàng)正確。5.B解析：設(shè)地球半徑為R，同步衛(wèi)星的運(yùn)動半徑為?？康孛孢\(yùn)行的衛(wèi)星每天轉(zhuǎn)17圈，則周期是，而同步衛(wèi)星的周期。根據(jù)得所以，故答案選B。6.A解析：地球同步衛(wèi)星，定點(diǎn)在距地面一定高度(約36000 km)的軌道上，與地球自轉(zhuǎn)角速度相同，故稱“同步”衛(wèi)星與地球的萬有引力提供了衛(wèi)星各自做圓周運(yùn)動的向心力，即得由以上可知r(離地心的距離)是確定的，與衛(wèi)星質(zhì)量無關(guān)；由向心加速度與速度可知，向心加速度和速度大小相等，但方向時(shí)刻改變，故矢量加速度和速度肯定不同，B、C錯(cuò)誤故選項(xiàng)A正確7B解析：設(shè)小球落地點(diǎn)到拋出點(diǎn)的水平距離為，則由平拋運(yùn)動規(guī)律可知

9、：，而，所以，故，故答案B正確。8.A解析：由。由，得，故A選項(xiàng)正確。9C解析：由題意可知，這兩顆衛(wèi)星均為地球的同步衛(wèi)星，因此必位于赤道上空，且與地心距離相等，因此選項(xiàng)C正確。10、D解析：比較太陽的任意兩顆行星的運(yùn)動情況，行星的大小、形狀與其運(yùn)動快慢無關(guān)篩選所給的信息，其重要信息是：地球與火星離太陽的距離，設(shè)其運(yùn)動軌道是圓形的，且做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)開普勒第三定律：軌道半徑的三次方與公轉(zhuǎn)周期的平方的比值相等，得A錯(cuò)誤由推理可知，軌道半徑小的行星，其運(yùn)動速度大，故B錯(cuò)誤根據(jù)勻速圓周運(yùn)動向心加速度公式及開普勒第三定律，可知半徑大的向心加速度小，故C錯(cuò)誤火星的周期較大，則由勻速圓周運(yùn)動的知識得：火

10、星的角速度較小，故D正確故選：D11、B解析：AB選項(xiàng)主要看軌道半徑，半徑大的公轉(zhuǎn)周期就大，加速度就小，所以B正確。CD選項(xiàng)主要看星球本身的質(zhì)量與半徑，其中。比較得出CD錯(cuò)。12、 B解析：對飛船受力分析，所受到的萬有引力提供勻速圓周運(yùn)動的向心力，等于飛船所在位置的重力，即，可得飛船的重力加速度為，故選B。故選：B二、填空題：1.解析：不計(jì)地球自轉(zhuǎn)的影響，物體的重力等于物體所受地球的引力，即，由此可得出距地球表面某一高度處的重力加速度與地球表面處重力加速度的關(guān)系。在地球表面處有：，在距地面某一高度h處有：由以上兩式可得2.解析：根據(jù)有又所以恒星的密度所以3.解析：設(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星質(zhì)量為m，則，在地球表面有，聯(lián)立可得h=。三、解答題：1M地=6×1024kg解析：（1）因行星繞太陽作勻速圓周運(yùn)動，于是軌道的半長軸a即為軌道半徑r。根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律有 于是有 即 （2）在月地系統(tǒng)中，設(shè)月球繞地球運(yùn)動的軌道半徑為R，周期為T，由式可得 解得 M地=6×1024kg （M地=5×1024kg也算對）2解析：如圖所示，O和O分別表示地球和月球的中心。在衛(wèi)星軌道平面上，A是地月連心線OO與地月球面的公切線ACD的交點(diǎn)，D、C和B分別是該公切線與