基础训练12 万有引力定律及其应用

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1、基础训练12万有引力定律及其应用（时间60分钟，赋分100分）训练指要本套试题训练和考查的重点是：理解万有引力定律，能运用万有引力定律来分析天体的运动.了解人造地球卫星的有关知识，能进行有关天体质量的估算、轨道平行的计算等一些简单的计算.第7题、第14题、第15题等为创新题.这些题的特点是把物理基础知识与航空航天技术中的最新成果联系起来，有利于提高学生的学习兴趣，有利于理论联系实际.一、选择题（每小题5分，共40分）1.有质量相等的两个人造地球卫星A和B，分别在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动.两卫星的轨道半径分别为rA和rB，且rA＞rB.则

2、A和B两卫星相比较，以下说法正确的是A.卫星A的运行周期较大B.卫星A受到的地球引力较大C.卫星A的动能较大D.卫星A的机械能较大2.设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看做是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动.则与开采前相比A.地球与月球的万有引力将变大B.地球与月球的万有引力将变小C.月球绕地球运动的周期将变长D.月球绕地球运动的周期将变短3.如图1—12—1所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星.下列说法中正确的是图1—12—1A.b、c的线速度大小相等，

3、且大于a的线速度B.b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度C.b、c运行周期相同，且小于a的运行周期D.由于某种原因，a的轨道半径缓慢减小，a的线速度将变大4.（2001年上海高考试题）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=2πB.T=2πC.T=5D.T=5.两个行星各有一个卫星绕其表面运行，已知两个卫星的周期之比为1∶2，两行星半径之

4、比为2∶1①两行星密度之比为4∶1②两行星质量之比为16∶1③两行星表面处重力加速度之比为8∶1④两卫星的速率之比为4∶1A.①②B.①②③C.②③④D.①③④6.某人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球半径为R，地面重力加速度为g，下列说法错误的是A.人造卫星的最小周期为2πB.卫星在距地面高度R处的绕行速度为C.卫星在距地面高度为R处的重力加速度为g/4D.地球同步卫星的速率比近地卫星速率小，所以发射同步卫星所需的能量较少7.1998年8月20日，中国太原卫星发射中心为美国“铱”星公司成功发射了两颗“铱”星系统的补网星.1998年9月23日，

5、“铱”卫星通讯系统正式投入商业运行，标志着一场通讯技术革命开始了.原计划的“铱”卫星通讯系统是在距地球表面780km的太空轨道上建立一个由77颗小卫星组成的星座.这些小卫星均匀分布在覆盖全球的7条轨道上，每条轨道上有11颗卫星，由于这一方案的卫星排布像化学元素“铱”原子的核外77个电子围绕原子核运动一样，所以称为“铱”星系统.后来改为由66颗卫星，分布在6条轨道上，每条轨道上11颗卫星组成，仍称它为“铱”星系统.“铱”星系统的66颗卫星，其运行轨道的共同特点是A.以地轴为中心的圆形轨道B.以地心为中心的圆形轨道C.轨道平面必须处于赤道平面内D.铱

6、星运行轨道远低于同步卫星轨道8.上题所述的“铱”星系统的卫星运行速度约为A.7.9km/sB.7.5km/sC.3.07km/sD.11.2km/s二、填空题（每小题6分，共24分）9.某一星球的第一宇宙速度为v,质量为m的宇航员在这个星球表面受到的重力为G，由此可知这个星球的半径是_______.10.在月球表面，一位宇航员竖直向上抛出一个质量为m的小球.经过时间t,小球返回抛出点.已知月球表面的重力加速度是地球表面的1/6.由此可知，宇航员抛出小球时对小球做的功为_______.11.在赤道上发射一颗人造地球卫星，设它的轨道是一个圆，轨道

7、半径等于赤道半径，已知地球质量是M，地球自转周期是T，赤道半径是R，万有引力恒量是G，则这颗人造地球卫星的最小发射速度（相对地球的速度）为______________.12.某物体在地球表面上受到的重力为160N；将它放置在卫星中，在卫星以加速度a=g/2随火箭加速上升的过程中，当物体与卫星中的支持物的相互挤压力为90N，卫星此时距地面的高度为_______.（已知地球的半径R=6.4×103km，取g=10m/s2）三、计算题（共36分）513.（12分）侦察卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运动，它的运动轨道距地面高度为h,要使卫星在一天的时间内

8、将地面上赤道各处在日照条件下的情况全都拍摄下来，卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄