高一物理萬有引力定律單元測試及答案

1、萬有引力定律測試一、選擇題每題有一個或多個選項是正確的,每題 5 分,共 50分1 .關(guān)于萬有引力定律和引力常量的發(fā)現(xiàn),下面說法中正確的選項是A.萬有引力定律是由開普勒發(fā)現(xiàn)的,而引力常量是由伽利略測定的B.萬有引力定律是由開普勒發(fā)現(xiàn)的,而引力常量是由卡文迪許測定的C.萬有引力定律是由牛頓發(fā)現(xiàn)的,而引力常量是由胡克測定的D.萬有引力定律是由牛頓發(fā)現(xiàn)的,而引力常量是由卡文迪許測定的2 .對萬有引力定律的表達(dá)式尸=涔,以下說確的是rA.公式中 G 為常量,沒有單位,是人為規(guī)定的B.r 趨向于零時,萬有引力趨近于無窮大C.兩物體之間的萬有引力總是大小相等,與、血是否相等無關(guān)D.兩個物體間的萬有引力總是

2、大小相等,方向相反的,是一對平衡力3.如下圖,/和 8 兩行星繞同一恒星.做圓周運動,旋轉(zhuǎn)方向相同,力行星的周期為九8行星的周期為我,某一時刻兩行星相距最近,那么A.經(jīng)過/；+冕兩行星再次相距最近/、B.經(jīng)過尸 7兩行星再次相距最近:/CB12Ii!一；:7；+A、一/C.經(jīng)過七一兩行星相距最遠(yuǎn)、J乙一一一D.經(jīng)過盧兩行星相距最遠(yuǎn)4.“神舟七號繞地球做勻速圓周運動的過程中,以下事件不可能發(fā)生的是A.航天員在軌道艙能利用彈簧拉力器進(jìn)行體能鍛煉B.懸浮在軌道艙的水呈現(xiàn)圓球狀C.航天員出艙后,手中舉起的五星紅旗迎風(fēng)飄揚D.從飛船艙外自由釋放的伴飛小衛(wèi)星與飛船的線速度相等5.據(jù)報道,天文學(xué)家近日發(fā)現(xiàn)了

3、一顆距地球 40光年的“超級地球,名為“55Cancrie該行星繞母星中央天體運行的周期約為地球繞太陽運行周期的上,母星的體積約為太陽的 60 倍.假設(shè)母星與太陽密度相同,55Cancrie與地球均做勻速圓周運動,那么“55Cancrie與地球的.A.軌道半徑之比約為.軌道半徑之比約為3,3/C.向心加速度之比約為,60WD.向心加速度之比約為,60X06.為了探測 X星球,載著登陸艙的探測飛船在以該星球中央為圓心,半徑為八的圓軌道上運動,周期為九總質(zhì)量為加.隨后登陸艙脫離飛船,變軌到離星球更近的半徑為八的圓軌道上運動,此時登陸艙的質(zhì)量為瓦,那么.A. X星球的質(zhì)量為,仁二0/142B. X星

4、球外表的重力加速度為統(tǒng)二1C.登陸艙在與線軌道上運動時的速度大小之比為匚=vintnD.登陸艙在半徑為八軌道上做圓周運動的周期為更=力、7 .如下圖,a 是地球赤道上的一點,=0 時刻在 a 的正上空有氏c、三顆衛(wèi)星均位于赤道平面的地球軌道,這些衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的運行方向均與地球自轉(zhuǎn)方向順時針轉(zhuǎn)動相同,其中 c 是地球同步衛(wèi)星.設(shè)衛(wèi)星 6 繞地球運行的周期為*那么在片/時刻這些衛(wèi)星相對 a的位置最接近實際的是圖中的8 .如下圖,同步衛(wèi)星與地心的距離為 r,運行速率為力,向心加速度為田；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為短,第一宇宙速度為外地球半徑為凡那么以下比值正確的選項是9 .

5、衛(wèi)星的發(fā)射往往不是“一步到位,而是經(jīng)過幾次變軌才定位在圓周軌道上的.神舟七號飛船發(fā)射升空后,先在近地點高度 200 公里、遠(yuǎn)地點高度 347 公里的橢圓軌道上運行 5 圈,當(dāng)飛船在遠(yuǎn)地點時實施變軌進(jìn)入 347 公里的圓軌道.飛船變軌過程可簡化為如下圖,假設(shè)在橢圓軌道 2 的夕點為橢圓軌道 2 進(jìn)入圓軌道 3 的相切點,那么A.在 P 點需要點火,使飛船加速B.飛船在軌道 2經(jīng)過點時的加速度小于它在軌道 3上經(jīng)過尸點的加速度C.飛船在軌道 2經(jīng)過 2 點時的速度大于它在軌道 3 上經(jīng)過 2點的速度D.飛船在軌道 2上運動到.點時的速度大于在軌道 3上經(jīng)過點的速度10 .組成星球的物質(zhì)是靠引力吸引

6、在一起的,這樣的星球有一個最大的自轉(zhuǎn)速率,如果超過了該速率,星球的萬有引力將缺乏以維持其赤道附近的物體做圓周運動,由此能得到半徑為 R 密度為.、質(zhì)量為 M且分布均勻的星球的最小自轉(zhuǎn)周期北以下表達(dá)式中正確的是二.實驗題每空 4 分,共 12分11 .某宇航員在一行星外表完成了以下兩個實驗：（1）一物體從該行星外表某高度處自由下落不計阻力.自開始下落計時,得到物體離行星外表高度方隨時間變化的圖像如圖所示,那么根據(jù)題設(shè)條件可以計算出該行星外表重力加速度gm/s2 在該行星外表設(shè)計了一個“研究平拋運動的實驗,實驗裝置如下圖.在水平桌面上放置一個斜面,讓鋼球從斜面上由岸止?jié)L下,鋼球離開水平桌面后做平拋

7、運動.在鋼球離開水平桌面后經(jīng)過的地方放置一塊水平木板,木板由支架固定成水平,木板所在高度可通過豎直標(biāo)尺讀出,木板可以上下自由調(diào)節(jié).在木板上固定一白紙,該同學(xué)在完成裝置安裝后進(jìn)行了如下步驟的實驗不計空氣阻力：A.實驗前在白紙上畫一條直線,并在直線上標(biāo)出去力、c 三點,且仍=歷,如下圖.測出 ab 長度=20.00cm.B.讓鋼球從斜面上的某一位置由靜止?jié)L下,調(diào)節(jié)木板高度,使得鋼球正好擊中 5點,記下此時木板離地面的高度力=100.00cm.c.讓鋼球從斜面上的同一位置由靜止?jié)L下,調(diào)節(jié)木板高度,使得鋼引一球正好擊中 6點,記下此時木板離地面的高度加=92.00cm.D.讓鋼球從斜面上的同一位置由靜

8、止?jié)L下,調(diào)節(jié)木板高度,使得鋼球正好擊中c 點,記下此時木 2W2板離地面的高度介=76.00cm.那么該同學(xué)由上述測量結(jié)果即可粗略測出鋼球的平拋初速度大小%=m/s,鋼球擊中 6 點時的速度大小為V=m/s.三、計算題寫出重要的物理公式和必要的文字說明；共38分12.10分在某星球上,宇航員用彈簧測力計提著質(zhì)量為 m的物體以加速度 a 豎直上升,此時彈簧測力計示數(shù)為 F,而宇宙飛船在靠近該星球外表繞星球做勻速圓周運動而成為該星球的一潁衛(wèi)星時,宇航員測得其環(huán)繞周期是 T.根據(jù)上述數(shù)據(jù),試求該星球的質(zhì)量.13. 12 分火星半徑為凡火星外表重力加速度為 4 萬有引力常量為 G,不考慮火星自轉(zhuǎn)的影響

9、.1求衛(wèi)星環(huán)繞火星運行的第一宇宙速度力；2假設(shè)衛(wèi)星繞火星做勻速圓周運動且運行周期為 7,求衛(wèi)星運行半徑不；3由題目所給條件,請?zhí)岢鲆环N估算火星平均密度的方法,并推導(dǎo)出密度表達(dá)式.14. 16分宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的、質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng),通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用.現(xiàn)已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種根本的構(gòu)成形式:一種是三顆星等間距地位于同一直線上,外側(cè)的兩顆星繞中央星在同一圓軌道上運行； 另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個頂點上,并沿外接于等邊三角形的圓軌道運行,假設(shè)兩種形式下運動星體的運動周期都為.每個星體的質(zhì)量均為“引力常量為 G.試求：D第一種形式下,相鄰星

10、體間的距離月和外側(cè)星體運動的線速度叱2第二種形式下星體之間的距離L.解得相鄰星體間的距離 4 年第ojrn外側(cè)星體運動的線速度=一(2)第二種形式下,星體位置如圖乙所示,星體運動的半徑尸制 l 華參考答案:ID2C3B4C5B6AD7C8AD9AD10AD11解析(1)由 h=*包可得g=8m/s(2)由及 x=可求得%=2.0m/s；當(dāng)小球到達(dá) 6點時,豎直方向匕=二.？=L5m/s,所以/=點+.=2.5m/s.乙 C12解析由牛頓第二定律可知 F-mg=ma 所以 mg=F-ma設(shè)星球半徑為 R,在星球外表 mg=G?所以 Fma=G 猾解得 R=K設(shè)宇宙飛船的質(zhì)量為,那么其環(huán)繞星球外表飛行時,軌道半徑約等于星球半徑,那么有2IGMmGMmr,/2 兀、2“4n2R3A/Fma-=m廠 R所以 M=仃甘=GT?解得 M=:望31T即該星球質(zhì)量為:皆3T.16nmG16nmG解析(3)設(shè)質(zhì)量為加的小物體在地球外表附