32万有引力定律的应用4

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xxxXXXXX学校XXXX年学年度第二学期第二次月考XXX年级xx班级姓名:_______________班级:_______________考号:_______________题号一、选择题二、计算题三、综合题总分得分一、选择题(每空?分,共?分)1、火星的质量和半径分别约为地球的和,地球表面的重力加速度为,则火星表面的重力加速度约为:A、B、C、D、2、2007年10月24日18时5分中国研制的“嫦娥一号”探月卫星成功发射。设想“嫦娥一号”登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,测得其周期为T,飞船在月球上着陆后,自动机器人用测力计测得质量为m的仪器的重力为P,已知引力常量为G,由以上数据能求出的有()A.月球的半径B.月球的质量C.月球表面的重力加速度D.月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度3、自1957年10月4日,前苏联发射了世界上第一颗人造卫星以来,人类的活动范围逐步扩展,现在已成功地把人造天体送到火星上漫步,我国也已实现载人航天飞行,并着手实施登月计划.下列有关人造天体的说法中正确的是()A.卫星的轨道越高,其运转速度越大,周期越大B.卫星的质量一定时,轨道半径越大,它需要的向心力越大C.做匀速圆周运动的载人空间站中,宇航员仍受重力的作用,但所受合外力为零D.若地球没有自转,地球将没有同步卫星4、某星球的质量为地球质量的9倍,半径是地球半径的一半。若在地球上h高处平抛一物体,物体的落地点与抛出点的水平距离为60m,那么在该星球上,从同样高度以同样的初速度平抛物体,物体的落地点与抛出点的水平距离为:()A.10mB.15mC.40mD.90m评卷人得分5、人造地球卫星可以看起来相对地面静止,就是我们常说的同步卫星。地球半径为R,质量为M,自转周期为T,同步卫星距离地面高度为h,运行速度为v。下列表达式正确的是()A.h=-RB.h=-RC.v=D.v=6、“科学真是迷人。”如果我们能测出月球表面的加速度g、月球的半径R和月球绕地球运转的周期T,就能根据万有引力定律“称量”月球的质量了。已知引力常数G,用M表示月球的质量。关于月球质量,下列说法正确的是()A.M=B.M=C.M=D.M=7、(2011·山西实验中学月考)荡秋千是大家喜爱的一项体育活动,随着科技的发展,将来有一天,同学们也许会在其它星球上享受荡秋千的乐趣.假设你当时所在星球的质量与地球质量之比为1∶80,半径为1∶4.可将人看成质点,摆角小于90°,若经过最低位置的速度为4m/s,你能上升的最大高度是()A.0.8mB.4mC.2mD.1.6m8、“嫦娥一号”于2009年3月1日下午4时13分成功撞月,从发射到撞月历时433天,标志我国一期探月工程圆满结束.其中,卫星发射过程先在近地圆轨道绕行3周,再长途跋涉进入近月圆轨道绕月飞行.若月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的1/6,月球半径为地球半径的1/4,根据以上信息得()A.绕月与绕地飞行周期之比为∶B.绕月与绕地飞行周期之比为∶C.绕月与绕地飞行向心加速度之比为1∶6D.月球与地球质量之比为1∶969、全球定位系统(GPS)有24颗卫星分布在绕地球的6个轨道上运行,距地面的高度都为2万千米.已知地球同步卫星离地面的高度为3.6万千米,地球半径约为6400km,则全球定位系统的这些卫星的运行速度约为()A.3.1km/sB.3.9km/sC.7.9km/sD.11.2km/s10、如图所示为我国发射的“神州六号”载人飞船与“神州五号”飞船运行轨道示意图,两飞船相比,下列说法中正确的是A.“神州六号”的线速度较小B.“神州六号”的角速度较大C.“神州六号”的周期较短D.“神州六号”的加速度较小11、离地面高度等于地球半径的高处,重力加速度的大小是地球表面处的()A.2倍B.4倍C.D.12、一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行,认为行星是密度均匀的球体,要确定该行星的密度,只需要测量:A.飞船的轨道半径B.飞船的运行速度C.飞船的运行周期D.行星的质量13、一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径是地球公转半径的4倍,则这颗小行星的运行速率是地球运行速率的A.倍B.2倍C.4倍D.16倍14、一些星球由于某种原因而发生收缩,假设该星球的直径缩小到原来的四分之一,若收缩时质量不变,则与收缩前相比A.同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的4倍B.同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的2倍C.星球的第一宇宙速度增大到原来的4倍D.星球的第一宇宙速度增大到原来的2倍15、2007年9月24日,“嫦娥一号”探月卫星发射升空,实现了中华民族千年奔月的梦想。若“嫦娥一号”绕月球做匀速圆周运动的半径为R,国际空间站绕地球做匀速圆周运动的半径为4R,地球质量是月球质量的81倍。则国际空间站与“嫦娥一号”运动周期之比为()A.8∶9B.2∶9C.2∶1D.8∶116、银河系恒星中大约有四分之一是双星。某双星由质量不等的星球A和B组成,两星球在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点P做匀速圆周运动。已知A和B的质量分别为,且,则()A.A、B两星球的角速度之比为2:1B.A、B两星球的线速度之比为2:1C.A、B两星球的半径之比为1:2D.A、B两星球的加速度之比为2:1二、计算题(每空?分,共?分)17、已知地球半径为R,一只静止在赤道上空的热气球(不计气球离地高度)绕地心运动的角速度为ω0,在距地面h高处圆形轨道上有一颗人造地球卫星,设地球质量为M,热气球的质量为m,人造地球卫星的质量为m1,根据上述条件,有一位同学列出了以下两个方程:对热气球有:GmM/R2=mω02R对人造卫星有:Gm1M/(R+h)2=m1ω2(R+h)评卷人得分进而求出了人造地球卫星绕地球运行的角速度ω.你认为该同学的解法是否正确?若认为正确,请求出结果;若认为错误,请补充一个条件后,再求出ω.18、第六颗北斗导航卫星已送入太空,这是一颗地球同步卫星,在通讯、导航等方面起到重要作用。已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R,地球自转周期为T.求:同步卫星距离地面的高度。19、天文工作者观测到某行星的半径为r0,自转周期为T0,它有一颗卫星,轨道半径为r,绕行星公转周期为T。求:(1)该行星表面的重力加速度g为多大?(2)要在此行星的赤道上发射一颗同步人造卫星,使其轨道在赤道上方,则该同步卫星离地表的高度h为多大?20、宇航员到达某行星表面后,用长为的细线拴一小球,让球在竖直面内做圆周运动。他测得当球通过最高点的速度为时,绳中张力刚好为零。设行星的半径为R、引力常量为G,求:(1)该行星表面的重力加速度大小(2)该行星的质量(3)在该行星表面发射卫星所需要的最小速度21、随着现代科学技术的飞速发展,广寒宫中的嫦娥不再寂寞,古老的月球即将留下中华儿女的足迹.航天飞机作为能往返于地球与太空、可以重复使用的太空飞行器,备受人们的喜爱.宇航员现欲乘航天飞机对在距月球表面高h处的圆轨道上运行的月球卫星进行维修.试根据你所学的知识回答下列问题(已知月球半径为R,月球表面的重力加速度为g,计算过程中不计地球引力的影响):(1)维修卫星时航天飞机的速度应为多大?(2)已知地球自转周期为T0,则该卫星每天可绕月球转几圈?(上面两小题计算结果均用h,R,g,T0等表示)22、(1)开普勒行星运动第三定律指出:行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即,k是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知引力常量为G,太阳的质量为M太。(2)开普勒定律不仅适用于太阳系,它对一切具有中心天体的引力系统(如地月系统)都成立。经测定月地距离为3.84×108m,月球绕地球运动的周期为2.36×106s,试计算地球的质M地。(G=6.67×10-11Nm2/kg2,结果保留一位有效数字)23、宇航员到达某行星表面后,用长为的细线拴一小球,让球在竖直面内做圆周运动。他测得当球通过最高点的速度为时,绳中张力刚好为零。设行星的半径为R、引力常量为G,求:(1)该行星表面的重力加速度大小(2)该行星的质量(3)在该行星表面发射卫星所需要的最小速度24、2008年9月25日,我国继“神舟”五号、六号载人飞船后又成功地发射了“神舟”七号载人飞船。如果把“神舟”七号载人飞船绕地球运行看作是同一轨道上的匀速圆周运动,宇航员测得自己绕地心做匀速圆周运动的周期为T、距地面的高度为H,且已知地球半径为R、地球表面重力加速度为g,万有引力恒量为G。你能计算出下面哪些物理量?能计算的量写出计算过程和结果,不能计算的量说明理由。(1)地球的质量;(2)飞船线速度的大小;(3)飞船所需的向心力。25、如图为宇宙中有一个恒星系的示意图,A为该星系的一颗行星,它绕中央恒星O运行轨道近似为圆,天文学家测得A行星运动的轨道半径为R0,周期为T0,(1)中央恒星O的质量是多大?(2)长期观察发现,A行星实际运动的轨道与圆轨道总存在一些偏差,且周期性地每隔t0时间发生一次异动,天文学家认为:形成这种现象的原因可能是A行星外还存在着一颗未知的行星B(假如其运动轨道与A在同一平面内,其与A的绕行方向相同),它对A行星的万有引力引起A轨道的偏离(整体上,A轨迹仍可视为圆轨道,如图)。根据上述现象及假设,请你对未知行星B运动的周期和半径做出定量的预测。26、如图所示,A是地球的同步卫星,已知地球半径为R,地球自转角速度为ω,地球表面的重力加速度为g。(1)求出同步卫星离地面高度h(2)求出地球的密度ρ(已知引力常量为G)27、已知某星球的质量是地球质量的81倍,半径是地球半径的9倍。在地球上发射一颗卫星,其第一宇宙速度为7.9km/s,则在某星球上发射一颗人造卫星,其发射速度最小是多少?(重力加速度g=10m/s2,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2)28、已知万有引力常量G,地球半径R,月球与地球间距离r,同步卫星距地面的高度h,月球绕地球的运转周期T1,地球自转周期T2,地球表面的重力加速度g。某同学根据以上条件,提出一种估算地球质量M的方法:同步卫星绕地心做圆周运动,由得(1)请判断上面的结果是否正确,并说明理由。如不正确,请给出正确的解法和结果。(2)请根据已知条件再提出一种估算地球质量的方法,并解得结果。29、我国发射的“嫦娥一号”卫星进入距月球表面高为h的圆轨道绕月运动。设月球半径约为地球半径的,月球质量约为地球质量的,不考虑月球、地球自转的影响,地球表面的重力加速度为g,地球半径为R。求:(1)在月球上要发射一颗环月卫星,最小发射速度v0(2)“嫦娥一号”卫星在距月球表面高为h的圆轨道上绕月做匀速圆周运动时的速度大小v130、2005年10月12日,我国继“神舟”五号载人宇宙飞船后又成功地发射了“神舟”六号载人宇宙飞船。飞船入轨运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行,经过了近5天的运行后,飞船的返回舱于10月17日凌晨顺利降落在预定地点,两名宇航员安全返回祖国的怀抱。设“神舟”六号载人飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t,若地球表面的重力加速度为g,地球半径为R。求:(1)飞船的圆轨道离地面的高度;(2)飞船在圆轨道上运行的速率。31、2005年10月12日,我国继“神舟”五号载人宇宙飞船后又成功地发射了“神舟”六号载人宇宙飞船。飞船入轨运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行,经过了近5天的运行后,飞船的返回舱于10月17日凌晨顺利降落在预定地点,两名宇航员安全返回祖国的怀抱。设“神舟”六号载人飞船在圆轨道上绕地球运行n圈所用的时间为t,若地球表面的重力加速度为g,地球半径为R。求:(1)飞船的圆轨道离地面的高度;(2)飞船在圆轨道上运行的速率。32、2008年9月25日,我国载人航天宇宙飞船“神舟七号”进入预定轨道,且中国人成功实现了太空行走,并顺利返回地面.我们通过电视转播画面看到宇航员在出舱时好像“飘浮”在空中.(1)试分析航天员“飘浮”起来的原因.(2)已知地球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