高中物理人教版第六章万有引力与航天单元测试 人造卫星与天体运动

专题二：人造卫星与天体运动（45分钟完成）目的要求：1．应用万有引力定律结合匀速圆周运动的知识解决天体运动的问题；2．掌握人造卫星的特点，掌握同步卫星的有关计算。1．当一个做匀速圆周运动的人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍时，则 （） A．卫星的角速度减小到原来的倍 B．卫星所需向心力减小到原来的倍 C．卫星的线速度减小到原来的倍 D．卫星的周期增加到原来的2倍2．地球半径为R，地面重力加速度为g，地球自转周期为T，地球同步卫星离地面的高度为h，则地球同步卫星的线速度大小为 （） A． B． C． D．3．某球状行星的质量分布均匀，密度为ρ，若在其赤道上随行星一起转动的物体对行星表面的压力恰好为零，则该行星自转周期为（万有引力常量为G） （） A． B． C． D．4． 中子星是恒星世界的“侏儒”，直径一般在2040km，但密度大得惊人，若某中子星半径为10km，密度为×1017kg/m3，那么该中子星表面上的卫星环绕速度应为 （ A．约7.9kmB．约16.7km C．约×104 D．约×1045．关于“神舟”六号宇宙飞船及期中物体的超重、失重问题，下列说法中正确的是（） A．在发射过程中向上加速时产生超重 B．在降落过程中向下减速时产生失重 C．进入轨道做匀速圆周运动时产生失重 D．失重是由于地球对飞船内物体的吸引力减小而引起的6．在环绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船里，能完成下列哪些实验 （） A．可用弹簧秤称物体的重 B．可用天平测量物体的质量 C．可用托里拆利管测舱内的气压 D．可用测力计测力7．要使人造卫星绕地球运行，它地面附近的发射速度必须等于或大于________km/s，并且小于_________km/s；要使卫星脱离地球引力不再绕地球运行，成为人造行星，必须使它的发射速度等于或大于________km/s；要使它飞到太阳系以外的地方去，发射速度必须等于或大于________km/s。8．质量为60kg的宇航员，他在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上绕地球运行时，他所受地球的吸引力是________N，这时他对卫星中的座椅的压力是________（地面重力加速度g0=9.8m/s29．已知地球绕太阳公转的轨道半径为R，太阳半径为r，地球绕太阳运行周期为T，则在太阳表面的自由落体加速度为___________。10．某物体在地球表面上受到地球对它的引力为800N，为使此物体受到的引力减至50N，物体距地面的高度为（已知地球半径为R）。11．某一中子星的自转周期T＝s，为使其赤道上的物质不脱离它的表面，它的密度至少是________kg/m3。(G取×10－11N·m2/kg2，球的体积V=，R为球得半径）12．某一星球半径与地球半径之比为1∶2，质量之比为1∶10，假如某人在星球和地球上跳高，则这人在星球上和地球上竖直跳起的最大高度之比是多少?13．吴健雄是著名的美籍华裔物理学家，以她的名字命名的小行星（吴健雄星）半径约为R＝16km，该行星的密度与地球相近，若在此小行星上发射一颗卫星环绕其表面运行，试估算该卫星的环绕速度（已知地球半径R0＝6400km，地球表面的重力加速度g取10m/s2）。ABC14．假设宇宙间有三个质量均为m的天体，其天体中心位于边长为L的等边三角形的三个顶点A、B、ABC参考答案1．【答案】C【点拨】根据万有引力提供向心力，有：；当轨道半径增大到原来的2倍时，。万有引力减小为原来的，即向心力变为原来的；v1=v，ω1=ω，T1=T，C正确。2．【答案】AC【点拨】对地面物体有：；对同步卫星有：，得到，A正确；又，C正确。3．【答案】C【点拨】物体对行星表面的压力恰好为零，此时万有引力充当向心力，有，即；因为，即，联立解得：，C正确。4．【答案】D【点拨】对绕中子星表面的卫星有：，又，联立解得：。所以卫星的线速度为，代人数值得v＝×104km/s。D正确。5．【答案】AC【点拨】在发射时向上加速和降落时向下减速时均有向上的加速度，产生超重，A正确，B错误；飞船在轨道上做匀速圆周运动时，地球对飞船（或飞船内的物）的万有引力提供向心力，处于完全失重状态，C正确；失重是物体对支持物或悬挂物的作用力小球地球对物体的引力，并不是地球对物体的作用力减小而引起的，D错误。6．【答案】D【点拨】在轨道上运行的宇宙飞船里，物体处于完全失重状态，无法完成与重力有关的实验，A、B、C错误；在宇宙飞船里可以用测力计测拉力等，D正确。7．【答案】；；；【点拨】（略）8．【答案】147；0【点拨】离地面高度为h处的重力加速度为gh＝＝，即所受重力为地球表面重力的，即147N；由于所受重力提供他作圆周运动的向心力，处于完全失重状态，所以对座位的压力为零。9．【答案】【点拨】地球绕太阳公转，万有引力提供向心力，有，设想物体在太阳表面，有重力等于万有引力，则，联立得：。10．【答案】15R【点拨】在地球表面有，在距地面高h处，有，联立得：，解得h＝15R。11．【答案】×1014kg【点拨】若赤道表面物质刚好不脱离，则万有引力完全充当向心力，有：，整理得；密度，代人数值即可。12．【答案】5∶2【解析】设人的质量为m，在地球上时：在星球上时：两式联立得：人在星球和地球上跳高时起跳的初速度相同，起跳后做竖直上抛运动，根据竖直上抛运动有，在地球上跳起的最大高度为：在星球上跳起的最大高度为：所以有：13．【答案】20m/s【解析】对环绕地球或星球表面的卫星有：①由①式得：对地球表面的物体有：②联立①②式得地球