山东省聊城市第四中学高中物理《万有引力》练习2 新人教版选修3-1

1 山东省聊城市第四中学高一物理山东省聊城市第四中学高一物理 万有引力万有引力 练习练习 2 2 人教版选修人教版选修 3 13 1 1 某天体半径是地球半径的 K 倍 密度是地球的 P 倍 则该天体表面的重力加速度是地球 表面重力加速度的 A 倍 B 倍 C KP 倍 D 倍 2 P K P K K P 2 2 已知两颗人造地球卫星的轨道半径 rA 2rB 则它们的线速度 角速度 加速度和周期之比 正确的是 A VA VB B 2 122 1 BA C aA aB 1 4 D TA TB 4 2 3 人造卫星环绕地球运动的速率 v 其中 g 为地面处的重力加速度 R 为地球半gRr 2 径 r 为卫星离地球中心的距离 下面哪些说法是正确的 A 从公式可见 环绕速度与轨道半径的平方根成反比 B 从公式可见 把人造卫星发射到越远的地方越容易 C 上面环绕速度的表达式是错误的 D 以上说法都错 4 地球同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星 A 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值 B 它可以在地面上任一点的正上方 但离地心的距离是一定的 C 它只能在赤道的正上方 但离地心的距离可按需要选择不同值 D 它只能在赤道的正上方 且离地心的距离是一定的 5 已知下面哪组数据可以计算出地球的质量 M地 引力常数 G 为已知 A 月球绕地球运行的周期 T1及月球到地球中心的距离 R1 B 地球 同步卫星 离地面的高度 h C 地球绕太阳运行的周期 T2及地球到太阳中心的距离 R2 D 人造地球卫星在地面附近的运行速度 v 和运行周期 T3 6 假如一做圆周运动的人造地球卫星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 可知卫星运动的线速度将增大到原来的 2 倍 B 根据公式F 可知卫星所受的向心力将减小到原来的 1 2rmv 2 C 根据公式F 可知地球提供的向心力将减小到原来的 1 2 2 rGMm D 根据上述B C中给出的公式 可知卫星运动的线速度将减小到原来的2 2 7 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动 设地球半径为R 地面处的重力加速度为g 则人造 地球卫星 A 绕行的线速度最大为Rg B 绕行的周期最小为 2 gR 2 C 在距地面高为R处的绕行速度为2 Rg D 在距地面高为R处的周期为 2 gR 2 9 设地球的质量为 M 半径为 R 其自转角速度为 则地球上空的同步卫星离地面的高度 是 A B C 2R D R GM 3 R GM 3 2 R GM 2 3 10 如图所示 在同一轨道平面上的几个人造地球卫星 A B C 在某一时刻恰好在同 一直线上 下列正确说法有 A 根据 可知 VA VB VCgrV B 根据万有引力定律 FA FB FC C 向心加速度 aA aB aC D 运动一周后 A 先回到原地点 11 假设人造卫星沿圆周轨道绕地球运动 那么 A 若人造卫星的轨道半径增大到原来的 2 倍 则卫星的线速度也增大到原来的 2 倍 B 若人造卫星的轨道半径增大到原来的 2 倍 则卫星的线速度减小到原来的2 2 C 若人造卫星的线速度增加到原来的 2 倍 则卫星绕地球运动的周期减小到原来的 1 2 D 若人造卫星的线速度增大到原来的 2 倍 则卫星绕地球运动的周期减小到原来的 1 8 12 假设火星和地球都是球体 火星的质量 M火与地球质量 M地之比 M火 M地 p 火星的 半径 R火与地球的半径 R地之比 R火 R地 q 那么火星表面的引力加速度 g火与地球表面 处的重力加速度 g地之比 g火 g地 等于 A p q2 B p q2 C p q D p q 13 两颗人造地球卫星 都在圆形轨道上运动 它们的质量相等 轨道半径之比r1 r2 2 则它 们的动能之比E1 E2等于 A 2 B C 1 2 D 42 14 关于人造地球卫星与宇宙飞船的下列说法中 正确的是 A 如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期 再利用万有引力恒量 就可算出地 3 球质量 B 两颗人造地球卫星 只要他们的绕行速率相等 不管它们的质量 形状差别有多大 它们的绕行半径和绕行周期就一定是相同的 C 原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后 若要后一卫星追上前一卫 星并发生碰撞 只要将后者速率增大一些即可 D 一只绕火星飞行的宇宙飞船 宇航员从舱内慢慢走出 并离开飞船 飞船因质量减 小所受万有引力减小故飞行速度减小 15 关于地球的同步卫星 下列说法正确的是 A 它处于平衡状态 且具有一定的高度 B 它的加速度小于 9 8m s2 C 它的周期是 24h 且轨道平面与赤道平面重合 D 它的速度小于 7 9km s 16 第一宇宙速度是用 r R地计算出来的 实际上人造地球卫星轨道半径都是 r R地 那么 轨道上的人造卫星的线速度都是 A 等于第一宇宙速度 B 大于第一宇宙速度 C 小于第一宇宙速度 D 以上三种情况都可能 17 地球的半径为 R 地面重力加速度为 g 人造地球卫星的最小周期是 A B C D gR 2 R g 2gRR 2 gR 2 18 在环绕地球运动的空间实验室内 下列几项实验中不能进行的有 A 用天平测物体质量 B 用弹簧秤测作用于秤钩上的拉力 C 观察液体内热传递的对流现象 D 水银气压计测气压 19 人造地球卫星内有一个质量是 1kg的物体 挂在一个弹簧秤上 这时弹簧秤的读数是 A 略小于 9 8N B 等于 9 8N C 略大于 9 8N D 0 20 关于 亚洲一号 地球同步通讯卫星 下述说法正确的是 A 已知它的质量是 1 24t 若将它的质量增为 2 84t 其同步轨道半径变为原来的 2 倍 B 它的运行速度为 7 9km s C 它可以绕过北京的正上方 所以我国能利用它进行电视转播 D 它距地面的高度约为地球半径的 5 倍 所以它的向心加速度约为其下方地面上物体的重力 加速度的 1 36 21 某行星的质量和半径都是地球的 2 倍 在这行星上用弹簧秤称重物和发射卫星的第一宇 宙速度是地球上的 A 1 4 倍 1 4 倍 B 1 2 倍 1 倍 C 1 倍 1 2 倍 D 2 倍 4 倍 22 已知万有引力恒量 G 后 要计算地球的质量 还必须知道某些数据 现在给出下列各组 数据 可以算出地球质量的有哪些组 A 地球绕太阳运行的周期 T 和地球离太阳中心的距离 R B 月球绕地球运行的周围 T 和月球离地球中心的距离 R C 人造地球卫星在地面附近运行的速度和运动周期 T D 地球半径 R 和同步卫星离地面的高度 23 图中的圆 a b c 其圆心均在地球的自转轴线上 对环绕地球作匀速圆周运动而言 4 A 卫星的轨道可能为 a B 卫星的轨道可能为 b C 卫星的轨道可能为 c D 同步卫星的轨道只可能为 b 24 关于人造卫星 下列说法中正确的是 A 发射时处于超重状态 落回地面过程中处于失重状态 B 由公式 v2 G M R h 知卫星离地面的高度 h 越大 速度越小 发射越容 易 C 同步卫星只能在赤道正上方 且到地心距离一定 D 第一宇宙速度是卫星绕地做圆周运动的最小速度 二 填空题 1 我国在 1984 年 4 月 8 日成功发射了一颗试验地球同步通讯卫星 1986 年 2 月 1 日又成功 发射了一颗实用地球同步通讯卫星 它们进入预定轨道后 这两颗人造卫星的运行周期之比 T1 T2 轨道半径之比为 R1 R2 第一颗通讯卫星绕地球公转的角 速度 1跟地球自转的角速度 2之比 1 2 2 人造地球同步通讯卫星必须定点于 上空 离地高度约为 已知地球质量 M 6 1024千克 地球半径 R 6 4 106米 3 两颗靠得很近的恒星称为双星 这两颗星必须各以一定速率绕它们的连线上某点转动 才 不致由于万有引力的作用而吸引在一起 已知这两颗星的质量分别为 m1和 m2 两者相距为 L 则这两颗星的转动周期为 4 地球半径为 R 地面附近的重力加速度为 g 则人造地球卫星转动的最大频率为 5 地球半径为 R 一颗同步卫星距地心的高度为 h 另有一半径为 3R 的星球 距该星球球 心的高度为 3h 处也有一颗它的同步卫星 其周期为 72 小时 则该星球的平均密度 1与地 球的平均密度 2的比值 1 2 6 人们认为某些中子星 密度极大的恒量 每秒约自转一周 那么为使其表面上的物体能吸引 住而不致因快速转动被 甩 掉 它的密度表达式为 7 在绕地球运行的空间实验站里 下列仪器中将失去测量功能的是 A 弹簧测力计 B 秒表 C 水银温度计 D 杆秤 8 如果地球自转速度加快以使赤道上的物体能克服地球引力而脱离地面飘浮起来 这时地 球自转的最大周期 T 地球半径为 R 地面重力加速度为 g 9 已知地球质量为 M 万有引力恒量为 G 则离地心距离为 r 的人造卫星的运行速度 运行周期 T 10 7 9 千米 秒是人造卫星在地面附近环绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度 叫作 速度或者 速度 11 2 千米 秒是物体可以挣脱地球引力束缚 成为绕太阳运行的人 造行星速度 叫作 速度或者 速度 16 7 千米 秒是使物体挣脱太阳引力的束缚 飞到太阳系以外的宇宙空间去的速度 叫 作 速度或者得 速度 11 地球绕太阳公转轨道半径为 r 公转周期为 T 则太阳的质量 M 12 某物体在地面上受到的重力为 160N 将它放置在卫星中 在卫星以 a g 2 的加速度随火 箭向上加速升空的过程中 当物体与卫星中的支持物相互挤压力为 90N 时 卫星到地面的距 离是 km 地球半径为 6 4 103km 取 g 10m s2 13 绕地球作匀速圆周运动的人造卫星 离地面越高 其运行速度越 运行周期越 14 设地球半径为 R 一颗人造卫星在离地面离度 h R 的圆形轨道上运行 其运行速度是第 一宇宙速度的 倍 5 15 已知地球半径为 R 地球自转角速度为 地球表面重力加速度为 g 则在赤道上空 一颗相对于地面静止的通信卫星离地面的高度为 16 通信卫星 同步卫星 总是 停留 在赤道上空的某处 已知地球质量为 M 半径为 R 自 转周期为 T 万有引力恒量为 G 则同步卫星离赤道的高度 h 其运行周期为 小时 17 地球表面重力加速度为 g 在离地面高 h 处的重力加速度 g g 已知地球半径 为 R 18 在离地面是地球半径 n 倍的圆形轨道上 人造卫星的加速度是地面重力加速度的 倍 人造卫星的速度是第一宇宙速度的 倍 19 已知一颗人造卫星在某行星表面上空绕行星做匀速圆周运动 经过时间 t 卫星的行程 为 s 卫星与行星的中心连线扫过的角度是 1 弧度 那么卫星的环绕周期 T 该 行星的质量 M 20 在某星球上以速度 v0竖直上抛一物体 经过时间 t 物体落回抛出点 如将物体沿该星球 赤道切线方向抛出 要使物体不再落回星球表面 抛出的初速至少应为 已知星球半径 为 R 不考虑星球自转 三 计算题 1 已知地球半径是 R 6400 千米 地球表面的重力加速度 g 9 8 米 秒 2 求人造卫星绕地 球运行的最小周期 2 已知地球质量 M 5 97 1024千克 半径 R 6370 千米 万有引力恒量 G 6 67 10 11 牛 米2 千克2 求在 1000 千米的高空沿圆形轨道运行的人造卫星的速度和周期 3 果有一个行星质量是地球的 1 8 半径是地球半径的 1 2 求在这一行星上发射卫星的环 绕速度 5 地球同步通讯卫星距地面的高度是 3 5910 km 地球的赤道半径为 6 38km 求同步 43 10