高中物理万有引力定律及其应用试题

2015年7月14日，“新视野号”探测器飞掠冥王星，成为人类首颗造访冥王星的探测器．在探测器飞赴冥王星的过程中，随着它与冥王星间距离的减小，冥王星对它的万有引力

A．变小

B．变大

C．先变小后变大

D．先变大后变小

如图所示，在地面上发射一个飞行器，进入椭圆轨道Ⅱ运行，其发射速度

A．等于7.9km/s

B．大于16.7km/s

C．大于7.9km/s，小于11. 2km/s

D．大于11.2km/s，小于16.7km/s

我国发生“嫦娥一号”飞船探测月球，当宇宙飞船到了月球上空先以速度绕月球在Ⅰ轨道上做圆周运动，为了使飞船较安全的落在月球上的B点，在轨道A点瞬间点燃喷气火箭，使飞船进入Ⅱ轨道运动，关于飞船的运动下列说法正确的是（   ）

A．在轨道Ⅱ上经过A点的速度小于在轨道Ⅰ经过A点的速度

B．在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅰ运行的周期

C．在轨道Ⅱ上经过A点的加速度小于在轨道Ⅰ经过A点的加速度

D．喷气方向与的方向相反，飞船减速，A点飞船的向心加速度不变

登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星。地球和火星是公转视为匀速圆周运动。忽略行星自转影响：根据下表，火星和地球相比：

A．火星的公转周期较小

B．火星做圆周运动的加速度较小

C．火星表面的重力加速度较小

D．火星的第一宇宙速度较小

如图所示，质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球道时针做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨道上，a距离地球表面的高度为R,此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为，万有引力常量为G，则（      ）

A．发射卫星b时速度要大于11.2km/s

B．卫星a的机械能大于卫星b的机械能

C．若要卫星c与b实现对接，可让卫星C加速

D．卫星a和b下次相距最近还需经过

美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系为第一颗类似地球的、能适合居住的行星——“开普勒—22b”，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一周。若万有引力常量已知，下列选项中的信息能求出该行星的轨道半径的是（   ）

A．该行星表面的重力加速度

B．该行星的密度

C．该行星的线速度

D．被该行星环绕的恒星的质量

理论上已经证明质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，设地球是一个质量分布均匀的球体，设想沿地球的直径挖一条隧道，将物体从此隧道一端由静止释放刚好运动到另一端，如图所示，不考虑阻力，在此过程中关于物体的运动速度随时间变化的关系图像可能是（   ）

太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，这个向心力的大小

A．与行星距太阳间的距离成正比

B．与行星距太阳间的距离平方成正比

C．与行星距太阳间的距离成反比

D．与行星距太阳间的距离平方成反比

宇航员驾驶宇宙飞船到达月球，他在月球表面做了一个实验：在离月球表面高度为h处，将一小球以初速度v₀水平抛出，水平射程为x。已知月球的半径为R，万有引力常量为G。不考虑月球自转的影响。求：
（1）月球表面的重力加速度大小g₀ ；
（2）月球的质量M；
（3）飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速度v。

我国自1970年4月24日发射第一颗人造地球卫星----“东方红”1号以来，为了满足通讯、导航、气象预报和其它领域科学研究的不同需要，又发射了许多距离地面不同高度的人造地球卫星。卫星A为近地卫星，卫星B为地球同步卫星，它们都绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径为R，卫星A距地面高度可忽略不计，卫星B距地面高度为h，不计卫星间的相互作用力。求：
（1）卫星A与卫星B运行速度大小之比；
（2）卫星A与卫星B运行周期之比；
（3）卫星A与卫星B运行的加速度大小之比。

2010年10月1日18时59分57秒，随着嫦娥二号在西昌卫星发射中心成功升空，中国探月工程二期揭开序幕。在经历了星箭分离、卫星入轨、中途修正、约111小时近35万公里的行程后，北京时间6日11时6分，在北京航天飞行控制中心的精确控制下，嫦娥二号卫星成功实施第一次近月制动，32分钟后，卫星顺利进入周期约12小时的椭圆环月轨道，为嫦娥二号最终进入“使命轨道”进行科学探测活动奠定了坚实基础。联系所学的物理知识，进行的下列推断正确的是：（     ）

A．在点火阶段，由于平均加速度很难超过重力加速度，所以该阶段为失重阶段

B．嫦娥二号卫星实施近月制动后，速度会减小，动能转化为势能，卫星会远离月球

C．若已知嫦娥二号的轨道半径和周期，就可以算出卫星的质量

D．嫦娥二号卫星的质量减小，则飞船速率会减小

太空被称为是21世纪技术革命的摇篮。摆脱地球引力，在更“纯净”的环境中探求物质的本质，拨开大气层的遮盖，更直接地探索宇宙的奥秘，一直是科学家们梦寐以求的机会．“神州号”两次载人飞船的成功发射与回收给我国航天界带来足够的信心，我国提出了载人飞船—太空实验室—空间站的三部曲构想．要与轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站（ ）

A．应该从较低轨道上加速

B．应该从较高轨道上加速

C．应该从空间站同一高度的轨道上加速

D．无论在什么轨道上，只要加速都行

地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a，地球的同步卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r₁，向心加速度为a₁.已知万有引力常量为G，地球半径为R，地球赤道表面的加速度为g.下列说法正确的是

A．地球质量	B．地球质量
C．a、a1、g的关系是	D．加速度之比

2014年12月31日，搭载“风云二号”08星的运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射。发射过程中“风云二号”08星的某一运行轨道为椭圆轨道，周期为T₀，如图所示。则(  )

A．“风云二号”08星的发射速度小于第一宇宙速度

B．“风云二号”08星在A→B→C的过程中，速率逐渐变大

C．“风云二号”08星在A→B过程所用的时间小于

D．“风云二号”08星在B→C→D的过程中，万有引力对它先做正功后做负功

根据观察，在土星外层有一个环，为了判断环是土星的连续物还是小卫星群。可推出环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系。下列判断正确的是（        ）

A．若v与R成正比，则环为连续物

B．若v与R成反比，则环为连续物

C．若v的平方与R成反比，则环为小卫星群

D．若v的平方与R成正比，则环为小卫星群