高中物理万有引力测试题(附答案)

1万有引力测试题一、选择题（本题包括12小题，每小题4分，共48分．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确）1．关于公式R3/T2=k,下列说法中正确的是A．围绕同一星球运行的行星或卫星，k值不相等B．不同星球的行星或卫星，k值均相等C．公式只适用于围绕太阳运行的行星D．以上说法均错2．地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为g/2，则该处距地面球表面的高度为：A．（2—1）RB．RC．2RD．2R3．2005年北京时间7月4日13时52分，美国宇航局“深度撞击”号探测器释放的撞击器“击中”目标——“坦普尔一号”彗星．假设“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其轨道周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是A．绕太阳运动的角速度不变B．近日点处线速度大于远日点处线速度C．近日点处加速度大于远日点处加速度D．其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数4．设月球绕地球运动的周期为27天,则地球的同步卫星到地球中心的距离r与月球中心到地球中心的距离R之比r/R为A．1:3B．1:9C．1:27D．1:185、人造地球卫星在绕地球运行的过程中，由于高空稀薄空气的阻力影响，将很缓慢地逐渐向地球靠近，在这个过程，卫星的A机械能逐渐减小B动能逐渐减小C运行周期逐渐减小D加速度逐渐减小6.如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火将卫星送入椭圆轨道2，然后再次点火，将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是2A地球ABCB地球ABCC地球ABCD地球ACBA．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1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点时的加速度7．同步卫星在赤道上空同步轨道上定位以后，由于受到太阳、月球及其他天体的引力作用影响，会产生漂移运动而偏离原来的位置，当偏离达到一定程度，就要发动卫星上的小发动机进行修正。图中实线A为同步轨道，若B和C为两个已经偏离轨道但仍在赤道平面内运行的同步卫星，要使它们回到正确的同步轨道上来，应A．开动B的小发动机向前喷气，使B适当减速B．开动B的小发动机向后喷气，使B适当加速C．开动C的小发动机向前喷气，使C适当减速D．开动C的小发动机向后喷气，使C适当加速8．经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1:m2=3:2,则可知A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为3：2B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3：2C．m1做圆周运动的半径为L52D．m2做圆周运动的半径为L529．三颗人造地球卫星A、B、C在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，已知RA＜RB＜RC。若在某一时刻，它们正好运行到同一条直线上，如图所示。那么再经过卫星A的四分之一周期时，卫星A、B、C的位置可能是10．地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F1，向心地球ABC3加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1，绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略）所受的向心力为F2，向心加速度为a2,线速度为v2，角速度为ω2；地球同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3,线速度为v3，角速度为ω3；地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则A.F1=F2＞F3B.ω1=ω3＜ω2C.v1=v2=v＞v3D.a1=a2=g＞a311．物体在两个相互垂直的力作用下运动，力F1对物体做功6J，物体克服力F2做功8J，则F1、F2的合力对物体做功为A．14JB．10JC．2JD．－2J12．一质量为1.0kg的滑块，以4m/s的初速度在光滑水平面上向左滑行，从某一时刻起一向右水平力作用于滑块，经过一段时间，滑块的速度方向变为向右，大小为4m/s，则在这段时间内水平力所做的功为（）A．0B．8JC．16JD．32J二、填空题：（每空3分，共21分）13．一颗人造卫星环绕某行星作匀速圆周运动，经过时间t，卫星运行的路程为s，卫星与行星的中心连线转过的角度是θ弧度（θ2π）。那么该卫星环绕行星运动的线速度大小v=_______，该行星的质量M=____。（万有引力恒量为G）14．已知绕中心天体做匀速圆周运动的星体的轨道半径r，运动周期为T。(1)若中心天体的半径为R，则其平均密度ρ=_______(2)已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力恒量为G，如果不考虑地球自转的影响，用以上各量表示地球的平均密度为__________15．宇宙飞船正在离地面高度H=R的轨道上绕地球做匀速圆周运动，宇宙飞船的向心加速度为_________g，在飞船内用弹簧秤悬挂一个质量为m的物体，则弹簧秤的读数为。16．如图所示，在距一质量为M、半径为R、密度均匀的球体R处有一质量为m的质点，此时球体对质点的万有引力为F1.当从球体中挖去一半径为R/2的球体时，剩下部分对质点的万有引力为F2，则F1:F2=三．计算题（共31分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能给分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位）417．（6分）在某个半径为510Rm的行星表面，对于一个质量m=1Kg的砝码，用弹簧称量，其重力的大小为G=1.6N。请计算该星球的第一宇宙速度1v是多大？18．（6分）宇航员在月球表面附近自h高处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L，已知月球半径为R，若在月球上发射一颗卫星，它在月球表面附近绕月球作圆周运动的周期多大?19．（7分）发射地球同步卫星时，先将卫星发射至距地面高度为h1的近地轨道上，在卫星经过A点时点火，实施变轨，进入远地点为B的椭圆轨道上，最后在B点再次点火，将卫星送入同步轨道，如图所示。已知同步卫星的运动周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，求：（1）卫星在近地点A的加速度大小；（2）远地点B距地面的高度。20．（7分）火箭载着宇宙探测器飞向某行星，火箭内平台上还放有测试仪器，如图所示。火箭从地面起飞时，以加速度2og竖直向上做匀加速直线运动(g0为地面附近的重力加速度)，已知地球半径为R。地球AB同步轨道5(1)升到某一高度时，测试仪器对平台的压力刚好是起飞前压力的1718，求此时火箭离地面的高度h；(2)探测器与箭体分离后，进入行星表面附近的预定轨道，进行一系列科学实验和测量，若测得探测器环绕该行星运动的周期为T0，试问：该行星的平均密度为多少？(假定行星为球体，且已知万有引力常量为G)21．（5分）如图，P、Q为某地区水平地面上的两点，在P点正下方一球形区域内储藏有石油，假定区域周围岩石均匀分布，密度为；石油密度远小于，可将上述球形区域视为空腔。如果没有这一空腔，则该地区重力加速度（正常值）沿竖直方向；当存在空腔时，该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏离。重力加速度在原坚直方向（即PO方向）上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常”。为了探寻石油区域的位置和石油储量，常利用P点附近重力加速度反常现象。已知引力常数为G。（1）设球形空腔体积为V，球心深度为d（远小于地球半径），PQ=x，求空腔所引起的Q点处的重力加速度反常（2）若在水平地面上半径L的范围内发现：重力加速度反常值在与k（k1）之间变化，且重力加速度反常的最大值出现在半为L的范围的中心,如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积。6《万有引力》答题卡班级姓名一．选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分）题号123456789101112答案二、填空题（本空3分，共21分）13．1415．16．三、计算题（本题共5小题，共31分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能给分，有数值计算的题，答案中必须写出明确的数值和单位．）17．（6分）18．（6分）719．（7分）20．（7分）21．（5分）8答案1D2A3BCD4B5AC6D7AD8C9C10B11D12A13v=s/t，M=s3/Gθt214．15．41，0169:717．设月面重力加速度力2tg21h,g月月tvLo由以上两式得22oLhv2g月由牛顿定律得R)T2(mmg2月在月面附近绕月球作圆周运动的周期RhhvLTo218.⑴a=ghRR212)(⑵h2=RTgR3222419．解析：由重量和质量的关系知：Gmg所以6.1mGgm/s2设：环绕该行星作近地飞行的卫星，其质量为m′，所以，应用牛顿第二定律有：Rvmgm21解得：Rgv1代入数值得第一宇宙速度：4001vm20．解析：(1)起飞前01mgN。起飞后202mgmgN181712NN02mgRGMm。9mghRGMm2)(。联立以上各式解得2Rh。(2)设行星半径为r，质量为1M，密度为，则2021)π2(TmrrmGM。201π3GTVM