万有引力与航天测试题附答案

1、万有引力与航单元测试一、选择题（单选题）1 ?下列说法符合史实的是（）A.牛顿发现了行星的运动规律B.开普勒发现了万有引力定律C.卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量D.牛顿发现了海王星和冥王星2,下列说法正确的是（）A.第一宇宙速度是人造卫星环绕地球运动的速度B.第一宇宙速度是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度C,如果需要，地球同步通讯卫星可以定点在地球上空的任何一点D.地球同步通讯卫星的轨道可以是圆的也可以是椭圆的3 ,关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是（）A,轨道半径越大，速度越小，周期越长B,轨道半径越大，速度越大，周期越短C,轨道半

2、径越大，速度越大，周期越长D,轨道半径越小，速度越小，周期越长4 .两颗质量之比mi： m2 1:4的人造地球卫星，只在万有引力的作用之下，环绕地球运转。 如果它们的轨道半径之比也21 ,那么它们的动能之比Eki：Ek2为（）A. 8 : 1B, 1 : 8C, 2 : 1D, 1 : 25 .科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的（）“学生兄弟”,由以上 信息可以确定B.这颗行星的半径等于地A.这颗行星的公转周期与地球相等球的半径D,这颗行星上同样存在着6.关于开普勒行星运动的公式R3T7以下理解正确的

3、是C ?这颗行星的密度等于地球的密度（）A. k是一个与行星无关的常量B.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为长半轴为R月，周期为T月，生命R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的C. T表示行星运动的自转周期D. T表示行星运动的公转周期 7,若已知行星绕太阳公转的半径为 可求出A .某行星的质量C,某行星的密度32r,公转的周期为T,万有引力恒量为G,则由此B,太阳的质量D,太阳的密度8.已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M地（引力常量G为已知）()A.月球绕地球运动的周期 T及月球到地球中心的距离 RB.地球绕太阳运行周期 T2及地球到太阳中心的距离 艮C?人造卫星在地面附近的运行速度 V3

4、和运行周期T3D.地球绕太阳运行的速度 V4及地球到太阳中心的距离 R49,下列说法中正确的是()A.天王星偏离根据万有引力计算的轨道，是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用B.只有海王星是人们依据万有引力定律计算轨道而发现的C?天王星是人们依据万有引力定律计算轨道而发现的D,以上均不正确10 , 2001年10月22日，欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞，命名为MCG 30- 15,由于黑洞的强大引力，周围物质大量掉入黑洞，假定银河系中心仅此一个黑洞，已知太阳系绕银河系中心匀速运转，下列哪一组数 据可估算该黑洞的质量()A.地球绕太阳公转的周期和速度B,太阳的质量和运行

5、速度C,太阳质量和到 MCG 30 15的距离D,太阳运行速度和到 MC6 30 15的距离11 .对于万有引力定律的表述式F Gm1m2,下面说法中正确的是()rA.公式中G为引力常量，不是由实验测得的，是人为规定的B.当r趋近于零时，万有引力趋于无穷大C. m1与m受到的gI力大小总是相等的，方向相反，是一对平衡力D. m1与m受到的gI力总是大小相等的，而与 m、m是否相等无关12.人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道半径会慢慢减小，当它在较大的轨在半径缓慢变化过程中，卫星的运动还可近似当作匀速圆周运动。道半径1上时运行线速度为W,周期为，后来在较小的轨道半径2上

6、时运行线速度为V2,周期为T2,则它们的关系是ANN V2,V T2C. V1 v V2, T1> T213 下列关于地球.()B.V1 > T1 > T2D.V1 > V2, T1 v T2同步 卫星的说法正确的是A.它的周期与地球自转同步，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小B.它的周期、高度、速度都是一定的C?我们国家发射的同步通讯卫星定点在北京上空D.我国发射的同步通讯卫星大小都是一样的14.人造卫星在太空绕地球运行中，若天线偶然折断，天线将 （）A.继续和卫星一起沿轨道运行B.做平抛运动，落向地球C.由于惯性，沿轨道切线方向做匀速直线运动，远离地球D.做自

7、由落体运动，落向地球15.两个质量均为M的星体，其连线的垂直平分线为 AB 0为两星体连线的中点，如 图,一个质量为M的物体从力大小川,OAWffejGl动，贝尼受到的万有引一直减小先增大，后减小A. 一直增大）C.先减小，后增大B.:、填空题（每题6分， D.18分）16两颗人造卫星a、b的质量之比亥帼们m连线通过omwattrA：白饿速度双需一暧 之比3a ： 3b= ）向心力之比Fa ： Fb=Va ： Vb= ）向心加速地球绕太阳运行的半长轴为1.5 x 1011 m,周期为365天；月球绕地球运行的轨 道半长17轴为3.82 x 108m周期为27.3天，则对于绕太阳运行的行星；R3

8、/T的 值为 m3/ s2,.对于绕地球运行的物体，贝U R3/T2八 m/s2.地核的体积约为整个地球体积的16%地核的质量约为地球质量的 34%经估算， 地核18的平均密度为 kg/m3.（已知地球半径为 6.4 x 106 m,地球表面重力.加速度为9.8 m/s2,万有引力常量为6.7 X10_ 11N-m/kg 2,结果取两位有效数字）计（10分）宇航员驾驶一飞船在靠近某行星表面附近的圆形轨道上运行，已知飞 船运19行的周期为T,行星的平均密度为。试证明T2 k （万有引力恒量G为已知，是恒量）20、（ 10分）在某个半径为R 105m的行星表面，对于一个质量 m 1kg的祛码，用

9、弹簧 称量，其重力的大小G 1.6N。请您计算该星球的第一宇宙速度 V1是多大？（注：第一宇 宙速度V1,也即近地、最大环绕速度；本题可以认为物体重力大小与其万有引力的大小相等。）21. （12分）神舟五号载人飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道 变为距地面高度h=342km的圆形轨道。已知地球半径 R 6.37 10 3km,地面处 的重力 加速度g 10m/s2o试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期T的公式（用h、R、g表示），然后计算周期的数值（保留两位有效数字）。22. 一个登月的宇航员，能否用一个弹簧秤和一个质量为m的祛码，估计测出月球的质量和密度?如果能，说明估测方法并

10、写出表达式？设月球半径为Ro （设弹簧秤示数为F）23中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。现有一中子星，观测到 它的自转周期为T=±s。问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星的稳定，不致因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体30（引力常数 G=6.67 10 11m3/kg.s 2）参考答案1.公式R2 . 一 一一，_，6 AD【解析】T2=k成立天体贬动的行星，故B错.公式中的T指的.的前提C 2 . B3. A是行星运转的公转周期，故D正确，C错.由于此公式对所有行星都成立，而各行星质量及其7 .他又相差很多，故 k应是与行星无关的常量.故A正确.B【解析】 根

11、据万有引力充当行星的向心力，得GMhr2= n4 n 2r/T2,所以太阳的质量为 M= 4n 2r3/ GT.要求太阳的密度还需要知道太阳的半径8.根据行星绕太阳的运动，既不能求行星的质量也不能求行星的密度AC【解析】 要求地球的质量，应利用围绕地球的月球、卫星的运动.根据地球绕太阳的运动只能求太阳的质量，而不能求地球的质量，B、D选项错.设地球质量为 M卫星或月球的轨代入上式得道半径为R则有所以，地球的质量为9.10161718192234 RM=v3TM= v 1 厂GT2所以，A、C选项正确.A解析：1781年3月13日晚，恒星天文学之父一一赫歇耳用自制的大望远镜发现天王星王星是继天王

12、星之后发现的第二颗新行星，但与天王星不同，海王星的发现是神机妙算的结果.同理，冥王星也是天文学家分析推算出来的.所以本题A为正确答案.D解析:,3:1 ; 9: 1; 9: 2 18131 1 . D 12.C 13. B 14. A 15. D3.4 X 10 ; 1.0 X 1041.2 X 10【解析】要计算地核密度，血0喷蛔球密度，由条件知核。.342 125p 核=p = 2.125 p0.16而要求地球密度只有R和g为已知量，可以根据地球表面重力近似等于万有引力来求:即：g=即：p =3g4 GR4p 核二1.2X 10 kg/m5.46.设行星半径为 R质量为M飞船在靠近行星表面附近的轨道上运行时，有Mm即MR3m(-)2 R亡GT2又行星密度证毕（2分）将代入得T2G2所以 g G 1.6 m/s2m设：环绕该行星作近地飞行的卫星，其质量为成 所以，应用牛顿第二定律有：2Vi道处的小块物质量为m,则有力2m3分R2m g m ?y R,质量为M ,半径为 R,解得：ViRg代入数值得第一宇宙速度:vi 400 m/s21 .解：设地球质量为 定律，有 MmM,飞船质量为m速度为v,圆轨道的