第六章万有引力与航天单元测试题.docx

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1、第六章万有引力及航天单元测试题(时间：70分钟，满分：100分)班级： 姓名： 一、单项选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分)1甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的2倍，同时，它们之间的距离减为原来的1/2，则甲、乙两物体间的万有引力大小将变为()AFBF/2 C8F D4F2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它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度C它是能使卫星进入近地圆形轨道的最大发射速度D它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度3据报道，“嫦娥一号”与“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形工作轨道距月球

2、表面分别约为200 km与100 km，运行速率分别为v1与v2.那么，v1与v2的比值为(月球半径取1700 km)()A. B. C. D.4由于通信与广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的()A质量可以不同 B轨道半径可以不同C轨道平面可以不同 D速率可以不同5质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的()A线速度v B角速度C运行周期T4 D向心加速度a6两颗靠得较近的天体组成双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不会由于

3、相互的引力作用被吸到一起，下面说法中正确的是()A它们做圆周运动的角速度之比，及它们的质量之比成反比B它们做圆周运动的线速度之比，及它们的质量之比成正比C它们做圆周运动的向心力之比，及它们的质量之比成正比D它们做圆周运动的半径之比，及它们的质量之比成反比7.如图所示，“嫦娥一号”卫星在椭圆轨道的近地点P处(距地面600 km)，将发动机短时点火，实施变轨，变轨后卫星进入远地点高度约为37万km的椭圆轨道，直接奔向月球，则卫星在近地点变轨后的运行速度()A小于7.9 km/sB大于7.9 km/s，小于11.2 km/sC大于11.2 km/sD大于11.2 km/s，小于16.7 km/s8为

4、了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1.随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则()A登陆舱的质量为M BX星球表面的重力加速度为gXC登陆舱在r1及r2轨道上运动时的速度大小之比为D登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2T19设想人类开发月球，不断把月球的矿藏搬运到地球上，假设经过长时间的开采后，地球仍可看做是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周运动，则及开采前相比()A地球及月球间的万有引力将变大 B地球及月球间的万有引力将变小C月球绕地球运动的周期将变长 D月球绕地球

5、运动的周期将不变10.如图我国发射“神舟”号飞船时，先将飞船发送到一个椭圆轨道上，其近地点M距地面200 km，远地点N距地面340 km.进入该轨道正常运行时，通过M、N点时的速率分别是v1、v2.当某次飞船通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340 km的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动这时飞船的速率约为v3.比较飞船在M、N、P三点正常运行时(不包括点火加速阶段)的速率大小与加速度大小，下列结论正确的是()Av1v3v2， a1a3a2 Bv1v2v3， a1a2a3Cv1v2v3， a1a2a3 Dv1v3v2， a1a2a311宇宙飞

6、船要及环绕地球运转的轨道空间站对接，为了追上轨道空间站，可采取的措施是()A只能从较低轨道上加速 B只能从较高轨道上加速C只能从及空间站同一高度轨道上加速 D无论在什么轨道上，只要加速就行12已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为()A6小时 B12小时 C24小时 D36小时二、填空题（共18分。）13. (8分)一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在该行星上，飞船上备有以下实验器材料：A精确秒表一个B已知质量为m的物体一个C弹簧测力计

7、一个D天平一台（附砝码）已知宇航员在绕行时与着陆后各作了一次测量，依据测量数据，可求出该行星的半径R与行星质量M。（已知万有引力常量为G）（1） 两次测量所选用的器材分别为 、 。（用序号表示）（2） 两次测量的物理量分别是 、 。 （3）用该数据推出半径R、质量M的表达式：R= ，M= 。14、 (6分)设地球的质量为M地，半径为R地，地球自转的角速度为。试计算近地卫星、同步卫星、赤道上静止的物体三者的向心加速度的大小分别为 、 、 。15、如图所示，火箭内的实验平台有质量为18kg的测试仪器，火箭从地面起动后，以加速度竖直匀加速上升，g=10m/s2，则火箭刚起动时，测试仪器对实验平台的压

8、力是 ，火箭升至离地面的高度为地球半径的一半，即时，测试仪器对实验平台的压力又是 三、计算题(共34分解答时应写出必要的文字说明、方程式与重要的演算步骤，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与单位)16(8分)一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该星球半径为R，引力常量为G，求：(1)该星球表面的重力加速度；(2)该星球的密度17(8分)宇航员站在一星球表面上某高处，沿水平方向抛出一个小球经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点及落地点之间的距离为L.若抛出时初速度增大为原来的2倍则抛出点及落地点

9、之间的距离为L.已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常量为G，求该星球的质量M.18(8分)如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆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，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心(1)求卫星B的运行周期；(2)如卫星B绕行方向及地球自转方向相同，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？19(10分)人们认为某些白矮星(密度较大的恒星)每秒大约自转一周(引力常量G6.671011 Nm2/kg2，地球半径R约为6.4103 km)(1)为使其表面上的物体能

10、够被吸引住而不致由于快速转动被“甩”掉，它的密度至少为多少？(2)假设某白矮星密度约为此值，且其半径等于地球半径，则它的第一宇宙速度为多少？第六章万有引力及航天单元测试题答案一、选择题1C. 2 B 3C. 4 A. 5A. 6 D. 7.B.8D.飞船绕X星球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律知Gm，则X星球质量M，选项A正确由Gmma1，知r1轨道处的向心加速度a1，而对绕X星球表面飞行的飞船有GmgX(R为X星球的半径)，则gXGa1，选项B错误由Gm知v，故，选项C错误根据Gm得T，故，即T2T1，选项D正确，开采m的矿藏从月球到地球，则开采后由此：m2m(Mm)0，即

11、万有引力减小万有引力提供月球做圆周运动的向心力，则Gm()2RT ，地球质量M增大，故周期T将变短10.解析：选D. 11 解析：选A. 12 解析：选B.而MR3，解得T.地球的同步卫星的周期为T124小时，轨道半径为r17R1，密度1.某行星的同步卫星周期为T2，轨道半径为r23.5 R2，密度21.解得T212小时，故正确答案为B.二、填空题（共三小题，每空1分，共11分。）13（1）A；BC （2）周期T；物体的重力F （3）14、解析：近地卫星是万有引力提供向心力，运转的半径为R地，则近有： 即：同步卫星是万有引力提供向心力，运转的角速度及地球的自转角速度相同，则运转的半径为： 即

12、则：赤道上静止不动的物体的向心加速度物为:。15、解析：（1）火箭刚起动时，对测试仪器进行受力分析，有：。 故（2）火箭升至：处， ，则。故三、计算题16(10分) 解析：(1)小球在空中的运动时间t2，所以g.(4分)(2)由Gmg可得星球的质量M，(4分)所以星球的密度.(4分)答案：(1)(2)17(10分)解析：设抛出点的高度为h，由平抛运动的特点可得：2，(3分)设该星球上的重力加速度为g，由平抛运动规律得：hgt2(3分)由万有引力定律及牛顿第二定律得mgG(4分)联立以上各式得M.(2分)答案：18(10分) 解析：(1)由万有引力定律与向心力公式得Gm(Rh)(3分)在地球表面

13、处有Gmg(2分)联立得TB2(2分)(2)B转动的角速度大于A，因此当A、B再次相距最近时，B比A多转一周，即多转2弧度，故(BA)t2(2分)又B(3分)把代入得t.(2分)答案：(1)2(2)19(11分) 解析：(1)假设赤道上的物体刚好不被“甩”掉，则白矮星对物体的万有引力恰好提供物体随白矮星转动的向心力，设白矮星质量为M，半径为r，赤道上物体的质量为 m，则有Gmr，(3分)白矮星的质量为M，(2分)密度为 kg/m31.411011 kg/m3.(5分)(2)由Gm得第一宇宙速度为：v m/s4.02107 m/s.(4分)答案：(1)1.411011 kg/m3(2)4.02107 m/s