格物学 力学万有引力定律的常见应用

天体质量和密度的计算-万有引力定律的常见应用知识点考前进阶单选题自测题答案-天津市等高中物理,平均正确率54.0%

2025-06-03
天体质量和密度的计算-万有引力定律的常见应用知识点考前进阶单选题自测题答案-天津市等高中物理,平均正确率54.0%
2、['天体质量和密度的计算', '人造卫星的运行规律']

正确率40.0%关于绕地球作匀速圆周运动的人造地球卫星和宇宙飞船,下列说法中错误的是(

C

A.若已知人造地球卫星的轨道半径和它的周期,利用引力常量,就可以算出地球质量

B.两颗人造地球卫星,只要它们的绕行速率相等,不论它们的质量$${、}$$形状是否相同,它们的绕行半径和绕行周期一定是相同的

C.两颗人造卫星一前一后在同一轨道上沿同一方向绕行,若要后一卫星追上前面卫星并发生碰撞,只要将后者速率增大一些即可

D.在绕地球飞行的宇宙飞船中,若宇航员从舱内慢慢走出,并离开飞船,此飞船的速率不会因质量减小而改变

4、['天体质量和密度的计算', '环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力定律的发现、内容及适用范围']

正确率40.0%北斗卫星导航系统计划由$${{3}{5}}$$颗卫星组成,包括$${{5}}$$颗地球同步卫星(离地高度约$$3. 6 \times1 0^{4} \, k m ) \, \gets2 7$$颗中地球轨道卫星(离地高度约$$2. 1 5 \times1 0^{4} \, k m ) \, \,, \, \, 3$$颗倾斜同步轨道卫星(其轨道平面与赤道平面有一定的夹角,周期与地球自转周期相同),所有北斗卫星将于$${{2}{0}{2}{0}}$$年前后全部发射完成.关于北斗卫星,下列说法正确的是(

C

A.地球同步卫星能定点在北京上空

B.倾斜同步轨道卫星能定点在北京上空

C.中地球轨道卫星的运行周期小于地球同步卫星的运行周期

D.倾斜同步轨道卫星的轨道半径大于地球同步卫星的轨道半径

5、['天体质量和密度的计算', '线速度、角速度和周期、转速']

正确率40.0%甲$${、}$$乙两颗卫星绕地球做匀速圆周运动,甲$${、}$$乙卫星的轨道半径分别为$${{r}_{1}{、}{{r}_{2}}}$$,且$${{r}_{1}{>}{{r}_{2}}}$$,甲$${、}$$乙卫星的角速度分别是$$\omega_{1}, ~ \omega_{2},$$运行速度分别是$${{v}_{1}{、}{{v}_{2}}}$$,加速度分别是$${{a}_{1}{、}{{a}_{2}}}$$,卫星的周期分别为$${{T}_{1}{、}{{T}_{2}}}$$,则下列说法正确的是(

D

A.$${{ω}_{1}{>}{{ω}_{2}}}$$

B.$${{v}_{1}{>}{{v}_{2}}}$$

C.$${{a}_{1}{>}{{a}_{2}}}$$

D.$${{T}_{1}{>}{{T}_{2}}}$$

6、['天体质量和密度的计算', '万有引力和重力的关系']

正确率60.0%卡文迪许用扭秤实验测定了引力常量,不仅用实验验证了万有引力定律的正确性,而且应用引力常量还可以测出地球的质量,卡文迪许也因此被称为$${{“}}$$能称出地球质量的人$${{”}}$$.已知引力常量$$G=6. 6 7 \times1 0^{-1 1} N \cdot m^{2} / k g^{2}$$,地面的重力加速度$${{g}}$$取$$9. 8 m / s^{2}$$,地球半径$$R=6. 4 \times1 0^{6} m$$,则地球质量约为(

D

A.$$1 0^{1 8} \, k g$$

B.$$1 0^{2 0} \, k g$$

C.$$1 0^{2 2} \, k g$$

D.$$1 0^{2 4} \, k g$$

9、['天体质量和密度的计算', '环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度', '万有引力定律的简单计算', '超重与失重问题']

正确率40.0%北京时间$${{2}{0}{1}{8}}$$年$${{1}{2}}$$月$${{8}}$$日凌晨$${{2}}$$时$${{2}{3}}$$分,中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射$${{“}}$$嫦娥四号$${{”}}$$探测器,$${{“}}$$嫦娥四号$${{”}}$$是中国航天向前迈进的一大步,它向着月球背面$${{“}}$$进军$${{”}}$$,实现了人类历史上首次在月球背面留下$${{“}}$$足迹$${{”}}$$,主要任务是更深层次$${、}$$更加全面地科学探测月球地貌$${、}$$资源等方面的信息,完善月球档案资料。已知万有引力常量为$${{G}}$$,月球的半径为$${{R}}$$,月球表面的重力加速度为$${{g}{,}{“}}$$嫦娥四号$${{”}}$$离月球中心的距离为$${{r}}$$,绕月周期为$${{T}}$$,根据以上信息判断下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.月球质量为$$M=\frac{4 \pi^{2} R^{3}} {G T^{2}}$$

B.月球的第一宇宙速度为$${{v}{=}{\sqrt {{g}{r}}}}$$

C.$${{“}}$$嫦娥四号$${{”}}$$绕月运行的速度为$$v=\sqrt{\frac{G M} {r}}$$

D.$${{“}}$$嫦娥四号$${{”}}$$在环绕月球表面的圆轨道运行时,处于完全失重状态,故不受重力

10、['天体质量和密度的计算', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%若有一星球密度与地球密度相同,它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的$${{2}}$$倍,则该星球质量是地球质量的(

D

A.$${{0}{.}{5}}$$倍

B.$${{2}}$$倍

C.$${{4}}$$倍

D.$${{8}}$$倍

以下是各题的详细解析:

2、关于人造地球卫星和宇宙飞船的错误说法:

选项C错误。若后一卫星速率增大,其轨道半径会增大($$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$),无法直接碰撞前一卫星。正确方法是先减速降低轨道,再加速追赶。

4、北斗卫星导航系统的正确说法:

选项C正确。由开普勒第三定律 $$T^2 \propto r^3$$ 知,中地球轨道卫星的轨道半径较小,周期小于同步卫星。A、B错误,同步卫星需定点赤道上空;D错误,倾斜同步轨道卫星与地球同步卫星的轨道半径相同。

5、甲、乙卫星轨道参数的正确比较:

选项D正确。由 $$r_1 > r_2$$ 和开普勒定律可得:
- 角速度 $$\omega_1 < \omega_2$$(A错误);
- 线速度 $$v_1 < v_2$$(B错误);
- 向心加速度 $$a_1 < a_2$$(C错误);
- 周期 $$T_1 > T_2$$(D正确)。

6、地球质量的计算:

选项D正确。由地表重力加速度公式 $$g = \frac{GM}{R^2}$$ 得:
$$M = \frac{gR^2}{G} = \frac{9.8 \times (6.4 \times 10^6)^2}{6.67 \times 10^{-11}} \approx 6 \times 10^{24} \, \text{kg}$$,接近 $$10^{24} \, \text{kg}$$。

9、嫦娥四号探测器的正确说法:

选项C正确。
- A错误,公式 $$M = \frac{4\pi^2 R^3}{GT^2}$$ 仅适用于近月轨道($$r \approx R$$);
- B错误,第一宇宙速度为 $$\sqrt{gR}$$(需用月表半径 $$R$$ 而非 $$r$$);
- C正确,绕月速度 $$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$;
- D错误,失重时仍受重力(提供向心力)。

10、星球质量与地球质量的倍数关系:

选项D正确。由密度相同和重力加速度关系:
$$\frac{g_{\text{星}}}{g_{\text{地}}} = 2 = \frac{R_{\text{星}}}{R_{\text{地}}}$$,故 $$R_{\text{星}} = 2R_{\text{地}}$$。
质量比 $$\frac{M_{\text{星}}}{M_{\text{地}}} = \left(\frac{R_{\text{星}}}{R_{\text{地}}}\right)^3 = 8$$。

题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱
高中知识点
其他知识点