万有引力与航天习题含答案.doc

红旗中学新城校区高一物理组 万有引力与航天同步练习5.1从托勒密到开普勒 1有人发现了一个小行星，测得它到太阳的平均距离是地球到太阳的平均距离的8倍，则这颗小行星绕太阳的公转周期将是地球的公转周期的 倍 2所有的行星围绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在所有 ；所有行星的轨道的半长轴的 跟公转周期的 的比值都相等 3关于公式等，下列说法中正确的是 （ ） A公式只适用于围绕太阳运行的行星 B公式只适用于太阳系中的行星或卫星 C公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星或卫星 D般计算中，可以把行星或卫星的轨道看成圆，R只是这个圆的半径 4关于公式中的常量k，下列说法中正确的是 ( ) A对于所有星球的行星或卫星，k值都相等 B不同星球的行星或卫星，k值不相等 C：k值是一个与星球无关的常量 Dk值是个与星球有关的常量 5银河系中有两颗行星绕某恒星运行，从天文望远镜中观察到它们的运转周期之 比为8：1，则 它们的轨道半径的比为 ( ) A2：1 B4：1 C8：1 D1：4 6A、B两颗人造地球卫星质量之比为l：2，轨道半径之比为2：1，则它们的运行周期之比为 ( ) A1：2 B1：4 C2：1 D4：1 7若已知地球对它所有卫星的k值等于1.011013 m3s2，试求出月球运行的轨道半径(月球绕地球运转的周期大约是27天)8太阳系中除了有九大行星外，还有许多也围绕太阳运行的小行星，其中有颗名字叫“谷神”的小行星，质量为1.001021 kg，它运行的轨道半径是地球的2.77倍，试求出它绕太阳一周所需要的时间是多少年?(已知R太阳1.491011 m，太阳的k3351018 m3s2) 5.2万有引力定律是怎样发现的 1地球对表面物体的万有引力与物体受到的重力大小近似相等，若已知地球的质量M、地球的半径R和引力常量G，则可求出地球表面的重力加速度g= 2在万有引力定律的公式中，r是 ( ) A对星球之间而言，是指运行轨道的平均半径 B对地球表面的物体与地球而言，是指物体距离地面的高度 C对两个均匀球而言，是指两个球心间的距离 D对人造地球卫星而言，是指卫星到地球表面的高度 3如图621所示，r虽大于两球的半径，但两球的半径不能忽略，而球的质量分布均匀，大小分别为m1与m2，则两球间万有引力的大小为 ( ) A B C D 4假设地球为一密度均匀的球体，若保持其密度不变，而将半径缩小1/2。那么地面上的物体所受的重力将变为原来的 ( ) A2倍 B12 C4倍 D18 5如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，那么下列说法中正确的是 ( ) A行星受到太阳的万有引力，万有引力提供行星圆周运动的向心力 B行星受到太阳的万有引力，行星运动不需要向心力 C行星同时受到太阳的万有引力和向心力 D行星受到太阳的万有引力与它运行的向心力不相等 6苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果。这个现象的原因是 （ ） A由于苹果质量小，对地球的引力小，而地球质量大，对苹果的引力大造成的 B由于地球对苹果有引力，而苹果对地球没有引力造成的 C苹果与地球间的相互引力是相等的，由于地球质量极大，不可能产生明显加速度 D以上说法都不对 7，已知月球和地球中心距离大约是地球半径的60倍，则月球绕地球运行的向心加速度与地球表面上的重力加速度的比为 ( ) A601 B160 C1600 D13 600 8地球质量是月球的81倍，设地球与月球之间的距离为s。有飞行器运动到地球与月球连线上某位置时，地球对它的引力和月球对它的引力大小相等。则此飞行器离地心的距离是 9地球半径为R，地面附近的重力加速度为g，试求在离地面高度为R处的重力加速度及质量为m的物体在这高度对地球的引力大小5.3万有引力与天文学的新发现1通过天文观测到某行星的一个卫星运动的周期为T，轨道半径为r，若把卫星的运动近似看成匀速圆周运动，则可求出求出该行星的质量为 2已知引力常量G和下列各组数据，能计算出地球质量的是 ( ) A地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离 B月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离 C人造卫星在地面附近绕行的速度和运行周期 D地球半径及地表重力加速度（不计地球自转）3绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中有一质量为1 kg的物体挂在弹簧秤上，这时弹簧秤示数 ( ) A等于98N B大于98N C小于98N D等于零4若某星球的质量和半径均为地球的一半，那么质量为50 kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的 ( ) A14， B12 C2倍 D4倍5若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常量为G，那么该行星的平均密度为 ( ) A B C D 6一颗质量为m的卫星绕质量为M的行星做匀速圆周运动，则卫星的周期( ) A与卫星的质量无关 B与卫星轨道半径的32次方有关 C与卫星的运动速度成正比 D与行星质量M的平方根成正比 7为估算某天体质量，需知道绕该天体做匀速圆周运动的另一卫星的条件是 ( ) A质量和运转周期 B运转周期和轨道半径 C轨道半径和环绕速度 D环绕速度和运转周期 8两颗行星A和B各有一颗卫星a和b，卫星轨道接近各自的行星表面。如果两行星质量之比为MAMBp，两行星半径之比为RARBq，则两卫星周期之比TaTb为 ( )A B C D9A、B两行星质量之比 ，半径之比为 ，则两行星表面重力加速度之比为 （ ） Ap/q Bpq2 Cp/q2 Dpq 10地球公转的轨道半径是R1，周期是T1，月球绕地球运转的轨道半径是R2，周期是T2，则太阳质量与地球质量之比是 ( )A B C D11月球质量是地球质量的181，月球半径是地球半径的138如果分别在地球上和月球上都用同一初速度竖直上抛出一个物体(阻力不汁)。两者上升高度的比为多少?5.4飞出地球去1关于人造卫星，下列说法中可能的是A人造卫星环绕地球运行的速率是79kms B人造卫星环绕地球运行的速率是50kmsC人造卫星环绕地球运行的周期是80min D人造卫星环绕地球运行的周期是200min2绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星卫星离地面越高，其线速度越 ，角速度越 ，旋转周期越 。3，绕地球做圆周运动的人造卫星中，有一与内壁相接触的物体，这个物体 （ ）A受到地球的吸引力和卫星内壁的支持力的作用 B受到地球的吸引力和向心力的作用C物体处于失重状态，不受任何力的作用 D只受地球吸引力的作用4当人造卫星已进入预定运行轨道后，下列叙述中正确的是 （ ）A卫星及卫星内一切物体均不受重力作用 B仍受重力作用，并可用弹簧秤直接称出物体所受重力的大小 C如果在卫星内有物体自由释放，则卫星内观察者将可以看到物体做自由落体运动 D如果卫星自然破裂成质量不等的两块，则该两块仍按原来的轨道和周期运行5地球的半径为R0，地面的重力加速度为g，一个质量为m的人造卫星，在离地面高度为hR0的圆形轨道上绕地球运行，则人造卫星的（ ） A角速度为 B周期C受到地球引力为 D速度6已知地球的质量为M，月球的质量为m，月球绕地球的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，则月球绕地球运行轨道处的重力加速度大小等于 ( )A B C D7两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动的周期之比为TATBl8，则两颗卫星的轨道半径之比和速率之比分别为( ) A41，12 B41，21 C14，21 D14，128“吴健雄”星的直径约为32 km，密度与地球相近若在此小行星上发射一颗卫星环绕其表面运行，它的环绕速率约为( ) A10ms B20ms C30ms D40ms9人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为R，线速度为v，周期为T，若要使卫星的周期变为2T，可能的方法是 ( ) AR不变，使线速度减半 Bv不变，使轨道半径加倍 C轨道半径变为 D无法实现10已知地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍，在地球上发射近地卫星的环绕速度为7，9 kms，周期为84 min则在月球上发射颗近月卫星的环绕速度多大?其周期多大? 万有引力定律在天文学上的应用 1两颗靠得很近的天体，离其他天体非常遥远，它们以其连线上某点O为圆心各自做匀速圆周运动时，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图65l所示设双星的质量分别为m1和m2，它们之间的距离为L求双星运行轨道半径r1和r2，以及运行的周期T 2人造卫星以地心为圆心做匀速圆周运动，下列说法中正确的是 ( ) A半径越大，速率越小，周期越小 B半径越大，速率越小，周期越大 C所有卫星的速率均是相同的，与半径无关 D所有卫星的角速度都相同，与半径无关3已知地球表面的重力加速度g9.8m /s2，则离地面高度等于地球半径处，自由落体的加速度等于 ( ) A98 ms2 B49 ms2 C245 ms2 D392 ms24人造卫星绕地球做圆周运动，若卫星的线速度减小到原来的一半，卫星仍做圆周运动，则( ) A卫星的向心加速度减小到原来的14 B卫星的角速度减小到原来的12 C卫星的周期增大到原来的8倍 D卫星的周期增大3倍 5若两颗行星的质量分别是M和m，它们绕太阳运行的轨道半径分别是R和r，则它们的公转周期之比是（ ） A B C D 6一物体在地球表面重16N，它在以5 ms2的加速度加速上升的火箭中的视重为9 N，则此时火箭离开地球表面的距离是地球半径的 （ ） A12 B2倍 C3倍 D4倍 7已知地球和火星的质量比M地：M火8：1，半径比R地：R火2：1，表面动摩擦因数均为05，用根绳在地球表面上水平拖一个箱子，箱子能获得10 ms2的最大加速度将此箱子和绳送上火星表面，仍用该绳子水平拖木箱。则木箱产生的最大加速度为(地球表面的重力加速度为10ms2) ( ) A10ms2 B125ms2 C 75 10ms2 Dms2 8，已知地球的密度为，假设地球的自转加快，当地球自转周期为下列哪个值时，其赤道上的物体将要飞离地面(地球看成球体，引力常量为G) ( ) A B C D 9设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直上抛一物体的最大高度之比为k (均不计阻力)，且已知地球与该天体的半径之比也为k，则地球与此天体的质量之比为 ( ) A1 Bk Ck2 D1k10地球表面重力加速度为g地，地球的半径为R地，地球的质量为M地，某飞船飞到火星上测得火星表面的重力加速度g火、火星的半径R火，由此可得火星的质量为 ( ) A B C D11物体在地面上受到的重力为160 N，将它放置在航天飞机中，当航天飞机以ag2加速度随火箭向上加速升空的过程中，某时刻测得物体与航天飞机中的支持物的相互挤压力为90 N，求此时航天飞机距地面的高度(地球半径取64106m，g取10ms2)12在某星球上，宇航员用弹簧秤称得质量为m的砝码重量为F，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期为T，根据这些数据求该星球的质量 万有引力与航天单元复习一1某人造地球卫星距地面高h，地球半径为R，质量为M，地面重力加速度为g0，引力常量为G (1)分别用h、R、M、G表示出卫星的周期T、线速度v、角速度； (2)分别用h，、R、g0表示卫星的周期T、线速度v、角速度。 2静止在地球表面跟随地球自转的物体受到的作用力有 ( ) A万有引力和弹力 B万有引力、向心力和弹力 C万有引力、重力和弹力 D万有引力、向心力、弹力和摩擦力3一质量为60kg的人，在地球表面受重力为588 N，月球表面的重力加速度为地球表面的16此人在月球表面上 ( ) A质量为60kg，所受重力大小为588N B质量为60kg，所受重力大小为98N C质量为10kg，所受重力大小为588N D质量为10kg，所受重力大小为98N 4如图6-7-1所示，“a和b是某天体M的两个卫星，它们绕天体公转的周期为Ta和Tb，某一时刻两卫星呈如图所示位置。且公转方向相同，则下列说法中正确的是 ( )A经后，两卫星相距最近 B经后，两卫星相距最远C经后，两卫星相距最近 D经后，两卫星相距最远 5一宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，飞船原来的线速度是v1，周期是T1，若在某时刻它向后喷气向前做加速运动，又进入新的轨道做匀速圆周运动，运动的线速度是v2，周期是T2，则 ( ) Av1v2 ，T1T2 Bv1v2 ，T1T2 Cv1v2 ，T1T2 Dv1v2 ，T1T2 6中子星是恒星世界的“侏儒”，直径一般在20)一40 km，但密度大得惊人若某中子星半径为10km，密度为1. 21017 kgm3。那么该中子星表面上的卫星环绕速度应为( ) A约7. 9 kms B约16.7 kms C约5.3 104kms D约5. 8 104kms 7有两颗质量相同的人造卫星A、B，其轨道半径分别为RA、RB，RARB14，那么下列判断中正确的有 ( ) A它们的运行周期之比TATB14 B它们的运行线速度之比vAvB41 C它们所受的向心力之比FAFB 41 D它们的运行角速度之比AB818，人造地球卫星的质量为m，环绕地球的线速度为v，角速度为，轨道半径为R，地球的质量为M当人造地球卫星的轨道半径为2R时，下列说法中正确的是 ( )A根据，卫星的线速度减小为v2 B根据，卫星的线速度增大为 C根据，卫星的角速度减小到2D根据，卫星的向心力减小到原来的149月球表面的重力加速度为1.6ms2，用弹簧在地球表面悬吊一物体，能使弹簧伸长5cm，如在月球表面上重做这个实验，则此弹簧的伸长为 cm10物体在行星表面自由下落，第1 s内下落了9.8 m若该行星的半径为地球半径的一半，那么它的质量是地球的 倍11颗卫星在行星表面上运行，如果卫星的周期为T，行星的平均密度为，试证明T2是个恒量12宇宙中有星球的质量约为地球的9倍，半径约为地球的一半。若从地球上h高处平抛物体，射程为60m，那么在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程是多大?万有引力与航天单元复习二1 已知地球半径为R，表面的重力加速度为g，地球自转的角速度为。求人造通信卫星(同步卫星)的离地高度2人造卫星在环绕地球做圆周运动时，卫星中物体处于失重状态是指 （ ）A失重状态是指物体失去地球的重力作用 B失去地球重力，而只受向心力的作用C受到地球引力和离心力的合力为零 D对支持它的物体的压力或拉力为零3关于万有引力定律的正确的说法是 （ ）A万有引力定律仅对质量较大的天体适用，对质量较小的一般物体不适用B两物体间相互吸引的一对万有引力是一对平衡力C恒星对行星的万有引力都是样大的D开普勒等科学家对天体运动规律的研究为万有引力定律的发现作了准备4在绕地球做圆周运动的太空实验舱内，下列可正常使用的仪器有 （ ）A温度计 B天平 C，弹簧秤D水银气压计 E摆钟 F秒表5l有一物体在地球表面受到的重力为40 N，在离地面高为hR(R为地球半径)处受到的重力为G1，在地心处受到的重力为G2，则 （ ）AG140N，G240N BG120N，G20CG110N，G20 DG120N，G26设地球的质量为M，半径为R，自转角速度为，引力常量为G，则有关同步卫星的说法中正确的是（ ）A同步卫星的轨道与地球的赤道在同一平面内 B同步卫星的离地高度为C，同步卫星的离地高度为 D同步卫星的角速度为，线速度大小为 7关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是 ( )A第一宇宙速度是人造地球卫星运行的最小速度 B第一宇宙速度是人造地球卫星运行的最大速度 C第一宇宙速度是地球同步卫星的运行速度 D不同行星的第宇宙速度是不同的 8已知地球的质量为M，半径为R，表面的重力加速度为g，那么地球的第一宇宙速度的表达式有 ( ) A B C D 9关于万有引力定律中的引力常量的说法正确的是 ( ) A引力常量是由牛顿在发现万有引力定律时同时得到的 B引力常量是卡文迪许巧妙地利用扭秤装置，第一次较准确地测出的 C引力常量的单位是N D引力常量在数值上等于两个质量都是1 kg的物体相距1 km时的相互作用力10一艘宇宙飞船在一个星球表面附近做圆形轨道环绕飞行，宇航员要估测该星球的密度只需要 ( ) A测定飞船的环绕半径 B测定行星的质量 C测定飞船的环绕周期 D测定飞船的环绕速度11登月火箭关闭发动机后在离月球表面112 km的空中沿圆形轨道运行，周期是1205min，月球的半径是1 740km根据这些数据计算月球的质量(G6671011Nm2kg2 )12已知地球半径约为64 10 6 m，又知月球绕地球的运动可近似看做匀速圆周运动，试估算出月球到地心的距离(结果保留一位有效数字)，万有引力与航天单元测试 1发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是 ( ) A开普勒、卡文迪许 B牛顿、伽利略 C牛顿、卡文迪许 D开普勒、伽利略 2太空舱绕地球飞行时，下列说法中正确的是 ( ) A太空舱做圆周运动所需的向心力由地球对它的吸引力提供 B太空舱内宇航员感觉舱内物体失重 C。地球对舱内物体无吸引力 D太空舱内无法使用天平 3行星绕恒星的运动轨道近似是圆形，那么它运行周期T的平方与轨道半径R的三次方的比为常数，设T2R3k，则常数k的大小 ( ) A只与恒星的质量有关 B只与行星的质量有关 I与恒星的质量及行星的质量都有关系 D与恒星的质量及行星的质量都没关系 4两颗行星A、B，其附近各有颗卫星，若这两卫星运动周期相等，则可知( ) A行星A、B表面重力加速度与它们的半径定成正比 B俩卫星的线速度一定相等 C行星A、B 的质量可能相等 D行星A、B的密度一定相等 5.两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，它们的质量之比mA：mB12，轨道半径之比rA：rB31，某时刻它们的连线恰好通过地心，下列说法中错误的是 ( ) A，它们的线速度之比vA：vB 1 B它们的向心加速度之比aAaB 19 C它们的向心力之比FAFB l18 D它们的周期之比TATB 3l 6设第一、第二、第三宇宙速度分别是v1、v2、v3，则 ( ) Av179 kms， 79 kmsv2112kms， 112kmv3167kms B79 kmsv1112kms， v2112 kms， 112kmv3167kms C 79 kmsv1112kms， 112kmv2167kms v3167 kms， Dv179 kms， v2112kms， v3167kms 7两个质量相等的球体，球心相距r时，它们之间的引力为108N，若它们的质量都加倍，球心间的距离也加倍，则它们之间的引力为 N 8某人在一星球上以速度v0竖直上抛一物体，经时间t后物体落回手中已知星球半径为R，那么物体沿星球表面抛出并不再落回星球表面的最低速度是 。9地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，引力常量为G，由这几个已知量估算出地球的平均密度为 。10如果要使赤道上的物体处于完全失重状态，那么地球的一天约等于 h (保留两位有效数字，地球半径取R64l06m)11(2003年江苏省综合高考题)2002年30日凌晨，我国“神舟”四号航天飞船成功升空，飞船将继续进行预定的空间科学试验这是自1999年11月20日，我国第一艘航天试验飞船“神舟”号成功发射以来的第四次发射，由此表明我国的载人航天技术已经有了突破性的进展，这对于发展我国空间科学技术和提高我国的国际地位都具有非常重要的意义在飞船环绕地球飞行的过程中，由于受到大气阻力的作用，轨道半径将 ，飞船的动能将 ，机械能将 。 (均选填“增大”、“不变”或“减小”)12地球绕太阳公转的周期为T1，轨道半径为R1，月球绕地球公转的周期为T2，轨道半径为R2，那么太阳的质量是地球质量的多少倍?13两颗人造卫星的质量之比例m1m212，轨道半径之比R1R231，求： (1)两颗卫星运行的线速度之比； (2)两颗卫星的向心加速度之比； (3)两颗卫星的周期之比14(2003年全国高考题)据美联社2002年10月7日报道，天文学家在太阳系的9大行星之外，又发现了一颗比地球小得多的小行星，而且还测得它绕太阳公转的周期约为288年若把它和地球绕太阳公转的轨道看作圆，问它与太阳的距离约是地球与太阳距离的多少倍。(最后结果可用根式表示) 5.1从托勒密到开普勒答案：1、D 2、 3、椭圆 椭圆的一个焦点 三次方 二次方 4、A 5、CD 6、BD 7、（1）B（2）A 8、C 9、 10、 11、12、459年5.2万有引力定律是怎样发现的答案1C 2 3D 4AC 5D 6B 7A 8C 9D 100.9s11 5.3万有引力与天文学的新发现答案1 2BCD 3D 4C 5B 6AB 7BCD 8D 9C 10B110.178 12 210 30 kg5.4飞出地球去答案1ABD 2(1)(2) (3) 3小 小 长 4D 5B 6A 7B 8C 9B 10C 111.75kms 94.5min 12720kg万有引力定律在天文学上的应用答案1 2B 3C 4C 5B 6C 7B 8A 9B 10A 111.9210 4km 12单元复习(1)答案1（1） (2) 2A 3B 4AB 5B 6D 7D D 8D 90.8 100.5 11略 12 10m单元复习(2)答案1 2D 3D 4ACF 5C 6ACD 7BD 8AB 9B 10C 117.110 22 kg 12 410 8 m单元测试答案1C 2ABD 3A 4ACD 5ABC 6D 7108 8 9101.4 11减小 增大 减小 12 13（1） （2） 19 （3） 1444（或）勿忘国耻当思国运.抚今追昔,百感化作一念：当苦日子离去的时间越久远,当富日子光临的越急匆,我们心系国家、民族的命运the same direction of rotation 90 or 180 for; after each disc rotor when measuring position alignment of the two half coupling constant, should also be in terms of accuracy and consistency. Surface deviation measurement, must in every 180 degrees corresponding to the two radii are equal to each other in order to eliminate errors caused by movement of the rotor. Only a support bearing of the rotor, WA couplings, such as the use of temporary leave the Center, should pay attention to keep the rotor in the measuring process in the center of the bearing oil retaining the nest does not change. Steam oil block, there should be sufficient clearance between the rotor and, in rotors make sure rotor is not on the block or seal oil. At the time of measurement, connections are not allowed between two rotors, each