高一物理-万有引力问题专题同步练习粤教版.doc

高一物理 万有引力问题专题同步练习粤教版
（答题时间：35分钟）

1、2006年10月18日，世界首位女“太空游客”安萨里乘坐“联盟号”飞船，成功飞入太空，她在国际空间站逗留了9天，安萨里参与欧洲航天局的多项重要实验，国际空间站是进行各种实验的场所，所用仪器都要经过精选，下列仪器仍然可以在空间站中使用的有( )
A、水银气压计 B、天平 C、摆钟 D、多用电表
2、在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，则（ ）
A、卫星运动的速度为 B、卫星运动的周期为
C、卫星运动的加速度为g D、卫星的动能为mgR
3、太阳系中的第二大行星——土星的卫星众多，目前已发现达数十颗。下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些参数。则两卫星相比较，下列判断正确的是（ ）
卫星
距土星的距离／km
半径/km
质量/kg
发现者
发现日期
土卫五
527000
765
2.49×1021
卡西尼
1672
土卫六
1222000
2575
1.35×1023
惠更斯
1655
A、土卫五的公转周期更小 　　　　 B、土星对土卫六的万有引力更大
C、土卫五的公转角速度小　　 D、土卫五的公转线速度小
4、2003年8月29日，火星、地球和太阳处于三点一线上，上演了“火星冲日”的天象奇观，这是6万年来火星距地球最近的一次，与地球之间的距离只有5 576万公里，为人类研究火星提供了最佳时机．如图所示为美国宇航局最新公布的“火星冲日”的虚拟图，则（ ）

A、2003年8月29日，火星的线速度大于地球的线速度
B、2003年8月29日，火星的加速度大于地球的加速度
C、2004年8月29日，必将产生下一个“火星冲日”
D、火星离地球最远时，火星、太阳、地球三者必在一条直线上
5、“神舟”六号载人飞船在运行中，因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变。每次测量中飞船的运动可近似看作圆周运动。某次测量飞船的轨道半径为r1，后来变为r2，r2<r1。以Ek1、Ek2表示飞船在这两个轨道上的动能，T1、T2表示飞船在这两个轨道上绕地球运动的周期，则 （ ）
A、Ek2＜Ek1，T2＜T1 B、Ek2＜Ek1，T2＞T1
C、Ek2＞Ek1，T2＜T1 D、Ek2＞Ek1，T2＞T1
6、“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A、B两颗天体各有一颗靠近表面飞行的卫星，并测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是（ ）
A、天体A、B表面的重力加速度与它们的半径成正比
B、两颗卫星的线速度一定相等
C、天体A、B的质量一定相等
D、天体A、B的密度一定相等
7、已知某天体的第一宇宙速度为8 km/s，则高度为该天体半径的宇宙飞船的运行速度为（ ）
A、2km/s B、4 km/s C、4 km/s D、8 km/s
8、探测器探测到土星外层上有一个环．为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来确定（ ）
A、若v∝R，则该环是土星的一部分
B、若v2∝R，则该环是土星的卫星群
C、若v∝1/R，则该环是土星的一部分
D、 若v2∝1/R，则该环是土星的卫星群
9、假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A、根据公式v=ωr，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍
B、根据公式F＝mv2/r，可知卫星所需的向心力将减小到原来的1/2
C、根据公式F＝GMm/r2，可知地球提供的向心力将减小到原来的1/4
D、根据上述②和③给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的/2
10、组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率．如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动．由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T．下列表达式中正确的是 （ ）
A、T=2π B、T=2π
C、T= D、T=
11、继神秘的火星之后，土星也成了全世界关注的焦点！经过近7年35.2亿公里在太空中风尘仆仆的穿行后，美航空航天局和欧航空航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间2004年6月30日（北京时间7月1日）抵达预定轨道，开始“拜访”土星及其卫星家族。这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测！若“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道，在半径为R的土星上空离土星表面高的圆形轨道上绕土星飞行，环绕周飞行时间为.试计算土星的质量和平均密度。

【试题答案】
1、D 国际空间站绕地球做圆周运动，处于失重状态。水银气压计利用空气压力与水银柱重力平衡测定气压，故水银气压计无法使用；天平利用两侧重力平衡测定质量，故天平无法使用；摆钟摆动的动力为重力，故摆钟无法使用；多用电表与重力无关，故仍可使用。
2、B （根据向心力和万有引力公式得：，可得卫星的动能为mgR，卫星运动的速度为，卫星运动的加速度为g，卫星运动的周期为。）
3、AB （可得土星对土卫六的万有引力更大；由开普勒定律得：，可知土卫五的公转周期更小；根据可知土卫五的公转角速度大；根据土卫五的公转线速度大。）
4、D 万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得，可以确定，离太阳越远向心加速度和线速度都越小，故AB都不正确；由题干提供的信息“这是6万年来火星距地球最近的一次”，可知C选项不正确。故正确答案为D。
5、C （由可知，C正确）
6、AD （由知，A正确；由，因两颗天体半径R不确定，故B不正确。由知，C不正确；由得D正确。故选AD）
7、C （天体的第一宇宙速度设为v1，有GMm/R2=mv12/R，宇宙飞船运行速度设为v2，有GMm/（2R）2=mv22/2R，解两式得v2=4 km/s，故选项C正确）
8、AD （若该环是土星的一部分，由v=Rω，则v∝R；若该环是土星的卫星群，由GMm/R2=mv2/R，则v2∝1/R。故选项AD 正确。）
9、CD （本题考查对相关公式的理解。）
10、AD （如果万有引力不足以充当向心力，星球就会解体，据万有引力定律和牛顿第二定律得：GR 得T=2π，又因为M=πρR3，所以T=）
11、解析：设“卡西尼”号的质量为m，土星的质量为M. “卡西尼”号围绕土星的中心做匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供.

由题意
所以：．
又
得