32万有引力定律的应用2

xxxXXXXX学校XXXX年学年度第二学期第二次月考XXX年级xx班级姓名：_______________班级：_______________考号：_______________题号一、选择题二、计算题三、综合题总分得分一、选择题（每空？分，共？分）1、我国在近两年将发射10颗左右的导航卫星，预计在2015年建成由30多颗卫星组成的“北斗二号”卫星导航定位系统，此系统由中轨道、高轨道和同步轨道卫星等组成。现在正在服役的“北斗一号”卫星定位系统的三颗卫星都定位在距地面36000km的地球同步轨道上。而美国的全球卫星定位系统（简称GPS）由24颗卫星组成，这些卫星距地面的高度均为20000km.则下列说法中正确的是A.“北斗一号”系统中的三颗卫星的质量必须相等B.GPS的卫星比“北斗一号”的卫星周期短C.“北斗二号”中的每颗卫星一定比“北斗一号”中的每颗卫星的加速度大D.“北斗二号”中的中轨道卫星的线速度小于高轨道卫星的线速度2、如图所示，绳系卫星系在航天器上方，航天飞机进行适当调控后关闭发动机，它们一起在赤道上空绕地球作匀速圆周运动(绳长不可忽略)。下列说法正确的是A．长绳中一定没有弹力B．卫星只能在航天飞机的正上方C．绳系卫星的加速度比航天器的大D．若连接它们的长绳突然断了，卫星将做离心运动3、如图所示，、、是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，已知，下列说法不正确的是（）A．线速度大小的关系是评卷人得分B．周期关系是C．向心加速度大小的关系是D．向心力大小的关系是4、北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能．“北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置(如图所示)．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．则以下判断中错误的是A．这两颗卫星的加速度大小相等，均为B．卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为C．若卫星1减速或卫星2加速，卫星1将与卫星2相撞D．卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做功为零5、近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2，设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小速度大小分别为g1、g2，则A.B.C.D.6、“神舟七号”绕地球做匀速圆周运动的过程中，下列事件不可能发生的是（）A．航天员在轨道舱内能利用弹簧拉力器进行体能锻炼B．悬浮在轨道舱内的水呈现圆球状C．航天员出舱后，手中举起的五星红旗迎风飘扬D．从飞船舱外自由释放的伴飞小卫星与飞船的线速度相等7、“嫦娥一号”月球卫星于2007年10月24日18时05分在中国西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭发射成功。卫星将在地球轨道近地点上经历三次加速变轨后由地月转移轨道进入月球轨道。在月球轨道近月点上经历三次近月制动，进入127分钟工作轨道，如图所示。下列有关“嫦娥一m号”月球卫星的论述正确的是()A．卫星在地球轨道上变轨后运行周期变大B．卫星在月球轨道上变轨后运行周期变大C．卫星在地球轨道上变轨后机械能增大D．卫星在月球轨道上变轨后机械能增大8、发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送人同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是（）A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D．卫星从轨道1变轨进入轨道3其势能的增加量大于动能减小量9、设宇航员测出自己绕地球做圆周运动的周期为T，离地高度为H，地球半径为R，则根据T、H、R和引力常量G，能计算出的物理量是A．地球的质量B．地球的平均密度C．飞船所需的向心力D．飞船线速度的大小10、“空间站”是科学家们进行天文探测和科学试验的特殊而又重要的场所。假设目前某“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，其离地高度为同步卫星离地高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致。下列关于该“空间站”的说法正确的有：Ａ．在“空间站”工作的宇航员因受到平衡力而在其中悬浮或静止Ｂ．运行的速度等于同步卫星运行速度的倍Ｃ．站在地球赤道上的人观察到它向东运动Ｄ．运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度11、2009年10月1日建国60周年的国庆阅兵场上，呈现在世人面前的导弹装备全部为首次亮相的新型号主战武器，有5种新型号导弹，共计108枚．与此前两次国庆阅兵展示相比，身材小了，威力强了，精度高了．其中新型中远程地地导弹，打击效能多样，已成为信息化条件下局部战争的“拳头”．如图所示，从地面上A点发射一枚中远程地地导弹，在引力作用下沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B，C为轨道的远地点，距地面高度为h.已知地球半径为R，地球质量为m地，引力常量为G，不计空气阻力．下列结论中正确的是A．导弹在运动过程中只受重力作用，做匀变速曲线运动B．导弹在C点的加速度等于C．地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点D．导弹离开A点时的速度大于第一宇宙速度12、宇航员站在星球表面上某高处，沿水平方向抛出一小球，经过时间t小球落回星球表面，测得抛出点和落地点之间的距离为L.若抛出时的速度增大为原来的2倍，则抛出点到落地点之间的距离为.已知两落地点在同一水平面上，该星球半径为R，求该星球的质量是（）A．B．C．D．13、已知引力常量G、月球中心到地球中心的距离R和月球绕地球运行的周期T，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有A.月球的质量B.地球的质量C.地球的半径D.月球绕地球运行速度的大小14、关于“亚洲一号”地球同步卫星，下说法正确的是A．已知该卫星的质量为1.24t，若它的质量增加到2.48t，则其同步轨道半径将变为原来的。B．它的运行速度一定小于7.9km/s。C．它可以经过北京的正上空，所以我国可以利用他进行电视转播。D．它距离地面的高度约为地球半径的5.6倍，所以它的向心加速度约为其下方地面上的物体重力加速度的。二、计算题（每空？分，共？分）评卷人得分15、2010年10月1日，我国第二颗探月卫星“嫦娥二号”成功发射，成为绕月极地卫星。利用该卫星可对月球进行成像探测。设卫星绕月极地轨道的周期为TN，绕行半径为R；月球绕地球公转的周期为Tg，绕行半径为R0；地球半径为RE，月球半径为RN，光速为c。（1）如图14所示，当绕月极地轨道的平面与月球绕地球公转的轨道平面垂直时（即与地心到月心的连线垂直时），求“嫦娥二号”向地面发送照片所需要的时间；（2）忽略地球引力、太阳引力对绕月卫星的影响，求月球与地球的质量之比；（3）忽略地球、月球自转影响，求月球与地球表面重力加速度之比。16、我国通信卫星的研制始于70年代331卫星通信工程的实施，到1984年4月，我国第一颗同步通信卫星发射成功并投入使用，标志着我国通信卫星从研制转入实用阶段．现正在逐步建立同步卫星与“伽利略计划”等中低轨道卫星等构成的卫星通信系统．（1）若已知地球的平均半径为R0，自转周期为T0，地表的重力加速度为g，试求同步卫星的轨道半径R；（2）有一颗与上述同步卫星在同一轨道平面的低轨道卫星，自西向东绕地球运行，其运行半径为同步轨道半径R的四分之一，试求该卫星的周期T是多少？（计算结果只能用题中已知物理量的字母表示）17、据中国月球探测计划的有关负责人披露,未来几年如果顺利实现把宇航员送入太空的目标，中国可望在2010年以前完成首次月球探测.一位勤于思考的同学为探月宇航员设计了如下实验:在距月球表面高h处以初速度v0水平抛出一个物体,然后测量该平抛物体的水平位移为x，通过查阅资料知道月球的半径为R,引力常量为G，若物体只受月球引力的作用,请你求出：(1)月球表面的重力加速度;(2)月球的质量;(3)环绕月球表面运动的宇宙飞船的速率是多少?18、已知地球半径为R，一个静止在赤道上空的热气球(不计气球离地高度)绕地心运动的角速度为，一颗人造地球卫星的圆形轨道距地面高度为，地球质量、热气球质量和人造地球卫星和质量分别用、和表示，、、及引力常量为未知量，根据上述条件，有位同学列出经下一两个式子：对热气球有，对人造地球卫星有。该同学利用上面两个式子解出了人造地球卫星绕地球运行的角速度。你认为这个同学的解法是否正确？若认为正确，请算出结果，若认为不正确，请说明理由，并补充一个条件后，再求出(要求分三次补充不同的条件求解)。19、天宫一号于2011年9月29日成功发射，它将和随后发射的神州飞船在空间完成交会对接，实现中国载人航天工程的一个新的跨越。天宫一号进入运行轨道后，其运行周期为T，距地面的高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G。若将天宫一号的运行轨道看做圆轨道，求：（1）地球质量M；（2）地球的平均密度。20、某星球质量是地球质量的五分之一，该星球的半径是地球半径的两倍.在该星球表面以16m/s的速度竖直上抛一质量为60kg的物体.求物体上升的最大高度是多少?（g=10m/s2）21、我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成，这极大地提高了同学们对月球的关注程度。以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答：(1).若已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，月球绕地球运动的周期为，且把月球绕地球的运动近似看作是匀速圆周运动.试求出月球绕地球运动的轨道半径.(2).若某位宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面以速度竖直抛出一个小球，小球从抛出到落回到月球表面的时间为t.已知月球半径为，万有引力常量为.试求出月球的质量.22、从地球上发射的两颗人造地球卫星A和B，绕地球做匀速圆周运动的半径之比为，求它们的线速度大小之比。下面是某同学的一种解法，请判断其解法是否正确，若是正确的，请你做出评价；若是错误的，请分析其出错的原因并给出正确的解答。解：卫星绕地球做匀速圆周运动所需的向心力设A、B两颗卫星的质量分别为、，则①②由①、②得23、一颗人造卫星的质量为m，离地面的高度为h，卫星做匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，求：（1）卫星受到的向心力的大小（2）卫星的速率（3）卫星环绕地球运行的周期24、计划发射一颗距离地面高度为地球半径R0的圆形轨道地球卫星,卫星轨道平面与赤道平面重合，已知地球表面重力加速度为g,（1）求出卫星绕地心运动周期T（2）设地球自转周期T0,该卫星绕地旋转方向与地球自转方向相同，则在赤道上某一点的人能连续看到该卫星的时间是多少？25、某个星球，质量是地球质量的4倍，半径是地球半径的4倍。今在其表面高20m处以10m/s初速度水平抛出一个小球（已知地球表面的重力加速度大小为10m/s2）求：（1）该星球表面的重力加速度大小？（2）抛出点与落地点之间的距离？26、（1）“嫦娥一号”正在探测月球，若把月球和地球都视为质量均匀的球体，已知月球和地球的半径之比r1／r2＝1／3．6，月球表面和地球表面的重力加速度之比g1／g2＝1／6，根据以上数据及生活常识，试估算：分别绕月球和地球运行的的同步卫星的轨道半径之比R1：R2（结果可以保留根号）（2）若取月球半径r1＝1．7×103km，，月球表面处重力加速度g1＝1．6m/s2，设想今后开发月球的需要而设法使月球表面覆盖一层一定厚度的大气层，使月球表面附近的大气压也等于p0＝1．0×105Pa，且大气层厚度比月球半径小得多，试估算应给月球表面添加的大气层的总质量M。（保留两位有效数字）27、某宇航员在飞船发射前测得自身连同宇航服等随身装备共重840N,在火箭发射阶段,发现当飞船随火箭以a=g/2的加速度匀加速竖直上升到某位置时(其中g为地球表面处的重力加速度),其身下体重测试仪的示数为1220N.设地球半径R=6400km,地球表面重力加速度g=10m/s2(求解过程中可能用到=1.03，1.02).问:(1)该位置处的重力加速度g′是地面