万有引力与航天单元测试.doc

第六章 万有引力与航天 单元测试一选择题（每题至少有一个选项是正确的）1. 我国“嫦娥一号”探月卫星经过无数人的协作和努力,在2007年10月24日晚6点多发射升空。如图所示,“嫦娥一号”探月卫星在由地球飞向月球时,沿曲线从M点向N点飞行的过程中，速度逐渐减小。在此过程中探月卫星所受合力方向可能的是下列图中 22008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是（ ）A飞船变轨前后的速度相等 B飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 C飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度 D飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度3假如一人造地球卫星做圆周运动的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动。则（ ） A根据公式V=r可知卫星的线速度将增大到原来的2倍B.根据公式F=mv2/r,可知卫星所受的向心力将变为原来的1/2C.根据公式F=GMm/r2,可知地球提供的向心力将减少到原来的1/4D.根据上述B和C给出的公式,可知卫星运动的线速度将减少到原来的/24在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员A静止（相对空间舱）“站”于舱内朝向地球一侧的“地面”B上，如图所示，下列说法正确的是（ ）A. 宇航员A不受地球引力作用B. 宇航员A所受地球引力与他在地面上所受重力相等C. 宇航员A与“地面”B之间无弹力作用 D. 若宇航员A将手中一小球无初速（相对于空间舱）释放，该小球将落到“地”面B5. 我们在推导第一宇宙速度时，需要作一些假设，下列假设中正确的是（ ）A卫星作匀速圆周运动B卫星的运转周期等于地球自转的周期C卫星的轨道半径等于地球半径D卫星需要的向心力等于地球对它的万有引力6. 2003年10月15日北京时间9时整，我国“神州”五号载着我国首位太空人杨利伟在酒泉卫星发射中心发射升空，10分钟后“神州”五号飞船准确进入预定轨道。在北京航天指挥控制中心调度下，我国陆海空航天测控网对飞船进行了持续的跟踪、测量与控制，截至10月16日零点，“神州”五号载人飞船已按预定轨道（视为圆轨道）环绕地球10圈。若地球质量、半径和万有引力恒量G均已知，根据以上数据资料可估算出“神州”五号飞船的 （ ）A离地高度 B飞船的质量 C发射速度 D运行速度7.2007年4月24日，欧洲科学家宣布在太阳之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581c。这颗围绕红矮星Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍 ，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天。假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确是A.飞船在Gliese581c表面附近运行的周期约为13天B飞船在Gliese581c表面附近运行时的速度大于7.9km/sC人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大DGliese581c的平均密度比地球平均密度小8关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（ ）A它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度。B它是人造地球卫星在圆形轨道上的最小运行速度。C它是能使卫星绕地球运行的最小发射速度。D它是人造卫星绕地球作椭圆轨道运行时在近地点的速度。9 据报道我国数据中继卫星“天链一号01 星”于2008 年4 月25 日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4 次变轨控制后，于5 月l 日成功定点在东经77赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01 星”，下列说法正确的是A 运行速度大于7.9Kg/sB离地面高度一定，相对地面静止C绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等10三颗人造地球卫星A、B、C绕地球作匀速圆周运动，如图所示，已知MA=MBMC，则对于三个卫星，正确的是A运行线速度关系为vAVBVC B运行周期关系为 TA=TB FB FC D运行半径与周期关系为 11.下列几组数据中能算出地球质量的是（万有引力常量G是已知的）（ ）A.地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离rB.月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离rC.月球绕地球运行的周期T和地球的半径r D.月球绕地球运动的周期T和轨道半径r12.航天飞机中的物体处于失重状态，是指这个物体 A.不受地球的吸引力 B.依然受地球的吸引力C.受到地球吸引力和向心力而处于平衡状态 D.对支持它的物体的压力为零13、火星有两颗卫星，分别是火卫I和火卫II，它们的轨道近似为圆，已知火卫I的周期为7小时39分，火卫II的周期为30小时18分，则两颗卫星相比 （ ）A火卫II距火星表面较近B火卫II的角速度大C火卫I的运动速度较大D火卫I的向心加速度较大14宇宙飞船要与环绕地球匀速运轨的轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站（ ）A只能从与空间站同一高度轨道上加速B只能从较低轨道上加速C只能从较高轨道上加速D无论在什么轨道上，只要加速都行二、实验计算题：15. （11分）我国航天计划的下一个目标是登上月球，当飞船靠近月球表面的圆形轨道绕行几圈后登陆月球，飞船上备有以下实验器材：A计时表一只；B弹簧测力计一把；C已知质量为m的物体一个；D天平一只(附砝码一盒)。已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次测量，依据测量的数据，可求出月球的半径R 及月球的质量M(已知万有引力常量为G)(1)两次测量所选用的器材分别为_、_和_(用选项符号表示)；(2)两次测量的物理量是_和_；(3)试用所给物理量的符号分别写出月球半径R和质量M的表达式R_，M_。16.某星球的质量约为地球的9倍，半球约为地球的一半，若从地球上高h处平抛一物体，射程为60 ，则在该星球上，从同样高度，以同样的初速度平抛同一物体，射程应为？17如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面的高度为h，已知地球半径为R，地球自转的角速度为w，地球表面的重力加速度为g，O地球的中心。（1）求卫星B的运行周期（2）如B卫星的绕行方向与地球自转方向相同，某时刻两卫星相距最近，则至少经过多长时间他们再一次相距最近？参考答案题号1234567891011121314答案CBCCDCACDADBCACBCCDBDBDCDB15.(1)ABC(2)飞船绕月球运行的周期T、质量为m的物体在月球上所受重力的大小F；(3)16. 10m17.略 12同步卫星离地心的距离为r，运行速度为V1，加速度a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度a2第一宇宙速度为V2，地球的半径为R，则（ ）A. B. C. D. = 二、填空题（每题4分，共20分）。 13一颗人造卫星绕地球作匀速圆周运动，轨道半径为r，已知地球的半径为R，地面上重力加速度为g，则这颗人造卫星的运行周期T_。 14两个质量相等的球体,球心相距r时,它们之间的引力为10-8N,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。 15已知地球的半径为R，地面上重力加速度为g，万有引力常量为G，如果不考虑地球自转的影响，那么地球的平均密度的表达式为_。 16火星的质量是地球质量的 10 1，火星半径是地球半径的2 1，地球的第一宇宙速度是 7.9km/s，则火星的第一宇宙速度为_。 17宇航员站在某型球表面上用弹簧秤称量一个质量为m的砝码，示数为F，已知该星球半径为R，则这颗人造卫星的运行周期T为_。 18（8分）一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r，试证明2 Tr是一个恒量。 19. （8分）已知地球的质量约为月球质量的81倍,地球半径于约为月球半径的4倍,在地球上发射近地卫星的环绕速度为7.9km/s,周期为84min,那么在月球上发射一颗近地卫星的环绕速度多大?它的周期多大? 20. （8分）一个人在某一星球上以速度V竖直上抛一个物体，经时间t落回抛出点。已知该星球的半径为R，若要在该星球上发射一颗靠近该星球运转的人造卫星，则该人造卫星的速度大小为多少? 21. （9分）两个靠得很近的天体，离其它天体非常遥远，它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动，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642所示。已知双星的质量为1m和2m，它们之间的距离为L。求双星运行轨道半径1r和2r，以及运行的周期T。 22. （9分）太阳的半径R和地球半径r之比是1101，太阳的平均密度 和地球的平均密度之比是14，地球表面的重力加速度g9.8m/s2 ，试求太阳表面的重力加速度。. B 2. AE 3. A 4. ABC 5. BCD 6. B 7. A 8. ABC 9. C 10. BD 11. AB 12AC 二、填空题 13. 23 2 4gR rp 14. 10-8 15. R Ggp43 16. 3.53km/s 17. m FR 三、计算题 1. 略 2. 4108m 3. 7.11022kg 4. 19.2106m 5. 10m 6. r GMv= , GM rr Tp3 32= 7. 132 -n 8. 太g269.5 m/s2 19. 1.7km/s , 94.5min11关于人造卫星和宇宙飞船，下列说法正确的是（ ） A.如果知道人造卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力常量，就可以算出地球质量 B两颗人造卫星，只要它们的运行速度相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的运行速度相等，周期也相等 C原来在同一轨道上沿同一方向运转的人造卫星一前一后，若要后一个卫星追上前一个卫星并发生碰撞，只要将后面一个卫星速率增大一些即可 D一艘绕地球运转的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受到的万有引力减小，故飞行速度减小 3发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（ ） A牛顿、卡文迪许 B开普勒、伽利略 C开普勒、卡文迪许 D牛顿、伽利略 4太空舱绕地球飞行时，下列说法正确的是（ ） A太空舱作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太空舱内无法使用天平 D地球对舱内物体无吸引力 5关于重力和万有引力的关系，下列认识正确的是（ ） A地面附近物体所受到重力就是万有引力 B重力是由于地面附近的物体受到地球吸引而产生的 C在不太精确的计算中，可以认为其重力等于万有引力 D严格说来重力并不等于万有引力，除两极处物体的重力等于万有引力外，在地球其他各处的重力都略小于万有引力 6行