万有引力与航天试题附答案

1、万有引力与航天单元测试题一、选择题1 .关于日心说被人们接受的原因是（）A.太阳总是从东面升起，从西面落下B.若以地球为中心来研究的运动有很多无法解决的问题C.若以太阳为中心许多问题都可以解决，对行星的描述也变得简单D.地球是围绕太阳运转的2 .有关开普勒关于行星运动的描述，下列说法中正确的是（）A.所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上8 .所有的行星绕太阳运动的轨道都是圆，太阳处在圆心上C.所有的行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等D.不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的9 .关于万有引力定律的适用围，下列说法中正确的是（）A.只适用于天体，不适用

2、于地面物体10 只适用于球形物体，不适用于其他形状的物体C.只适用于质点，不适用于实际物体 D.适用于自然界中任意两个物体之间4 .已知万有引力常量G,要计算地球的质量还需要知道某些数据，现在绐出下列各组数据, 可以计算出地球质量的是（）A.地球公转的周期及半径B.月球绕地球运行的周期和运行的半径C.人造卫星绕地球运行的周期和速率 D.地球半径和同步卫星离地面的高度5 .人造地球卫星由于受大气阻力，轨道半径逐渐变小，则线速度和周期变化情况是（）A.速度减小，周期增大，动能减小 B.速度减小，周期减小，动能减小C.速度增大，周期增大，动能增大 D.速度增大，周期减小，动能增大6 . 一个行星，其

3、半径比地球的半径大2倍，质量是地球的25倍，则它表面的重力加速度是 地球表面重力加速度的（ ）A. 6 倍 B. 4 倍 C. 25/9 倍 D. 12 倍7 .假如一个做圆周运动的人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍仍做圆周运动，贝M ）A.根据公式片3r可知，卫星运动的线速度将增加到原来的2倍8 .根据公式用函7,可知，卫星所需向心力减小到原来的2C.根据公式尸=6物?/产可知，地球提供的向心力将减小到原来的4D.根据上述4和。中绐出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的J5/28 .假设在质量与地球质量相同，半径为地球半径两倍的天体上进行运动比赛，那么与在地球 上的比赛成绩相比，下列说

4、确的是（）A.跳高运动员的成绩会更好B.用弹簧秤称体重时，体重数值变得更大C.从相同高度由静止降落的棒球落地的时间会更短些D.用手投出的篮球，水平方向的分速度变化更慢9 .在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球做匀速圆周运动，每到太阳活动期，由于受太阳的 影响，地球大气层的厚度开始增加，使得部分垃圾进入大气层.开始做靠近地球的近心运动，产 生这一结果的初始原因是（）A.由于太空垃圾受到地球引力减小而导致做近心运动B.由于太空垃圾受到地球引力增大而导致做近心运动C.由于太空垃圾受到空气阻力而导致做近心运动D地球引力提供了太空垃圾做匀速圆周运动所需的向心力故产生向心运动的结果与空气阻力无关10 . “

5、一号”人造地球卫星力和“华卫二号”人造卫星氏它们的质量之比为如：ma： 2,它 们的轨道半径之比为2： 1,则下面的结论中正确的是（）A.它们受到地球的引力之比为凡后=1： 1 B.它们的运行速度大小之比为口： v/Fl：也C.它们的运行周期之比为北：后2及：1 D.它们的运行角速度之比为s尸3&： 111 .卫星发射中心的火箭发射架上，有一待发射的卫星，它随地球自转的线速度为必、加速 度为国；发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动，线速度为加速度为技；实施变轨后，使 其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动，运动的线速度为小加速度为则匕、内的大小关 系和小、比、科的大小关系是（）A. 匕【勺-；B.【

6、今匕 或C.丹匕m； /国& D.匕 V2ri；加小12.发射地球同步卫星要经过三个阶段：先将卫星发射至近地圆轨道1,然后使其沿椭圆轨 道2运行，最后将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于。点，轨道2、3相切于2点，如图1 所示.当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说确的是（）A.卫星在轨道1上经过。点时的加速度等于它在轨道2上经过。点时的加速度B.卫星在轨道1上经过。点时的动能等于它在轨道2上经过。点时的动能C.卫星在轨道3上的动能小于它在轨道1上的动能D.卫星在轨道3上的引力势能小于它在轨道1上的引力势能二、填空题13 .地球绕太阳运行的轨道半长轴为1.50X10，周期为365天

7、；月球绕 地球运行的轨道半长轴为3.8X10、，周期为27.3天；则对于绕太阳运动的行星/7的值为,对于绕地球运动的卫星/7的值为 。14 .木星到太阳的距离约等于地球到太阳距离的5. 2倍，如果地球在轨道上的公转速度为30km/s,则木星在其轨道上公转的速度等于. 。/、口15 .如图2,有（6两颗行星绕同一恒星0做圆周运动，旋转方向相同，；! 唧 ?力行星的周期为式，8行星的周期为R,在某一时刻两行星第一次相遇（即两颗 J，/、 /、Z行星相距最近），则经过时间t, = _时两行星第二次相遇，经过时间2、一图2=时两行星第一次相距最远。16 .把火星和地球视为质量均匀分布的球，它们绕太阳做

8、圆周运动，已知火星和地球绕太阳运动的周期之比为刀/四，火星和地球各自表面处的重力加速度之比为g/及，火星和地球半径之比 为r”及。则火星和地球绕太阳运动的动能之比为氏=。三、计算题17 .太阳系中除了有九大行星外，还有许多围绕太阳运行的小行星，其中一颗名叫“谷神” 的小行星，质量为LOOXl（fkg,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？贞脚18 .某星球的质量约为地球的9倍，半径为地球的一半，若从地球上高力处平抛一物体，射 程为60m,则在该星球上以同样高度、以同样初速度平抛同一物体，射程为多少？19 . “伽利略”号木星探测器从1989年10月进入

9、太空起，历经6年，行程37亿千米，终于 到达木星周围，此后要在2年绕木星运行11圈，对木星及其卫星进行考察，最后进入木星大气层 烧毁.设这11圈都是绕木星在同一个圆周上运行，试求探测器绕木星运行的轨道半径和速率（已 知木星质量为1.9X 1027kg）20 .宇宙飞船在一颗直径2. 2km,平均密度2.2xl03kg/m3的小行星上着路，这颗小行星在缓 慢地自转，宇航员计划用2.0小时的时间在这颗小行星表面沿着赤道步行一圈，通过计算说明这 计划是否能够实现？（引力常量G = 6.7xl（）T N-nr/kg2）21 .用不同的方法估算银河系的质量，所得结果也不相同。以下是诸多估算方法中的一种。

10、 根据观测结果估计，从银河系中心到距离为庐3X1（）9兄（就表示地球轨道半径）的国集中了质量5X10”桃（桃表示太阳的质量）。在上面所指的围星体运转的周期为伫3. 75X10年。求银河系 “隐藏”的质量，即在半径为彳的球体未被观察到的物质的质量，计算中可以认为银河系的质量 都集中在其中心。22 . 4夕两颗人造卫星绕地球做圆周运动，它们的圆轨道在同一平面，周期之比是3 =楚。 若两颗卫星最近距离等于地球半径凡求这两颗卫星的周期各是多少？从两颗卫星相距最近开始 计时到两颗卫星相距最远至少经过多少时间？已知在地面附近绕地球做圆周运动的卫星的周期为【参考答案】一、选择题1. C 2. ACD 3.

11、D 4. BC 5. D 6. C 7. CD 8. A 9. C10. BC 11. C 12. AC二、填空题13. 3.4X10。1.0X10132加R卡, b_ =（&_!1）2 得至=5 2 当（4对木）30R地14. 13km/sR3 rp2 提示：由开普勒第三定律 = ，= 其琛解得u木=13km/sTg TJ2 lo. TT?2（一心）提示：经过一段时间两行星再次相遇，则两行星转过的角度之差应该是24Ji；当两行星相距 最远时，则两行星转过的角度之差应该是（2心1）不，而行星转过的角度为。二2开2,由此列式 T即可求得。15. 2=色（%）E? 4g2 I解析：设火星、地球和太

12、阳的质量分别为用?2和M火星和地球到太阳的距离分别为2和R?，火星和地球绕太阳运动的速度分别为匕和匕，根据万有引力定律和牛顿定律可知喈/叫M匕2.G笛=岫瓦=叫心父匕2乃2G= 年=()联立上式解得，动能之比：2 = 萼（马产E?百&2 I三、计算题17 . 4.60 年r3 72解：设地球公转半径为扁，周期为九由开普勒第三定律湛=告R T%- R 2.77除1年联立、三式解得伫4. 60年18 . 10m解：物体做平抛运动，水平位移产外,竖直位移y =1gJ,重力等于万有引力，帆g=G”, 2R解得x = v()其中从6G相同，所以也= x地C屈地 喝明贞脚11M 万有引力提供向心力，即G = r 厂2，整理得产=GMT24/19 . 2-4. 7X 10 m,%5. 2X 10 m/s,口工二廿皿一一田山” t 2x365x24x3600解：由题意可知探测器超行周期为7=其中.为木星质量，两式联立，解得厂4. 7X107.又由口 = 工 解得g5.2X101/ST20 .该计划不能实现。解：若飞船绕行星表面旋转时的周期为T,则有:GMm 4/ 八l =R2 T2M =七成 由得:= 2.22h宇航员行走一圈所用时间比绕行星表面旋转一周时间还要长，所以该计划不能实现。21 .解析：对于地球绕太阳转动有：G工 =小