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铧强中学高2021级高一物理必修二万有引力试题

一、下列各题中

至少一个选项是正确的，选出正确的选项，选择项每题6分共60分

1、太阳活动高峰年推迟至2013年或2014年，为观测太阳上两类最剧烈的爆发现象：耀斑和日冕物质抛射。中法于2011年合作发射了“太阳爆发探测小卫星”。发射过程是：卫星首先在距离地面50km的近地轨道Ⅰ做匀速圆周运动，然后变轨为近地点距地面50km、远地点距地面1500km的椭圆轨道Ⅱ，最后由轨道Ⅱ进入半径为7900km的圆轨道Ⅲ上。已知地球表面的重力加速度g=9.8m/s2，忽略空气阻力，下列说法正确的是（ ）

A．卫星在轨道Ⅰ上运行的速率大于第一宇宙速度

B．由轨道Ⅱ变轨为轨道Ⅲ需要在近地点处点火加速

C．卫星在轨道Ⅱ上，从近地点向远地点运动的过程中，速度增加

D．利用以上数据可以求出卫星在轨道Ⅲ上运动的周期

2、星系由很多绕中心做圆形轨道运行的恒星组成．科学家研究星系的一种方法是测量恒星在星系中的运行速度v和离星系中心的距离r.用v∝rn这样的关系来表达，科学家们特别关心指数n.若作用于恒星的引力主要来自星系中心的巨型黑洞，则n的值为(

) A、1

B、2

C、112 D、－2

3、我国于2013年12月2日凌晨成功发射了“嫦娥三号”月球探测器，12月10日21时20分，“嫦娥三号”在环月轨道成功实施变轨控制，从100km的环月圆轨道，降低到近月点15km、远月点100km的椭圆轨道，进入预定的月面着陆准备轨道，并于12月14日21时11分实现卫星携带探测器在月球的软着陆。下列说法正确的是（）

A．如果不考虑地球大气层的阻力，则“嫦娥三号”的发射速度可以小于7.9km/s B．若已知“嫦娥三号”在100km的环月圆轨道上飞行的周期及万有引力常量，则可求出月球的平均密度

C．若已知“嫦娥三号”、“嫦娥一号”各自绕月球做匀速圆周运动的高度（高度不同）、周期和万有引力常量，则可求出月球的质量、半径

D．“嫦娥三号”为着陆准备而实施变轨控制时，需要通过发动机使其加速

4、我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星.某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知万有引力常量为G.因此可求出S2的质量为（ ）

22222322A.4r(rr1)4r14r1GT2 B.GT2 C.4rr1GT2D.GT2

5、科学家在研究地月组成的系统时，从地球向月球发射激光，测得激光往返时间为t，若已知万有引力常量为G，月球绕地球运动（可视为匀速圆周运动）的周期为T，光速为c，地球到月球的距离远大于它们的半径。则可求出地球的质量为（

）

3233233233A．2c3t2GT2 B．ct4GT2 C．4ct16GT2 D．ctGT2

6、地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星受的向心力为F2，向心加速度为a2，第1页

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线速度为v2，角速度为2；地球同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度a3，线速度为v3，角速度为3。地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则（ ）

A、F1F2F3B、a1a2ga3 C 、v1v2vv3D、132

7、如图所示，一飞行器围绕地球沿半径为r的圆轨道1运动。经P点时，启动推进器短时间向前喷气使其变轨，2、3是与轨道1相切于P点的可能轨道。则飞行器

A．变轨后将沿轨道2运动

B．相对于变轨前运行周期变长

C．变轨前、后在两轨道上经P点的速度大小相等

D．变轨前、后在两轨道上经P点的加速度大小相等

8、6、两颗靠得很近的天体称为双星，它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动，因而不至于由于万有引力而吸引到一起，以下说法中正确的是（ ）

A.它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比。

B.它们做圆周运动的线速度之比与其质量成反比。

C.它们做圆周运动的半径与其质量成正比。

D.它们做圆周运动的半径与其质量成反比。

9、欧洲南方天文台发布消息称，科学家在太阳系附近发现三颗适宜生命繁衍的“超级地球”，这三颗行星都围绕着天蝎座的一颗名为“格利泽667C的恒星运行．其中两颗“超级地球”甲和乙的公转周期分别是28天和39天，假设“超级地球”绕“格利泽667C做匀速圆周运动不考虑“超级地球”间的万有引力及其他星球对他们的影响，根据以上信息可以判断（

）

A．

“超级地球”甲的质量大于“超级地球”乙的质量

B．

“超级地球”甲的轨道半径大于“超级地球”乙的轨道半径

C．

“超级地球”甲的加速度大于“超级地球”乙的加速度

D．

“超级地球”甲和乙两次相距最近的最短时间间隔约为99天

10、太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”．据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日．已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是(

) [来源:学|科|网]

地球

火星

木星

土星

天王星

海王星

轨道半径(AU)

1.0

1.5

5.2

9.5

19

30 A.各地外行星每年都会出现冲日现象

B．在2015年内一定会出现木星冲日

C．天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半

D．地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短

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二、分析计算题（要求有必要的文字说明和主要的的方程式和重要演算结果）

11、一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v0假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N0，已知引力常量为G,则（1）这颗行星的半径为多少？（2）这颗行星的质量为多少

mv4GN

12、据报道，“嫦娥一号”月球探测卫星已于2007年在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空，正式开始我国探测月球的太空之旅。已知月球的半径为R。⑴如图所示，在月球表面，有一倾角为θ的斜坡。以初速度v0向斜坡水平抛出一个小球，测得经过时间t，小球垂直落在斜坡上的C点。若在月球上发射一近月卫星，则最小发射速度多大？⑵“嫦娥一号”月球探测卫星变轨后沿圆形轨道环绕月球运行，运行周期为T。求卫星离月球表面的高度。

12、19、宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为θ，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：

（1）该星球表面的重力加速度g；

（2）该星球的第一宇宙速度v；

P V0 （3）人造卫星在该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T.

θ

Q 选择题答题卡

题号

1 2 3 4 5 6 7 答案

8、 ，

9、 ，

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