学业水平考试复习《万有引力与航天》专题训练.docx
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学业水平考试复习《万有引力与航天》专题训练
学考专题复习《万有引力与航天》
、行星的运动一一开普勒三定律
1.16世纪,哥白尼根据天文观测的大量资料,经过40多年的天文观测和潜心研究,提出“日
心说”的如下四个基本论点,这四个论点就目前看存在缺陷的是()
A•宇宙的中心是太阳,所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动
B•地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星,月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星,它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动
C.天穹不转动,因为地球每天自西向东自转一周,造成天体每天东升西落的现象
D•与日地距离相比,其他恒星离地球都十分遥远,比日地间的距离大得多
2.关于行星运动,下列说法正确的是()
A•地球是宇宙的中心,太阳、月亮及其他行星都绕地球运动
B•太阳是宇宙的中心,地球是围绕太阳的一颗行星
C.宇宙每时每刻都是运动的,静止是相对的
D.不论是日心说还是地心说,在研究行星运动时都是有局限的
3
)
D•开普勒
.发现行星运动规律的天文学家是(
A.第谷B.哥白尼C.牛顿
3
4
下列理解正确的是(
.关于开普勒行星运动的公式*=k,
A.k是一个与行星无关的量
B.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为a地,周期为T地;月球绕地球运转轨道的半长轴为
a地a月
a月,周期为T月,则T5=T月
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
5.关于行星■绕太阳运动的下列说法中正确的是()
A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处
C•离太阳越近的行星的运动周期越长
D.所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
6•设行星绕恒星的运行轨道是圆,则其运行轨道半径R的三次方与其运行周期T的平方之比
R3
为常数,即R=k,那么k的大小(
7•关于天体的运动,下列说法中正确的是()
A•天体的运动和地面上物体的运动遵循不同的规律
B•天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动
C•太阳从东边升起,西边落下,所以太阳绕地球运动
D•太阳系中所有的行星都绕太阳运动
&已知海王星绕太阳运转的平均轨道半径为4.50X1012m,地球绕太阳公转的平均轨道半径为
1.49X1011m,试估算海王星绕太阳运转的周期.
二、万有引力定律
1•太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力,这个向心力大小
A•与行星距太阳的距离成正比
B•与行星距太阳的距离成反比
C•与行星运动的速率的平方成正比
D•与行星距太阳的距离的平方成反比
1
2.要使两物体间的引力减小到原来的4,下列方法可行的是()
A.两物体的距离不变,质量各减小为原来的一半
B.两物体的距离变为原来的2倍,质量各减为原来的一半
C•两物体的质量变为原来的一半,距离也减为原来的一半
D•两物体的质量都变为原来的2倍,距离不变
3.对于万有引力的表达式F=G*;严,下列说法正确的是()
A.公式中的G为万有引力常量,它是由实验得出的,而不是人为规定的
B.当r趋近于零时,万有引力趋近于无穷大
C.mi和m2受到的引力总是大小相等,而与mi、m?
是否相等无关
D.mi与m2受到的引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力
4.有关万有引力定律的说法正确的是()
A.万有引力定律是卡文迪许发现的
B.F=G卬学中的G是一个比例常数,是没有单位的.
r
C•万有引力定律只是严格适用于两个质点之间.
D•两物体间的引力大小与质量成正比,与两物体间距离平方成反比
5.两物体之间的距离为R,万有引力为F,当这两个物体之间的距离为R/2时,它们之间的万
有引力为()
B.2F
C.F/2D.F/4
6.一物体在地球表面所受重力为G,则它距地面高度为地球半径时受到的引力为(
A.
B.G/4
G/16
C.G/9D.G/3
7.地球对月球具有相当大的万有引力,可它们没有靠在一起,这是因为()
A•不仅地球对月球有万有引力,而且月球对地球也有万有引力,这两个力大小相等,方向相反,互相抵消了
B.不仅地球对月球有万有引力,而且太阳系中的其他星球对月球也有万有引力,这些力的合力为零
C•地球对月球的引力还不算大
D•地球对月球的万有引力不断改变月球的运动方向,使得月球围绕地球运动
8.一名宇航员来到一个星球上,如果该星球的质量是地球质量的一半,它的直径也是地球直径
的一半,那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是它在地球上所受万有引力的()
A.0.25倍B.0.5倍C.2.0倍D.4.0倍
r,两球的质量分布均匀,大小分别为mi、.m2,半径分别为ri、「2,
-)
9.如图所示两球间的距离为则两球的万有引力大小为
B.
mim2
2~ri
A.当两个物体之间的距离趋近于零时,F趋于无穷大
B.只要两个物体是球体,就可用上式求解万有引力
C.只有两个物体看成质点时,才可用上式求两个物体间的万有引力
D.任何两个物体都存在万有引力
ii.已知地球的质量为6.0Xi024kg,太阳的质量为2.0Xi030kg,地球绕太阳公转的轨道半径
为i.5Xi011m(取G=6.67X1011Nm2/kg2).求:
(1)太阳对地球的引力大小.
(2)地球绕太阳运转的向心加速度.
三、计算天体的质量和密度
1•若已知行星绕太阳公转的半径为r,公转的周期为T,万有引力恒量为G,则由此可求出()
A•某行星的质量B•太阳的质量
C•某行星的密度D•太阳的密度
2•已知下面的哪组数据,可以算出地球的质量M地(引力常量G为已知)
A•月球绕地球运动的周期T及月球到地球中心的距离
B•地球绕太阳运行周期T2及地球到太阳中心的距离
C•人造卫星在地面附近的运行速度V3和运行周期T3
D•地球绕太阳运行的速度V4及地球到太阳中心的距离R4
R1
R2
3.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
4•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为2:
1,则下列选项正确的是()
①两行星密度之比为4:
1②两行星质量之比为16:
1
③两行星表面处重力加速度之比为8:
1④两卫星的速率之比为
1:
2,两行星半径之比
A.①②B.①②③C.②③④D.①③④
5.某卫星距离地球中心约3X107m,卫星绕地球运动的轨道可视为圆,
阳中心到地球中心距离约为1.5XW11m,地球公转周期约为3.2>t07s
球质量的多少倍?
(取一位有效数字)()
A.9X105B.1X106C.2X106D.1X107
6.已知地球的半径为R,地面的重力加速度为g,万有引力恒量为G,如果不考虑地球自转的
影响,那么地球质量表达式为,平均密度的表达式为
运动的周期约9XI04So太
由此可估算太阳质量是地
四、万有引力与重力加速度
1.设地球表面重力加速度为生的加速度为g,
go,
则g/go为(
物体在距离地心4R(R是地球的半径)处,由于地球的作用而产
)
A.1
2.离地面某一咼度
()
D.1/16
B.1/9
h处的重力加速度是地球表面重力加速度的一半,则高度
h是地球半径的
A.(J2+1)倍
B.(寸2-1)倍
C.2倍
3.苹果自由落向地面时加速度的大小为g,在离地面高度等于地球半径处做匀速圆周运动的人
造卫星的向心加速度为(
1
B.2g
6400km的高空,物
4.地球与物体间的万有引力可以认为在数值上等于物体的重力,那么在体的重力与它在地面上的重力之比为(R地=6400km)()
A.2:
1B.1:
2C.1:
4D.1:
1
5.1990年5月,紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星,该小行星的半
径为16km。
若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体,小行星密度与地球相同.已知
地球半径R=6400km,地球表面重力加速度为g。
这个小行星表面的重力加速度为()
A.400g
1
B.400g
C.20g
1
D.20g
6.设地球的半径为R0,质量为m速度为g,则下列说法错误的是(
的卫星在距地面为R0的高处做匀速圆周运动,地面的重力加
)
A卫星的线速度为也凹
2
C.卫星的加速度为g
4
B.卫星的角速度为匚匚
V8R0
7•火星半径是地球半径的一半,火星的质量是地球质量的火星表面的重力加速度为多大?
D.卫星的周期为2-绝
Vg
1/9,设地面的重力加速度为g0,则
1
&已知某小行星表面的重力加速度是地球表面的400试求:
(1)在距小行星表面20m处,让质量为m=60kg的物体自由下落,求物体下落到该行星表面所用的时间.
(2)物体在小行星上的质量和“重力”与地球上的是否相同?
2
(已知地球表面重力加速度g地=10m/s)
五、人造卫星的运动
1.可以发射这样的人造地球卫星,使其圆轨道()
A•与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆
B•与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆
C•与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地球表面是静止的
D.与地球表面上的赤道线是共面同心圆,但卫星相对地球表面是运动的
2.如图所示的圆a、b、c,做匀速圆周运动的卫星而言
其圆心均在地球自转轴线上,
(
b、c的圆心与地心重合,对环绕地球
A•卫星的轨道可能为
B.卫星的轨道可能为
C.卫星的轨道可能为
D•同步卫星的轨道一定为
b轨道面上的轨道b的某一同心圆
b
3.若人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,则离地面越高的卫星(
A.速度越大
C.向心加速度越大
B.角速度越大
D.周期越大
4.我国自行研制发射的“风云一号”“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的,号”是极地圆形轨道卫星,其轨道平面与赤道平面垂直,周期为步卫星,
“风云一Ti=12h;“风云二号”是同其轨道平面就是赤道平面,周期为T2=24h;两颗卫星相比()
"风云一号”离地面较高
“风云一号”每个时刻可观察到的地球表面范围较大
“风云一号”线速度较大
D.若某时刻“风云一号”和“风云二号”正好同时在赤道上某个小岛的上空,那么再过12小时,它们又将同时到达该小岛的上空
5•人造地球卫星绕地球做圆周运动,假如卫星的线速度减小到原来的
2,卫星仍做圆周运动,
A.卫星的向心加速度减小到原来的
B•卫星的角速度减小到原来的
C•卫星的周期增大到原来的
D•卫星的周期增大到原来的
6.高度不同的三颗人造卫星,某一瞬时的位置恰好与地心在同一直线上,们的飞行方向相同,角速度分别31,32,33,线速度分别为Vi,V2,T3则(
31>32>33
V1 T1=T2=T3 D.T1>T2>T3 如图所示。 若此时它 V3,周期分别为Ti,T2, 7.两颗人造卫星A,速率之比分别为( B绕地球作圆周运动,周期之比为Ta: Tb=1: 8, ) 则轨道半径之比和运动 A.Ra: Rb=4: 1, C.Ra: Rb=1: 4, va: vb=1: 2 va: vb=2: 1 B.Ra: Rb=4: 1,va: vb=2: 1 D.Ra: Rb=1: 4,va: vb=1: 2 8.—颗人造地球卫星,当其绕地球运行的轨道半径为 绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为 2r时() r时,周期为T,线速度为V。 则 A.周期为2迈T,线速度为净 1 B.周期为2{2t,线速度为2V C.周期为V2T,线速度为警7 D.周期为72t,线速度为 9.如图所示,a、b、c是大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,的质量, a、b质量相同且小于c 下列说法中正确的是() b、c的线速度大小相等且大于a的线速度 b、c的向心加速度相等且大于a的向心加速度 b、c的周期相等且大于a的周期 b、c的向心力相等且大于a的向心力 © 10.某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻力作用,卫星运动可近似看作圆周运动,某次测量卫星的轨道半径为表示卫星在这两个轨道上的动能, 绕地球运转的轨道会慢慢改变,每次测量中 ri,后来变为「2,「2 Ti、T2表示卫星在这两个轨道上绕地球运动的周期.则() A.Ek2 C.Ek2>Ek1,T2 B.Ek2 D.Ek2>Eki,T2>Ti 11.假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增加到原来的 A.根据公式 B.根据公式 v=31■可知卫星运动的线速度将增大到原来的 2 F=巴+可知卫星所需的向心力将减小到原来的 2倍,仍做圆周运动,则() 2倍 1/2 C.根据公式 F=GMrm-可知地球提供的向心力将减小到原来的 1/4 D.根据上述 B和C中给出的公式可知,卫星运行的线速度将减小到原来的 12.关于人造地球卫星的运行速度和发射速度,以下说法中正确的是 A.低轨道卫星的运行速度大,发射速度也大 B. 但发射速度小 发射速度也小 但发射速度大 低轨道卫星的运行速度大, C.高轨道卫星的运行速度小, D.高轨道卫星的运行速度小,六、地球同步卫星 关于地球同步通讯卫星,下列说法中正确的是( A.它一定在赤道上空运行 B.各国发射的这种卫星轨道半径都一样 C.它运行的线速度一定小于第一宇宙速度 D.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间 下列关于同步通信卫星的说法中不正确的是( A.同•步通信卫星和地球自转同步卫星的高度和速率都是确定的 B.同步通信卫星的角速度虽已被确定,但高度和速率可以选择.高度增加,速率增大;高度降低,速率减小,仍同步 C.我国发射第一颗人造地球卫星的周期是114min,比同步通信卫星的周期短,所以第 颗人造卫星离地面的高度比同步卫星低 D.同步通信卫星的运行速率比我国发射的第一颗人造卫星的运行速率小 下列关于地球同步通信卫星的说法中,正确的是() A.为避免同步通信卫星在轨道上相撞,应使它们运行在不同的轨道上 B.同步通信卫星定点在地球上空某处,各个同步通信卫星的角速度相同,但线速度可以不同 C•不同国家发射同步通信卫星的地点不同,这些卫星轨道不一定在同一平面内 D.同步通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上 4•地球同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星,它() A•可以在地面上任一点的正上方,且离地心的距离可按需要选择不同的值 B•可以在地面上任一点的正上方,但离地心的距离是一定的 C•只能在赤道的正上方但离地心的距离可按需要选择不同的值 D•只能在赤道的正上方,且离地心的距离是一定的 3, 5.设地球质量为M,半径为R,自转角速度为3,引力常量为G,则此同步卫星离地高度为 ,此同步卫星的线速度大小为七、宇宙速度 下列说法正确的是 A.第一宇宙速度是人造卫星环绕地球运动的速度 B.第一宇宙速度是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度 C.如果需要,地球同步通讯卫星可以定点在地球上空的任何一点 D•地球同步通讯卫星的轨道可以是圆的也可以是椭圆的 第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度,则有 A.被发射的物体质量越大,第一宇宙速度越大 B.被发射的物体质量越小,第一宇宙速度越大 C.第一宇宙速度与被发射物体的质量无关 D.第一宇宙速度与地球的质量有关 关于人造地球卫星,下列说法哪些是错误的() A.发射卫星时,运载火箭飞行的最大速度必须达到或超过第一宇宙速度,发射才有可能成功 B•卫星绕地球做圆周运动时,其线速度一定不会小于第一宇宙速度 C•卫星绕地球做圆周运动的周期只要等于24小时,这个卫星一定相对于地面“定 点” D.发射一个地球同步卫星,可以使其“定点”于西安市的正上方 4•宇宙飞船要与环绕地球运转的轨道空间站对接,飞船为了追上轨道空间站 A.只能从较高轨道上加速 B.只能从较低轨道上加速 C.只能从与空间站同一轨道上加速 D.无论在什么轨道,只要加速即可 5.已知地球半径为R,质量为M,自转角速度为3地面重力加速度为g,万有引力恒量为G,地球同步卫星的运行速度为V,则第一宇宙速度的值可表示为() A.VRgB.Uv3/3R C.QgM/RD.3R 关于地球的第一宇宙速度,下面说法中正确的是 A•它是人造地球卫星绕地球运行的最小环绕速度 B•它是在近地圆形轨道上运行的人造地球卫星的环绕速度 C•它是在地面上发射人造地球卫星的最小发射速度 D•它是卫星在椭圆轨道上运行时的近地点速度 若地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其实际绕行速率 A.一定等于7.9km/sB.一定小于7.9km/s C.一定大于7.9km/sD.介于7.9-11.2km/s之间。 某同学这样来推导第一宇宙速度 2xR2x3.14x6.4x10^ 7==km/S T24X3600 =0.465km/S 这一结果与正确值相差很大,这是由于他在近似处理中,错误地假设( A.卫星的轨道是圆 B.卫星的周期等于地球自转的周期 C•卫星的轨道半径等于地球的半径 D•卫星的向心力等于它在地面上时所受的地球引力 已知海王星和地球的质量比M: m=16: 1,它们的半径比R: r=4: 1,求: (1)海王星和地球的第一宇宙速度之比? (2)海王星和地球表面的重力加速度之比? 10•某行星质量为地球质量的3倍,半径为地球半径的2倍,试求: (1)该星球表面的重力加速度; (2)若人在地球上可竖直上跳1.5m,他在该星球上用相同的初速度可竖直向上跳多高; (3)该行星的第一宇宙速度是多大? (地球表面的重力加速度 g=10m/s2) 11•在某个半径为R=105m的行星表面,对于一个质量m=1kg 的砝码,用弹簧称量,其重 力的大小G=1.6N。 请您计算该星球的第一宇宙速度v1是多大? (注: 第一宇宙速度Vi,也 即近地、最大环绕速度;本题可以认为物体重力大小与其万有引力的大小相等。 8.经典力学的局限性 1.牛顿定律不适用于下列哪些情况() A.研究原子中电子的运动 B.研究“神舟五号”飞船的高速发射 C.研究地球绕太阳的运动 D.研究飞机从北京飞往纽约的航线 2.下列说法正确的是() A.经典力学理论普遍适用,大到天体,小到微观粒子均适用 B.经典力学理论的成立具有一定的局限性 C.当物体的速度接近光速时,相对论与经典力学的结论没有区别 D.相对论与量子力学彻底否定了经典力学理论 3.经典力学只适用于“宏观世界”,这里的“宏观世界”是指 A.行•星、恒星、星系等巨大的物质领域 B.地球表面上的物质世界 C•人眼能看到的物质世界 D•不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界 4.下列说法中正确的是() A•经典力学适用于任何情况下的任何物体 B•狭义相对论否定了经典力学 C•量子力学能够描述微观粒子运动的规律性 D•万有引力定律也适用于强相互作用力
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