2022年高一物理第六章《万有引力定律》测试题.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 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、挑选题n 倍1以下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r B. 月球绕地球运行的周期T 和地球的半径 r C. 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先的后,仍能够绕地球做匀速圆周运动,就：（ CD ）A依据 v=wr,可知卫星运动的线速度将增大到原先的n 倍；B依据F=2 mv,可知卫

2、星受到的向心力将减小到原先的1 倍；nrC依据F=GMm,可知地球给卫星供应的向心力将减小到原先的1倍；r2n2D依据GMm=mv2,可知卫星运动的线速度将减小到原先的1 倍；nr2r3关于第一宇宙速度,以下说法正确选项（）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

3、面是静止的；D. 与地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试验,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,飞船在月球表面邻近绕月球做匀速圆周运动所必需具有的速率为（ B ）A. 2 Rh B. 2 Rh C. Rh D. Rht t t 2 t6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,就可得 A该行星的半径为vT 2 B该行星的平均密度为 GT 322vC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

4、颗人造卫星 A、B 绕地球做圆周运动,周期之比为 和运动速率之比分别为（）TA:T B=1:8,就轨道半径之比名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载A. RA:RB=4:1 V A:V B=1:2B. RA:R B=4:1 V A:V B=2:1C. RA:R B=1:4 V A:V B=2:1D. RA:R B=1:4 V A:V B=1:28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 次变轨掌握后,于 5 月 1 日胜利

5、定点在东经 77 赤道上空的同步轨道关于胜利定点后的“ 天链一号 A运行速度大于 7.9 km/s 01 星” ,以下说法正确选项B离地面高度肯定,相对地面静止 C绕地球运行的角速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,最终再次点火,将卫星送入同步圆轨道 3；轨道 1、2 相切于 Q点；轨道 2、3 相切于 P 点（如图）,就当卫星分别在 1, 2,3,轨道上正常运行时,以下说法正确选项（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

6、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 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 过 P 点时的加速度2 上经 3 上经# 10 设同步卫星离地心的距离为 物体随地球自转的向心加速度为比值正确选项（ B ）r ,运行速率为 v1,加速度为 a1；地球赤道上的a2,第一宇宙速度为 v2,地球的半径为 R,就以下Av = R Ba = r v 2 r a 2 R2 Ca a = 2 R r 2 Dv v 12 = R r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

7、宇宙速度 10 2 是 7.9km/s ,就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、运算题 共 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 . 有数值运算的题,答案中必需明确写出数值和单位）；第 2 页,共 7 页名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载13. （12 分）两个靠得很近的天体,离其它天体特别遥远,它们以其连线上某一点 O为圆心各

8、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 642 所示；已知双星的质量为m 和m ,它们之间的距离为L ；求双星运行轨道半径1r和2r,以及运行的周期 T ；m 1o m 214. （15 分）宇航员站在一星球表面上的某高处,以初速度0v 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 v y（2）该星球的质量 M （3）如该星球有一颗卫星,贴着该星球的表面做匀速圆周运动,求该卫星的周期 T 15（15 分）如下列图, A 是地球的同步卫星

9、,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,地球表面的重力名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 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）假如卫星 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 在同始终线上）,就至少经过多长时间,它们再一次相距最近？h O A B 高一物理万有引力定律答案名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - -

10、 - - 优秀学习资料 欢迎下载一、挑选题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 项不对已知月球绕地球运动的角速度和轨道半径,由 G Mm2 = m w 2r 可以求出中心天体地球的质量,所r2 2 3以 C项正确由 G Mm2 = m 4 p2 r 求得地球质量为 M = 4 p r2,所以 D项正确r T GT答案： D 2CD 3.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

11、行的最大环绕速度,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先的经线上, B 是错的； C、D 是正确的；答案： CD 5.B 解析：物体自由落体运动,设地球表面重力加速度为 g,h = 1gt 2, g = 2h2,2 t2飞船做匀速圆周运动,就 mg = mv,v = gR = 2gh. 所以 B 选项正确 . R t6. 解析：由 T2R v可得： Rv

12、T 2,A 正确；由 GMm 2 mv R可得： M v 22G,C错误；3T由 M4 3R 3 得： 3 GT 2,B 正确；由GMm R 2 mg 得： g2v T,D正确答案： ABD 2 37. 解析：由 T = 4 p 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：由万有引力供应向心力得：GMm 2 r2mv r,vGM r,即线速度 v 随轨道半径 r 的增大而减小, v7.9 km/s为第一宇宙速度,即环绕

13、地球表面运行的速度；因同步卫星轨道半径比地球半径大许多,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,由公式名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料 欢迎下载R h GMm2mRh 2 得：h3 GM 2 R,因 G、M、R 均为定值,因此 h 一定为定值,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,即 T 同T 月,由公式 2 T得 同 月,故 C对；同步卫星与静止在赤道上的物体具有共同的角速度,由公式 心加

14、速度不同, D错误答案： BC 9.BD a 向r 2,可得：a同 a物Rh,因轨道半径不同,故其向10B解析：地球同步卫星的角速度和地球赤道上的物体随地球自转的角速度相同,由a=w2r, a=w2R可得,a = a 2r ,B 项正确；对于地球同步卫星和以第一宇 R,宙 速 度 运 动 的 近 地 卫 星 , 由 万 有 引 力 提 供 加 速 度 , 即m2 v 1=mGMrr2mv2 2=mGM得v1=R , D 项正确；rR2 Rv2二、填空题11. 3.53km/s 12. 解析：设地球质量为 M ,卫星的质量为 m,就有Mm 2G 2 = m w R + h R + h 在地球表面

15、,有 g = GM2R2联立以上两式得 h = 3 gR2-Rw2答案：h = 3 gR2-Rw三、运算题13. 16分r 1=m Lr2=m L , T=4 p23 Lm 的天体轨道半径为2rm 1+m 2m 1+m 2GM解析 : 如图,设双星中质量为m 的天体轨道半径为1r ,质量为据万有引力定律和牛顿其次定律,得：Gm m 22L=2 m 1 wr 1m 1o m 2第 6 页,共 7 页Gm m 22L=m 2w2r 2r 1+r2=L名师归纳总结 - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 优秀学习资料欢迎下载v ,就vy=2 v-2 v 0vRt2

16、 v 0由 联立解得：r 1=m Lr2=m Lm 1+m 2m 1+m 2再由：Gm m 2=m 14p2r 1得运行的周期T=4 p2L 32 LT2GM14. 解析：（1）小球做平抛运动,就落地时水平速度为（2）小球竖直方向上,vy=gt就g=vy=v 2-v 0 2mgtGt Mm=（3）T2p星球表面有R2就M=2 Rv2-2 v 0Gt（3）星体表面mg=m4p2RT2解得T=2 pvRt2 v 02-答案：（1）vy=2 v-2 v 0（2）M=2 Rv2-2 v 0Gt2-15解析：（1）设地球质量为 有：M,卫星质量为 m,依据万有引力和牛顿运动定律,GMm2 =m4 p2R+h在地球表面有：GMm=mgwBt-w 0t=2 p第 7 页,共 7 页R+h2 T BR2联立得：T B=2 pR+h32 gR（2）它们再一次相距最近时,肯定是B 比 A 多转了一圈,有：其中wB=2p得：t=2 p-w 02 gRTBR+3 h 名师归纳总结 - - - - - - -