45万有引力理论的成就答案

1、第6章第4节万有引力理论的成就基础夯实1 .关于万有引力定律应用于天文学研究的历史事实，下列说法中正确的是（）A. 天王星、海王星和冥王星，都是运用万有引力定律、经过大量计算后而发现的B. 在18世纪已经发现的 7个行星中，人们发现第七个行星一一天王星的运动轨道总是 同根据万有引力定律计算出来的结果有比较大的偏差，于是有人推测，在天王星轨道外还有 一个行星，是它的存在引起了上述偏差C. 第八个行星，是牛顿运用自己发现的万有引力定律，经大量计算而发现的D. 冥王星是英国剑桥大学的学生亚当斯和勒维列合作研究后共同发现的答案：B解析：只要认真阅读教材，便能作出正确判断.2. （四川西充中学高一检测）

2、已知地球的质量为 M月球的质量为 m月球绕地球的轨道 半径为r,周期为T,万有引力常量为 G则月球绕地球运转轨道处的重力加速度大小等于（）GmArGMB.rC.4 nTD.T2答案：BD）在下列条件中，弓I力常量已知，能求出地球质量的是3. （山东平度一中高一模块检测（ ）A. 已知卫星质量和它离地的高度B. 已知卫星轨道半径和运动周期C. 已知近地卫星的周期和它的向心加速度D. 已知地球绕太阳运转的轨道半径和地球表面的重力加速度答案：BC4. （2011 南宫中学高一检测）“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A、B两颗天体各有一颗靠近表面飞行的卫星，并测得两颗卫星的周期相等，以下判

3、断正确的是（ ）A. 天体A、B表面的重力加速度与它们的半径成正比B. 两颗卫星的线速度一定相等C. 天体A、B的质量可能相等D. 天体A、B的密度一定相等答案：C5. （河北正定中学高一检测）火星绕太阳运转可看成是匀速圆周运动，设火星运动轨道的半径为r,火星绕太阳一周的时间为T,万有引力常量为 G,则可以知道（）A.火星的质量4 n 2r3=-gtB.火星的平均密度3 n火=GT2C.太阳的平均密度3 n火=GT2D.太阳的质量口太=答案：D6 .假设地球自转速度达到使赤道上的物体能“飘”起来（完全失重）.试估算一下，此时地球上的一天等于多少小时？（地球半径取6.4 x 106m g取10m

4、/s2）答案：1.4h解析：物体刚要“飘”起来时，还与地球相对静止，其周期等于地球自转周期，此时物R地体只受重力作用，物体“飘”起来时，半径为7. （2011 南宫中学高一检测）继神秘的火星之后，今年土星也成了全世界关注的焦点!经过近7年35.2亿公里在太空中风尘仆仆的穿行后，美航天局和欧航天局合作研究的“卡西尼”号上星探测器于美国东部时间6月30日（北京时间7月1日）抵达预定轨道，开始“拜访”土星及其卫星家族.这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测!R的土星上空离土星表面高h解析：设“卡西尼”号的质量为 m土星的质量为M “卡西尼”号围绕土星的中心做匀速圆周运动，其向心力由万有引

5、力提供,Mm2R+ h2 ntmR+ h）（ ）2，其中 T= n，2 2解得土星的质量：M= 4 n “貯+ hGt又 v= 3 n f3,M 3 n 得土星的平均密度p = v=XR+ h 3Gt能力提升1 . （2011 哈尔滨九中高一检测）2003年8月29日，火星、地球和太阳处于三点一线,若“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道，在半径为 的圆形轨道上绕土星飞行，环绕 n周飞行时间为t.求：土星的质量和平均密度.2 2323“宀 4 n n h 3 n n R+ h上演“火星冲日”的天象奇观.这是6万年来火星距地球最近的一次，与地球之间的距离只答案：GtGRR有5576万公里，为人类

6、研究火星提供了最佳时机如图所示为美国宇航局最新公布的“火星 冲日”的虚拟图，则有（）2 1v %二，故应选A、D.A. 2003年8月29日，火星的线速度大于地球的线速度B. 2003年8月29日，火星的线速度小于地球的线速度C. 2004年8月29日，火星又回到了该位置D. 2004年8月29日，火星还没有回到该位置答案：BD解析：火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动gMR mR可得：v=、/所以轨道半径较大的火星线速度小，B正确；火星轨道半径大，线速度小，火星运动的周期较大，所以一年后 地球回到该位置，而火星则还没有回到，D正确.2 .土星外层上有一个环，为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星

7、群，可以测量环中 各层的线速度v与该层到土星中心的距离 R之间的关系来判断（）A. 若v% R,则该层是土星的一部分B. 若v 1D. 若v2% R则该层是土星的卫星群答案：AD解析：若为土星的一部分，则它们与土星绕同一圆心做圆周运动的角速度应同土星相同, 根据v = Rw可知v% R.若为土星的卫星群，则由公式3. 2007年1月17日，我国在西昌发射了一枚反卫星导弹，成功地进行了一次反卫星武 器试验.相关图片如图所示，则下列说法正确的是（）* R,则该层是土星的卫星群1C. 若v%r则该层是土星的一部分A. 火箭发射时，由于反冲而向上运动B. 发射初期时，弹头处于超重状态，但它受到的重力越

8、来越小A.该行星的半径为vT2nC. 高温高压燃气从火箭尾部喷出时对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力大小相等D. 弹头即将击中卫星时，弹头的加速度大于卫星的加速度答案：ABC解析：火箭发射时，向下喷出高速高压燃气，得到反冲力，从而向上运动，而且燃气对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力为作用力与反作用力，大小一定相等，故A、C正确；发射初期，弹头加速度向上，处于超重状态，但随它离地高度的增大， 重力越来越小，B正确.由B. 该行星的平均密度为 GlC.该行星的质量为2v3Tg nD.该行星表面的自由落体加速度为答案：ABD解析：T v=R=vT2nMm 4n 24n 2Ri牢= M= T叫3 np

9、 = V= GTg = （2011 洛阳市高一检测）有一宇宙飞船到了某行星附近（该行星没有自转运动），以速度v绕行星表面做匀速圆周运动，测出运动的周期为T,已知引力常量为G,则下列结论正确的是（）TR=罕，所以ABD正确.5. （2010 江苏熟市高一检测）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所示，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 m：m= 3 : 2.则可知（）m2A. mi

10、、m2做圆周运动的线速度之比为B. mi、m2做圆周运动的角速度之比为C. mi做圆周运动的半径为25lD. m2做圆周运动的半径为35l答案：BCD解析：双星系统周期相同（角速度相同, 2），所受万有引力作为向心力相同，由F= miw r,miri= mar 2，代入计算可得结论.口.咼6. （2010 鹤壁中学高一检测）借助于物理学，人们可以了解到无法用仪器直接测定的物理量，使人类对自然界的认识更完善现已知太阳光经过时间t到达地球，光在真空中的传播速度为C,地球绕太阳的轨道可以近似认为是圆，地球的半径为R,地球赤道表面的重力加速度为g,地球绕太阳运转的周期为T.试由以上数据及你所知道的物理

11、知识推算太阳的质量与地球的质量 m之比Mm为多大（地球到太阳的间距远大于它们的大小）.4 n 2C3t3gT答案:解析:设地球绕太阳公转轨道为由万有引力定律得:Mm曽=咛在地球表面:mnh,G-r = m g r = ct 23丄3由(1)(2)(3)口 M 4 n Ct _可得： =-2-2m gTR7 .在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来.假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最咼点时咼度为 h,速度方向是水平的,速度大小为 Vo,求它第二次落到火星表面时速度的大小.计算时不计火星大气阻力.已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r,周期为T.火星

12、可视为半径为ro的均匀球体.答案:8 n 2hr32代 2 + V0解析：以g表示火星表面附近的重力加速度.M表示火星的质量， m表示火星的卫星的质量，m表示火星表面处某一物体的质量，由万有引力定律和牛顿第二定律，有Mm 2 n 2 牛=nT)r 设v表示着陆器第二次落到火星表面时的速度，它的竖直分量为 有 Vi2= 2g hVi,水平分量仍为Vo,V =Vi2+ Vo2 由以上各式解得点评：本题难度不大，但注重基础，体现能力立意为出发点，一方面处理平抛规律；另方面要站在牛顿定律基本力学规律的高度处理星体运行问题，提高考生对中间物理参量处 理的能力和隐含条件的挖掘能力.第6章第5节宇宙航行基础

13、夯实1 . （2011 北京日坛中学高一检测）地球人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其飞行速率B.介于7.911.2km/s之间D. 定等于 7.9km/s( )A. 大于 7.9km/sC. 小于 7.9km/s答案：C2 . （2011 哈九中高一检测）地球同步卫星在通讯、导航和气象等领域均有广泛应用，以 下对于地球同步卫星的说法正确的是（）A. 周期为24小时的地球卫星就是地球同步卫星B. 地球同步卫星的发射速度必须介于第一与第二宇宙速度之间C. 地球同步卫星的环绕速度必须介于第一与第二宇宙速度之间D. 在哈尔滨正上方通过的卫星当中可能有同步卫星答案：B3. （2010 蚌埠二中高一检测）2

14、008年9月25日至28 日,我国成功实施了 “神舟”七号 载人飞船航天飞行.在刘伯明、景海鹏的配合下，翟志刚顺利完成了中国人的第一次太空行 走.9月27日19时24分，“神舟”七号飞行到 31圈时，成功释放了伴飞小卫星，通过伴飞 小卫星可以拍摄“神舟”七号的运行情况.若在无牵连情况下伴飞小卫星与“神舟”七号保 持相对静止，下列说法中正确的是（）A. 伴飞小卫星与“神舟”七号飞船绕地球运动的角速度相同B .伴飞小卫星绕地球沿圆轨道运动的速度比第一宇宙速度大C. 霍志刚在太空行走时的加速度和地面上的重力加速度大小相等D. 霍志刚在太空行走时不受地球的万有引力作用，处于完全失重状态答案：A4. （

15、青岛模拟）据美国媒体报道，美国和俄罗斯的两颗通信卫星于2009年2月11日在西伯利亚上空相撞，这是人类有史以来的首次卫星在轨碰撞事件碰撞发生的地点位于西伯利 亚上空490英里（约790公里），比国际空间站的轨道高270英里（约434公里）.若两颗卫星的运行轨道均可视为圆轨道，下列说法正确的是（）A. 碰撞后的碎片若受到大气层的阻力作用，轨道半径将变小，则有可能与国际空间站相撞B. 在碰撞轨道上运行的卫星，其周期比国际空间站的周期小C. 美国卫星的运行周期大于俄罗斯卫星的运行周期D. 在同步轨道上，若后面的卫星一旦加速，将有可能与前面的卫星相撞答案：A5. （吉林一中高一检测）如图所示的三个人造

16、地球卫星，则下列说法正确的是（） 卫星可能的轨道为 a、b、c 卫星可能的轨道为 a、c 同步卫星可能的轨道为a、c 同步卫星可能的轨道为aA. 是对的B.是对的C.是对的D.是对的答案：B6 .我国已启动月球探测计划“嫦娥工程”，如图为设想中的“嫦娥1号”月球探测器飞行路线示意图.（1）在探测器飞离地球的过程中，地球对它的引力（选填“增大”“减小”或“不变”）.（2）结合图中信息，通过推理，可以得出的结论是（） 探测器飞离地球时速度方向指向月球 探测器经过多次轨道修正，进入预定绕月轨道 探测器绕地球的旋转方向与绕月球的旋转方向一致 探测器进入绕月轨道后，运行半径逐渐减小，直至到达预定轨道A.

17、B.C.D.答案：减小 (2)D解析： 根据万有引力定律 F= 翠 当距离增大时，引力减小；(2)由探测器的飞行路线可以看出：探测器飞离地球时指向月球的前方，当到达月球轨道 时与月球“相遇”，错误；探测器经多次轨道修正后，才进入预定绕月轨道，正确；探 测器绕地球旋转方向为逆时针方向，绕月球旋转方向为顺时针方向，错误；探测器进入绕 月轨道后，运行半径逐渐减小，直至到达预定轨道，正确.7.(上海市交大附中高一检测)2009年4月5日，朝鲜中央通讯社发表声明宣布，朝鲜当 天上午在位于舞水端里的卫星发射基地成功发射了一枚火箭，顺利将“光明星2号”试验通信卫星送入轨道国际社会对此广泛关注美国军方5日说，

18、朝鲜当天发射的“卫星”未能进入轨道，发射物各节全部坠海；韩国政府方向作类似表述；俄罗斯外交部发言人涅斯捷连 科5日表示，俄方已确认朝鲜发射卫星的事实，并呼吁有关方面在这一问题的评价上保持克 制假如该卫星绕地球运行且轨道接近圆形，卫星运行周期为 T,试求卫星距离地面的高度.(已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g)1答案：h= (gRT/4 n 2)3-R解析：对地球上的物体 m, mg= Gnm/Ff对卫星 m, GnM( R+ h) 2= 4 n 2m( R+ h)/ T解之得：h= (gRT/4 n 2)1 R能力提升1 .关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的说法，正确的是()

19、A. 若其质量加倍，则轨道半径也要加倍B. 它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播C. 它以第一宇宙速度运行D. 它运行的角速度与地球自转角速度相同答案：D2解析：从GM nV得r = G2Mk道半径与卫星质量无关.同步卫星的轨道平面必须与赤道平r r v面重合，即在赤道上空运行，不能在北京上空运行，第一宇宙速度是卫星在最低圆道上运行 的速度，而同步卫星是在高轨道上运行，其运行速度小于第一宇宙速度所谓“同步”就是 卫星保持与地面赤道上某一点相对静止，所以同步卫星的角速度与地球自转角速度相同.2.2001年3月23日“和平”号空间站完成了它的历史使命，坠落在浩瀚的南太平洋.“和平”号空间站是2

20、0世纪质量最大，寿命最长，载人最多，技术最先进的航天器，它在空间运 行长达15年，下面有关“和平”号空间站坠落过程的说明正确的是（）A. “和平”号空间站进入较稠密大气层时，将与空气摩擦，空气阻力大大增加B. “和平”号空间站在整个坠落过程中的运动轨迹是直线C. “和平”号空间站在整个坠落过程中的运动轨迹是曲线D. “和平”号空间站在进入大气层前，高度降低，速度变大答案：ACD解析：由F引=F向得v =则则高度降低，运动轨道半径减小，速度变大，进入大气层，空间站所受空气阻力大大增加，将沿着曲线坠落，不可能沿直线行进.3. （2011 哈尔滨九中高一检测 ）我国发射的“嫦娥一号”卫星绕月球经过一

21、年多的运 行，完成了既定任务，于 2009年3月1日16时13分成功撞月.如图为“嫦娥一号”卫星撞 月的模拟图，卫星在控制点1开始进入撞月轨道.假设卫星绕月球作圆周运动的轨道半径为R周期为T,引力常量为 G根据题中信息，以下说法正确的是（）1?A. 可以求出月球的质量B. 可以求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力C. “嫦娥一号”在地面的发射速度大于11.2km/sD由v = ，I（RM可得要想让R变小撞月，“嫦娥一号”卫星应在控制点1处加速答案：A4. （安徽潜山中学高一检测）2006年2月10日，如图所示的图形最终被确定为中国月球探 测工程形象标志，它以中国书法的笔触，抽象地勾勒出一轮明月，一双脚印踏在其上，象征 着月球探测的终极梦想，一位敢于思考的同学，为探月宇航员设计了测量一颗卫星绕某星球 表面做圆周运动的最小周期的方法：在某星球表面以初速度V0竖直上抛一个物体，若物体只受该星球引力作用，忽略其他力的影响，物体上升的最大高度为h,已知该星球的直径为 d,如果在这个星球上发射一颗绕它运行的卫星，其做圆周运动的最小周期为()中啊探HCLEP答案：B9.2,V0解析：V0 = 2gh,g = 2h，又mg24 n=mTd 2，2 n t T=dhV0 *5 随着科学技术的发展，人类已经实现