热门试卷

X 查看更多试卷
1
题型:简答题
|
简答题

太阳系的第八颗行星“海王星”是凭借万有引力定律,通过计算在笔尖下发现的行星.“海王星”的发现,充分地显示了科学理论的威力,在天文学史上是一件惊天动地的大事.

“海王星”的半径为2.5×107m,约是地球半径的4倍,质量约为地球质量的17倍,绕太阳运转的轨道半径为4.5×1012m,约为地球绕太阳运转轨道半径的30倍.

(1)已知地球表面的重力加速度g取10m/s2,试求海王星表面的重力加速度.(结果保留两位有效数字)

(2)设地球和海王星的运行轨道都是圆,以地球绕太阳运行周期为1年计算,海王星绕太阳运行周期为多少年?(结果可带根号)

正确答案

解:(1)根据万有引力等于重力列出等式:

=mg

g=

“海王星”的半径为2.5×107m,约是地球半径的4倍,质量约为地球质量的17倍,

所以海王星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比==

地球表面重力加速度为10m/s2,所以海王星表面的重力加速度是11m/s2

(2)根据万有引力提供圆周运动向心力有

=

T=2π

海王星绕太阳运转的轨道半径约为地球绕太阳运转轨道半径的30倍,

以地球绕太阳运行周期为1年计算,所以海王星周期T=×1年=30年.

答:(1)已知地球表面的重力加速度g取10m/s2,海王星表面的重力加速度是11m/s2

(2)设地球和海王星的运行轨道都是圆,以地球绕太阳运行周期为1年计算,海王星绕太阳运行周期为30年.

解析

解:(1)根据万有引力等于重力列出等式:

=mg

g=

“海王星”的半径为2.5×107m,约是地球半径的4倍,质量约为地球质量的17倍,

所以海王星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比==

地球表面重力加速度为10m/s2,所以海王星表面的重力加速度是11m/s2

(2)根据万有引力提供圆周运动向心力有

=

T=2π

海王星绕太阳运转的轨道半径约为地球绕太阳运转轨道半径的30倍,

以地球绕太阳运行周期为1年计算,所以海王星周期T=×1年=30年.

答:(1)已知地球表面的重力加速度g取10m/s2,海王星表面的重力加速度是11m/s2

(2)设地球和海王星的运行轨道都是圆,以地球绕太阳运行周期为1年计算,海王星绕太阳运行周期为30年.

1
题型: 单选题
|
单选题

如图所示,有三颗绕地球作匀速圆周运动的人造卫星a、b、c,它们的轨道半径之间的关系是ra=rb<rc,它们的质量关系是mc=mb<ma.则下列说法中正确的是(  )

A它们的线速度大小关系是va=vb<vc

B它们所受到的向心力大小关系是Fc<Fb<Fa

C它们的周期大小关系是Ta<Tb<Tc

D它们的角速度大小关系是ωc>ωab

正确答案

B

解析

解:A 线速度的表达式V=,因ra=rb<rc,故va=vb>vc.故A错误

    B 向心力等于万有引力,由F=,因ra=rb<rc,则Fc<Fb<Fa.故B正确

  C  周期表达式:T=,因ra=rb<rc,则Ta=Tb<Tc故C错误

    D  角速度的表达式:ϖ= 因ra=rb<rc,故ωab>ωc故D错误

故选:B

1
题型: 单选题
|
单选题

甲、乙两颗人造卫星绕地球做圆周运动,周期之比为1:8,则它们的轨道半径之比和运动速率之比分别为(  )

A1:4,2:1

B4:1,2:1

C1:4,1:2

D4:1,1:2

正确答案

A

解析

解:根据万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:G=m,G=m(2r,

解得:r=,v=,已知:TA:TB=1:8,则:RA:RB=1:4,VA:VB=2:1;

故选:A.

1
题型: 单选题
|
单选题

研究表明,地球自转在逐渐改变,3亿年前地球自转的周期约为22小时.假设这种趋势会持续下去,且地球的质量、半径都不变,若干年后(  )

A近地卫星(以地球半径为轨道半径)的运行速度比现在大

B近地卫星(以地球半径为轨道半径)的向心加速度比现在小

C同步卫星的运行速度比现在小

D同步卫星的向心加速度与现在相同

正确答案

C

解析

解:A、近地卫星由万有引力提供圆周运动向心力,据知,近地卫星的运行速度,地球的质量和半径都不变,故运行速度大小不变,所以A错误;

B、近地卫星向心力由万有引力提供据知,卫星的向心加速度,地球质量和半径都不变,帮向心加速度保持不变,所以B错误;

C、万有引力提供圆周运动向心力有,周期T=,由于地球自转周期变慢,故同步卫星的轨道高度r变大,又据知,轨道半径r变大,卫星的线速度变小,所以C正确.

D、据C分析知,同步卫星的r变大,据向心加速度知,向心加速度减小,故D错误.

故选:C.

1
题型: 单选题
|
单选题

已知地球同步卫星的轨道半径为地球半径的7倍,某卫星的同步卫星轨道半径均为该行星半径的3.5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的平均密度之比为(  )

A

B

C2

D8

正确答案

B

解析

解:万有引力提供向心力,由牛顿第二定律得:

G=mr,

解得:M=

密度:ρ===

===

故选:B.

1
题型: 单选题
|
单选题

我国发射的“神舟七号”载人飞船与“神舟六号”船相比,它在较低的轨道上绕地球做匀速圆周运动,如图所示,下列说法正确的是(  )

A“神舟七号”的速率较小

B“神舟七号”的速率较大

C“神舟七号”的周期更长

D“神舟七号”的周期与“神舟六号”的相同

正确答案

B

解析

解:A、B、有引力提供向心力,得,可知轨道半径越小,速度越大,“神舟七号”半径较小,故速度较大,故A错误、B正确.

C、D、根据万有引力提供向心力,得,可知轨道半径越小,周期越小,“神舟七号”半径较小,故周期也小,故CD错误.

故选:B.

1
题型: 单选题
|
单选题

太阳系中几乎所有天体包括小行星都自转,自转导致星球上的物体所受的重力与万有引力的大小之间存在差异,有的两者的差异可以忽略,有的却不能忽略.若有一个这样的星球,半径为R,绕过两极且与赤道平面垂直的轴自转,测得其赤道上一物体的重力是两极上的.则该星球的同步卫星离星球表面的高度为(  )

AR

BR

C2R

D2R

正确答案

B

解析

解:设物体质量为m,星球质量为M,星球的自转周期为T,物体在星球两极时,万有引力等于重力,有G=mg,

物体在星球赤道上随星球自转时,向心力由万有引力的一部分提供,G=mg′+Fn,mg′=mg,

则Fn=G=m(2R,星球的同步卫星的周期等于自转周期,设其离星球表面的高度为h,则有G=m′(2(R+h),

联立得:h=R 则B正确

故选:B

1
题型: 单选题
|
单选题

2012年5月26日,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭,成功地将“中星2A”地球同步卫星送入太空,为我国广大用户提供广播电视及宽带多媒体等传输业务.下列关于地球同步卫星的说法中正确的是(  )

A可以定点在北京的正上方,离地心的距离按需要选择不同的值

B只能定点在赤道的正上方,且离地心的距离是一定的

C运行的线速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

D质量不同的地球同步卫星,运行速度大小不同

正确答案

B

解析

解:A、它若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的.所以只能定点在赤道的正上方,根据万有引力提供向心力,列出等式:=m,其中R为地球半径,h为同步卫星离地面的高度.由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,所以T为一定值,根据上面等式得出:同步卫星离地面的高度h也为一定值.故A错误,B正确

C、第一宇宙速度的圆轨道最大的速度,第二宇宙速度是脱离地球的速度,所以地球同步卫星运行的线速度小于第一宇宙速度,故C错误

D、由于轨道半径一定,则线速度的大小也一定,质量不同的地球同步卫星,运行速度大小也一定,故D错误

故选:B.

1
题型: 多选题
|
多选题

关于沿圆轨道运行的人造地球卫星,以下说法中正确的是(  )

A卫星轨道的半径越大,飞行的速率就越大

B在轨道上运行的卫星受到的向心力一定等于地球对卫星的引力

C人造地球卫星的轨道半径只要大于地球的半径,卫星的运行速度就一定小于第一宇宙速度

D在同一条轨道上运行的不同卫星,周期可以不同

正确答案

B,C

解析

解:A、沿圆轨道运行的人造地球卫星,根据人造卫星的万有引力等于向心力,

=m

v=

所以卫星轨道的半径越大,飞行的速率就越小,故A错误;

B、沿圆轨道运行的人造地球卫星,地球对卫星的引力完全提供向心力,所以在轨道上运行的卫星受到的向心力一定等于地球对卫星的引力,故B正确;

C、第一宇宙速度是卫星在近表面运动时的速度,速度v=,R为地球半径,

所以人造地球卫星的轨道半径只要大于地球的半径,卫星的运行速度就一定小于第一宇宙速度,故C正确;

D、沿圆轨道运行的人造地球卫星,根据人造卫星的万有引力等于向心力,

=m

T=2π,所以在同一条轨道上运行的不同卫星,周期相同,故D错误;

故选:BC.

1
题型:填空题
|
填空题

已知靠近地面运转的人造卫星,每天转n圈,如果发射一颗同步卫星,它离地面的高度应是地球半径的多少?

正确答案

解析

解:设该卫星离地面的高度为h,地球半径为R.

近地卫星的周期为T1=,同步地球卫星的周期为T2=24h,则T1:T2=1:n

对于近地卫星有,G=mR

对于地球同步卫星有,G=m′

联立解得h=()R,即卫星离地面的高度应是地球半径的

答:卫星离地面的高度应是地球半径的

1
题型: 多选题
|
多选题

2013年12月2日,探月工程“嫦娥三号”成功发射.“嫦娥三号”的主要任务有两个,一个是实现月面软着陆,二是实现月面巡视勘察.如图所示,设月球半径为R,“嫦娥三号”在半径为4R的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动,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,再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做匀速圆周运动,则“嫦娥三号”(  )

A在轨道Ⅱ上的A点运行速率大于B点速率

B在轨道Ⅲ上B点速率小于在轨道Ⅱ上B点的速率

C在轨道Ⅰ上A点的加速度等于在轨道Ⅱ上A点的加速度

D在轨道Ⅰ、轨道Ⅱ、轨道Ⅲ上运行的周期关系T<T<TIII

正确答案

B,C

解析

解:A、在轨道II上A点是远月点,而B点是近月点,从A向B运动引力对卫星做正功,卫星速度增大,故在A点速率小于在B点速率,故A错误;

B、在轨道II上经过B点时,卫星做离心运动,所需向心力大小该点万有引力,而在轨道III上经过B点时万有引力刚好提供圆周运动向心力,同在B点万有引力相等,根据向心力公式可知,在轨道II上经过B点时的速度大故B正确;

C、在A点卫星的加速度都是由万有引力产生加速度,故同一点卫星的加速度相同,跟卫星轨道无关,故C正确;

D、根据万有引力提供圆周运动向心力有可得圆轨道的周期T=可得在圆轨道I上周期大于圆轨道III上的周期,故D错误.

故选:BC.

1
题型: 多选题
|
多选题

中国的北斗系统中系统中部分卫星运动轨道如图所示,已知a、b、c为圆形轨道,轨道半径ra=rb>rc.则下列说法正确的是(  )

A在轨道a、b运行的两颗卫星加速度大小相等

B卫星在轨道a、c的运行周期Ta>Tc

C卫星在轨道c、a的运行速度va>vc

D在轨道a、b运行的两颗卫星受到地球的引力一样大

正确答案

A,B

解析

解:A、根据万有引力提供向心力,得,因为ab的轨道半径相等,故ab的加速度大小相等,故A正确.

B、根据万有引力提供向心力,得,c的轨道半径小于a的轨道半径,故a的周期大于c的周期,故B正确.

C、根据万有引力提供向心力,得,c的轨道半径小于a的轨道半径,故a的线速度小于c的线速度,故C错误.

D、由于ab的质量不知道,无法确定受到的地球引力的大小,故D错误.

故选:AB.

1
题型: 单选题
|
单选题

“北斗”卫星导航定位系统由5颗静止轨道卫星(同步卫星)和30颗非静止轨道卫星组成,30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星,中轨道卫星的高度约为21500km,同步卫星的高度约为36000km,与中轨道卫星相比,同步卫星的(  )

A线速度较大

B角速度较大

C周期较大

D向心加速度较大

正确答案

C

解析

解:卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力;

A、由牛顿第二定律得:G=m,解得:v=,由题意可知,同步卫星的轨道半径大于中轨道卫星的半径,即:r同步>r中轨道,则同步卫星的线速度较小,故A错误;

B、由牛顿第二定律得:G=mω2r,解得:ω=,由题意可知,同步卫星的轨道半径大于中轨道卫星的半径,即:r同步>r中轨道,则同步卫星的角速度小于中轨道卫星的角速度,故B错误;

C、由牛顿第二定律得:G=mr,解得:T=2π,由题意可知,同步卫星的轨道半径大于中轨道卫星的半径,即:r同步>r中轨道,则同步卫星的周期大于中轨道卫星的周期,故C正确;

D、由牛顿第二定律得:G=ma,解得:a=由题意可知,同步卫星的轨道半径大于中轨道卫星的半径,即:r同步>r中轨道,则同步卫星的向心加速度小于中轨道卫星的向心加速度,故D错误;

故选:C.

1
题型:简答题
|
简答题

2005年10月12日9时,“神舟六号”飞船发射升空,飞船按预定轨道在太空飞行四天零十九小时32分(用t表示),环绕地球77圈(用n表示).“神舟六号”运行过程中由于受大气阻力和地球引力的影响,飞船飞行轨道会逐渐下降.为确保正常运行,“神舟六号”飞船飞行到第30圈时,对飞船进行了一次精确的“轨道维持”(通过发动机向后喷气,利用反冲校准轨道).设总质量为m的“神舟六号”飞船的预定圆形轨道高度为h,当其实际运行高度比预定轨道高度低了△h时,控制中心开始启动轨道维持程序,开动小动量发动机,经时间△t后,飞船恰好重新进入预定轨道平稳飞行.地球半径为R,地球表面重力加速度为g.

(1)求“神舟六号”轨道离地面高度h的表达式(用题中所给的数据表示);

(2)已知质量为m的物体在地球附近的万有引力势能(以无穷远处引力势能为零,r表示物体到地心的距离),忽略在轨道维持过程中空气阻力对飞船的影响,求在轨道维持过程中,小动量发动机的平均功率P的表达式(轨道离地面高度为h不用代入(1)问中求得的结果).

正确答案

解:(1)飞船绕地球做圆周运动时,由万有引力提供向心力,则得   ①

而  ②

在地球表面上,有   ③

由①②③得

(2)由万有引力提供向心力,得

 

 

由能量守恒知 

答:

(1)“神舟六号”轨道离地面高度h的表达式为

(2)在轨道维持过程中,小动量发动机的平均功率P的表达式为

解析

解:(1)飞船绕地球做圆周运动时,由万有引力提供向心力,则得   ①

而  ②

在地球表面上,有   ③

由①②③得

(2)由万有引力提供向心力,得

 

 

由能量守恒知 

答:

(1)“神舟六号”轨道离地面高度h的表达式为

(2)在轨道维持过程中,小动量发动机的平均功率P的表达式为

1
题型: 多选题
|
多选题

如图所示,A是静止在赤道上的物体,B、C是同一平面内两颗人造卫星.B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上,C是地球同步卫星.关于以下判断正确的是(  )

A卫星B的速度大小等于地球的第一宇宙速度

BA、B的线速度大小关系为vB>vA

C周期大小关系为TA=TC>TB

D若卫星C要靠近B所在轨道,需要先加速

正确答案

B,C

解析

解:AB、卫星B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上,地球的第一宇宙速度是近表面卫星运行速度.

根据万有引力等于向心力

v=,所以卫星B的速度大小小于地球的第一宇宙速度,故A错误;

B、v=,B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上;C是地球同步卫星

所以vB>vC

对于放在赤道上的物体A和同步卫星C有相同的周期和角速度,

根据v=rω,所以vC>vA

所以vB>vA,故B正确;

C、对于放在赤道上的物体A和同步卫星C有相同的周期和角速度,所以,TA=TC

根据万有引力等于向心力得                

 

B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上;C是地球同步卫星

所以TC>TB

所以周期大小关系为TA=TC>TB,故C正确;

D、若卫星C要靠近B所在轨道,需要先减速,做向心运动,故D错误;

故选:BC.

下一知识点 : 机械能守恒定律
百度题库 > 高考 > 物理 > 万有引力与航天

扫码查看完整答案与解析

  • 上一题
  • 1/15
  • 下一题