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(gè)或多個(gè)選項(xiàng)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(xiàng)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(shí),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(gè)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(yùn)動(dòng),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(shí)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(hào)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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(yáng)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(bào)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(jí)地球,名為“55Cancrie該行星繞母星中央天體運(yùn)行的周期約為地球繞太陽運(yùn)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(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng),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(yùn)動(dòng),此時(shí)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(yùn)動(dòng)時(shí)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(yùn)動(dòng)的周期為更=力、7 .如下圖,a 是地球赤道上的一點(diǎn),=0 時(shí)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(yùn)動(dòng)的運(yùn)行方向均與地球自轉(zhuǎn)方向順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)相同,其中 c 是地球同步衛(wèi)星.設(shè)衛(wèi)星 6 繞地球運(yùn)行的周期為*那么在片/時(shí)刻這些衛(wèi)星相對 a的位置最接近實(shí)際的是圖中的8 .如下圖,同步衛(wèi)星與地心的距離為 r,運(yùn)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(xiàng)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(hào)飛船發(fā)射升空后,先在近地點(diǎn)高度 200 公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)高度 347 公里的橢圓軌道上運(yùn)行 5 圈,當(dāng)飛船在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)實(shí)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(diǎn)為橢圓軌道 2 進(jìn)入圓軌道 3 的相切點(diǎn),那么A.在 P 點(diǎn)需要點(diǎn)火,使飛船加速B.飛船在軌道 2經(jīng)過點(diǎn)時(shí)的加速度小于它在軌道 3上經(jīng)過尸點(diǎn)的加速度C.飛船在軌道 2經(jīng)過 2 點(diǎn)時(shí)的速度大于它在軌道 3 上經(jīng)過 2點(diǎn)的速度D.飛船在軌道 2上運(yùn)動(dòng)到.點(diǎn)時(shí)的速度大于在軌道 3上經(jīng)過點(diǎn)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(gè)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(yùn)動(dòng),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(shí)驗(yàn)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(gè)實(shí)驗(yàn)：（1）一物體從該行星外表某高度處自由下落不計(jì)阻力.自開始下落計(jì)時(shí),得到物體離行星外表高度方隨時(shí)間變化的圖像如圖所示,那么根據(jù)題設(shè)條件可以計(jì)算出該行星外表重力加速度gm/s2 在該行星外表設(shè)計(jì)了一個(gè)“研究平拋運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如下圖.在水平桌面上放置一個(gè)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(yùn)動(dòng).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(shí)驗(yàn)不計(jì)空氣阻力：A.實(shí)驗(yàn)前在白紙上畫一條直線,并在直線上標(biāo)出去力、c 三點(diǎn),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(diǎn),記下此時(shí)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(diǎn),記下此時(shí)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(diǎn),記下此時(shí)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(diǎn)時(shí)的速度大小為V=m/s.三、計(jì)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(jì)提著質(zhì)量為 m的物體以加速度 a 豎直上升,此時(shí)彈簧測力計(jì)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(yùn)動(dòng)而成為該星球的一潁衛(wèi)星時(shí),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(yùn)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(yùn)動(dòng)且運(yùn)行周期為 7,求衛(wèi)星運(yùn)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),通常可忽略其他星體對它們的引力作用.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(yùn)行； 另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,并沿外接于等邊三角形的圓軌道運(yùn)行,假設(shè)兩種形式下運(yùn)動(dòng)星體的運(yùn)動(dòng)周期都為.每個(gè)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(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)的線速度=一(2)第二種形式下,星體位置如圖乙所示,星體運(yùn)動(dòng)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(diǎn)時(shí),豎直方向匕=二.？=L5m/s,所以/=點(diǎn)+.=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(shí),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