高一物理万有引力练习卷(含答案).pdf
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1、高一物理第3 次空课万有引力 1.某人造卫星绕地球做匀速圆周运动,设地球半径为R,地面重力加速度为g,下列说 () A.人造卫星的最小周期为2gR/ B.卫星在距地面高度R 处的绕行速度为2/Rg C.卫星在距地面高度为R 处的重力加速度为g/4 D.地球同步卫星的速率比近地卫星速率小,所以发射同步卫星所需的发射速度较小 答案D 2a、b、c、d 是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星其中a、c 的轨道相 交于 P,b、d 在同一个圆轨道上,b、c 轨道在同一平面上某 时刻四颗卫星的运行方向及位置如图所示下列说法中正确的 是() Aa、c 的加速度大小相等,且大于b 的加速度 Bb、c
2、 的角速度大小相等,且小于a 的角速度 Ca、c 的线速度大小相等,且小于d 的线速度 Da、c 存在在 P 点相撞的危险 答案A 解析由 GMm r 2 mv 2 r mr2mr4 2 T 2ma,可知 B、C、D 错误, A 正确 3.“嫦娥三号”探月卫星于2013 年在西昌卫星发射中心发射,实现“落月”的新阶段已 知月球绕地球作圆周运动的半径为r1、 周期为 T1.“嫦娥三号”探月卫星绕月球作圆周运 动的半径为r2,周期为 T2,万有引力常量为G.不计周围其他天体的影响根据题目给出 的条件,下列说法正确的是() A能求出“嫦娥三号”探月卫星的质量 B能求出地球的密度 C能求出地球与月球之
3、间的引力 D可得出 r 3 1 T 2 1 r 3 2 T 2 2 解析由 GMm r 2m4 2 T 2r 可知通过已知量只能估算中心天体的质量,因而可以估算出地 球和月球的质量,而不能算出“嫦娥三号 ”探月卫星的质量,选项A 错误,选项C 正 确由于地球的半径未知,因而不能估算地球的密度,选项 B 错误 由于 “嫦娥三号 ” 探月卫星和月球做圆周运动的中心天体不同,因而 r 3 1 T 2 1 r 3 2 T 2 2不能成立,选项 D 错误 答案C 4. 如图所示,甲、乙两颗卫星在同一平面上绕地球做匀速圆周运动,公转方向相同.已知卫 星甲的公转周期为T,每经过最短时间5T,卫星乙都要运动到
4、与卫星甲同居地球一侧且三 者共线的位置上,则卫星乙的公转周期为() A. 9 8T B.8 9T C.10 9 TD. 9 10T 答案A 5.一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动,速度减小 为原来的 1 2,不考虑卫星质量的变化,则变轨前、后卫星的 () A向心加速度大小之比为41 B角速度大小之比为21 C周期之比为18 D轨道半径之比为1 2 解析根据 Ek1 2mv 2 得 v 2Ek m ,所以卫星变轨前、后的速度之比为 v1 v2 2 1.根据 GMm r 2mv 2 r ,得卫星变轨前、后的轨道半径之比为 r1 r2 v 2 2 v 2 1 1 4
5、,选项 D 错误;根据 GMm r 2 ma,得卫星变轨前、后的向心加速度大小之比为 a1 a2 r 2 2 r 2 1 16 1 ,选项A 错误;根 据 GMm r 2m 2r,得卫星变轨前、后的角速度大小之比为1 2 r 3 2 r 3 1 8 1,选项 B 错误; 根据 T 2 ,得卫星变轨前、后的周期之比为 T1 T2 2 1 1 8,选项 C 正确 答案C 6.2013 年 6 月 13 日,神州十号与天宫一号成功实现自动交会对接对接前神州十号与天宫 一号都在各自的轨道上做匀速圆周运动已知引力常量为G,下列说法正确的是 () A由神州十号运行的周期和轨道半径可以求出地球的质量 B由神
6、州十号运行的周期可以求出它离地面的高度 C若神州十号的轨道半径比天宫一号大,则神州十号的周期比天宫一号小 D漂浮在天宫一号内的宇航员处于平衡状态 答案A 7.2013 年 6 月 13 日,“神舟十号”与“天宫一号”成功实现手控交会对接,下列关于“神 舟十号”与“天宫一号”的分析错误 的是() A“天宫一号”的发射速度应介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间 B对接前,“神舟十号”欲追上“天宫一号”,必须在同一轨道上点火加速 C对接前,“神舟十号”欲追上同一轨道上的“天宫一号”,必须先点火减速再加速 D对接后,组合体的速度小于第一宇宙速度 答案B 8.随着我国登月计划的实施,我国宇航员登上月球已不
7、是梦想假如我国宇航员登上月球并 在月球表面附近以初速度v0竖直向上抛出一个小球,经时间t 后回到出发点已知月球 的半径为R,万有引力常量为G,则下列说法正确的是() A月球表面的重力加速度为 v0 t B月球的质量为 2v0R 2 Gt C宇航员在月球表面获得 v0R t 的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动 D宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为 Rt v0 答案B 解析根据竖直上抛运动可得t 2v0 g ,g 2v0 t ,A 项错误; 由 GMm R 2 mgmv 2 R m(2 T ) 2R 可得: M2v 0R 2 Gt ,v 2v0R t ,T2 Rt 2v0
8、,故 B 项正确, C、D 项错误 9.双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周 期相同的匀速圆周运动研究发现,双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期 均可能发生变化若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后, 两星总质量变为原来的k 倍,两星之间的距离变为原来的n 倍,则此时圆周运动的周期 为() A. n 3 k 2T B. n 3 k TC. n 2 k TD. n kT 答案B 解析双星靠彼此的万有引力提供向心力,则有 Gm 1m2 L 2 m1r14 2 T 2 Gm 1m2 L 2m2r24 2 T 2 并且 r1r2L
9、解得 T2 L 3 G m1m2 当双星总质量变为原来的k 倍, 两星之间距离变为原来的n 倍时 T2 n 3L3 Gk m1m2 n 3 k T 故选项 B 正确 10. 人造卫星沿圆轨道环绕地球运动,因为大气阻力的作用,其运动的高度将逐渐变化,由 于高度变化很慢,在变化过程中的任一时刻,仍可认为卫星满足匀速圆周运动规律.下述关 于卫星运动的一些物理量变化情况,正确的是() A. 线速度减小 B. 周期变大 C. 半径增大 D. 向心加速度增大 【答案】 D 【解析】试题分析:因为受到高空稀薄空气的阻力作用,卫星的总机械能减小,高度逐渐降 低即卫星圆周运动的轨道半径r 减小,人造地球卫星绕地
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