高中物理人教版第六章萬有引力與航天單元測(cè)試 人造衛(wèi)星與天體運(yùn)動(dòng)

專題二：人造衛(wèi)星與天體運(yùn)動(dòng)（45分鐘完成）目的要求：1．應(yīng)用萬有引力定律結(jié)合勻速圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)解決天體運(yùn)動(dòng)的問題；2．掌握人造衛(wèi)星的特點(diǎn)，掌握同步衛(wèi)星的有關(guān)計(jì)算。1．當(dāng)一個(gè)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來的2倍時(shí)，則 （） A．衛(wèi)星的角速度減小到原來的倍 B．衛(wèi)星所需向心力減小到原來的倍 C．衛(wèi)星的線速度減小到原來的倍 D．衛(wèi)星的周期增加到原來的2倍2．地球半徑為R，地面重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星離地面的高度為h，則地球同步衛(wèi)星的線速度大小為 （） A． B． C． D．3．某球狀行星的質(zhì)量分布均勻，密度為ρ，若在其赤道上隨行星一起轉(zhuǎn)動(dòng)的物體對(duì)行星表面的壓力恰好為零，則該行星自轉(zhuǎn)周期為（萬有引力常量為G） （） A． B． C． D．4． 中子星是恒星世界的“侏儒”，直徑一般在2040km，但密度大得驚人，若某中子星半徑為10km，密度為×1017kg/m3，那么該中子星表面上的衛(wèi)星環(huán)繞速度應(yīng)為 （ A．約7.9kmB．約16.7km C．約×104 D．約×1045．關(guān)于“神舟”六號(hào)宇宙飛船及期中物體的超重、失重問題，下列說法中正確的是（） A．在發(fā)射過程中向上加速時(shí)產(chǎn)生超重 B．在降落過程中向下減速時(shí)產(chǎn)生失重 C．進(jìn)入軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生失重 D．失重是由于地球?qū)︼w船內(nèi)物體的吸引力減小而引起的6．在環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船里，能完成下列哪些實(shí)驗(yàn) （） A．可用彈簧秤稱物體的重 B．可用天平測(cè)量物體的質(zhì)量 C．可用托里拆利管測(cè)艙內(nèi)的氣壓 D．可用測(cè)力計(jì)測(cè)力7．要使人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行，它地面附近的發(fā)射速度必須等于或大于________km/s，并且小于_________km/s；要使衛(wèi)星脫離地球引力不再繞地球運(yùn)行，成為人造行星，必須使它的發(fā)射速度等于或大于________km/s；要使它飛到太陽系以外的地方去，發(fā)射速度必須等于或大于________km/s。8．質(zhì)量為60kg的宇航員，他在離地面高度等于地球半徑的圓形軌道上繞地球運(yùn)行時(shí)，他所受地球的吸引力是________N，這時(shí)他對(duì)衛(wèi)星中的座椅的壓力是________（地面重力加速度g0=9.8m/s29．已知地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道半徑為R，太陽半徑為r，地球繞太陽運(yùn)行周期為T，則在太陽表面的自由落體加速度為___________。10．某物體在地球表面上受到地球?qū)λ囊?00N，為使此物體受到的引力減至50N，物體距地面的高度為（已知地球半徑為R）。11．某一中子星的自轉(zhuǎn)周期T＝s，為使其赤道上的物質(zhì)不脫離它的表面，它的密度至少是________kg/m3。(G取×10－11N·m2/kg2，球的體積V=，R為球得半徑）12．某一星球半徑與地球半徑之比為1∶2，質(zhì)量之比為1∶10，假如某人在星球和地球上跳高，則這人在星球上和地球上豎直跳起的最大高度之比是多少?13．吳健雄是著名的美籍華裔物理學(xué)家，以她的名字命名的小行星（吳健雄星）半徑約為R＝16km，該行星的密度與地球相近，若在此小行星上發(fā)射一顆衛(wèi)星環(huán)繞其表面運(yùn)行，試估算該衛(wèi)星的環(huán)繞速度（已知地球半徑R0＝6400km，地球表面的重力加速度g取10m/s2）。ABC14．假設(shè)宇宙間有三個(gè)質(zhì)量均為m的天體，其天體中心位于邊長為L的等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)A、B、ABC參考答案1．【答案】C【點(diǎn)撥】根據(jù)萬有引力提供向心力，有：；當(dāng)軌道半徑增大到原來的2倍時(shí)，。萬有引力減小為原來的，即向心力變?yōu)樵瓉淼模籿1=v，ω1=ω，T1=T，C正確。2．【答案】AC【點(diǎn)撥】對(duì)地面物體有：；對(duì)同步衛(wèi)星有：，得到，A正確；又，C正確。3．【答案】C【點(diǎn)撥】物體對(duì)行星表面的壓力恰好為零，此時(shí)萬有引力充當(dāng)向心力，有，即；因?yàn)椋?，?lián)立解得：，C正確。4．【答案】D【點(diǎn)撥】對(duì)繞中子星表面的衛(wèi)星有：，又，聯(lián)立解得：。所以衛(wèi)星的線速度為，代人數(shù)值得v＝×104km/s。D正確。5．【答案】AC【點(diǎn)撥】在發(fā)射時(shí)向上加速和降落時(shí)向下減速時(shí)均有向上的加速度，產(chǎn)生超重，A正確，B錯(cuò)誤；飛船在軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，地球?qū)︼w船（或飛船內(nèi)的物）的萬有引力提供向心力，處于完全失重狀態(tài)，C正確；失重是物體對(duì)支持物或懸掛物的作用力小球地球?qū)ξ矬w的引力，并不是地球?qū)ξ矬w的作用力減小而引起的，D錯(cuò)誤。6．【答案】D【點(diǎn)撥】在軌道上運(yùn)行的宇宙飛船里，物體處于完全失重狀態(tài)，無法完成與重力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)，A、B、C錯(cuò)誤；在宇宙飛船里可以用測(cè)力計(jì)測(cè)拉力等，D正確。7．【答案】；；；【點(diǎn)撥】（略）8．【答案】147；0【點(diǎn)撥】離地面高度為h處的重力加速度為gh＝＝，即所受重力為地球表面重力的，即147N；由于所受重力提供他作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，處于完全失重狀態(tài)，所以對(duì)座位的壓力為零。9．【答案】【點(diǎn)撥】地球繞太陽公轉(zhuǎn)，萬有引力提供向心力，有，設(shè)想物體在太陽表面，有重力等于萬有引力，則，聯(lián)立得：。10．【答案】15R【點(diǎn)撥】在地球表面有，在距地面高h(yuǎn)處，有，聯(lián)立得：，解得h＝15R。11．【答案】×1014kg【點(diǎn)撥】若赤道表面物質(zhì)剛好不脫離，則萬有引力完全充當(dāng)向心力，有：，整理得；密度，代人數(shù)值即可。12．【答案】5∶2【解析】設(shè)人的質(zhì)量為m，在地球上時(shí)：在星球上時(shí)：兩式聯(lián)立得：人在星球和地球上跳高時(shí)起跳的初速度相同，起跳后做豎直上拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)豎直上拋運(yùn)動(dòng)有，在地球上跳起的最大高度為：在星球上跳起的最大高度為：所以有：13．【答案】20m/s【解析】對(duì)環(huán)繞地球或星球表面的衛(wèi)星有：①由①式得：對(duì)地球表面的物體有：②聯(lián)立①②式得地球