高一级物理万有引力定律同步测试5

学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网高一物理万有引力定律同步测试（一）YCY一、选择题（每题3分，共36分）1．关于开普勒行星运动的公式23TR＝k，以下理解正确的是（）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R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的长半轴为R月，周期为T月，则2323月月地地TRTR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2．关于开普勒第三定律的公式23TR=k，下列说法中正确的是（）A．公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运行的行星B．公式适用于所有围绕星球运行的行星（或卫星）C．式中的k值，对所有行星（或卫星）都相等D．式中的k值，对围绕不同星球运行的行星（或卫星）都相同3．从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运行，两行星的轨道均为椭圆，观察测量到它们的运行周期之比为8∶1，则它们椭圆轨道的半长轴之比为（）A．2∶1B．4∶1C．8∶1D．1∶44．某星球质量为地球质量的9倍，半径为地球半径的一半，在该星球表面从某一高度以10m/s的初速度竖直向上抛出一物体，从抛出到落回原地需要的时间为（g地=10m/s2）（）A．1sB．91sC．181sD．361s5．如图1所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则（）A．b所需向心力最小B．b、c周期相等，且大于a的周期C．b、c的向心加速度相等，且大于a的向心加速度D．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度6．两个行星各有一个卫星绕其表面运行，已知两个卫星的周期之比为1∶2，两行星半径之比为2∶1，则（）A．两行星密度之比为4∶1B．两行星质量之比为16∶1C．两行星表面处重力加速度之比为8∶1D．两卫星的速率之比为4∶17．卫星在到达预定的圆周轨道之前，最后一节运载火箭仍和卫星连接在一起，卫星先在大气层外某一轨道a上绕地球做匀速圆周运动，然后启动脱离装置，使卫星加速并实现星箭脱离，最后卫星到达预定轨道．星箭脱离后（）A．预定轨道比某一轨道a离地面更高，卫星速度比脱离前大B．预定轨道比某一轨道a离地面更低，卫星的运动周期变小图1学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网．预定轨道比某一轨道a离地面更高，卫星的向心加速度变小D．卫星和火箭仍在同一轨道上运动，卫星的速度比火箭大8．一宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，飞船原来的线速度是v1，周期是T1，假设在某时刻它向后喷气做加速运动后，进入新轨道做匀速圆周运动，运动的线速度是v2，周期是T2，则（）A．v1＞v2，T1＞T2B．v1＞v2，T1＜T2C．v1＜v2，T1＞T2D．v1＜v2，T1＜T29．在人造卫星上可成功完成的实验是（）A．单摆测重力加速度B．用密度计测液体的密度C．用天平称物体的质量D．用弹簧秤测量拉力10．已知万有引力常量G，某行星的半径和绕该星表面运行的卫星的周期，可以求得下面哪些量？（）A．该行星的质量B．该行星表面的重力加速度C．该行星的同步卫星离其表面的高度D．该行星的第一宇宙速度11．“连续物”是指和天体紧紧连接在一起的物体，“小卫星群”是指环绕天体运动的许多小星体的总称.据观测，在土星的外层有一个环，为了判断此环是土星的连续物还是土星的小卫星群，可测出环中各层的线速度v和该层到土星中心的距离R，进而得出v和R的关系，下列说法中正确的是（）A．若v和R成正比，则此环是连续物B．若v和R成正比，则此环是小卫星群C．若v2和R成反比，则此环是小卫星群D．若v2和R成反比，则此环是连续物12．一航天探测器完成对月球的探测任务后，在离开月球的过程中，由静止开始沿着与月球表面成一斜角的直线飞行，先加速运动，再匀速运动，探测器通过喷气而获得推动力，以下关于喷气方向的描述中正确的是（）A．探测器加速运动时，沿直线向后喷气B．探测器加速运动时，竖直向下喷气C．探测器匀速运动时，竖直向下喷气D．探测器匀速运动时，不需要喷气二、填空题（每题5分，共25分）13．地球绕太阳运行的半长轴为1.5×1011m，周期为365d；月球绕地球运行的轨道半长轴为3.82×108m，周期为27.3d。则对于绕太阳运行的行星，23TR的值为______m3／s2；对于绕地球运行的物体，则23TR＝________m3/s2.14．两颗行星的质量分别为m1、m2，它们绕太阳运转轨道的半长轴分别为R1、R2，如果m1＝2m2，R1＝4R2，那么，它们的运行周期之比T1∶T2＝________.15．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，地核的平均密度为______kg/m3。(结果保留两位有效数字，R地=6.4×106m，G=6.67×10-11N·m2/kg2)16．地球和月球中心的距离大约是4×108m，估算地球的质量为kg（G=6.67×10-11N·m2/kg2，结果保留一位有效数字）。17．已知地球的半径为6.4×106m，又知月球绕地球的运动可看作匀速圆周运动，其周期为30天，则可估算出月球到地心的距离约为（g=10m/s2，结果保留一位有效数字）。三、计算题（共39分）学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网．（9分）如图2所示，离质量为M、半径为R、密度均匀的球体表面R远处有一质量为m的质点，此时M对m的万有引力为F1，当从M中挖去一半径为r＝21R的球体时，剩下部分对m的万有引力为F2.则F1∶F2＝?19．（10分）地球可视为球体，其自转周期为T，在它的两极处，用弹簧秤测得某物体重为P，在它的赤道上，用弹簧秤测得同一物体重为0.9P，地球的平均密度是多少?20．（10分）宇航员在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一小球.经过时间t，小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L.若抛出时初速度增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为3L.已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常数为G.求该星球的质量M.21．（10分）2000年1月26日我国发射了一颗同步卫星，其定点位置与东经98°的经线在同一平面内.若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经98°和北纬α=40°，已知地球半径R、地球自转周期T、地球表面重力加速度g（视为常量）和光速c.试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间（要求用题给的已知量的符号表示）.图2学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网高一物理同步测试（1）——万有引力定律（一）参考答案题号123456789101112答案ADBBCABDACDCBDABDACC13．3.4×1018；9.8×101214．8∶115．1.2×10416．6×102417．4×108m18．质点与大球球心相距2R，其万有引力为F1，则F1＝G2241)2(RMmGRMm大球质量M＝ρ×34πR3，小球质量M′＝ρ×34π（2R）3即M′＝81ρ×34πR3＝8M小球球心与质点间相距23R，小球与质点间的万有引力为F1′＝G22181)23(RMmGRmM，则剩余部分对质点m的万有引力为F2＝F1－F1′＝2218141RMmGRMmG＝2367RMmG故7921FF19．设被测物体的质量为m，地球的质量为M，半径为R；在两极处时物体的重力等于地球对物体的万有引力，即P＝G2RMm①在赤道上，地球对物体的万有引力和弹簧秤对物体的拉力的合力提供向心力，根据牛顿第二定律有2RMmG－0.9P＝mR224T②由以上两式解得M＝232)9.0(4TPPGPR地球的体积为V＝34πR3得地球的平均密度为ρ＝2230)9.0(3GTGTPPPVM20．如图3所示，设抛出点的高度为h,第一次平抛的水平射程为x,则有x2+h2=L2(1)由平抛运动规律得知，当初速度增大到2倍时，其水平射程也增大到2x,可得（2x）2+h2=(3L)2(2)设该星球上的重力加速度为g，由平抛运动的规律得：h=21gt2(3)由万有引力定律与牛顿第二定律得：mg=G2RMm(4)学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网学而思教育·学习改变命运思考成就未来！高考网联立（1）、（2）、（3）、（4）式解得M=22332GtLR.21．设m为卫星质量，M为地球质量，r为卫星到地球中心的距离，ω为卫星绕地心转动的角速度，由万有引力定律和牛顿定律有，G2rmM=mrω2式中G为万有引力恒量，因同步卫星绕地心转动的角速度ω与地球自转的角速度相等，有ω=T2因G2RMm=mg得GM=gR2，r=31222)4(gTR设嘉峪关到同步卫星的距离为L，如图4所示，由余弦定理得，L=cos222rRRr所需时间为，t=cL（式中c为光速）由以上各式得t=cgTRRRgTRcos)4(2)4(31222232222图4