高一物理-万有引力 - 图文

2015个性化辅导教案（物理） ． C火星表面的重力加速度较大 ． D 火星的第一宇宙速度较大 ． 4．（2015?临沂校级模拟）2012年6月18日，神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面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，下面说法正确的是（ ） 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 ． 5．（2014?浙江）长期以来“卡戎星（Charon）”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1=19600km，公转周期T1=6.39天．2006年3月，天文学家发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转半径r2=48000km，则它的公转周期T2，最接近于（ ） A 15天 B25天 C35天 D45天 ． ． ． ． 6．（2014?山东）2013年我国相继完成“神十”与“天宫”对接，“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程，某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想：如图，将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到h高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球，设“玉兔”质量为m，月球半径为R，月面的重力加速度为g月．以月面为零势能面，“玉兔”在h高度的引力势能可表示为Ep=，其中G为引力常量，M为月球质量，若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为（ ） A ． C ． （h+2R） B． D． （h+R） （h+R） （h+R） 5 2015个性化辅导教案（物理） 7．（2014?江苏）已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为（ ） A 3.5km/s B5.0km/s C17.7km/s D35.2km/s ． ． ． ． 8．（2014?天津）研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时，假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比（ ） A B向心加速度变大 距地面的高度变大 ． ． C D角速度变大 线速度变大 ． ． 9．（2013?盱眙县校级学业考试）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，已知引力常量为G．由此可求出S2的质量为（ ） A B． ． C ． D． 10．（2013?海南）“北斗”卫星导航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 ． D 静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的 ． 二．填空题（共4小题） 11．（2014?上海）动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比RA：RB=1：2，它们的角速度之比ωA：ωB= ，质量之比mA：mB= ． 12．（2011?海南）2011年4月10日，我国成功发射第8颗北斗导航卫星，建成以后北斗导航卫星系统将包含多颗地球同步卫星，这有助于减少我国对GPS导航系统的依赖，GPS由运行周期 6 2015个性化辅导教案（物理） 为12小时的卫星群组成，设北斗星的同步卫星和GPS导航的轨道半径分别为R1和R2，向心加速度分别为a1和a2，则R1：R2= a1：a2= ．（可用根式表示） 13．（2008?海南）一探月卫星在地月转移轨道上运行，某一时刻正好处于地心和月心的连线上，卫星在此处所受地球引力与月球引力之比为4：1．已知地球与月球的质量之比约为81：1，则该处到地心与到月心的距离之比约为 ． 14．（2000?安徽）地核的体积约为整个地球体积的16%，地核的质量约为地球质量的34%．经36估算，地核的平均密度为 kg/m．（已知地球半径为6.4×10 m，地球表面重力加速度为9.8m/s，万有引力常量为6.7×102﹣11N?m/kg，结果取两位有效数字．22） 三．解答题（共6小题） 15．（2015春?鹤岗校级期中）如图，P、Q为某地区水平地面上的两点，在P点正下方一球形区域内储藏有石油，假定区域周围岩石均匀分布，密度为ρ；石油密度远小于ρ，可将上述球形区域视为空腔．如果没有这一空腔，则该地区重力加速度（正常值）沿竖直方向；当存在空腔时，该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏离．重力加速度在原竖直方向（即PO方向）上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常”．为了探寻石油区域的位置和石油储量，常利用P点附近重力加速度反常现象．已知引力常数为G． （1）设球形空腔体积为V，球心深度为d（远小于地球半径），PQ=x，求空腔所引起的Q点处的重力加速度反常． （2）若在水平地面上半径L的范围内发现：重力加速度反常值在g与kg（k＞1）之间变化，且重力加速度反常的最大值出现在半为L的范围的中心，如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积． 16．（2014?北京）万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性． （1）用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果．已知地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G．将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响．设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F0 a．若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为F1，求比值情形算出具体数值（计算结果保留两位有效数字）； b．若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2，求比值

的表达式，并就h=1.0%R的的表达式． 7

2015个性化辅导教案（物理） （2）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳的半径为Rs和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%，而太阳和地球的密度均匀且不变．仅考虑太阳和地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的一年将变为多长？ 17．（2014?重庆）如图所示为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图，首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h1处悬停（速度为0，h1远小于月球半径），接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h2处的速度为v，此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面．已知探测器总质量为m（不包括燃料），地球和月球的半径比为k1，质量比为k2，地球表面附近的重力加速度为g，求： （1）月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月球时的速度大小； （2）从开始竖直下降到接触月面时，探测器机械能的变化． 18．（2014?四川）石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性变化，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖．用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦乡有望在本世纪实现．科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换． （1）若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站，求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的动能．设地球自转角速度为ω，地球半径为R． （2）当电梯仓停在距地面高度h2=4R的站点时，求仓内质量m2=50kg的人对水平地板的压力大﹣523小．取地面附近重力加速度g=10m/s，地球自转角速度ω=7.3×10rad/s，地球半径R=6.4×10km． 8