(完整版)高一物理万有引力练习卷(含答案)

高一物理第3次空课《万有引力》

1.某人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球半径为R，地面重力加速度为g，下列说法错误的是（ ）

A.人造卫星的最小周期为2πR/g

B.卫星在距地面高度R处的绕行速度为Rg/2

C.卫星在距地面高度为R处的重力加速度为g/4

D.地球同步卫星的速率比近地卫星速率小，所以发射同步卫星所需的发射速度较小 答案 D

2．a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道在同一平面上．某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图所示．下列说法中正确的是

( )

A．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度 B．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度 C．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度 D．a、c存在在P点相撞的危险 答案 A

v2Mm4π2

2解析 由G2＝m＝mrω＝mr2＝ma，可知B、C、D错误，A正确．

rrT

3.“嫦娥三号”探月卫星于2013年在西昌卫星发射中心发射，实现“落月”的新阶段．已知月球绕地球作圆周运动的半径为r1、周期为T1.“嫦娥三号”探月卫星绕月球作圆周运动的半径为r2，周期为T2，万有引力常量为G.不计周围其他天体的影响．根据题目给出的条件，下列说法正确的是

( )

A．能求出“嫦娥三号”探月卫星的质量 B．能求出地球的密度

C．能求出地球与月球之间的引力 r3r312

D．可得出2＝2

T1T2

Mm4π2

解析 由G2＝m2r可知通过已知量只能估算中心天体的质量，因而可以估算出地

rT

球和月球的质量，而不能算出“嫦娥三号”探月卫星的质量，选项A错误，选项C正确．由于地球的半径未知，因而不能估算地球的密度，选项B错误．由于“嫦娥三号”

3

r3r21

探月卫星和月球做圆周运动的中心天体不同，因而2＝2不能成立，选项D错误．

T1T2

答案 C

4. 如图所示，甲、乙两颗卫星在同一平面上绕地球做匀速圆周运动，公转方向相同.已知卫星甲的公转周期为T，每经过最短时间5T，卫星乙都要运动到与卫星甲同居地球一侧且三者共线的位置上，则卫星乙的公转周期为( )

9A.T 810C.T 9答案 A

5.一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度减小1

为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前、后卫星的( )

2A．向心加速度大小之比为4∶1 B．角速度大小之比为2∶1 C．周期之比为1∶8 D．轨道半径之比为1∶2 1

解析 根据Ek＝mv2得v＝

2

v122Ek

，所以卫星变轨前、后的速度之比为＝.根据 mv218B.T 99D.T 10

v2Mmr1v221

G2＝m，得卫星变轨前、后的轨道半径之比为＝2＝，选项D错误；根据 rrr2v14

Mma1r2162

G2＝ma，得卫星变轨前、后的向心加速度大小之比为＝2＝，选项A错误；根ra2r11Mmω1据G2＝mω2r，得卫星变轨前、后的角速度大小之比为＝

rω2

r328

＝，选项B错误；r311

2πT1ω21

根据T＝，得卫星变轨前、后的周期之比为＝＝，选项C正确．

ωT2ω18答案 C

6.2013年6月13日，神州十号与天宫一号成功实现自动交会对接．对接前神州十号与天宫一号都在各自的轨道上做匀速圆周运动．已知引力常量为G，下列说法正确的是

( )

A．由神州十号运行的周期和轨道半径可以求出地球的质量 B．由神州十号运行的周期可以求出它离地面的高度

C．若神州十号的轨道半径比天宫一号大，则神州十号的周期比天宫一号小 D．漂浮在天宫一号内的宇航员处于平衡状态 答案 A

7.2013年6月13日，“神舟十号”与“天宫一号”成功实现手控交会对接，下列关于“神舟十号”与“天宫一号”的分析错误的是 ( )

A．“天宫一号”的发射速度应介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间 B．对接前，“神舟十号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨道上点火加速 C．对接前，“神舟十号”欲追上同一轨道上的“天宫一号”，必须先点火减速再加速 D．对接后，组合体的速度小于第一宇宙速度 答案 B

8.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v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后回到出发点．已知月球的半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的是( ) v0

A．月球表面的重力加速度为

t2v0R2

B．月球的质量为

GtC．宇航员在月球表面获得

v0R

的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动 t

Rt v0

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 答案 B

2v02v0v2GMm2π

解析 根据竖直上抛运动可得t＝，g＝，A项错误；由2＝mg＝m＝m()2R

gtRRT2v0R2

可得：M＝，v＝

Gt

9.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 A.

C.

D. nT k

( )

2v0R

，T＝2π t

Rt

，故B项正确，C、D项错误． 2v0

n3T B.k2n3T kn2T k

答案 B

解析 双星靠彼此的万有引力提供向心力，则有 m1m24π2G2＝m1r12 LTm1m24π2G2＝m2r22 LT并且r1＋r2＝L 解得T＝2π

L3

G?m1＋m2?

n3L3Gk?m1＋m2?

当双星总质量变为原来的k倍，两星之间距离变为原来的n倍时T′＝2π＝

n3·T k

故选项B正确．

10. 人造卫星沿圆轨道环绕地球运动，因为大气阻力的作用，其运动的高度将逐渐变化，由于高度变化很慢，在变化过程中的任一时刻，仍可认为卫星满足匀速圆周运动规律.下述关于卫星运动的一些物理量变化情况，正确的是（ ）

A. 线速度减小 B. 周期变大 C. 半径增大 D. 向心加速度增大 【答案】D

【解析】试题分析：因为受到高空稀薄空气的阻力作用，卫星的总机械能减小，高度逐渐降低即卫星圆周运动的轨道半径r减小，人造地球卫星绕地球做圆周运动万有引力提供圆周运