万有引力与航天单元测试卷

第1页，共7页高一本部物理复习卷：万有引力与航天一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的速率大，则太阳是位于（）A.F2B.AC.F1D.B2.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象．图中坐标系的横轴是lg（），纵轴是lg（）；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，TO和R0分别是水星绕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（）A.B.C.D.3.假设月球均匀带负电，在探月过程中发现有一电子粉尘悬浮在距月球表面100km的地方不动。如果将同样的电子粉尘带到距月球表面500km的地方，相对月球无初速释放，则此电子粉尘A.向月球下落B.仍在原处悬浮C.向太空运动D.无法判断4.“北斗”系统中两颗工作卫星1和2在同一轨道上绕地心O沿顺时针方向做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻它们分别位于轨道上的A，B两位置，如图所示，已知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，以下判断正确的是（）A.这两颗卫星的向心加速度大小为B.这两颗卫星的角速度大小为C.卫星1由位置A运动至位置B所需时间为D.如果使卫星1加速，它就一定能追上卫星25.两个可视为质点物体相距为R时，其相互作用的万有引力大小为F。若将两个物体间的距离增大为2R，其相互作用的万有引力大小变为()A.4FB.2FC.F/2D.F/46.如图所示，有M和N两颗质量相等的人造地球卫星，都绕地球做匀速圆周运动。两颗卫星相比较（）第2页，共7页A.N受到的万有引力较大B.M的角速度较大C.N的周期较大D.M的线速度较大7.“三号卫星”的工作轨道为地球同步轨道，离地高度为h，设地球半径为R，则关于地球赤道上静止的物体、地球近地环绕卫星和“三号卫星”的有关物理量下列说法中正确的是A.赤道上物体与“三号卫星”的线速度之比为＝B.近地卫星与“三号卫星”的角速度之比为＝()2C.近地卫星与“三号卫星”的周期之比为＝D.赤道上物体与“三号卫星”的向心加速度之比为＝()28.设地球表面重力加速度为g0，物体在距地心4R（R是地球半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则g／g0为（）A.1B.C.D.9.2015年7月14日，“新视野号”探测器飞掠冥王星，成为人类首颗造访冥王星的探测器.在探测器飞赴冥王星的过程中，随着它与冥王星间距离的减小，冥王星对它的万有引力()A.变小B.变大C.先变小后变大D.先变大后变小10.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道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，以下说法正确的是（）A.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B.在轨道2上经过P点时的加速度小于它在轨道3上经过P点时的加速度C.在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率D.在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度二、多选题（本大题共5小题，共25.0分）11.人造地球卫星可在高度不同的轨道上运转，已知地球质量为M、半径为R、表面重力加速度为g，万有引力常量为G，则下述关于人造地球卫星的判断正确的是（）A.各国发射的所有人造地球卫星的运行速度都不超过B.各国发射的所有人造地球卫星的运行周期都应小于C.地球同步卫星一定在赤道上方一定高度处D.地球同步卫星可相对地面静止在北京的正上空第3页，共7页12.如图所示，a、b两个飞船在同一平面内，在不同轨道绕某行星顺时针做匀速圆周运动。若己知引力常量为G，a、b两飞船距该行星表面高度分别为h1、h2（h1＜h2），运行周期分别为T1、T2，则以下说法正确的是A.飞船a运行速度小于飞船b运行速度B.飞船a加速可能追上飞船bC.利用以上数据可计算出该行星的半径D.利用以上数据可计算出该行星的自转周期13.太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（）地球火星木星土星天王星海王星轨道半径（AU）1.01.55.29.51930A.各地外行星每年都会出现冲日现象B.在2015年内一定会出现木星冲日C.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半D.地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短14.已知引力常量为G，根据下列所给条件能估算出地球质量的是（）A.月球绕地球的运行周期T和月球中心到地球中心间距离RB.人造地球卫星在地面附近运行的速度v和运行周期TC.地球绕太阳运行的周期T和地球中心到太阳中心的距离RD.地球半径R和地球表面重力加速度g15.宇宙两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转，称之为双星系统．设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示．若AO＞OB，则（）A.星球A的质量小于星球B的质量B.星球A的线速度大于星球B的线速度C.星球A受到的向心力大于星球B受到的向心力D.星球A的向心加速度小于星球B的向心加速度三、计算题（本大题共3小题，共35.0分）16.两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1：3，两行星半径之比为3：1，则：（1）两行星密度之比为多少？（2）两行星表面处重力加速度之比为多少？第4页，共7页17.由三颗星体构成的系统，忽略其它星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动（图示为A、B、C三颗星体质量不相同时的一般情况）．若A星体质量为2m，B、C两星体的质量均为m，三角形的边长为a，求：（1）A星体所受合力大小FA；（2）B星体所受合力大小FB；（3）C星体的轨道半径RC；（4）三星体做圆周运动的周期T．18.某地球同步通信卫星的质量为m，h为该卫星离地面的高度、R0表示地球的半径、g0表示地球表面处的重力加速度．求：（1）地球同步通信卫星的环绕速度v；（2）地球同步通信卫星的运行周期T．19.宇航员站在星球表面，从高h处以初速度v0水平抛出一个小球，小球落到星球表面时，与抛出点的水平距离是x，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求该星球的质量M．第5页，共7页答案【答案】1.A2.B3.B4.C5.D6.A7.C8.D9.B10.D11.AC12.BC13.BD14.ABD15.AB16.解：（1）人造地球卫星的万有引力充当向心力，即=m，r=R密度ρ==所以两行星密度之比为9：1，（2）忽略行星自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式=m=mgg=所以两行星表面处重力加速度之比为27：1，答：（1）两行星密度之比为9：1，（2）两行星表面处重力加速度之比为27：1，17.解：（1）由万有引力定律，A星受到B、C的引力的大小：方向如图，则合力的大小为：（2）同上，B星受到的引力分别为：，，方向如图；沿x方向：第6页，共7页沿y方向：可得：=（3）通过对于B的受力分析可知，由于：，，合力的方向经过BC的中垂线AD的中点，所以圆心O一定在BC的中垂线AD的中点处．所以：（4）由题可知C的受力大小与B的受力相同，对C星：整理得：答：（1）A星体所受合力大小是；（2）B星体所受合力大小是；（3）C星体的轨道半径是；（4）三星体做圆周运动的周期T是．18.解：（1）同步卫星圆周运动由万有引力提供向心力，有：G=m得：v==设质量为m′的物体，在地球表面附近有：且：GM=得：v=（2）地球同步通信卫星的运行周期T为：得：T=2π；第7页，共7页答：（1）地球同步通信卫星的环绕速度；（2）地球同步通信卫星的运行周期2π．19.解：设星球表面的重力加速度为g，则根据小球的平抛运动规律得：h=gt2x=v0t在星球表面的物体受到的重力等于万有引力，有：G=mg，联立以上等式得：M=答：该星球的质量是．