15級高一物理萬有引力定律單元測試

萬有引力定律測試一、選擇題（每小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F＝Geq\f(m1m2,r2)，下列說法正確的是()A．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m1、m2是否相等無關(guān)D．兩個物體間的萬有引力總是大小相等，方向相反的，是一對平衡力3．如圖所示，A和B兩行星繞同一恒星C做圓周運動，旋轉(zhuǎn)方向相同，A行星的周期為T1，B行星的周期為T2，某一時刻兩行星相距最近，則()A．經(jīng)過T1＋T2兩行星再次相距最近B．經(jīng)過eq\f(T1T2,T2－T1)兩行星再次相距最近C．經(jīng)過eq\f(T1＋T2,2)兩行星相距最遠(yuǎn)D．經(jīng)過eq\f(T1T2,T2－T1)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，下列事件不可能發(fā)生的是()A．航天員在軌道艙內(nèi)能利用彈簧拉力器進行體能鍛煉B．懸浮在軌道艙內(nèi)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)了一顆距地球40光年的“超級地球”，名為“55Cancrie”該行星繞母星(中心天體)運行的周期約為地球繞太陽運行周期的eq\f(1,480)，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，則“55Cancrie”與地球的()．A．軌道半徑之比約為eq\r(3,\f(60,480))B．軌道半徑之比約為eq\r(3,\f(60,4802))C．向心加速度之比約為eq\r(3,60×4802)D．向心加速度之比約為eq\r(3,60×480)6．為了探測X星球，載著登陸艙的探測飛船在以該星球中心為圓心，半徑為r1的圓軌道上運動，周期為T1，總質(zhì)量為m1。隨后登陸艙脫離飛船，變軌到離星球更近的半徑為r2的圓軌道上運動，此時登陸艙的質(zhì)量為m2，則()．A．X星球的質(zhì)量為M＝eq\f(4π2r13,GT12)B．X星球表面的重力加速度為gX＝eq\f(4π2r1,T12)C．登陸艙在r1與r2軌道上運動時的速度大小之比為eq\f(v1,v2)＝eq\r(\f(m1r2,m2r1))D．登陸艙在半徑為r2軌道上做圓周運動的周期為T2＝T1eq\r(\f(r23,r13))7．如圖所示，a是地球赤道上的一點，t＝0時刻在a的正上空有b、c、d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b繞地球運行的周期為T，則在t＝eq\f(1,4)T時刻這些衛(wèi)星相對a的位置最接近實際的是圖中的()8．如圖所示，同步衛(wèi)星與地心的距離為r，運行速率為v1，向心加速度為a1；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則下列比值正確的是()A.eq\f(a1,a2)＝eq\f(r,R)B.eq\f(a1,a2)＝(eq\f(R,r))2C.eq\f(v1,v2)＝eq\f(r,R)D.eq\f(v1,v2)＝eq\r(\f(R,r))9．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)地點時實施變軌進入347公里的圓軌道．飛船變軌過程可簡化為如圖所示，假設(shè)在橢圓軌道2的P點為橢圓軌道2進入圓軌道3的相切點，則()A．在P點需要點火，使飛船加速B．飛船在軌道2經(jīng)過P點時的加速度小于它在軌道3上經(jīng)過P點的加速度C．飛船在軌道2經(jīng)過P點時的速度大于它在軌道3上經(jīng)過P點的速度D．飛船在軌道2上運動到Q點時的速度大于在軌道3上經(jīng)過P點的速度10．組成星球的物質(zhì)是靠引力吸引在一起的，這樣的星球有一個最大的自轉(zhuǎn)速率，如果超過了該速率，星球的萬有引力將不足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ρ、質(zhì)量為M且分布均勻的星球的最小自轉(zhuǎn)周期T。下列表達(dá)式中正確的是()A．T＝2πeq\r(\f(R3,GM))B．T＝2πeq\r(\f(3R3,GM))C．T＝eq\r(\f(π,Gρ))D．T＝eq\r(\f(3π,Gρ))二．實驗題（每空4分，共12分）11．某宇航員在一行星表面完成了以下兩個實驗：（1）一物體從該行星表面某高度處自由下落(不計阻力)．自開始下落計時，得到物體離行星表面高度h隨時間t變化的圖像如圖所示，則根據(jù)題設(shè)條件可以計算出該行星表面重力加速度g行＝m/s2（2）在該行星表面設(shè)計了一個“研究平拋運動”的實驗，實驗裝置如圖所示．在水平桌面上放置一個斜面，讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，鋼球離開水平桌面后做平拋運動．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)．在木板上固定一張白紙，該同學(xué)在完成裝置安裝后進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a、b、c三點，且ab＝bc，如圖所示．測出ab長度L＝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a點，記下此時木板離地面的高度h1＝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，使得鋼球正好擊中b點，記下此時木板離地面的高度h2＝92.00cmD．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，使得鋼球正好擊中c點，記下此時木板離地面的高度h3＝76.00cm則該同學(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v0＝__________m/s，鋼球擊中b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表面繞星球做勻速圓周運動而成為該星球的一顆衛(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）已知火星半徑為R，火星表面重力加速度為g，萬有引力常量為G，不考慮火星自轉(zhuǎn)的影響．(1)求衛(wèi)星環(huán)繞火星運行的第一宇宙速度v1；(2)若衛(wèi)星繞火星做勻速圓周運動且運行周期為T，求衛(wèi)星運行半徑r；(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)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是三顆星等