高中物理万有引力定律及其应用试题

如图为“高分一号”与北斗导航系统两颗卫星在空中某一面内运动的示意图．“北斗”系统中两颗卫星“G₁”和“G₃”以及“高分一号”均可认为绕地心O做匀速圆周运动．卫星“G₁”和“G₃”的轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，“高分一号”在C位置．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．则以下说法正确的是（ ）

A．卫星“G₁”和“G₃”的加速度大小相等均为
B．卫星“G₁”由位置A运动到位置B所需的时间为
C．对“高分一号”卫星加速即可使其在原来轨道上快速到达B位置的下方
D．“高分一号”是低轨道卫星，其所在高度有稀薄气体，运行一段时间后，
高度会降低，速度增大，机械能会增大

气象卫星是用来拍摄云层照片，观测气象资料和测量气象数据的．我国先后自行成功研制和发射了“风云一号”和“风云二号”两颗气象卫星．“风云一号”卫星轨道与赤道平面垂直，通过两极，每12小时巡视地球一周，称为“极地圆轨道”．“风云二号”气象卫星轨道平面在赤道平面内称为“地球同步轨道”则“风云一号”卫星比“风云二号”卫星（ ）

A．发射速度小

B．线速度大

C．覆盖地面区域大

D．向心加速度小

卫星电话在抢险救灾中发挥着重要作用，第一代、第二代海事卫星只使用静止轨道卫星，不能覆盖地球上的高纬度地区。第三代海事卫星采用同步卫星和中轨道卫星结合的方案，它由4颗同步卫星与12颗中轨道卫星构成。中轨道卫星高度10354km，分布在几个轨道平面上（与赤道平面有一定的夹角）。在这个高度上，卫星沿轨道运动一周的时间为四分之一天，下列说法正确的是

A．中轨道卫星的线速度小于同步卫星的线速度

B．4颗同步卫星的轨道可能不在同一个平面，但轨道半径一定相同

C．在中轨道卫星经过地面某点的正上方的一天后，该卫星还在地面该点的正上方

D．如果某一时刻，中轨道卫星、同步卫星与地球的球心在同一直线上，那么经过6小时，它们仍在同一直线上

已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的7倍，某行星的同步卫星轨道半径
为该行星半径的3倍，该行星的自转周期约为地球自转周期的一半，那么该行星的平均密度与地球平均密度之比约为

A．

B．

C．

D．

公元2100年，航天员准备登陆木星，为了更准确了解木星的一些信息，到木星之前做一些科学实验，当到达与木星表面相对静止时，航天员对木星表面发射一束激光，经过时间t，收到激光传回的信号，测得相邻两次看到日出的时间间隔是T，测得航天员所在航天器的速度为v，已知引力常量G，激光的速度为c，则（    ）

A．木星的质量

B．木星的质量

C．木星的质量

D．根据题目所给条件，可以求出木星的密度

发射月球探测卫星要经过多次变轨，如图Ⅰ是某月球探测卫星发射后的近地轨道，Ⅱ、Ⅲ是两次变轨后的转移轨道，O点是Ⅱ、Ⅲ轨道的近地点，Q、P分别是Ⅱ、Ⅲ轨道的远地点，则下列说法正确的是（   ）

A．在三个轨道上卫星在O点的速度相同

B．在三个轨道上卫星在O点的加速度相同

C．卫星在Q点的机械能等于在P点的机械能

D．卫星在Q点的机械能大于在P点的机械能

据中新社3月10日消息，我国将于2011年上半年发射“天宫一号”目标飞行器，2011年下半年发射“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“神舟八号”和“天宫一号”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”，虚线为各自的轨道．由此假想图，可以判断（ ）

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”的周期小于“神舟八号”的周期

C．“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度

D．“神舟八号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接

关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是（ ）

A．牛顿根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即F∝m的结论

B．只有能看做质点的两物体间的引力才能用F=G计算

C．若m1＞m2，则m1受到的引力大于m2受到的引力

D．万有引力常量的大小首先由牛顿测出来的，且G=6.67×10^﹣11N．m^2/kg^2

两颗行星的质量分别为m₁和m₂，它们绕太阳运行的轨道半径分别是r₁和r₂，若它们只受太阳引力的作用，那么这两颗行星的向心加速度之比为（ ）

A．1

B．

C．

D．

某行星绕太阳运动的椭圆轨道如图所示，F₁和F₂是椭圆轨道的两个焦点，A和B是长轴上的两个点，已知行星运动到A点的速度比运行到B点的速度大，则太阳位于（ ）

A．F1

B．F2

C．A

D．B

质量为100kg行星探测器从某行星表面竖直发射升空，发射时发动机推力恒定，发射升空后8s末，发动机突然间发生故障而关闭，探测器从发射到落回出发点全过程的速度图象如图所示．已知该行星半径是地球半径的，地球表面重力加速度为10m/s²，该行星表面没有大气，不考虑探测器总质量的变化．求：

（1）探测器发动机推力大小；
（2）该行星的第一宇宙速度大小．

如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬60°的正上方，按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方过程所用时间为1h，则下列说法正确的是（ ）

A．该卫星的运行速度一定大于7.9km/s

B．该卫星与同步卫星的运行半径之比为1：4

C．该卫星与同步卫星的运行速度之比为1：2

D．该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能

以下有关物理学概念或物理学史说法正确的有（ ）

A．匀速圆周运动是速度大小不变的匀变速曲线运动，速度方向始终为切线方向

B．牛顿发现了万有引力定律，库仑用扭秤实验测出了万有引力恒量的数值，从而使万有引力定律有了真正的实用价值

C．行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动的周期平方与轨道半径的三次方之比为常数，此常数的大小与恒星的质量和行星的速度有关

D．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第发现了电磁感应现象，感应电流的方向遵从楞次定律，这是能量守恒定律的必然结果

我们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和构成，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，已知和的质量分别为和，和的距离为L，已知引力常量为G，由此可求出的角速度为（    ）

A．

B．

C．

D．

天文学家发现了一颗太阳系外行星，其半径约为地球的2倍，质量约为地球的6倍；并环绕一颗红矮星运行，其公转周期约为地球公转周期的1/200，公转半径约为日地距离的1/50。设该行星表面的重力加速度为g₁，地球表面的重力加速度为g₂，该红矮星的质量为M₁，太阳质量为M₂。假设该行星和地球公转轨迹为圆，且不考虑自转。以下估算正确的是（  ）

A．g1和g2的比值约为3:2

B．g1和g2的比值约为3:1

C．M1和M2的比值约为3:1

D．M1和M2的比值约为8:25