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1、万有引力与航天测试卷一、选择题（本题包括7小题，每小题4分，共计28分。每小题只有一个选项符合题意，选错、不选得0分，选对4分）1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太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动C开普勒发现了万有引力定律D地球是绕太阳运动的一颗行星2“神舟六号”的发射成功，可以预见，随着航天员在轨道舱内停留时间的增加，体育锻炼成了一个必不可少的环节，下列器材适宜航天员在轨道舱中进行锻炼的是 （ ）A哑铃 B弹簧拉力器 C单杠 D跑步机3.由于地球的自转，下列说法中正确的是（ ）A.物体放在高山顶时所需的向心力比放在平地时所需的向心力要小
2、些B.物体所需向心力随其所在位置的纬度的增大而减小C.物体所需的向心力就等于地球对它的引力D.物体所需的向心力就等于物体所受的重力4.在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球做匀速圆周运动，每到太阳活动期，由于受太阳的影响，地球大气层的厚度开始增加，而使得部分垃圾进入大气层，开始做靠近地球的向心运动，产生这一结果的原因是（ ）A.由于太空垃圾受到地球引力减小而导致的向心运动 B.由于太空垃圾受到地球引力增大而导致的向心运动C.由于太空垃圾受到空气阻力而导致的向心运动D.地球引力提供了太空垃圾做匀速圆周运动所需的向心力，故产生向心运动的结果与空气阻力无关5科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道
3、上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”由以上信息可以确定A这颗行星的公转周期与地球相等 B这颗行星的半径等于地球的半径C这颗行星的密度等于地球的密度 D这颗行星上同样存在着生命6同步卫星离地球球心的距离为r，运行速率为v1，加速度大小为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R。则( )A. a1:a2=r:RB. a1:a2=R2:r2 C. v1：v2=R2:r2D. 7在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员A静止 （相对空间舱）“站”于舱内朝向地球一侧的“地面”B上，如图所示，下列说法正
4、确的是 （ ）A. 宇航员A不受地球引力作用B. 宇航员A所受地球引力与他在地面上所受重力相等C. 宇航员A与“地面”B之间无弹力作用 D. 若宇航员A将手中一小球无初速（相对于空间舱）释放，该小球将落到“地”面B8关于第一宇宙速度，下列说法哪些是正确的是 ( )A它是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运行速度B这是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度C它是人造卫星绕地球飞行所需的最小水平发射速度D它是人造卫星绕地球运动的最大运行速度9.关于开普勒行星运动的公式k，以下理解正确的是（ ）Ak是一个与行星无关的常量B若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的长半轴
5、为R月，周期为T月，则CT表示行星运动的自转周期 DT表示行星运动的公转周期10.某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如它的轨道半径增加到原来的n倍后，仍能够绕地球做匀速圆周运动，则：（ ） A根据，可知卫星运动的线速度将增大到原来的n倍 B根据，可知卫星受到的向心力将减小到原来的倍 C根据，可知地球给卫星提供的向心力将减小到原来的倍 D根据，可知卫星运动的线速度将减小到原来的倍11经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连
6、线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1m2 =32，则可知（ ）Am1、m2做圆周运动的线速度之比为23Bm1做圆周运动的半径为L Cm1、m2做圆周运动的角速度之比为32Dm2做圆周运动的半径为LP地球Q轨道1轨道2122008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。下列判断正确的是（ ）A飞船变轨前后的速度相等B飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C飞船在此圆轨道上运动的
7、角度速度大于同步卫星运动的角速度D飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度三、填空题（本题包括2小题，第13题5分，第14题8分，共计13分）13.一物体在地球表面重G0=16 N，将它挂在以a =5 m/s2的加速度竖直上升的火箭中的弹簧秤钩上，弹簧秤示数F =9 N，此火箭离地球表面的距离是地球半径的 倍（g=10 m/s2）。14已知物体从地球上的逃逸速度（第二宇宙速度）v2=，其中G、ME、RE分别是引力常量、地球的质量和半径。已知G=6.6710-11 Nm2/kg2，c=3.0108 m/s。根据以上信息，完成下列问题：（1）逃逸速度大于真空中光速的天体
8、叫做黑洞，设某黑洞的质量等于太阳的质量M=2.01030 kg，则它的可能最大半径为_m（结果保留一位有效数字）（2）在目前天文观测范围内，物质的平均密度为10-27 kg/m3，如果认为我们的宇宙是这样一个均匀大球体，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c，因此任何物体都不能脱离宇宙，则宇宙的半径至少为_（写出表达式）四、计算题（本题包括3小题，第15题10分，第16、17题各12分，共计34分） 15.有一种卫星叫做极地卫星，其轨道平面与地球的赤道平面成900角，它常应用于遥感、探测。假设有一个极地卫星绕地球做匀速周运动。已知：该卫星的运动周期为T0/4（T0为地球的自转周期），地球
9、表面的重力加速度为g，地球半径为R。则：（1）该卫星一昼夜能有几次经过赤道上空？试说明理由。（2）该卫星离地的高度H为多少？16.某星球的质量约为地球的9倍，半球约为地球的一半，若从地球上高h处平抛一物体，射程为60 ，则在该星球上，从同样高度，以同样的初速度平抛同一物体，射程应为？（地球表面重力加速度为10m/s2）17继神秘的火星之后，土星也成了世界关注的焦点. 经过近7年时间，2亿千米在太空中风尘仆仆的穿行后，美航天局和欧航天局合作研究出“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间6月30日（北京时间7月1日）抵达预定轨道，开始“拜访土星及其卫星家族. 这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详
10、尽的探测. 若“卡西尼”号土星探测器进入土星飞行的轨道，在半径为R的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t. 求土星的质量和平均密度。万有引力与航天测试卷参考答案题号123456789101112答案DBBCAADCBCADCDABBC13.314（1）3103；（2）15由于卫星每绕地球转一圈，两次经过赤道上空，故一昼夜即四个周期，经过赤道上空8次。 （2）设极地卫星的质量为m，它绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，则： 设在地球表面有质量为m的物体，由以上两式得;H=16解：（1）对宇航员进行受力分析，并由牛顿第二定律得N=5mg， 对火箭应用牛顿第二定律得 由以上两式解得 N（2）飞船运行周期1.5 h，轨道半径为r1，同步卫星运行周期为T2=24 h，轨道半径为r2，对飞船及同步卫星分别有 解得 代入数据解得17.解析：土星对探测器的引力提供探测器运行的向心力： 探测器运行的周期：得土星的质量为： 土星的平均密度：
