万有引力定律复习试卷1

万有引力定律复习试卷 第 I 卷 选择题 一、选择题（每小题 4 分，共 48 分）。 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在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献关于科学家和他 们的贡献，下列 说法中不正确的是（ ） A伽利略首先将实验事实 和逻辑推理（包括数学推演）和谐地结合起来 B笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了 贡献 C开普勒通过研究行星观测记录 ，发现了行星运动 三大定律 D牛顿总结出了万有引力定律并用 实验测出了引力常量 3同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星。关于同步卫星，下列 说法正确的是（ ） A它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的 B它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值 C它的轨道根据需要可以是 圆轨道，也可能是 椭圆轨 道 D不同的同步卫星加速度大小也不相同 4关于万有引力定律和引力常量的发现，下面 说法中哪个是正确的 （ ） A万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的 B万有引力定律是由开普勒 发现的，而引力常量是由卡文迪 许测定的 C万有引力定律是由牛顿发现 的，而引力常量是由胡克 测定的 D万有引力定律是由牛顿发现 的，而引力常量是由卡文迪许测定的 5同步卫星相对地面静止不动，犹如 悬挂在天空中，下列说法正确的是 A同步 卫星 处于平衡状态 B同步卫星的速度是不变 的 C同步卫星的高度是一定的 D线速度 应 大于第一宇宙速度 62013 年 6 月我国宇航员在天宫一号空间站中进行了我国首次太空授课活动，其中演示了太空 “质量测量仪 ”测质量的实验 ，助教 聂海胜将自己固定在支架一端，王亚平将连接运动机构的弹簧 拉到指定位置，如图所示；松手后，弹簧凸轮机构产生恒定的作用力，使 弹簧回到初始位置，同时 用光栅测速装置测量出支架复位时的速度和所用时间；这样，就测出了聂海胜的质量为 74kg；下 列关于“质量 测量仪” 测质 量的说法正确的是 A测量 时仪 器必须水平放置 B测量时仪器必须竖直放置 C其测量原理根据万有引力定律 D其测量原理根据牛顿第二定律 7、太空探测器从一星球表面竖直升空，已知探 测器质量恒为 2000 kg，发动机可以提供恒定的推 力。该星球表面没有大气层，探 测器在星球表面升空后发动机因故障而突然关闭，如 图所示为探 测器从升空到落回星球表面的速度随时间变化图象。则由此可以判断（ ） A该星球表面的重力加速度大小为 5m/s2 B该发动机的推力大小为 1104 N C探测器在星球表面达到的最大高度 为 480m D探测 器在星球表面落地时的速度大小为 40m/s 8同步地球卫星相对地面静止不动，犹如 悬在高空中，下列说法中正确的是( ) A我国 发射的同步地球 卫 星可以定点在北京正上方 B质量不同的地球同步卫 星轨道高度不同 C质量不同的地球同步卫 星线速度大小不同 D各国的地球同步卫星都在同一个 圆周上运动，并且加速度的大小相同 9两个质量不同的天体构成双星系统，它 们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，下列 说法正确的是 A质量大的天体线速度较 大 B质量小的天体角速度较 大 C两个天体的向心力大小相等 D若在 圆心 处放一个质点，它受到的合力为零 10“轨道康复号”是“ 垃圾 卫星” 的救星，它可在太空中给“垃圾卫星” 补充能量，延长卫星的使用 寿命。一颗“ 轨道康复号”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，运行方向与地球自转方向一致。 轨道半径为地球同步卫星轨道半径的 ，则 14 A“轨道康复号”相对于地球赤道上的城市向西运动 B“轨道康复号 ”的加速度是地球同步卫星加速度的 4 倍 C“轨道康复号 ”的周期是地球同步卫星周期的 倍 2 D“轨道康复号”每经过 天就会再赤道同一城市的正上方出现 17 11关于绕着地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，（在估算时，取地球半径 ，地球表640Rkm 面重力加速度 ）下列说法正确的是（ ）29.8/gms A. 人造卫星轨道半径越大， 线速度越大 B. 人造地球卫星发射速度应该大于 7.9km/s，小于 11.2km/s C. 人造 卫星的轨道半径越大，周期也越大 D. 人造卫星要实现从低轨道到高轨道的变轨，需要向前喷火减速 12欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞，命名为 MCG63015，由于 黑洞的强大引力，周围物质大量掉入黑洞，假定 银河系中心仅此一个黑洞，已知太阳系 绕银河系 中心匀速运转，下列哪组数据可估算该黑洞的质量（万有引力常量 G 是已知的）（ ） A.地球绕太阳公转的周期和速度 B.太阳的 质量和运行速度 C.太阳 质量和到 MCG63015 的距离 D.太阳运行速度和到 MCG63015 的距离 第 II 卷 非 选择题 二、非选择题（共 52 分） 13、两颗人造卫星都绕地球做匀速圆周运动，已知他们的轨道半径之比为 r1：r2=9：1，求两卫星的： （1）线速度之比？ （2）角速度之比？ （3）周期之比？ （4）向心加速度之比？ 14在“北斗”卫星导航系统中，同步卫星起到非常重要的作用，这些卫星运动在离地心的距离为 r 的圆形 轨道上。已知某颗同步卫星的质量 m，引力常量 G，地球自 转周期为 T，请根据以上信息， 求出下列物理量（用题中给出的物理量表示）。求：（1）同步卫星运动的角速度大小； （2）地球对该卫星的吸引力大小； （3）地球的质量大小。 15宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间 t 小球落回原处；若他在某星球 表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间 5t 小球落回原处。（空气阻力不计） （1）求该星球表面附近的重力加速度 g； （2）已知该星球半径与地球半径之比为 R 星 ：R 地 =1：4，求该星球质量与地球质量之比 M 星 ：M 地 。 16为了迎接太空时代的到来，美国国会通过一项计划：在 2050 年前建造成太空升降机，就是把 长绳的一端搁置在地球的卫星上，另一端系住长降机。放开绳，升降机能到达地球上；人坐在升降 机里，在卫星上通过电动机把升降机拉到卫星上。已知地球表面的重力加速 ，地球半 径为 。求： （1）某人在地球表面用体重计称得重 180N，站在升降机中，当升降机以加速度 （ 为地球2/ga 表面处的重力加速度）竖直上升时，在某处此人再一次用同一体重计称得视重为 170N，忽略地球 自转的影响，求升降机此时距地面的高度； （2）如果把绳的一端搁置在同步卫星上，地球自转的周期为 ，求绳的长度至少为多长。 17如图所示，双星系统中的星球 A、B 都可视为质点，A 、B 绕两者连线上的 O 点做匀速圆周运 动，A、B 之间距离不变，引力常量为 G，观测到 A 的速率为 v、运行周期为 T，A、B 的质量分别 为 mA、mB （1）求 B 的周期和速率 （2）A 受 B 的引力 FA 可等效为位于 O 点处质量为 m的星体对它的引力，试求 m（用 mA、mB 表 示）（ ） 18、我国的“ 探月工程”计划将于 2017 年宇航员登上月球若宇航员登上月球后，在月球表面做了 一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一个高度由静止同时释放，二者几乎同时落地若羽毛和 铁锤是从高度为 h 处下落，经时间 t 落到月球表面已知引力常量 为 G，月球的半径 为 R求：（不 考虑月球自转的影响） （1）月球表面的自由落体加速度大小 g0； （2）月球的质量 M； （3）月球的密度 19、有一质量为 m 的人造 卫星，在离地面为 h 的高空做匀速圆周运动已知地球半径为 R，地球 质量为 M，万有引力常量为 G求： （1）卫星运行的速度 （2）推导地球表面的重力加速度 g 的表达式 20、探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球运行的“ 停泊轨道”，在该轨道的 P 处，通过 变速，再进入“地月转移轨道”，在快要到达月球时，对卫星再次变速， 卫星被月球引力“俘获”后， 成为环月卫星，最终在环绕月球的“工作轨道上”绕月飞行(视为圆周运动)，对月球进行探测， “工作 轨道”周期为 T，距月球表面的高度为 h，月球半径 为 R，引力常量为 G，忽略其他天体对探月卫星 在“工作轨道 ”上环绕运动 的影响。 (1)要使探月卫 星从“ 转移轨道”进入“工作轨道”，应增大速度还是减小速度？ (2)求探月卫星在 “工作轨道”上环绕的线速度大小。 (3)求月球的第一宇宙速度。 21、“伽利略”木星探测器，从 1989 年 10 月进入太空起，历经 6 年，行程 37 亿千米，终于到达木星 周围已知探测器在半径为 r 的轨道上绕木星运行的周期为 T，木星的半径为 R，万有引力常量 为 G，求： （1）探测器的运行速率 v （2）木星的质量 M （3）木星的第一宇宙速度 22、今年 6 月 13 日，我国首颗地球同步轨道高分辨率对地观测卫星高分四号正式投入使用， 这也 是世界上地球同步轨道分辨率最高的对地观测卫星如图所示，A 是地球的同步卫星，已知地球 半径为 R，地球自 转的周期 为 T，地球表面的重力加速度为 g，求： （1）同步卫星离地面高度 h （2）地球的密度 （已知引力常量为 G） 参考答案 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 C D A D C D D D C D BC D 13.解：设土星的质量为 m1，地球质量为 m2，土星的轨道半径为 r1，地球 轨道半径为 r2，则由万有 引力定律得： 2r MGF 得太阳对土星的吸引力倍数为： 3.981750212rmF 14解：（1）由周期为 T 和角速度公式可知 = （2）万有引力等于向心力 （3）