2016-2017学年物理2第六章《万有引力和航天》单元测试题 含答案

第六章万有引力与航天测试题

一、选择题（本题共10小题，每小题6分,共60分）

1．下面说法中正确的有( ）

A．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度

B．经典力学只适用于高速运动和宏观世界

C．海王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的

D．牛顿在《自然哲学的数学原理》中发表了万有引力定律并给出了引力常量的值

2．关于万有引力定律和引力常量的发现，下列说法中正确的是（)

A．万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的

B．万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的

C．万有引力定律是由伽利略发现的，而引力常量是由牛顿测定的

D．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的

3．美国的“大鸟”侦察卫星可以发现地面上边长仅为0。36 m的方形物体,它距离地面高度仅有16 km,理论和实践都表明：卫星离地面越近，它的分辨率就越高,那么分辨率越高的卫星( ）

A．向心加速度一定越大B．角速度一定越小

C．周期一定越大D．线速度一定越大

4．2009年2月10日，美国一颗商用通信卫星与俄罗斯一颗已经报废的卫星在西伯利亚上空相撞,产生大约12 000块太空碎片,假设这些太空碎片都围绕地球做匀速圆周运动,则（)

A．质量越大的碎片速度越大B．质量越小的碎片速度越大

C．离地球越远的碎片速度越大D．离地球越近的碎片速度越大

5．一行星绕恒星做圆周运动。由天文观测可得,其运行周期为T，速度为v。引力常量为G，则下列说法错误的是（）

A．恒星的质量为错误!B．行星的质量为错误!

C．行星运动的轨道半径为错误!D．行星运动的加速度为错误!

6．地球赤道上的物体重力加速度为g,物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a,要使赤道上的物体“飘”起来，则地球的转速应为原来的( ) A．g/a倍B．错误!倍

C．（g－a/a)倍D．错误!倍

7．如图1所示,实线圆表示地球，竖直虚

线a表示地轴，虚线圆b、c、d、e表示地球

卫星可能的轨道,对于此图以下说法正确的有( ) A．b、c、d、e都可能是地球卫星的轨道

B．c可能是地球卫星的轨道

C．b可能是地球同步卫星的轨道

D．d可能是地球同步卫星的轨道

8．卫星在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨

道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图3－4所

示．关卫星的运动,下列说法中正确的是

（)

A。在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度

B．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度

C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期

D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度

9．为了对火星及其周围的空间环境进行监测,假设某探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2。火星可视为质量分布均匀的球体,且忽略火星的自转影响，万有引力常量为G.仅利用以上数据，可以计算出( )

A．火星的密度和火星表面的重力加速度

B．火星的质量和火星对探测器的引力

C．火星的半径和探测器的质量

D．火星表面的重力加速度和火星对探测

器的引力

10．在圆轨道上做匀速圆周运动的国际空间站里，一宇航员手拿一只小球相对于太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面"上,如图3所示。下列说

法正确的是（）

A．宇航员相对于地球的速度介于7.9 km/s与11。

2 km/s

B．宇航员将不受地球的引力作用

C．宇航员对“地面”的压力等于零

D．若宇航员相对于太空舱无初速释放小球，小球将做自由落体运动

二、填空题（本题共2小题,共12分)

11．目前国际商业卫星正朝着两个方向发展:一类是重量达数吨的大卫星，另一类是微小卫星,只有几百、几十甚至几公斤,其特点是成本低，制造周期短，用途多样化，发射方式灵活.现在随着纳米技术的发展,微小卫星的研制和开发已成为现实。由我国航天清华卫星技术有限公司和美国萨瑞大学合作研制的“航天清华"一号通信微小卫星已在俄罗斯某一发射场发射升空,这标志着我国更加先进的“纳米卫星”的研制开发工作已经开始。

请同学们根据万有引力定律及同步卫星的特点,回答下列两个问题:

（1）微小卫星绕地球做匀速圆周运动所具有的加速度________同轨道上运行的大卫星。

（2）微小卫星用作通信卫星，则它的绕行速度________同轨道上运行的大大卫星的绕行速度;飞行高度________通信大卫星的飞行高度。（均填“大于”“等于”或“小于”)

12．1881年，科学家佐利设计了一

个测量地球质量的方法:如图所示，首先，在长臂天平的两盘放入质量同为m的砝码，天平处于平衡状态；然后，在左盘正下方放一质量为M的大球，且球心与砝码有一很小的距离d;接着又在右盘中加质量为Δm 的砝码,使天平又恢复平衡状态。试导出地球质量M0的估算式________。（已知地球半径为R）

三、计算题（本题共2小题，共28分）

13．如图所示,A是地球的同步卫星。另一

卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高

度为h。已知地球半径为R，地球自转角速度

为ω0，地球表面的重力加速度为g,O为地球中心。若卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B 两卫星相距最近（O、B、A在同一直线上)，则至少经过多少时间，它们再一次相距最近？

14．土星周围有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动。其中有两颗岩石颗粒A和B与土星中心的距离分别为r A＝8。0×104 km和r B＝1。2×105km。忽略所有岩石颗粒间的相互作用。（结果可用根式表示)

(1）求岩石颗粒A和B的线速度之比。

（2)求岩石颗粒A和B的周期之比。

（3）土星探测器上有一物体，在地球上重为

图1 10 N，推算出它在距土星中心3。2×105 km处受

到土星的引力为0。38 N。已知地球半径为6。4×103 km,请估算土星质量是地球质量的多少倍。