廣東省2024高考物理總復(fù)習(xí)第5章萬有引力定律經(jīng)典力學(xué)的成就與局限教案

PAGE17-第5章萬有引力定律經(jīng)典力學(xué)的成就與局限考綱展示考綱匯總備考指導(dǎo)202420242024202420242024萬有引力定律及其應(yīng)用(Ⅱ)T1、T1(1)T9(1)、T17(1)、T44(1)T40、T41T1、T19T39T39T9對于前兩個考點，要敏捷運用萬有引力定律公式eq\f(GMm,R2)＝meq\f(v2,R)＝mω2R＝meq\f(4π2,T2)R，能區(qū)分出公式中物理量的概念，并得出某個物理量的表達(dá)式，在計算中勿遺忘黃金代換公式；考查星球衛(wèi)星的題目，特殊要留意地球同步衛(wèi)星的特點；對于三個宇宙速度的數(shù)值、概念，特殊是第一宇宙速度的計算模型，要特別熟識．第三個考點，簡潔識記教材中所描述的經(jīng)典力學(xué)的適用范圍和局限性，能輕松解決考題.環(huán)繞速度、其次宇宙速度、第三宇宙速度(Ⅰ)T17、T35、T41(1)T18、T51T17經(jīng)典力學(xué)的適用范圍和局限性(Ⅰ)T7、T14、T33(1)T20T1T12萬有引力定律及其應(yīng)用[基礎(chǔ)學(xué)問填充]1．開普勒行星運動定律(1)第肯定律(軌道定律)：全部太陽系中的行星圍繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上．(2)其次定律(面積定律)：對于隨意一個行星而言，太陽和行星的連線在相等的時間內(nèi)掃過相等的面積．(3)第三定律(周期定律)：全部行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即eq\f(R3,T2)＝k.比值k是一個與行星無關(guān)的常量．2．萬有引力定律(1)自然界中任何兩個物體都相互吸引，引力的大小與物體的質(zhì)量的乘積成正比，與它們之間距離的平方成反比．(2)萬有引力定律公式：F＝Geq\f(m1m2,r2).(3)萬有引力定律適用于一切物體，但用公式計算時，留意有肯定的適用條件：①公式適用于質(zhì)點間的相互作用；②當(dāng)兩個物體間的距離遠(yuǎn)大于物體本身的大小時，物體可視為質(zhì)點；③勻稱球體可視為質(zhì)點，r為兩球心間的距離．3．萬有引力定律在天文學(xué)上的應(yīng)用(1)基本方法①把天體的運動看成勻速圓周運動，其所需向心力由萬有引力供應(yīng)；②在忽視天體自轉(zhuǎn)影響時，天體表面的重力加速度g′＝eq\f(GM,R2).(2)估算天體的質(zhì)量和密度由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，得：M＝eq\f(4π2r3,GT2).即只要測出環(huán)繞星體M運轉(zhuǎn)的一顆衛(wèi)星運轉(zhuǎn)的半徑和周期，就可以計算出中心天體的質(zhì)量．由ρ＝eq\f(M,V)，V＝eq\f(4,3)πR3得：ρ＝eq\f(3πr3,GT2R3).R為中心天體的星體半徑．當(dāng)r＝R時，即衛(wèi)星繞天體M表面運行時，ρ＝eq\f(3π,GT2)，由此可以測量天體的密度．(3)環(huán)繞天體的繞行速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系①由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)得：v＝eq\r(\f(GM,r))，即軌道半徑越大，繞行速度越??；②由Geq\f(Mm,r2)＝mω2r，得：ω＝eq\r(\f(GM,r3))，即軌道半徑越大，繞行角速度越??；③由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r得：T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，即軌道半徑越大，繞行周期越大．[學(xué)考真題對練]1．(2024·廣東學(xué)業(yè)水平考試)質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星離地面的高度是h，它繞地球飛行一圈的時間是T.若地球的質(zhì)量是M，半徑是R，萬有引力常量是G，下列說法中正確的是()A．衛(wèi)星受到的萬有引力大小為Geq\f(Mm,R2)B．衛(wèi)星受到的萬有引力大小為Geq\f(Mm,R＋h2)C．衛(wèi)星運行的角速度大小為eq\f(2πR＋h,T)D．衛(wèi)星運行的角速度大小為eq\f(2πR,T)[答案]B2.(2024·廣東學(xué)業(yè)水平考試)假設(shè)某飛船在變軌前后都繞地球做勻速圓周運動，變軌前和變軌后的軌道半徑分別是r1和r2，且r1<r2，如圖所示．則變軌后的飛船()A．線速度增大 B．角速度增大C．加速度增大 D．周期增大[答案]D3．(2024·廣東學(xué)業(yè)水平考試)下列科學(xué)家中，用扭秤試驗測出引力常量數(shù)值的是()A．牛頓 B．愛因斯坦C．卡文迪許 D．伽利略C[用扭秤試驗測出引力常量數(shù)值的是卡文迪許．]4．(2024·廣東學(xué)業(yè)水平考試1月)發(fā)覺萬有引力定律的科學(xué)家是()A．庫侖 B．愛因斯坦C．牛頓 D．伽利略[答案]C5．(2024·廣東學(xué)業(yè)水平考試)人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的線速度大小為v，軌道半徑為r，已知引力常量為G，依據(jù)萬有引力定律，可算出地球的質(zhì)量為()A.eq\f(v2r,G) B.eq\f(v2r2,G)C.eq\f(vr2,G) D.eq\f(vr,G)A[人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的線速度大小為v，軌道半徑為r，已知引力常量為G，依據(jù)萬有引力定律Geq\f(Mm,r2)＝eq\f(mv2,r)，得地球的質(zhì)量M＝eq\f(v2r,G)，A正確．]6.(2024·廣東學(xué)業(yè)水平考試)如圖所示，兩顆人造地球衛(wèi)星M、N環(huán)繞地球做勻速圓周運動，下列說法正確的是()A．M的線速度比N的小B．M的角速度比N的大C．M的環(huán)繞周期比N的小D．M的向心加速度比N的大A[人造地球衛(wèi)星M、N環(huán)繞地球做勻速圓周運動，由圖可知，RM>RN，則M的線速度、角速度、向心加速度都比N的小，M的環(huán)繞周期比N的大，A正確．]衛(wèi)星的運行特點由于萬有引力供應(yīng)衛(wèi)星繞地球運動的向心力，所以有：F萬＝F向＝Geq\f(Mm,r2)＝eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(\f(mv2,r)→v＝\r(\f(GM,r))→v∝\f(1,\r(r)),mω2r→ω＝\r(\f(GM,r3))→ω∝\f(1,\r(r3)),m\f(4π2,T2)r→T＝\r(\f(4π2r3,GM))→T∝\r(r3),ma→a＝\f(GMm,r2)→a∝\f(1,r2)))mg＝eq\f(GMm,R\o\al(2,地))(近地時)→GM＝gReq\o\al(2,地)(黃金代換)[最新模擬快練]1．(2024·茂名學(xué)考模擬)關(guān)于萬有引力和萬有引力定律的理解正確的是()A．不能看作質(zhì)點的兩物體間不存在相互作用的引力B．只有能看作質(zhì)點的兩物體間的引力才能用F＝eq\f(Gm1m2,r2)計算C．由F＝eq\f(Gm1m2,r2)知，兩物體間距離r減小時，它們之間的引力增大D．萬有引力常量的大小首先是由牛頓測出來的，且等于6.67×10－11N·m2/kg2[答案]C2．(2024·清遠(yuǎn)學(xué)考模擬)理論和實踐證明，開普勒行星運動定律不僅適用于太陽系中的天體運動，而且對一切天體(包括衛(wèi)星繞行星的運動)都適用．對于開普勒第三定律的公式eq\f(R3,T2)＝k，下列說法正確的是()A．公式只適用于軌道是橢圓的運動B．公式中的T為天體的自轉(zhuǎn)周期C．公式中的k值，只與中心天體有關(guān)，與繞中心天體公轉(zhuǎn)的行星(或衛(wèi)星)無關(guān)D．若已知月球與地球之間的距離，依據(jù)開普勒第三定律公式可求出地球與太陽之間的距離C[開普勒第三定律不僅適用于行星繞太陽的運動，也適用于衛(wèi)星繞行星的運動，所以也適用于軌道是圓的運動，故A錯誤；式中的T是行星(或衛(wèi)星)的公轉(zhuǎn)周期，B錯誤；式中的k是與中心星體的質(zhì)量有關(guān)，與繞中心天體旋轉(zhuǎn)的行星(或衛(wèi)星)無關(guān)，故C正確；月球繞地球運動，地球繞太陽運動，不是同一個中心天體，式中的k是與中心星體的質(zhì)量有關(guān)，已知月球與地球之間的距離，無法求出地球與太陽之間的距離，故D錯誤．]3．地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的81倍，在登月飛船通過月、地之間的某一位置時，月球和地球?qū)λ囊Υ笮∠嗟?，該位置到月球中心和地球中心的距離之比為()A．1∶27 B．1∶9C．1∶3 D．9∶1B[依據(jù)F＝Geq\f(m1m2,r2)，由于引力大小相等，即eq\f(GM地·m,r\o\al(,地)2)＝Geq\f(M月·m,r\o\al(2,月))，所以eq\f(r月,r地)＝eq\r(\f(M月,M地))＝eq\r(\f(1,81))＝eq\f(1,9)，故選項B正確．]4．已知地球半徑為R，地球質(zhì)量為m，太陽與地球中心間距為r，地球表面的重力加速度為g，地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為T，則太陽的質(zhì)量為()A.eq\f(4π2r3,T2R2g) B.eq\f(4π2mr3,T2R2g)C.eq\f(4π2mgr2,R3T2) D.eq\f(T2R2g,4π2mr3)B[地球表面物體的重力等于萬有引力，有m′g＝eq\f(Gmm′,R2)得G＝eq\f(gR2,m).地球圍繞太陽做圓周運動，萬有引力供應(yīng)向心力，有eq\f(GmM,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，得M＝eq\f(4π2r3,GT2).聯(lián)立解得M＝eq\f(4π2mr3,T2R2g)，B選項正確，A、C、D選項錯誤．]5．(2024·黃埔區(qū)學(xué)考模擬)關(guān)于萬有引力公式F＝Geq\f(m1m2,r2)，以下說法正確的是()A．公式只適用于星球之間的引力計算，不適用于質(zhì)量較小的物體B．當(dāng)兩物體間的距離趨近于零時，萬有引力趨近于無窮大C．兩物體間的萬有引力也符合牛頓第三定律D．公式中引力常量G的值是牛頓規(guī)定的[答案]C6．(2024·珠海學(xué)考模擬)如圖所示，甲、乙為兩顆繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，甲的軌道半徑小于乙的軌道半徑，則()A．甲的線速度小于乙的線速度B．甲的角速度小于乙的角速度C．甲的向心加速度小于乙的向心加速度D．甲的周期小于乙的周期[答案]D7．(2024·清遠(yuǎn)學(xué)考模擬)(多選)“量子科學(xué)試驗衛(wèi)星”是我國首個、也是世界首個量子衛(wèi)星．該衛(wèi)星的放射使中國在國際上領(lǐng)先實現(xiàn)高速星地量子通信，連接地面光纖量子通信網(wǎng)絡(luò)，初步構(gòu)建量子通信網(wǎng)絡(luò)．假如量子衛(wèi)星的軌道高度約為500km，低于地球同步衛(wèi)星，則()A．量子衛(wèi)星的線速度大小比地球同步衛(wèi)星的大B．量子衛(wèi)星的角速度大小比地球同步衛(wèi)星的小C．量子衛(wèi)星的周期比地球同步衛(wèi)星的小D．量子衛(wèi)星的向心加速度比地球同步衛(wèi)星的小[答案]AC第一宇宙速度、其次宇宙速度、第三宇宙速度及經(jīng)典力學(xué)的局限性[基礎(chǔ)學(xué)問填充]1．三種宇宙速度(1)第一宇宙速度(環(huán)繞速度)：v1＝7.9km/s，人造衛(wèi)星在地球旁邊環(huán)繞地球做勻速圓周運動的速度．(2)其次宇宙速度(脫離速度)：v2＝11.2_km/s，使物體擺脫地球束縛的最小放射速度．(3)第三宇宙速度(逃逸速度)：v3＝16.7_km/s，使物體擺脫太陽引力束縛的最小放射速度．2．地球同步衛(wèi)星指相對于地面靜止的人造衛(wèi)星，它的周期T＝24h．要使衛(wèi)星同步，同步衛(wèi)星只能位于赤道正上方某一確定高度h.(全部地球同步衛(wèi)星高度、運行方向、加速度、角速度、線速度大小相同，質(zhì)量不同)3．經(jīng)典力學(xué)(1)經(jīng)典力學(xué)是指以牛頓運動定律為基礎(chǔ)發(fā)展建立起來的力學(xué)體系，有時也泛指描述低速宏觀物體機械運動的經(jīng)典力學(xué)體系．(2)經(jīng)典力學(xué)的局限性和適用范圍①只適用于低速物體的運動，不適用于高速物體的運動；②只適用于宏觀世界，不適用于微觀世界．[學(xué)考真題對練]1．(2024·廣東學(xué)業(yè)水平考試)下列關(guān)于經(jīng)典力學(xué)的適用范圍及其局限性的描述，正確的是()A．經(jīng)典力學(xué)適用于以隨意速度運動的物體B．經(jīng)典力學(xué)適用于宏觀物體和微觀粒子的運動C．經(jīng)典力學(xué)適用于做高速運動的微觀粒子D．經(jīng)典力學(xué)適用于做低速運動的宏觀物體[答案]D2．(2024·廣東學(xué)業(yè)水平考試)關(guān)于地球同步通訊衛(wèi)星，下列說法正確的是()A．若其質(zhì)量加倍，則軌道半徑也要加倍B．它以第一宇宙速度運行C．它以其次宇宙速度運行D．它繞地球運行時的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同[答案]D3．(2024·廣東學(xué)業(yè)水平考試)在經(jīng)典力學(xué)的發(fā)展歷程中，很多科學(xué)家做出了貢獻(xiàn)．下列說法正確的是()A．牛頓提出了萬有引力定律B．伽利略創(chuàng)立了“日心說”C．哥白尼提出了“地心說”D．開普勒測出了引力常量[答案]A4．(2024·廣東學(xué)業(yè)水平考試)我國神州系列飛船順當(dāng)飛天，極大地激昂了民族精神．飛船在軌道上正常運行時，若宇航員出艙且相對飛船靜止，則()A．宇航員處于平衡狀態(tài)B．宇航員不受任何力的作用C．飛船的加速度不為零D．飛船飛行的高度將降低C[宇航員出艙且相對飛船靜止，與飛船一起做勻速圓周運動，受萬有引力作用，所以有向心加速度．]5．(2024·廣東學(xué)業(yè)水平考試)(多選)人造地球衛(wèi)星受微小阻力的作用，其運行的軌道半徑會漸漸變小，在此過程中，下列說法正確的有()A．機械能守恒 B．機械能削減C．加速度增大 D．周期增大BC[衛(wèi)星在運動過程中，受到阻力，阻力要做負(fù)功，故機械能減?。壍腊霃綍冃。铀俣葧兇?，周期變?。甝6．(2024·廣東學(xué)業(yè)水平考試)下列物體的運動不能用經(jīng)典力學(xué)描述的是()A．子彈的飛行 B．人造衛(wèi)星的運行C．小汽車的行駛 D．光子的運動[答案]D1.對宇宙速度的理解(1)第一宇宙速度：①第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的最小放射速度，同時也是人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時的最大環(huán)繞速度．②每個星球都有各自的第一宇宙速度，并且不同星球的第一宇宙速度并不相同，7.9km/s只是地球上的第一宇宙速度．(2)其次宇宙速度(又叫脫離速度)v＝11.2km/s：在地面上放射物體，使之能夠脫離地球的引力作用，成為繞太陽運行的人造行星或飛到其他行星上去所必需的最小放射速度，稱為其次宇宙速度．(3)第三宇宙速度(逃逸速度)v＝16.7km/s：在地面上放射物體，使之最終能脫離太陽的引力范圍，飛到太陽系以外的宇宙空間所必需的最小速度，稱為第三宇宙速度．2．關(guān)于人造地球同步衛(wèi)星(1)人造地球同步衛(wèi)星繞地球的運行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即T＝24h.(2)人造地球同步衛(wèi)星的位置肯定是在赤道的上空，即衛(wèi)星軌道平面和赤道平面重合．(3)衛(wèi)星的軌道半徑肯定(高度距地面3.6萬公里)．(4)全部的地球同步衛(wèi)星都有相等的周期、軌道半徑、角速度等，但質(zhì)量可以不同．3．對經(jīng)典力學(xué)的理解(1)在經(jīng)典力學(xué)中，物體的質(zhì)量是不隨運動狀態(tài)變更的，而狹義相對論認(rèn)為，物體的質(zhì)量隨著物體運動速度的增大而增大．(2)宏觀物體與微觀粒子行為的差異：宏觀物體具有粒子性；而微觀粒子不僅具有粒子性，同時還具有波動性，又稱波粒二象性．(3)經(jīng)典力學(xué)理論的適用范圍：弱相互作用下，低速運動的宏觀物體．人類對自然界的相識過程都是從膚淺到深刻，從片面到全面，一步步深化，一步步完善．所以理論的完善也須要一個過程，經(jīng)典力學(xué)理論不行能窮盡一切真理，必有其局限性，現(xiàn)在可認(rèn)為經(jīng)典理論是狹義相對論和量子理論的特例．[最新模擬快練]1．(2024·高州學(xué)考模擬)下列運動中不能用經(jīng)典力學(xué)規(guī)律描述的是()A．火車行駛B．飛機從北京飛往深圳C．地球繞太陽運動D．粒子接近光速的運動[答案]D2．(2024·高州學(xué)考模擬)關(guān)于宇宙速度的說法，正確的是()A．第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星運行時的最大速度B．第一宇宙速度是地球同步衛(wèi)星的放射速度C．人造地球衛(wèi)星運行時的速度介于第一宇宙速度和其次宇宙速度之間D．第三宇宙速度是物體逃離地球的最小速度[答案]A3．(2024·化州學(xué)考模擬)已知月球和地球中心距離大約是地球半徑的60倍，則月球繞地球運行的向心加速度與地球表面上的重力加速度之比是()A．60∶1 B．1∶60C．1∶600 D．1∶3600[答案]D4．(2024·汕尾學(xué)測模擬)關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說法正確的是()A．全部地球同步衛(wèi)星肯定在赤道上空B．不同的地球同步衛(wèi)星，離地高度不同C．不同的地球同步衛(wèi)星的向心加速度大小不相等D．全部地球同步衛(wèi)星受到的向心力大小肯定相等[答案]A5．(2024·陽江學(xué)考模擬)已知月球質(zhì)量與地球質(zhì)量之比約為1∶80，月球半徑與地球半徑之比約為1∶4，則月球上的第一宇宙速度與地球上的第一宇宙速度之比最接近()A．9∶2 B．2∶9C．18∶1 D．1∶18B[依據(jù)牛頓其次定律有Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)，由此得第一宇宙速度v＝eq\r(\f(GM,R))，即v∝eq\r(\f(M,R)).設(shè)月球上的第一宇宙速度為v1、地球上的第一宇宙速度為v2，則eq\f(v1,v2)＝eq\r(\f(M1,M2)·\f(R2,R1))＝eq\r(\f(1,80)×\f(4,1))＝eq\f(\r(5),10)，接近2∶9，故B選項正確．]6.(2024·湛江學(xué)考模擬)如圖所示，三顆人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量Ma＝Mb<Mc，b與c半徑相同，則()A．線速度vb＝vc<vaB．周期Tb＝Tc<TaC．b與c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D．c所需的向心力最小[答案]A7．(2024·河源學(xué)考模擬)關(guān)于第一宇宙速度，下列說法中正確的是()A．我們把11.2km/s叫做第一宇宙速度B．它是月球繞地球飛行的速度C．它是地球同步衛(wèi)星繞地球飛行的速度D．它是人造地球衛(wèi)星在地面旁邊繞地球做勻速圓周運動的速度[答案]D8.(多選)如圖所示是神舟十一號載人飛船與天宮二號空間試驗室在距離地面約400公里的軌道高度勝利實施自動交會對接．合體后，景海鵬和陳冬兩名航天員進(jìn)駐天宮二號，開展了一系列空間科學(xué)試驗．下列說法正確的是()A．運載火箭在地面放射天宮二號時的速度大于11.2km/sB．組合體在軌飛行的周期小于地球自轉(zhuǎn)的周期C．組合體在軌飛行的速度小于7.9km/sD．航天員在空間站內(nèi)可以通過天平稱量物體的質(zhì)量[答案]BC一、選擇題1．物理學(xué)發(fā)展歷程中，在前人探討基礎(chǔ)上經(jīng)過多年的嘗試性計算，首先發(fā)表行星運動的三個定律的科學(xué)家是()A．哥白尼 B．第谷C．伽利略 D．開普勒[答案]D2．第一宇宙速度是指()A．月球繞行地球的速度B．飛行器克服地球引力脫離地球的速度C．飛行器克服太陽引力脫離太陽系的速度D．飛行器在地面旁邊繞地球做勻速圓周運動時必需具有的速度[答案]D3．兩個質(zhì)點相距r時，它們之間的萬有引力為F，若它們間的距離縮短為eq\f(r,2)，其中一個質(zhì)點的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼?倍，另一質(zhì)點質(zhì)量保持不變，則它們之間的萬有引力為()A．2F B．C．8F D．[答案]D4．某實心勻質(zhì)球半徑為R，質(zhì)量為M，在球外離球面h高處有一質(zhì)量為m的質(zhì)點，則其受到的萬有引力大小為()A．Geq\f(Mm,R2) B．Geq\f(Mm,R＋h2)C．Geq\f(Mm,h2) D．Geq\f(Mm,R2＋h2)[答案]B5．兩個相距肯定距離的質(zhì)點間的萬有引力是F，假如將二者距離變?yōu)樵鹊娜?，則它們之間的萬有引力是()A．F B.eq\f(F,3)C.eq\f(F,9) D．9F[答案]C6.如圖所示，在同一軌道平面上的幾個人造地球衛(wèi)星A、B、C，在某一時刻恰好在同始終線上，下列說法中正確的有()A．依據(jù)萬有引力定律，可知vA<vB<vCB．依據(jù)萬有引力定律，可知FA>FB>FCC．向心加速度aA>aB>aCD．運動一周后，C先回到原地點C[由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)得v＝eq\r(\f(GM,r))，即軌道半徑越大，繞行速度越小，A項錯誤；由F＝Geq\f(Mm,r2)知，A、B、C質(zhì)量關(guān)系未知，不能比較萬有引力大小，B項錯誤，C項正確；由Geq\f(Mm,r2)＝4π2eq\f(mr,T2)得T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，知軌道半徑越大，繞行周期越大，D項錯誤．]7．土星的兩顆衛(wèi)星“土衛(wèi)十”和“土衛(wèi)十一”環(huán)繞土星做圓周運動，它們的質(zhì)量之比約為3.6∶1，軌道半徑近似相等，則土星對“土衛(wèi)十”和“土衛(wèi)十一”的萬有引力之比約為()A．1∶3.6 B．3.6∶1C.eq\r(3.6)∶1 D．13∶1[答案]B8.如圖所示，神舟十一號飛船在橢圓軌道上從遠(yuǎn)地點P向近地點Q運動的過程中，飛船受到地球萬有引力的大小將()A．變大 B．不變C．變小 D．先變大后變小[答案]A9．在正繞地球運行的人造衛(wèi)星系統(tǒng)內(nèi)，下列儀器還可以運用的有()A．天平 B．測力計C．密度計 D．氣壓計[答案]B10．地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，則第一宇宙速度為()A.eq\r(gR)B.eq\r(2gR)C.eq\r(3gR) D．2eq\r(gR)[答案]A11．關(guān)于繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，下列說法正確的是()A．軌道半徑越大，周期越大B．軌道半徑越大，線速度越大C．軌道半徑越大，角速度越大D．軌道半徑越大，向心加速度越大[答案]A12．下列關(guān)于第一宇宙速度的說法中正確的是()A．第一宇宙速度又稱為逃逸速度B．第一宇宙速度的數(shù)值是11.2km/sC．第一宇宙速度的數(shù)值是7.9km/sD．第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球運行的最小線速度C[第一宇宙速度又稱為環(huán)繞速度，數(shù)值為7.9km/s，第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球運行的最大線速度．]13．我國暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”放射升空進(jìn)入高為5.0×102km的預(yù)定軌道．“悟空”衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星的運動均可視為勻速圓周運動．已知地球半徑R＝6.4×A．“悟空”衛(wèi)星的線速度比同步衛(wèi)星的線速度小B．“悟空”衛(wèi)星的角速度比同步衛(wèi)星的角速度小C．“悟空”衛(wèi)星的運行周期比同步衛(wèi)星的運行周期小D．“悟空”衛(wèi)星的向心加速度比同步衛(wèi)星的向心加速度小[答案]C14．對于不同的地球同步衛(wèi)星來說，它們肯定具有相同的()A．質(zhì)量 B．高度C．向心力 D．萬有引力B[全部的地球同步衛(wèi)星都有相同的周期、環(huán)繞速度、角速度及運動軌道(高度)．]15．當(dāng)人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時，下列說法正確的是()A．在同一軌道上，衛(wèi)星質(zhì)量越大，運動速度越大B．同質(zhì)量的衛(wèi)星，軌道半徑越大，向心力越大C．軌道半徑越大，運動周期越大D．軌道半徑越大，運動速度越大C[由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)得v＝eq\r(\f(GM,r))，即衛(wèi)星的運動速度與其質(zhì)量無關(guān)，A錯誤．由F向＝Geq\f(Mm,r2)可知，同質(zhì)量的衛(wèi)星，軌道半徑越大的衛(wèi)星，向心力越小，B錯誤．由Geq\f(Mm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r得T＝eq\r(\f(4π2r3,GM))，所以軌道半徑越大的衛(wèi)星，運動周期越大，C正確．由v＝eq\r(\f(GM,r))可知，軌道半徑越大的衛(wèi)星，運動速度越小，D錯誤．]16．如圖所示，三顆人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量Ma＝Mb＜Mc，b與c軌道半徑相同，則()A．線速度vb＝vc＜vaB．周期Tb＝Tc＜TaC．b與c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D．c所需的向心力最小A[依據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)，A正確．]17．土星最大的衛(wèi)星叫“泰坦”(如圖)，每16天繞土星一周，其公轉(zhuǎn)軌道半徑為1.2×106km.已知引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kgA．5×1017kgC．5×1033kgB[依據(jù)“泰坦”的運動狀況，由萬有引力供應(yīng)向心力，則Geq\f(Mm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r，化簡得到M＝eq\f(4π2r3,GT2)，代入數(shù)據(jù)得M≈5×1026kg，故選B.]18．長期以來“卡戎星(Charon)”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星，它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r1＝19600km，公轉(zhuǎn)周期T1＝6.39天.2006年3月，天文學(xué)家發(fā)覺兩顆冥王星的小衛(wèi)星，其中一顆的公轉(zhuǎn)半徑r2＝48000km，則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于()A．15天 B．25天C．35天 D．45天[答案]B19．如圖所示，在地面上放射一個飛行器，進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ運行，其放射速度()A．等于7.9km/sB．大于16.7km/sC．大于7.9km/s，小于11.2km/sD．大于11.2km/s，小于16.7km/s[答案]C20．星系由很多繞中心做圓周運動的恒星組成．科學(xué)家探討星系的一種方法是測量恒星在星系中的運行速度v和離星系中心的距離r，用v∝rn這樣的關(guān)系來表達(dá)．科學(xué)家們特殊關(guān)切指數(shù)n，若作用于恒星的引力主要來自星系中心的巨型黑洞，則n的值為()A．1 B．2C.eq\f(1,2) D．－eq\f(1,2)D[恒星受到的萬有引力供應(yīng)向心力，則有Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)，可得v＝eq\r(\f(GM,r))＝eq\r(GM)·r－eq\f(1,2)，所以v∝r－eq\f(1,2)，n為－eq\f(1,2)，故D正確．]21．地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，若高空中某處的重力加速度為eq\f(g,2)，則該處距地球表面的高度為()A．(eq\r(2)－1)R B．RC．R D．2RA[在地球表面Geq\f(Mm,R2)＝mg，在距地面高空h處Geq\f(Mm,R＋h2)＝eq\f(1,2)mg，由此兩式可得h＝(eq\r(2)－1)R，故選項A正確．]22．已知某天體的第一宇宙速度為8km/s，則高度為該天體半徑的宇宙飛船的運行速度為()A．2km/s B．4km/sC．4eq\r(2)km/s D．8km/sC[第一宇宙速度事實上就是宇宙飛船沿近地面軌道運行的速度．依據(jù)Geq\f(mM,r2)＝meq\f(v2,r)，即v＝eq\r(\f(GM,r))，可得：線速度與軌道半徑的平