高中物理万有引力定律及其应用选择题

如图所示，有一个质量为M，半径为R，密度均匀的大球体。从中挖去一个半径为R／2的小球体，并在空腔中心放置一质量为m的质点，则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为（已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零）(    )

A．

B．0

C．

D．

有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则  (    )

A．a的向心加速度等于重力加速度g

B．在相同时间内b转过的弧长最长

C．c在4小时内转过的圆心角是

D．d的运动周期有可能是20小时

随着地球资源的日益匮乏和环境的日益恶劣，人类设想在地球远地轨道上建立一个未来的圆环形太空城。远远看去，好像一个巨大的车轮，圆环形的直径为D，“轮胎”是一个空心的大圆环，其内部直径为d（D>d），是太空城的生活区。同时，太空城还绕着自己的中心轴慢慢旋转，利用旋转时产生的离心效应而制造出人造重力，生活在其中的人类就有脚踏实地的感觉。已知地球半径R，表面重力加速度为g，地球自转周期为T，空间站轨道半径r。下列说法中正确的是

A．太空城中的“地面”在图示的下表面

B．当太空城稳定地转动时，若在“生活区”上空某处静止释放一个物体，让太空城里的你来观察，你会观察到物体沿径向垂直太空城外边缘加速下落

C．若忽略太空城的自转，则太空城的绕地球转动的周期为

D．若太空城的转速刚能提供和地球表面的实际重力加速度效果相同的人 造“重力”，那么太空城自转的角速度为

据报道．我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008 年4 月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月l日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01卫星”，下列说法正确的是

A．离地面高度一定，相对地面静止

B．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大

C．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等

D．运行速度大于7.9km/s

将火星和地球绕太阳的运动近似看成是同一平面内的同方向绕行的匀速圆周运动，已知火星的轨道半径m，地球的轨道半径为m，根据你所掌握的物理和天文知识，估算出火星与地球相邻两次距离最小的时间间隔约为

A．1年

B．2年

C．3年

D．4年

一颗月球卫星在距月球表面高为h的圆形轨道运行，已知月球半径为R，月球表面的重力加速度大小为，引力常量为G，由此可知

A．月球的质量为

B．月球表面附近的环绕速度大小为

C．月球卫星在轨道运行时的向心加速度大小为

D．月球卫星在轨道上运行的周期为

假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。地面处和矿井底部的重力加速度大小之比为

A．

B．

C．

D．1

我国月球探测活动的第一步“绕月”工程和第二步“落月”工程已按计划在2013年以前顺利完成。假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g₀，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动，下列判断正确的是

A．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率

B．飞船在A点处点火变轨时，动能增大

C．飞船从A到B运行的过程中机械能增大

D．飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间

发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是

A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率。

B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度。

C．卫星在轨道1上运动一周的时间大于它在轨道2上运动一周的时间。

D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度。

质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为地球质量。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。某卫星原来在半径为r_l的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为r₂，则此过程中因摩擦而产生的热量为

A．

B．

C．

D．

深空探测器“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行的过程中，发现甲、乙两颗均匀球形天体，两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是：

A．天体甲、乙的质量一定不相等

B．两颗卫星的线速度一定相等

C．天体甲、乙的密度一定相等

D．天体甲、乙表面的重力加速度之比等于它们半径的反比

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．

如图所示为一卫星绕地球运行的轨道示意图，O点为地球球心，已知引力常量为G，地球质量为M，OA=R，OB=4R，下列说法正确的是（ ）

A．卫星在A点的速率vA=

B．卫星在B点的速率vB<

C．卫星在A点的加速度

D．卫星在B点的加速度aB<

某月球探测卫星先贴近地球表面绕地球做匀速圆周运动，此时其动能为，周期为；再控制它进行一系列变轨，最终进入贴近月球表面的圆轨道做匀速圆周运动，此时其动能为，周期为.已知地球的质量为，月球的质量为，则为

A．

B．

C．

D．

理论研究表明第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍。火星探测器悬停在距火星表面高度为h处时关闭发动机，做自由落体运动，经时间t落到火星表面。已知引力常量为G，火星的半径为R。若不考虑火星自转的影响，要使探测器脱离火星飞回地球，则探测器从火星表面的起飞速度至少为

A．

B．

C．11.2km/s

D．7.9km/s