高中物理万有引力定律及其应用选择题

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E_p=﹣，其中G为引力常量，M为地球质量．该卫星原来在半径为R₁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，此过程中因摩擦而产生的热量为（ ）

A．GMm（﹣）	B．GMm（﹣）
C．（﹣）	D．（﹣）

2010年10月1日，“嫦娥二号”卫星在西昌卫星发射中心成功发射，标志着我国航天事业又取得巨大成就．卫星发射过程中，假设地～月转移轨道阶段可以简化为：绕地球做匀速圆周运动的卫星，在适当的位置P点火，进入Q点后被月球俘获绕月球做匀速圆周运动，已知月球表面重力加速度为g，月球半径为R，“嫦娥二号”绕月球做匀速圆周运动的轨道半径为r，从发射“嫦娥二号”到在绕月轨道上正常运行，其示意图如图所示，则下列说法正确的是（ ）

A．在Q点启动火箭向运动方向喷气

B．在P点启动火箭向运动方向喷气

C．“嫦娥二号”在绕月轨道上运行的速率为

D．“嫦娥二号”在绕月轨道上运行的速率为

研究发现，月球的平均密度和地球的平均密度差不多相等，航天飞机分别贴近月球表面和地球表面飞行，下列哪些物理量的大小差不多相等的是（ ）

A．线速度

B．角速度

C．向心加速度

D．万有引力

如图所示，一航天器围绕地球沿椭圆形轨道运动，地球的球心位于该椭圆的一个焦点上，A.B两点分别是航天器运行轨道上的近地点和远地点，若航天器所受阻力可以忽略不计，则该航天器

A.由近地点A运动到远地点B的过程中动能增大
B.由近地点A运动到远地点B的过程中万有引力做正功
C.在近地点A的加速度小于它在远地点B的加速度
D.运动到A点时其速度如果能增加到第二宇宙速度，那么它将不再围绕地球运行

据天文学观测，某行星在距离其表面高度等于该行星半径3倍处有一颗同步卫星。已知该行星的平均密度与地球的平均密度相等，地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的卫星周期为T，则该行星的自转周期为

A．3T

B．4T

C．8T

D．

P₁、P₂为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s₁、s₂做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P₁、P₂周围的a与r²的反比关系，它们左端点横坐标相同，则

A．P1的平均密度比P2的小

B．P1的第一宇宙速度比P2的小

C．s1的向心加速度比s2的大

D．s1的公转周期比s2的大

若已知月球质量为m_月，半径为R，引力常量为G，如果在月球上（   ）

A．以初速度v0竖直上抛一个物体，则物体上升的最大高度为

B．以初速度v0竖直上抛一个物体，则物体落回到抛出点所用时间为

C．发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最大运行速度为

D．发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最小周期为2π

神舟八号飞船绕地球做匀速圆周运动时，飞行轨道在地球表面的投影如图所示，图中标明了飞船相继飞临赤道上空所对应的地面的经度。设神舟八号飞船绕地球飞行的轨道半径为r₁，地球同步卫星飞行轨道半径为r₂.则∶等于

A．1∶24	B．1∶156
C．1∶210	D．1∶256

嫦娥工程分为“无人月球探测”、“载人登月”和“建立月球基地”三个阶段．如图所示，关闭发动机的航天飞机，在月球引力作用下，沿椭圆轨道由A点向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B与空间站对接．已知空间站绕月圆轨道的半径为r，周期为T，引力常量为G，月球半径为R．下列说法中正确的是（    ）

A．航天飞机与空间站成功对接前必须点火减速

B．月球的质量为

C．月球表面的重力加速度为

D．月球表面的重力加速度

2013年10月13日航天员在绕地球圆周运动的神舟六号上进行了预定的科学试验．下面是一中学生设想在太空中的飞船里进行的高中物理部分实验，可行的是(  )

A．用悬挂钩码法探究弹簧弹力和伸长的关系

B．用弹簧秤验证力的平行四边形定则

C．研究平抛物体的运动

D．利用自由落体运动验证机械能守恒定律

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

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

地球同步卫星“静止”在赤道上空的某一点，它绕地球的运行周期与地球的自转周期相同。设地球同步卫星运行的角速度为ω₁，地球自转的角速度为ω₂，则ω₁和ω₂的关系是

A．ω1＞ω2

B．ω1＝ω2

C．ω1＜ω2

D．无法确定

如图所示,a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,a、b质量相同,且小于c的质量,则

A．b所需向心力最大

B．b、c周期相等,且大于a的周期

C．b、c向心加速度相等,且大于a的向心加速度

D．b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度