萬有引力定律檢測題.doc

1、萬有引力定律檢測題班級： 姓名：成績：一、選擇題（本題包括10小題，每小題3分，共計30分。每小題只有一個或多個選項符合題意，選錯或不答得0分，選不全得2分。）1 .設(shè)想人類開發(fā)月球，不斷把月球上的礦藏搬運(yùn)到地球上，假定經(jīng)過長時間開采后，地球仍可看做是均勻的球體，月球仍沿開采前的圓周軌道運(yùn)動.則與開采前相比（）A.地球與月球的萬有引力將變大B.地球與月球的萬有引力將變小C.月球繞地球運(yùn)動的周期將變長D.月球繞地球運(yùn)動的周期將變短2 .人造地球衛(wèi)星在環(huán)形軌道上繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)，它的軌道半徑、周期和環(huán)繞速度的關(guān)系是（）A.半徑越小，速度越小，周期越小B.半徑越小，速度越大，周期越小C.半徑越大，速度越大

2、，周期越小D.半徑越大，速度越小，周期越小3 . 一艘宇宙飛船貼近一恒星表面飛行，測得它勻速圓周運(yùn)動的周期為T,設(shè)萬有引力常數(shù) G則此恒星的平均密度為：（）A. GT2/3 兀B. 3 % /GT2C. GT2/4 兀D. 4 兀/ GT24.有關(guān)人造地球衛(wèi)星的說法中正確的是：（）A.第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最小速度B.第一宇宙速度是近地圓軌道上人造衛(wèi)星運(yùn)行速度C.第一宇宙速度是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度D.衛(wèi)星環(huán)繞地球的角速度與地球半徑R成反比5 .宇宙飛船要與環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道空間站對接，飛船為了追上軌道空間站（）A.只能從較高軌道上加速B.只能從較低軌道上加速C.只能從

3、與空間站同一軌道上加速D.無論在什么軌道，只要加速即可6 .已知引力常數(shù) G與下列哪些數(shù)據(jù)，可以計算出地球密度：（）A.地球繞太陽運(yùn)動的周期及地球離太陽的距離B.月球繞地球運(yùn)行的周期及月球繞地球轉(zhuǎn)的軌道半徑C.人造地球衛(wèi)星在地面附近繞行運(yùn)行周期D.若不考慮地球自轉(zhuǎn)，已知地球半徑和重力加速度7 .同步衛(wèi)星相對地面靜止，尤如懸在高空中， 下列說法中正確的是：（）A.同步衛(wèi)星可能處于不同的軌道上B.同步衛(wèi)星的速率是唯一的C.同步衛(wèi)星加速度大小是唯一的D.各國的同步衛(wèi)星都在同一圓周上運(yùn)行8 .發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道1,然后點(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

4、軌道 3。軌道1、 2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如圖所示，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、 3軌道上正常運(yùn)行時，下列說法中正確的是： （ ）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)時的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時的加速度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q a2b2c9 .地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由r3=廠求出.已知式中a的單位是 m, b的單位是s, c的單位是m/s2, A . a是地球半徑， B. a是地球半徑， C. a是赤道周長， D. a是地球半徑，4 二則b是地球

5、自轉(zhuǎn)的周期，c是地球表面處的重力加速度b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度b是地球自轉(zhuǎn)的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動的周期，c是地球表面處的重力加速度 10. 2003年8月29日，火星、地球和太陽處于三點(diǎn)一線，上演 火星沖日”的天象奇觀.這是 6萬年來火星距地球最近的一次，與地球之間的距離只有5576萬公里，為人類研究火星提供了最佳時機(jī).圖示為美國宇航局最新公布的“火星大沖”的虛擬圖.則有（）A. 2003年8月29日，火星的線速度大于地球的線速度B. 2003年8月29日，火星的線速度小于地球的線速度C. 2004年8月29日，火星又回到了該位置D. 20

6、04年8月29日，火星還沒有回到該位置二、填空題（本題包括5小題。每空4分，共計24分）11 .設(shè)在地球上和某天體上以相同的初速度豎直上拋一物體的最大高度之比為k （均不計阻力），且已知地球與該天體的半徑之比也為k,則地球與天體的質(zhì)量比為 。12 .某物體在地球表面上受到的重力為160 N;將它放置在衛(wèi)星中，在衛(wèi)星以加速度a=g/2隨火箭加速上升的過程中，當(dāng)物體與衛(wèi)星中的支持物的相互擠壓力為90 N,衛(wèi)星此時距地面的高度為.（已知地球的半徑 R=6.4 M03 km,取g=10 m/s2）13 .天文學(xué)家根據(jù)天文觀測宣布了下列研究成果：銀河系中可能存在一個大黑洞”，接近 黑洞”的所有物質(zhì)，即使

7、速度等于光速也被 黑洞”吸入，任何物體都無法離開 黑洞”距離 黑洞”r=6.0M012 m的星體以v=2X106 m/s的速度繞其旋轉(zhuǎn)，則黑洞的質(zhì)量為 .（引力常 G=6.67 10-11N m2/kg2.）14 .一顆以華人物理學(xué)家 吳健雄”命名的小行星，半徑約為16 km,密度與地球相近.若在此小行星上發(fā)射一顆繞其表面運(yùn)行的人造衛(wèi)星，它的發(fā)射速度約為 .（已知地球的半 R=6.4M03一2、km,取 g= 10 m/s ）15兩顆人造地球衛(wèi)星 A.B繞地球作圓周運(yùn)動，周期之比為Ti :T2 =1:8，則A.B的軌道半徑之比和運(yùn) 動速率之比分別為 .和.。三、計算題（本題包括 4小題，共計4

8、6分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟.只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）16 .某星球中心離地球中心的距離是地球半徑的60倍，其質(zhì)量約是地球質(zhì)量的 1/81 ,當(dāng)飛船飛到該星球和地球中心連線上距地球中心多遠(yuǎn)時，它受到該星球引力跟地球引力剛好相等？已知地球的半徑為R。（10）17 .宇航員站在一星球表面上的某高處，沿水平方向拋出一個小球。經(jīng)過時間t ,小球落到星球表面，測得拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為L。若拋出時的初速增大到 2倍，則拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為：L。已知兩落地點(diǎn)在同一水平面上，該星球的半徑為R,萬有引力常數(shù)為 G求該星球的質(zhì)量

9、M （12）18.兩顆衛(wèi)星在同一軌道平面繞地球做勻速圓周運(yùn)動，地球半徑為R, b衛(wèi)星離地面高度為 3R,則(12)(1) a、b兩衛(wèi)星周期之比 Ta：Tb是多少？(2)若某時刻兩衛(wèi)星正好同時通過地面同一點(diǎn)的正上方，則最遠(yuǎn)？R, a衛(wèi)星離地面的高度等于a至少經(jīng)過多少個周期兩衛(wèi)星相距19. 2005年10月12日9時，“神舟”六號飛船一飛沖天，一舉成功，再次把中國人“巡天遙看天河”的陸地夢想變成“手可摘星辰，攬明月”的太空現(xiàn)實(shí)，“神舟”六號飛船點(diǎn)火發(fā)射時，飛船處于一個加速過程，在加速過程中宇航員處于超重狀態(tài)。人們把這種狀態(tài)下宇航員所受支持力Fn與在地表面時重力mg勺比值K = 且稱為載荷值。(12

10、)mg(1)假設(shè)宇航員聶海勝和費(fèi)俊龍在超重狀態(tài)下載荷值的最大值為K=7,飛船帶著宇航員豎直向上發(fā)射時的加速度a的最大值為多少？已知地球表面的重力加速度2g=10m/s 。(2) “神舟”六號飛船發(fā)射成功后，進(jìn)入圓形軌道穩(wěn)定運(yùn)行，運(yùn)轉(zhuǎn)一圈的時間為為R,表面的重力加速度為g,萬有引力常量為G,試求這一圓形軌道距離地面的高度T、/示)T,地球的半徑Ho （用 R g、萬有引力測試答案、選擇題題號12345678910答案BDBBBCBBCDBCDBDADBD二、填空題11. k12. 19.2 103 km13. 3.6X103514. 20 m/s15. 1:42:1.三、計算題16. 設(shè)星球的質(zhì)

11、量為m1月球的質(zhì)量為m2飛船的質(zhì)量為m，飛船距地球中心的距離為r由萬有引力定律公式F =Gmmrc mm 2m 可知：G 12 =G60R -r rp 事 m1 1 又由 二一m281解得： r=54R17. 解：設(shè)拋出點(diǎn)的高度為 h,第一次平拋的水平射程為x,則有x 2+h2=L22由平拋運(yùn)動規(guī)律得知，當(dāng)初速增大到2倍，其水平射程也增大到2x,可得(2x)2+h2=(" L)2 由、解得 h=L/ j設(shè)該星球上的重力加速度為g,由平拋運(yùn)動的規(guī)律，得 h=gt 2/22由萬有引力定律與牛頓第二定律，得GMm/R2=mg2式中m為小球的質(zhì)量，聯(lián)立以上各式，解得M=2J LR2/(3Gt 2)218.(1)由衛(wèi)星運(yùn)動規(guī)律知：Ta：Tb =33Ra2 : Rb 2 = 1 ： 2版(2) Ta< Tb,當(dāng)二者相距最遠(yuǎn)時，即a比b多轉(zhuǎn)半圈，即-LTa-=0.5Tb0.5TaTb解彳t t= =0.77Ta19.由牛頓第二定律可知