高一物理第六章《万有引力定律》测试题(详细解答)

1、优秀学习资料欢迎下载高一物理第六章万有引力定律测试题一、选择题1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. 月球绕地球运行的周期T 和地球的半径 rC. 月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离 r D. 月球绕地球运动的周期 T 和轨道半径 r# 2某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如它的轨道半径增加到原来的n 倍后，仍能够绕地球做匀速圆周运动，则：（ CD）A根据 v = wr ，可知卫星运动的线速度将增大到原来的n 倍。B根据 F = mv2，可知卫星受到的向心力将减小到原来的1 倍。

2、rnC根据 F = GMm ，可知地球给卫星提供的向心力将减小到原来的1倍。r 2n 2D根据 GMm= mv2，可知卫星运动的线速度将减小到原来的1倍。r 2rn3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飞行的最小速度B、它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度C、它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D、它是人造地球卫星绕地球飞行的最大环绕速度4可以发射这样的一颗人造卫星，使其圆轨道（）A. 与地球表面上某一纬线（不包括赤道）是共面同心圆。B. 与地球表面上某一经线（不包括赤道）是共面同心圆。C. 与地球表面上赤道线是共面同心圆，卫星相对地面是静止的。D. 与地

3、球表面上赤道线是共面同心圆，卫星相对地面是运动的。# 5宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h 处释放，经时间t 后落到月球表面（设月球半径为R）. 据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为（B ）2 Rh2RhRhD.RhA.B.C.2tttt6有一宇宙飞船到了某行星上 ( 该行星没有自转运动 ) ，以速度v 接近行星表面匀速飞行，测出运动的周期为 T，已知引力常量为 G，则可得()vT3A该行星的半径为 2B该行星的平均密度为GT22vC无法测出该行星的质量D该行星表面的重力加速度为T7两颗人造卫星 A、B 绕地球做圆周运动，周期之比为 TA

4、 :T B=1:8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（ ）优秀学习资料欢迎下载A. RA :RB=4:1 V A :V B=1:2B. RA:R B=4:1V A:V B=2:1C. RA:R B=1:4V A:V B=2:1D.RA BVAB=1:2:R =1:4:V8据报道，我国数据中继卫星“天链一号01 星”于 20XX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 1 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 7.9 km/sB离地面高度一定，相对地面静止C绕地球运行的角速

5、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# 9. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道 2 运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道、相切于 Q点。3。轨道 1 2轨道 2、3 相切于P点（如图），则当卫星分别在 ， ， ，轨道上正常运行时，以1 23下说法正确的是（BD ）A卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道上的速率B卫星在轨道 3 上的角速度小于在轨道上的角速度C卫星在轨道 1 上经过 Q点时的加速度大于它在轨道2 上经过 Q点时的加速度D卫星在轨道 2 上经过 P 点时的加速度等于它在轨道3 上经过 P 点时的加

6、速度# 10 设同步卫星离地心的距离为 r ，运行速率为 v1 ，加速度为 a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为 a2，第一宇宙速度为 v2，地球的半径为 R，则下列比值正确的是（ B）Av1=RBa1=rv2ra2RCa1=R 2Dv1=Ra2r 2v2r二、填空题（共4分,每题 8分）11火星的质量是地球质量的1 ，火星半径是地球半径的1 ，地球的第一宇宙速度102是 7.9km/s ，则火星的第一宇宙速度为 _。12已知地球的半径为R，自传角速度为 ，地球表面处的重力加速度为g，在赤道上空一颗相对地面静止的同步卫星离开地面的高度 h= （用以上三个量表示）。三、计算题 ( 共

7、35 分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要步骤，只写出最后答案的不能得分 . 有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 。优秀学习资料欢迎下载13. （12 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 64 2 所示。已知双星的质量为 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 。om1m214. （15 分）宇航员站在一星球表面上的某高处，以初速度v0 沿水平方向抛出一个小球，经过时间 t，球落到星球表面，小球落地时

8、的速度大小为 v 。已知该星球的半径为 R，引力常量为 G，求：（ 1）小球落地时竖直方向的速度 vy（ 2）该星球的质量 M（ 3）若该星球有一颗卫星，贴着该星球的表面做匀速圆周运动，求该卫星的周期T15（15 分）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，离地面高度为 h，已知地球半径为 R，地球自转角速度为 0 ，地球表面的重力优秀学习资料欢迎下载加速度为 g， O为地球中心（1）求卫星 B 的运行周期；（2）如果卫星 B 绕行方向与地球自转方向相同， 某时刻 A、B 两卫星相距最近（ O、B、A 在同一直线上），则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？A

9、hOB高一物理万有引力定律答案优秀学习资料欢迎下载一、选择题1. 解析：已知地球绕太阳运行的周期和地球的轨道半径只能求出太阳的质量，而不能求出地球的质量，所以A 项不对已知月球绕地球运行的周期和地球的半径，不知道月球绕地球的轨道半径，所以不能求地球的质量，所以B 项不对已知月球绕Mm2r 可以求出中心天体地球的质量，所地球运动的角速度和轨道半径，由 G2= mwr223以 C 项正确由 G Mm2 = m 4p2 r 求得地球质量为 M = 4p r2，所以 D项正确rTGT答案： D2CD3.BCD 解析：第一宇宙速度是从地球表面发射人造地球卫星的最小发射速度，是人造地球卫星绕地球飞行的最大

10、环绕速度，也是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度所以 BCD正确4. 解析：卫星在圆轨道上绕地球运行时，一个最明显的特点是轨道的圆心是地心，而万有引力总是地心与卫星连线方向上的，所以卫星轨道平面必过地心。 A 是错的。卫星通过南北极上空，某时刻在某一经线上，由于地球的自转下一时刻卫星将不在原来的经线上， B 是错的。 C、D 是正确的。答案： CD5.B解析：物体自由落体运动，设地球表面重力加速度为g， h = 1 gt 2 ,g = 2h2 ，2t飞船做匀速圆周运动，则mg = mv2， v =gR =2gh . 所以 B 选项正确 .Rtv3T6.解析：由 T2R可得： RvT正确；由G

11、Mmv2可得：M，C错误；v，R2 mR2G4 332 AGMm2v得： 由 M R ·得： 2，B正确；由2mg，D正确3GTRgT答案： ABD2 37. 解析：由 T = 4p r 可得卫星的运动周期与轨道半径的立方的平方根成正比，由GMT A :T B=1:8 可得轨道半径 RA:R B=1:4，然后再由 v =GM 得线速度 V A :V B=2:1。所r以正确答案为 C 项答案： C8. 解析：由万有引力提供向心力得：GMmmv2GM，即线速度 v 随轨道半r2 r ，vr径 r 的增大而减小， v7.9 km/s为第一宇宙速度，即围绕地球表面运行的速度；因同步卫星轨道半

12、径比地球半径大很多，因此其线速度应小于7.9 km/s ，故 A 错；因同步卫星与地球自转同步，即T、相同，因此其相对地面静止，由公式优秀学习资料欢迎下载GMm23GM、均为定值，因此一2m(Rh) 得： h2 ，因RhR hRG M定为定值，故 B 对；因同步卫星周期 T 同 24 小时，月球绕地球转动周期 T 月 27 天，2即 T 同 T 月 ，由公式 T得 同 月 ，故 C对；同步卫星与静止在赤道上的物体2a同R h具有共同的角速度，由公式a 向 r ，可得：物 R，因轨道半径不同，故其向a心加速度不同， D 错误答案： BC9.BD10 B 解析：地球同步卫星的角速度和地球赤道上的物

13、体随地球自转的角速度相同，由 a = w 2 r , a = w2 R 可得， a1 = r ，B 项正确；对于地球同步卫星和以第一宇 a2 R宙速度运动的近地卫星，由万有引力提供加速度，即v12= mGMr 2，m rv22= mGM得v1=R， D 项正确。m2v2rRR二、填空题11. 3.53km/s12. 解析：设地球质量为 M ，卫星的质量为 m，则有GMm(R + h)2= mw2 ( R + h)在地球表面，有 g = GMR22联立以上两式得 h = 3 gR2- Rw答案：h =3gR2w2 - R三、计算题13. (16分 )m2 Lr2m1L,4p 2 L3r1 =T

14、=m1 + m2m1 + m2GM解析 : 如图，设双星中质量为 m1 的天体轨道半径为 r1 ，质量为 m1 的天体轨道半径为 r2 据万有引力定律和牛顿第二定律，得：G m1m2= m1w2r1L2om1 m22r2m1m2G= m2wL2r1 + r2 = L优秀学习资料欢迎下载由 联立解得： r1 =m2 Lr2 =m1Lm1 + m2m1 + m2再由： G m1m2 = m1 4p 2r1得运行的周期T =4p 2 L3L2T2GM14. 解析：（ 1）小球做平抛运动，则落地时水平速度为v0 ，则 vy = v2 - v02（ 2）小球竖直方向上， vy = gtvyv2 -v02则 g =ttMm= mg星球表面有 GR2R2 v2 - v02则 M =Gt2（3）星体表面 mg = m 4p2RT解得 T = 2pRtv2 - v02答案：（1） vy =v2 -v02（2）M =R2