万有引力单元测试卷

1、 高一物理单元测试卷 万有引力与航天1.关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是( )A地球表面的大气层是因为万有引力约束而存在于地球表面附近B只有能看作质点的两物体间的引力才能用F计算C由F知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大D万有引力常数的大小首先是由卡文迪许测出来的，且等于6.671011 Nm2/kg22.牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律。在创建万有引力定律的过程中, 牛顿( )A.接受胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想 B.根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即Fm的结

2、论C.根据Fm和牛顿第三定律，分析了地月间的引力关系，进而得出 Fm1m2 阿 D.根据大量实验数据得出了比例系数G的大小3.宇宙飞船在绕地球的圆轨道上运行时，宇航员释放一探测仪器，该仪器离开飞船后的运动情况为( )A继续和飞船一起沿轨道运行 B做平抛运动落向地球C由于惯性沿轨道切线方向飞出做匀速直线运动而远离地球D做自由落体运动而落向地球4.同步卫星离地球球心的距离为r，运行速率为v1，加速度大小为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R。则( )A.a1:a2=r:RB. a1:a2=R2:r2C.v1:v2=R2:r2 D.5.近地卫星线速

3、度为7.9km/s，已知月球质量是地球质量的1/81，地球半径是月球半径的3.8倍，则在月球上发射“近月卫星”的环绕速度约为（ ）A.1.0 km/s B.1.7 km/s C.2.0 km/s D.1.5 km/s6.2013年6月20日，中国首次太空授课活动成功举行，“神舟十号”航天员在“天宫一号”空间站上展示了失重环境下的物理现象。“空间站”是科学家进行天文探测和科学实验的特殊而又重要的场所。假设某“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上匀速率运行，其离地高度约为地球半径的(同步卫星离地高度约为地球半径的5.6倍)，且运行方向与地球自转方向一致，则( )A. “神舟十号”飞船要与“天宫一

4、号”对接，必须在高轨道上减速B. “天宫一号”运行的速度大于地球的第一宇宙速度C. 站在地球赤道上的人观察到该“空间站”向东运动D. 在“空间站”工作的宇航员因受到平衡力而在其中悬浮7.北京航天飞行控制中心对“嫦娥二号”卫星实施多次变轨控制并获得成功。首次变轨是在卫星运行到远地点时实施的，紧随其后进行的3次变轨均在近地点实施。“嫦娥二号”卫星的首次变轨之所以选择在远地点实施，是为了抬高卫星近地点的轨道高度。同样的道理，要抬高远地点的高度就需要在近地点实施变轨。图2为“嫦娥二号”某次在近地点A由轨道1变轨为轨道2的示意图，下列说法中正确的是( ) A“嫦娥二号”在轨道1的A点处应点火加速B“嫦娥

5、二号”在轨道1的A点处的速度比在轨道2的A点处的速度大 C“嫦娥二号”在轨道1的A点处的加速度比在轨道2的A点处的加速度大D“嫦娥二号”在轨道1的B点处引力大于重力，所以做向心运动8.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体.一矿井深度为d.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零.矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为 ( )A. B. C. D. 9.太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像。图中坐标系的横轴是lg(T/T0),纵轴是lg(R/R0);这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径,T0和R0分别是水星绕

6、太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。下列4幅图中正确的是( )10.某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过N 年，该行星会运行到日地连线的延长线上， 如图7所示。 该行星与地球的公转半径之比为 ( ) 二、填空题11在地球表面上受到地球对它的引力大小为960N，为使此物体受到的引力减至60N，物体距地面的高度应为_。（为地球的半径）12.颗人造地球卫星，它们的质量之比，它们的轨道半径之比，那么它们所受的向心力之比_ ;它们的角速度之比_ _.13.物体在一星球表面时受到的吸引力为在地球表面所受吸引力的倍，该星球半径是地球半径的倍。若该星球和地球的质量分布都是均匀的，则该星球的密度是地球密度

7、的_ _倍。14.在地球某处海平面上测得物体自由下落高度所需的时间为，到某高山顶测得物体自由落体下落相同高度所需时间增加了，已知地球半径为，则山的高度是h为_.三、计算题15.我国已成功发射了探月卫星“嫦娥二号”，未来我国航天员可登月。若航天员在月球表面附近某处以初速度v0水平抛出一小物块，测得小物块下落高度为h时，水平距离为s。(1)求月球表面的重力加速度g。(2)设月球半径为R，求月球的第一宇宙速度v1。16.防科技工业局在2012年7月30日宣布，“嫦娥三号”将于2013年下半年择机发射。我国已成功发射了“嫦娥二号”探月卫星，已知该卫星在环月圆轨道绕行圈所用的时间为 ，月球半径为 ，月球

8、表面的重力加速度为.（1）请推导出“嫦娥二号”卫星离月球表面高度的表达式；（2）地球和月球的半径之比为、表面重力加速度之比为，试求地球和月球的密度之比.17.如图所示，A是地球的同步卫星另一卫星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，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心(1)求卫星B的运行周期 (2)如果卫星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在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？18如图所示，“嫦娥一号”先进入绕月飞行的椭圆轨道，然后再椭圆轨道近月点变轨进入绕月飞行圆轨道；已知“嫦娥一号”绕月飞行的

9、椭圆轨道远月点距月球表面高度为；又已知“嫦娥一号”绕月圆轨道飞行时，距月球表面的高度为，飞行周期为，月球的半径为，万有引力常量为；再后，假设宇航長在飞船上，操控飞船在月球表面附近竖直平面内俯冲，在最低点附近作半径为的圆周运动，宇航员质量是，飞船经过最低点时的速度是求： （1）月球的质量是多大？（2）“嫦娥一号”经绕月飞行的椭圆轨道远月点时的加速度多大？“嫦娥一号”经绕月飞行的椭圆轨道近月点时欲变轨进入如图圆轨道，应该向前还是向后喷气？（3）操控飞船在月球表面附近竖直平面内俯冲经过最低点时，座位对宇航员的作用力是多大？ 一、 选择题12345678910ABCDCDDABCDCBC1112131

10、4151617181920AABCDBCBACDADAB二、 计算题 21. 22. 23. 答案(1)(2)解析(1)设小物块做平抛运动的时间为t，由运动学公式有sv0t hgt2 解得g(2)设小物块的质量为m，根据牛顿第二定律和万有引力定律有mgG Gm 解得v1。24. 解析：设抛出点的高度为h，第一次平抛的水平射程为x，当初速度变为原来2倍时，水平射程为2x，如图所示。由几何关系可知：L2h2x2 (L)2h2(2x)2 联立，得：hL设该星球表面的重力加速度为g ，则竖直方向hgt2 又因为mg由联立，得M25解析：(1)第一种形式下，由万有引力定律和牛顿第二定律得GGm， 解得v

11、 ，故周期T4R .(2)第二种形式下，设星体之间的距离为L，由万有引力定律和牛顿第二定律得 2Gcos 30m2而角速度， 解得L .答案(1) 4R (2) 26.27. 【解析】(1)由万有引力定律得Gm(Rh)GmR 由、得Rh1.7106m gR1.6m/s2(2)上升最高的尘埃做竖直上抛运动，因此由Hgt得t2t下22.2102s28. 解析万有引力定律只适用于两个质点间的作用，只有对均匀球体才可将其看做是质量全部集中在球心的一个质点，至于本题中不规则的阴影区，是不能当做一个质点来处理的，故可用挖补法。将挖去的球补上，则完整的大球对球外质点P的引力F1G. 半径为的小球的质量M()3()3M， 补上的小球对质点P的引力F2G. 因而挖去小球后的阴影部分对质点P的引力FF1F2.2