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1、第 1 页 共 5 页万有引力与航天万有引力与航天 单元测试题单元测试题一、选择题（每小题一、选择题（每小题 4 分，全对得分，全对得 4 分，部分对的得分，部分对的得 2 分，有错的得分，有错的得 0 分，共分，共 48 分。分。 ）1.第一次通过实验比较准确的测出引力常量的科学家是（ ）A 牛顿B 伽利略C胡克D 卡文迪许2.如图 1 所示 a、b、c 是在地球大气层外圆形轨道上运动的 3 颗卫星，下列说法正确的是 （ ） Ab、c 的线速度大小相等，且大于 a 的线速度； Bb、c 的向心加速度大小相等，且大于 a 的向心加速度； Cc 加速可追上同一轨道上的 b，b 减速可等候同一轨道
2、上的 c； Da 卫星由于某种原因，轨道半径变小，其线速度将变大 3.宇宙飞船为了要与“和平号“轨道空间站对接，应该：（ ） A.在离地球较低的轨道上加速 B.在离地球较高的轨道上加 速C.在与空间站同一高度轨道上加速 D.不论什么轨道，只要加速就行 4、 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道 1，然后经点火，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 2 所示。 则在卫星分别在 1、2、3 轨道上正常运行时，以下说法 正确的是：（ ）A卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道 1 上的速率。B卫星在轨道
3、 3 上的角速度小于在轨道 1 上的角速度。C卫星在轨道 1 上经过 Q 点时的速度大于它在轨道 2 上经过 Q 点时的速度。D卫星在轨道 2 上经过 P 点时的加速度等于它在轨道 3 上经过 P 点时的加速度5、 宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重中，下列说法中正确的 是（ ） A.宇航员仍受重力的作用 B.宇航员受力平衡 C.宇航员受的重力正好充当向心力 D.宇航员不受任何作用力 6.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 10 m/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=10 m/s2） （ ）A1sB
4、s Cs Ds91 181 3617.假如地球自转速度增大，关于物体重力，下列说法正确的是（ ） A 放在赤道地面上的万有引力不变 B 放在两极地面上的物体的重力不变 C 放在赤道地面上物体的重力减小 D 放在两极地面上的物体的重力增加 8、设想把质量为 m 的物体放在地球的中心，地球的质量为 M，半径为 R，则物体与地球间 的万有引力是（ ）A.零 B.无穷大 C.2GMm RD.无法确定bac地球图 1第 2 页 共 5 页9.对于质量 m1和质量为 m2的两个物体间的万有引力的表达式12 2m mFGr ，下列说法正确的是（ ）A.m1和 m2所受引力总是大小相等的 B 当两物体间的距离
5、 r 趋于零时，万有引力无 穷大 C.当有第三个物体 m3放入之间时，m1和 m2间的万有引力将增大 D.所受的引力性质可能相同，也可能不同 10 地球赤道上的重力加速度为 g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为 a，要使赤道 上物体“飘” 起来，则地球的转速应为原来转速的（ ）A g a倍 B ga a倍 C ga a倍 D g a倍11.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12.由于地球的自转，地球表面上各点均做匀速圆周运动，所以（
6、 ）A.地球表面各处具有相同大小的线速度 B.地球表面各处具有相同大小的角速度C.地球表面各处具有相同大小的向心加速度 D.地球表面各处的向心加速度方向都指 向地球球心二二.填空题（每题填空题（每题 6 分，共分，共 12 分。分。 ） 13.已知火星的半径约为地球半径的 1/2，火星质量约为地球质量的 1/9。若一物体在地球表 面所受重力比它在火星表面所受重力大 49N，则这个物体的质量是_kg。 14.离地面某一高度 h 处的重力加速度是地球表面重力加速度的 三三. .计算题（计算题（1515 题题 1212 分，分，1616 题题 1010 分，分，1717 题题 1818 分，共分，共
7、 4040 分。分。 ） 15.天体运动中，将两颗彼此相距较近的行星称为双星，它们在万有引力作用下间距始终保 持不变，并沿半径不同的同心轨道作匀速园周运动，设双星间距为L，质量分别为 M1、M2，试计算（1）双星的轨道半径（2）双星运动的周期。16.中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。现有一中子星，观测到它的自 转周期为 T1/30s。向该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定，不致因自转 而瓦解。计等时星体可视为均匀球体。 （引力常数 G6.671011m3/kgs2）17.宇航员站在某一星球距离表面 h 高度处，以初速度 v0沿水平方向抛出一个小球，经过时第 3 页 共
8、 5 页间 t 后小球落到星球表面，已知该星球的半径为 R，引力常量为 G，求：该星球表面的 重力加速度 g 的大小；小球落地时的速度大小；该星球的质量；答案一、选择题一、选择题 1.D 解析：.英国物理学家卡文迪许于 1789 年巧妙地设计了扭秤装置，并用扭成装置测量 出了万有引力常量的数值是 6.6710-11Nm2/kg2，故选 D。2.D 解析：地球对卫星的万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，即22MmvGmRR ，得：GMvR ，可知，半径越小，线速度越大，bcavvv，故 A 错；由2MaGR 可知，半径越小，向心加速度越大，故 B 错；c 加速时，其运动轨道要变化，卫星要做离
9、心 运动，从而到距离地球更远的轨道做圆周运动，不会追上 b；同样，若 b 减速，该卫星要做近心运动，不会等到 c 卫星；故 C 错。由GMvR 可知，半径变小，其稳定运行时的线速度要变大，故 D 正确。 3.A 解析：卫星运行时，只要加速，就要做离心运动，只要减速，就要做尽心运动；由此 可判断，只有 A 正确。4.BD 解析：卫星稳定运行时，速度公式GMvR ，轨道 3 上的速率小于轨道 1 上的速率，A 错；角速度3GM R ，故 B 正确；卫星从圆轨道到变为椭圆轨道运动需要经过加速做离心运动，故 C 错误；加速度2GMaR ，距离相同，故 D 正确。5.AC 解析：宇航员在空间站中仍然受到
10、重力作用，处于失重状态是指宇航员对座位的弹力 为零，故 A 正确，D 错误；宇航员受到的引力即重力提供向心力，故 B 错，C 正确。6.C 解析：星球和地球表面的重力加速度，根据万有引力定律得：g星=，g地=可得：g星=g=92210 m/s2=360 m/s2在星球表面某一高度以10 m/s 的初速度竖直向上抛出一物体，从抛出到落地所用时间为：第 4 页 共 5 页t=210 s= s.,故 C 正确。7ABC.解析：GMm/r-FN=mr， 变大，则 GMm/r不变，但是 FN要变小，即重力要变小， 故 AC 正确；在两极 原来就是 0，变大还是 0。故 B 正确，D 错。8.A 解析：根
11、据对称性可知，处于地球球心的物体受到引力为零。故 A 正确。 9.A 解析：.m1和 m2间的引力对两个物体而言是作用力和反作用力，所以大小总是相等的， 故 A 正确；r 趋于零时，公式已经不适用，故 B 错；m1和 m2间的引力与其他物体无关，故 C 错；作用力和反作用力性质一定相同，故 D 错。10.B 解析：原来状态应满足公式2 2MmGmgmamRR ，后来飘起来时，/2 2MmGmRR ，M 为地球质量、m 为物体质量、R 为地球半径、/为飘起时的角速度、为原来的角速度。联立求解得/ga a 。万有引力是普遍存在的，而重力是万有引力的一部分，当位于赤道上的物体飘起来时，赤道上物体所受
12、万有引力完全充当向心 力，重力为零，因而转速一定比原来大。故 B 正确。11.ABC 解析：地球同步卫星一定位于赤道上空，故 A 正确；根据万有引力提供向心力可知，地球同步卫星的轨道是确定的，故 B 正确；稳定运行时GMvR ，故同步卫星的速度小于第一宇宙速度，C 正确，D 错。12.B 解析：地球表面各处的角速度是相同的，半径不同，线速度不同，故 A 错，B 正确； 地球表面上各点的向心加速度不同，故 C 错；各点的向心加速度指向该点所在的与地轴垂 直的圆的圆心，故 D 错。 2、填空题13.9 解析：由题意知010249m gm gN，同时，2MmGmgR ，可得129 4g g ，带入第
13、一式，可知，09mkg。14.21解析：根据2MmGmgR 得，2GMgR ，故2 1 2 21 2gR ghR ，h=( 21)R二、计算题15.解析：双星绕两者连线上某点做匀速圆周运动，即2212 11222M MGMLMLL .第 5 页 共 5 页.12LLL. 由以上两式可得：2 1 12MLLMM,1 2 12MLLMM又由2 12 11224M MGMLLT . 得：122()LTLG MM16 解析：中子星不瓦解的条件是其表面的物体的万有引力提供向心力即2224MmGmRRT . 34 3MR .两式联立解得：23 GT ，此密度即是要求的最小密度。17 解析：小球在星球表面做平抛运动，竖直方向上有：21 2hgt ，可得22hgt竖直方向上，小球做自由落体，则22vgh，22 0vvv，以上几式联立可得2 2 024hvvt 。在星球表面的物体，2MmGmgR ，结合前面22hgt ，可得 M=222hR Gt全全 品中考网品中考网
