万有引力与航天练习-一.doc

万有引力与航天练习 一一、选择题1、 (2013海南卷)“北斗”卫星屏声息气定位系统由地球静止轨道卫星（同步卫星）、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成。地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍，下列说法中正确的是 A静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍B静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍C静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的1/7D静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的1/72、(2013四川卷)迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese581”运行的行星“G1- 58lc”却很值得我们期待。该行星的温度在OoC到40oC之间、质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日。“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍。设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则A在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同B如果人到了该行星，其体重是地球上的倍C该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的倍D由于该行星公转速率比地球大，地球上的米尺如果被带上该行星，其长度一定会变短3、(2013全国卷大纲版)“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200km的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟。已知引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，月球半径约为1.74×103km。利用以上数据估算月球的质量约为（ ）A8.1×1010kg B7.4×1013 kg C5.4×1019 kg D7.4×1022 kg4【2013广东高考】.如图3，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是A.甲的向心加速度比乙的小B.甲的运行周期比乙的小C.甲的角速度比乙的大D.甲的线速度比乙的大5、【2013江苏高考】. 火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行,根据开普勒行星运动定律可知(A)太阳位于木星运行轨道的中心(B)火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等(C)火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方(D)相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积6、【2013上海高考】小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动。则经过足够长的时间后，小行星运动的(A)半径变大(B)速率变大(C)角速度变大(D)加速度变大7、（2013全国新课标I）、2 012年6月18 日，神舟九号飞船与天官一号目标发生器在离地面343km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气。下列说法正确的是A为实现对接两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低D航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用 8. （2013山东理综）双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为 9（2013福建卷理综）.设太阳质量为M，某行星绕太阳公转周期为T，轨道可视为r的圆。已知万有引力常量为G，则描述该行星运动的上述物理量满足A B C D10、（2013浙江理综）如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M，半径为R。下列说法正确的是A地球对一颗卫星的引力大小为B一颗卫星对地球的引力大小为C两颗卫星之间的引力大小为D三颗卫星对地球引力的合力大小为11.天文学家如果观察到一个星球独自做圆周运动，那么就想到在这个星球附近存在着一个看不见的星体黑洞。星球与黑洞由万有引力的作用组成双星，以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，那么（ ）A.它们做圆周运动的角速度与其质量成反比 B.它们做圆周运动的周期与其质量成反比 C.它们做圆周运动的半径与其质量成反比 D.它们所受的向心力与其质量成反比12 2009年3月1日16时13分，“嫦娥一号”完成了“受控撞月”行动，探月一期工程完美落幕本次“受控撞月”，“嫦娥一号”经历了从距月表100km的圆形轨道进入椭圆轨道的过程，如图所示，为椭圆轨道的远月点，为椭圆轨道的近月点，则下列说法正确的是 A从点到点的过程中，“嫦娥一号”受到的月球引力减小B从点到点的过程中，“嫦娥一号”飞行的加速度减小C从点到点的过程中，“嫦娥一号”飞行的线速度减小D从点到点的过程中，“嫦娥一号”飞行的角速度减小13 2008年9月25日，我国利用“神舟七号”飞船将宇航员送入太空，9月26日，飞船成功变轨。由原来的椭圆轨道变为距离地面高度为h（约340km）的圆形轨道。已知飞船质量为m，地球半径为R，地面的重力加速度为g，地球自转的角速度为，则下列说法正确的是（ ）A飞船由椭圆轨道变为圆形轨道时，需要在椭圆轨道的远地点使飞船减速B飞船做匀速圆周运动时，运行速度大于7.9km/sC飞船在圆形轨道上运动时，宇航员将不受重力作用D飞船在圆形轨道上运动时的角速度为 14 2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙2251”卫星和美国“铱33”卫星在西伯利亚上空约805km处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的大量碎片可能影响太空环境。假定有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是（ ）A甲的运行周期一定比乙的长 B. 甲距地面的高度一定比乙的高C甲所需的向心力一定比乙的小 D. 甲的加速度一定比乙的大15自从1970年4月我国的第一颗人造地球卫星上天以来，在40多年的时间里，我国的航天事业取得了举世瞩目的成就，期间成功的发射了地球同步通信卫星和载人航天飞船。2011年11月1日又成功地发射了“神州8号”飞船，并在空中与“天宫1号”成功的实现了交会对接。已知“神州8号”飞船运行周期约为90min，那么“神州8号”飞船与地球同步通信卫星在轨道上正常运转时相比较 （ ）A飞船运行的周期较大 B飞船离地面的高度较大C飞船运行的加速度较大 D二者一定在同一轨道平面内16同步卫星距地心的距离为r，运行速率为v1，其向心加速度为a1。地球半径为R，地球赤道上随地球自转的物体的运行速率为v2，向心加速度为a2，则（ ）A， B， C， D， 万有引力与航天练习 二1. 2011年8月12日，我国在西昌卫星发射中心，将巴基斯坦通信卫星1R（ Paksat - 1R）成功送入地球同步轨道，发射任务获得圆满成功关于成功定点后的“1R”卫星，下列说法正确的是（ ）A运行速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度B离地面的高度一定，相对地面保持静止C绕地球运动的周期比月球绕地球运行的周期大D向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等2质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的（ ）A线速度 B角速度 C运行周期 D向心加速度3 “嫦娥一号”探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球。如图所示是绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的的运行速率为7.7km/s，则下列说法中正确的是（ ）A卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7.7km/sB卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7.7km/sC卫星在3轨道周期小于2轨道周期D卫星在3轨道所具有的最大速率小于2轨道所具有的最大速率4我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”，1970年4月24日发射成功，开创了我国航天事业的新纪元。“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点M和远地点N的高度分别为439km和2384km（如图所示），则（ ）A.卫星在M点的速度大于在N点的速度 B.卫星在M点的角速度大于在N点的角速度 C.卫星在M点的加速度大于在N点的加速度 D.卫星在N点的速度大于79km/s5 2011年9月29日成功发射“天宫一号”目标飞行器，并计划2011年11月发射“神舟八号”飞船并与“天宫一号”实现对接，某同学得知上述消息后，画出“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的假想图如图所示，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为它们各自的轨道，由此假想图，可以判定（ ）A“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率B“天宫一号”的向心加速度小于“神舟八号”的向心加速度C“神舟八号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接D“天宫一号”受到地球的万有引力小于“神舟八号”受到地球的万有引力6 2011年11月3日1时43分，中国自行研制的神舟八号飞船与天宫一号目标飞行器在距地球343公里的轨道实现自动对接，为建设空间站迈出关键一步。若神舟八号飞船与天宫一号的质量相同，环绕地球运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示，则（ ）A天宫一号运行时向心加速度比神舟八号小B天宫一号运行的周期比神舟八号小C天宫一号运行时速度比神舟八号小D神舟八号要实现与天宫一号的对接需点火加速7、2012年6月18日，搭载着3位航天员的神舟九号飞船与在轨运行的天宫一号“牵手”，顺利完成首次载人自动交会对接。交会对接飞行过程分为远距离导引段、自主控制段、对接段等阶段，图示为“远距离导引”阶段。下列说法正确的是A在远距离导引阶段，神舟九号向前喷气B在远距离导引阶段，神舟九号向后喷气C天宫一-神九组合体绕地球作做速圆周运动的速度小于7.9 km/sD天宫一一神九组合体绕地球做匀速圆周运动的速度大于7.9 km/s8.天宫一号（Tiangong-1）是中国第一个目标飞行器，于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射成功，它的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段。21时25分，天宫一号进入近地点约200公里，远地点346.9公里，轨道倾角为42.75度，周期5382秒的运行轨道。由此可知（ ）A天宫一号在该轨道上的运行周期比同步卫星的运行周期短B天宫一号在该轨道上任意一点的运行速率比同步卫星的运行速率小C天宫一号在该轨道上任意一点的运行加速度比同步卫星的运行加速度小D天宫一号在该轨道远地点距地面的高度比同步卫星轨道距地面的高度小9、随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想；假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度竖直向上抛出一个小球，经时间后回到出发点。已知月球的半径为,万有引力常量为,则下列说法正确的是（ ）A月球表面的重力加速度为 B月球的质量为C宇航员在月球表面获得的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动D宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为10、冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为71，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动由此可知，冥王星绕O点运动的()A轨道半径约为卡戎的 B角速度大小约为卡戎的C线速度大小约为卡戎的7倍 D向心力大小约为卡戎的7倍10、2012年10月，美国耶鲁大学的研究人员发现了一颗完全由钻石组成的星球，通过 观测发现该星球的半径是地球的2倍，质量是地球的8倍.设在该星球表面附近绕 星球运行的卫星的角速度为1,、线速度为v1，在地球表面附近绕地球运行的卫星的角速度为2、线速度为v2，则为A.8 B. 4 C. 2 D. 111、2013年2月16日凌晨，2012DA14小行星与地球“擦肩而过”，距离地球最近约2.77万公里据观测，它绕太阳公转的周期约为366天，比地球的公转周期多1天假设小行星和地球绕太阳运行的轨道均为圆轨道，对应的轨道半径分别为R1、R2，线速度大小分别为v1、v2，以下关系式正确的是 A. B. C. D.12、如图所示，在“嫦娥”探月工程中，设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0。飞船在半径为4R的圆型轨道上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B时，再次点火进入近月轨道绕月做圆周运动，则（ ）A飞船在轨道的运行速率大于B飞船在轨道上运行速率小于在轨道上B处的速率C飞船在轨道上的重力加速度小于在轨道上B处重力加速度D飞船在轨道、轨道上运行的周期之比有TI:TIII=4:113、有些卫星因能量耗尽而报废，成为太空垃圾，所以被称为“垃圾卫星”。“轨道康复者”是“垃圾卫星”的救星，被称为“太空110”，它可在太空中给“垃圾卫星”补充能量，延长卫星的使用寿命。假设“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一，其运动方向与地球自转方向一致，轨道平面与地球赤道平面重合。下列判断正确的是 A“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25倍 B“轨道康复者”的周期是地球同步卫星周期的倍 C站在赤道上的人用仪器观察到“轨道康复者”向西运动 D“轨道康复者”要在原轨道上加速才能“拯救”更低轨道上的卫星14、据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，命名为“55 Cancri e”。该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的，母星的体积约为太阳的60倍。假设母星与太阳密度相同，“55 Cancri e”与地球均做匀速圆周运动， 则“55 Cancri e”与地球的 A.轨道半径之比约为 B.轨道半径之比约为C向心加速度之比约为D向心加速度之比约为15、北京时问2012年2月25日凌晨0时12分，中国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，将第十一颗北斗导航卫星成功送人太空轨道。这是一颗地球同步卫星，也是中国 2012举发射的首颗北斗导航系统组网卫星。2020年左右，将建成由30余颗卫星组成的北斗卫星导航系统，提供覆盖全球的高精度、高可靠的定位、导航和授时服务。下列关于第十一颗北斗导航卫星说法正确的是 A运行速度大于7.9 km/s B离地面的高度一定，相对地面静止 C比月球的角速度大 D与地球赤道上的物体向心加速度相等16、科学家设想，将来在月球上建立了工作站后可在月球上发射绕月球运行的卫星，若发射一颗月球卫星的圆轨道半径为R，运行周期为T,在知道引力常量G和月球半径r后，仅利用以上条件能够求出的是 A月球上的第一宇宙速度 B月球表面的重力加速度 C卫星绕月球运行的速度 D卫星和月球的质量之比万有引力与航天练习 三1. 在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程在对以下几位物理学家所作科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ） A英国物理学家牛顿用实验的方法测出万有引力常量GB第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律C亚里士多德认为两个从同一高度自由落下的物体，重物体与轻物体下落一样快D胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比2由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径减小了，那么，卫星的（ ）A速率变大，周期变大 B速率变小，周期变大C速率变大，周期变小 D速率变小，周期变小2、关于卡文迪许扭秤实验对物理学的贡献，下列说法中正确的是 （ ）A发现了万有引力的存在 B解决了微小力的测定问题C开创了用实验研究物理的科学方法 D验证了万有引力定律的正确性3、使物体脱离行星的引力束缚，不再绕该行星运行，从行星表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，行星的第二宇宙速度v2 与第一宇宙速度 v1 的关系是v1已知某行星的半径为地球半径的三倍，即，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度的不计其它行星的影响，已知地球的第一宇宙速度为8 km/s，则该行星的第二宇宙速度为A8 km/s B4 km/s Ckm/s Dkm/s4 “神舟七号”绕地球做匀速圆周运动的过程中，下列事件不可能发生的是（ ）A航天员在轨道舱内能利用弹簧拉力器进行体能锻炼B悬浮在轨道舱内的水呈现圆球状C航天员出舱后，手中举起的五星红旗迎风飘扬D从飞船舱外自由释放的伴飞小卫星与飞船的线速度相等5、2012年6月18日 ，“天宫一号”与“神舟九号”完成首次载人交会对接。对接过程如下：“神舟九号”经过变轨，从初始轨道升至343km的圆轨道后，在距“天宫一号”140米处再通过手动控制完成对接。下列说法正确的是（ ）A. “神舟九号”在初始轨道的加速度比“天宫一号”的加速度小B “神舟九号”在初始轨道的速度比343km的圆轨道上的速度大C. “神舟九号”要与“天宫一号”完成对接，可以在同一轨道上通过点火加速实现D. “神舟九号”在初始轨道的周期比343km的圆轨道上的周期大6继“嫦娥一号”绕月卫星成功发射之后，我国又于2010年10月成功发射“嫦娥二号”，其飞行高度距月球表面l00km，所探测到的有关月球的数据比飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加详实。若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示，则有（ ）A“嫦娥二号”线速度比“嫦娥一号”小 B“嫦娥二号”周期比“嫦娥一号”小C“嫦娥二号”角速度比“嫦娥一号”小 D“嫦娥二号”加速度比“嫦娥一号”小7设地球的质量为，半径为，自转周期为，引力常量为 ，“神舟七号”绕地球运行时离地面的高度为h，则“神舟七号”与“同步卫星”各自所处轨道处的重力加速度之比为（ ）AB C D8为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2 的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则（ ）A该星球的质量为 B该星球表面的重力加速度为C登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为 D登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为9如图甲所示，a是地球赤道上的一点，某时刻在a的正上方有b、c、d三颗轨道位于赤道平面的卫星，各卫星的运行方向均与地球自转方向（顺时针转动）相同，其中d是地球同步卫星。从此时刻起，经过时间t（已知时间t均小于三颗卫星的运行周期），在乙图中各卫星相对a的位置最接近实际的是（ ）10为了研究太阳演化的进程需知太阳的质量，已知地球的半径为R，地球的质量为m，日地中心的距离为r，地球表面的重力加速度为g，地球绕太阳公转的周期为T，则太阳的质量为（ ）A B C D11、“神舟十号”飞船将于2013年6月至8月择机发射，再次与“天官一号”进行交会对接三位航天员再次人住“天宫”完成一系列实验“神舟十号”与“天宫一号”对接后做匀速圆周运动，运行周期为90分钟对接后“天宫一号”的A运行速度大于第一宇宙速度 B加速度大于赤道上静止物体随地球自转的加速度C角速度为地球同步卫星角速度的16倍 D航天员可以用天平测出物体的质量12、“北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星(同步卫星)和30颗非静止轨道卫星组成，30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星的高度约为21500Km，同步卫星的高度约为36000Km，下列说法正确的是A同步卫星的向心加速度比中轨道卫星向心加速度大B同步卫星和中轨道卫星的线速度均小于第一宇宙速度C中轨道卫星的周期比同步卫星周期小D赤道上随地球自转的物体向心加速度比同步卫星向心加速度大13、“空间站”是科学家进行天文探测和科学试验的特殊而又重要的场所。假设“空间站” 正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致。下列说法正确的有A“空间站”运行的加速度大于同步卫星运行的加速度B“空间站”运行的速度等于同步卫星运行速度的倍C站在地球赤道上的人观察到“空间站”向东运动D在“空间站”工作的宇航员因不受重力而在舱中悬浮或静14绕地球做匀速圆周运动的地球同步卫星，距离地表面高度约为地球半径的5.6倍，线速度大小为v1，周期为T1；绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，距离地球表面高度为地球半径的2倍，线速度大小为v2，周期为T2；地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为v3，周期为T3，则下列关系正确的是（ ）Av2>v1>v3Bv1>v2>v3CT1=T3<T2DT1>T2>T315地球赤道上有一物体随地球的自转，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（高度忽略），所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为2；地球的同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为3；地球表面的重力加速度为g，第一宇宙速度为，假设三者质量相等，则（ ）ABCD三、非选择题15天宫一号于2011年9月29日成功发射，它将和随后发射的神州飞船在空间完成交会对接，实现中国载人航天工程的一个新的跨越。天宫一号进入运行轨道后，其运行周期为T，距地面的高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G。若将天宫一号的运行轨道看做圆轨道，求：（1）地球质量M；（2）地球的平均密度。16宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，设每个星体的质量均为m，四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上，已知这四颗星均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，引力常量为G，试求：（1）求星体做匀速圆周运动的轨道半径；（2）若实验观测得到星体的半径为R，求星体表面的重力加速度；（3）求星体做匀速圆周运动的周期。17今年9月29日，天宫一号成功发射，标志着我国迈向了空间站时代。天官一号沿椭圆轨道运行，近地点离地面高度h1=200km，远地点离地高度h2=347km。若已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响，求：（结果均用符号表示，不作数字计算）（1）环绕地球做匀速圆周运动的卫星的最小周期；（2）天宫一号运行周期。