格物学 力学万有引力定律的常见应用

万有引力定律的其他应用-万有引力定律的常见应用知识点考前进阶自测题答案-广东省等高中物理,平均正确率44.00000000000001%

2025-09-08
万有引力定律的其他应用-万有引力定律的常见应用知识点考前进阶自测题答案-广东省等高中物理,平均正确率44.00000000000001%
1、['第一宇宙速度', '万有引力定律的其他应用', '人造卫星的运行规律']

正确率19.999999999999996%$${{2}{0}{2}{3}}$$年$${{5}}$$月$${{1}{0}}$$日晚,“长征七号”遥七运载火箭托举着“天舟六号”货运飞船直冲云霄,北京时间$${{2}{0}{2}{3}}$$年$${{5}}$$月$${{1}{1}}$$日$${{5}}$$时$${{1}{6}}$$分,“天舟六号”货运飞船成功对接于空间站“天和”核心舱后向端口.已知“天和”核心舱绕地球做圆周运动的运行周期为$${{9}{0}}$$分钟,关于“天舟六号”货运飞船,下列说法正确的是(

C

A.“长征七号”遥七运载火箭托举着“天舟六号”货运飞船上升的过程中,飞船处于失重状态

B.“天舟六号”货运飞船与核心舱对接后的速度大于$${{7}{.}{9}{{k}{m}{/}{s}}}$$

C.“天舟六号”货运飞船与核心舱对接后的角速度大于地球同步卫星运行的角速度

D.“天舟六号”货运飞船与核心舱对接后的线速度小于地球同步卫星运行的线速度

2、['环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力定律的其他应用', '线速度、角速度和周期、转速', '牛顿第二定律的简单应用']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{6}}$$年$${{9}}$$月$${{1}{5}}$$日,中国成功发射天宫二号空间实验室,对其轨道进行控制,调整到距离地面高$$h=3 9 3 k m$$处与随后发射的神舟$${{1}{1}}$$号飞船成功对接,景海鹏和陈冬雨两名航天员进驻天宫二号。已知地球半径为$${{R}}$$,地球表面重力加速度为$${{g}}$$,当天宫二号在预定轨道正常运行时,下列描述正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.宇航员在天宫二号内可用天平测物体的质量

B.天宫二号运动周期大于$${{2}{4}{h}}$$

C.天宫二号线速度大小为$$\sqrt{g \left( R+h \right)}$$

D.天宫二号如果要变轨到高轨道则需要加速

4、['第一宇宙速度', '万有引力定律的其他应用', '人造卫星的运行规律']

正确率40.0%关于地球同步通讯卫星,下述说法正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.已知它的质量为$${{1}{t}}$$,若增为$${{2}{t}}$$,其同步轨道半径将变为原来的$${{2}}$$倍

B.它的运行速度应为第一宇宙速度

C.地球同步通讯卫星的轨道是唯一的,在赤道上方一定高度处

D.它可以通过北京的正上方

5、['环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度', '万有引力定律的其他应用', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的$${{n}}$$倍,则(

B

A.同步卫星运行的周期是近地卫星运行周期的$$\frac{1} {\eta}$$倍

B.同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的$$\sqrt{\frac{1} {n}}$$倍

C.同步卫星的速度是地球赤道上物体随地球自转的速度的$${{n}^{2}}$$倍

D.同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的$$\frac{1} {\eta}$$

6、['环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力定律的其他应用', '人造卫星的运行规律', '线速度、角速度和周期、转速', '向心加速度']

正确率40.0%气象卫星是用来拍摄云层照片$${、}$$观测气象资料和测量气象数据的.我国先后自行成功研制和发射了$${{“}}$$风云$${Ⅰ}$$号$${{”}}$$和$${{“}}$$风云$${Ⅱ}$$号$${{”}}$$两颗气象卫星,$${{“}}$$风云$${Ⅰ}$$号$${{”}}$$卫星轨道(极地圆轨道)与赤道平面垂直并且通过两极,绕地做匀速圆周运动的周期为$$1 2 h.^{\alpha}$$风云$${Ⅱ}$$号$${{”}}$$气象卫星轨道(地球同步轨道)平面在赤道平面内,绕地做匀速圆周运动的周期为$${{2}{4}{h}}$$,则$${{“}}$$风云$${Ⅱ}$$号$${{”}}$$卫星比$${{“}}$$风云$${Ⅰ}$$号$${{”}}$$卫星$${{(}{)}}$$

B

A.轨道半径小

B.线速度小

C.角速度大

D.向心加速度大

7、['万有引力定律的其他应用', '人造卫星的运行规律']

正确率40.0%下列关于地球同步卫星的说法正确的是(

D

A.它的周期与地球自转同步,但离地面的高度可以选择

B.只要时间足够长,一颗同步卫星就能观察到整个地球表面的所有地方

C.我国发射的同步通讯卫星可以定点在北京上空

D.各个国家发射的同步通讯卫星都只能定点在赤道正上方

9、['天体质量和密度的计算', '万有引力定律的其他应用', '向心力']

正确率60.0%已知万有引力常量$${{G}}$$,地球半径$${{R}}$$,月球地球之间的距离$${{r}}$$,同步卫星距地面的高度$${{h}}$$,月球绕地球的运转周期$${{T}{1}}$$,地球的自转周期$${{T}{2}}$$,地球表面的重力加速度$${{g}}$$.请估算地球的质量(

B

A.由$$G \frac{M m} {h^{2}}=m ~ ( \frac{2 \pi} {T_{2}} ) ~^{2} h$$得$$M=\frac{4 \pi^{2} h^{3}} {G T_{2}^{2}}$$

B.由$$G \frac{M m} {( R+h )^{2}}=m ( \frac{2 \pi} {T_{2}} )^{\textit{2}} ( \textit{R}+h )$$得:$$M=\frac{4 \pi^{2} ( R+h )^{3}} {G T_{2}^{2}}$$

C.$${{A}}$$和$${{B}}$$都对

D.无法估算

10、['环绕天体运动参量的分析与计算', '动能的定义及表达式', '万有引力定律的其他应用', '人造卫星的运行规律', '动量的定义、单位和矢量性']

正确率60.0%截止$${{2}{0}{1}{9}}$$年$${{4}}$$月$${{2}{0}}$$日,我国已经成功发射了$${{4}{4}}$$颗北斗导航卫星。北斗卫星导航系统采用了国际首创的三种轨道卫星组成的混合星座设计,为亚太地区提供了更优质的服务。下列关于地球卫星的说法正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.在赤道上空运行的两颗同步卫星,它们的机械能一定相同

B.沿椭圆轨道运行的某一卫星,在轨道不同位置可能具有相同的动能

C.若卫星运动的周期与地球自转周期相同,则它就是同步卫星

D.在同一一轨道上运行的两颗质量相等的卫星,它们的动量一定相同

1. 解析:

A. 错误。火箭上升过程中加速度向上,飞船处于超重状态。

B. 错误。第一宇宙速度 $$7.9 \text{km/s}$$ 是最大环绕速度,对接后速度应小于此值。

C. 正确。核心舱周期 $$90 \text{min}$$ 小于同步卫星周期 $$24 \text{h}$$,由 $$ω = \frac{2π}{T}$$ 知角速度更大。

D. 错误。由 $$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$,对接后轨道半径小于同步卫星,线速度更大。

答案:C

2. 解析:

A. 错误。失重环境下天平无法正常测量质量。

B. 错误。轨道高度 $$h = 393 \text{km}$$ 小于同步轨道,周期小于 $$24 \text{h}$$。

C. 错误。正确公式应为 $$v = \sqrt{\frac{GM}{R+h}}$$,而 $$\sqrt{g(R+h)}$$ 量纲错误。

D. 正确。变轨到高轨道需加速做离心运动。

答案:D

4. 解析:

A. 错误。同步轨道半径与卫星质量无关,由 $$T = 2π \sqrt{\frac{r^3}{GM}}$$ 决定。

B. 错误。同步卫星速度小于第一宇宙速度。

C. 正确。同步卫星轨道唯一,在赤道上空约 $$36000 \text{km}$$ 处。

D. 错误。同步卫星只能在赤道上空,不会经过北京正上方。

答案:C

5. 解析:

设地球半径为 $$R$$,同步卫星轨道半径 $$r = nR$$。

A. 错误。由开普勒第三定律 $$\frac{T_1}{T_2} = \sqrt{\frac{r_1^3}{r_2^3}}$$,近地卫星 $$r_2 = R$$,故 $$\frac{T_{\text{同步}}}{T_{\text{近地}}}} = \sqrt{n^3} = n^{3/2}$$。

B. 正确。由 $$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$,得 $$\frac{v_{\text{同步}}}{v_1} = \sqrt{\frac{R}{nR}} = \frac{1}{\sqrt{n}}$$。

C. 错误。赤道上物体速度 $$v_0 = \frac{2πR}{T}$$,同步卫星速度 $$v = \frac{2πnR}{T}$$,比值为 $$n$$。

D. 错误。由 $$a = \frac{GM}{r^2}$$,得 $$\frac{a_{\text{同步}}}{g} = \frac{R^2}{(nR)^2} = \frac{1}{n^2}$$。

答案:B

6. 解析:

风云Ⅱ号周期 $$T_2 = 24 \text{h}$$,风云Ⅰ号周期 $$T_1 = 12 \text{h}$$。

由开普勒第三定律 $$r \propto T^{2/3}$$,风云Ⅱ号轨道半径更大。

A. 错误。风云Ⅱ号轨道半径更大。

B. 正确。由 $$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$,半径越大线速度越小。

C. 错误。由 $$ω = \frac{2π}{T}$$,周期越大角速度越小。

D. 错误。由 $$a = \frac{GM}{r^2}$$,半径越大向心加速度越小。

答案:B

7. 解析:

A. 错误。同步卫星高度固定,约 $$36000 \text{km}$$。

B. 错误。同步卫星只能覆盖约 $$40\%$$ 地球表面。

C. 错误。同步卫星必须在赤道上空。

D. 正确。所有地球同步卫星都定点在赤道正上方。

答案:D

9. 解析:

A. 错误。同步卫星轨道半径应为 $$R + h$$,不是 $$h$$。

B. 正确。公式 $$G \frac{M m}{(R+h)^2} = m \left( \frac{2π}{T_2} \right)^2 (R+h)$$ 准确。

C. 错误。A 不正确。

D. 错误。B 可估算质量。

答案:B

10. 解析:

A. 错误。机械能 $$E = -\frac{GMm}{2r}$$,与卫星质量有关,质量可能不同。

B. 正确。椭圆轨道上存在对称点动能相同。

C. 错误。还需轨道在赤道平面。

D. 错误。动量是矢量,方向可能不同。

答案:B

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