格物学 力学万有引力定律的常见应用

星球表面的抛体问题-万有引力定律的常见应用知识点课后进阶选择题自测题答案-内蒙古自治区等高中物理,平均正确率42.00000000000001%

2025-08-27
星球表面的抛体问题-万有引力定律的常见应用知识点课后进阶选择题自测题答案-内蒙古自治区等高中物理,平均正确率42.00000000000001%
1、['星球表面的抛体问题', '向心力', '人造卫星的运行规律']

正确率40.0%svg异常,非svg图片

B

A.$$\frac\pi v_{0} \sqrt{d h}$$

B.$$\frac{2 \pi} {v_{0}} \sqrt{d h}$$

C.$$\frac{\pi} {v_{0}} \sqrt{\frac{d} {h}}$$

D.$$\frac{2 \pi} {v_{0}} \sqrt{\frac{d} {h}}$$

2、['天体质量和密度的计算', '星球表面的抛体问题', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%一卫星绕火星表面附近做匀速圆周运动,绕行$${{n}}$$圈用时为$${{t}}$$.假设宇航员在火星表面以初速度$${{v}}$$水平抛出一小球,经过时间$${{t}_{1}}$$恰好垂直打在倾角$${{α}{=}{{3}{0}^{∘}}}$$的斜面体上,已知引力常量为$${{G}}$$,则火星的质量为$${{(}{)}}$$

B

A.$$\frac{3 v^{3} t^{4}} {1 6 G t_{1}^{3} \pi^{4} n^{4}}$$

B.$$\frac{3 \sqrt{3} v^{3} t^{4}} {1 6 G t_{1}^{3} \pi^{4} n^{4}}$$

C.$$\frac{3 v^{2} t^{4}} {1 6 G t_{1}^{3} \pi^{4} n^{4}}$$

D.$$\frac{3 \sqrt{3} v^{2} t^{4}} {1 6 G t_{1}^{3} \pi^{4} n^{4}}$$

3、['第一宇宙速度', '星球表面的抛体问题', '竖直上抛运动']

正确率40.0%某人在一星球上以速度$${{v}_{0}}$$竖直向上抛出一物体,经时间$${{t}}$$后物体落回手中。若星球的半径为$${{R}}$$,那么至少要用多大的速度将物体从星球表面抛出,才能使物体不再落回星球表面 (

B

A.$$\frac{v_{0} t} {R}$$

B.$$\sqrt{\frac{2 R v_{0}} {t}}$$

C.$$\sqrt{\frac{R v_{0}} {t}}$$

D.$$\sqrt{\frac{v_{0}} {R t}}$$

4、['第一宇宙速度', '星球表面的抛体问题', '万有引力和重力的关系']

正确率60.0%宇航员在月球表面以初速度$${{v}_{0}}$$将一石块与水平方向成$${{θ}}$$角斜向上抛出,小球上升的最大高度为$${{h}}$$,月球的半径为$${{R}}$$,引力常量为$${{G}}$$.由此可推算$${{(}{)}}$$

B

A.月球表面的重力加速度为$$\frac{v_{0}^{2} \operatorname{c o s}^{2} \theta} {2 h}$$

B.月球的质量为$$\frac{v_{0}^{2} R^{2} \operatorname{s i n}^{2} \theta} {2 G h}$$

C.石块在空中的运动时间为$$\frac{2 h} {v_{0} \operatorname{s i n} \theta}$$

D.月球的第一宇宙速度为$$v_{0} \operatorname{s i n} \theta\sqrt{\frac{R} {h}}$$

5、['天体质量和密度的计算', '环绕天体运动参量的分析与计算', '自由落体运动的规律', '第一宇宙速度', '星球表面的抛体问题', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%$${{“}}$$玉兔号$${{”}}$$登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人$${{“}}$$奔月$${{”}}$$的伟大梦想.机器人$${{“}}$$玉兔号$${{”}}$$在月球表面做了一个自由下落试验,测得物体从静止自由下落$${{h}}$$高度的时间$${{t}}$$,已知月球半径为$${{R}}$$,自转周期为$${{T}}$$,引力常量为$${{G}}$$.则(

D

A.月球表面重力加速度为$$\frac{t^{2}} {2 h}$$

B.月球第一宇宙速度$$\sqrt{\frac{R h} {t}}$$

C.月球质量为$$\frac{h R^{2}} {G t^{2}}$$

D.月球同步卫星离月球表面高度$$\sqrt{\frac{h R^{2} T^{2}} {2 \pi^{2} t^{2}}}-R$$

6、['天体质量和密度的计算', '环绕天体运动参量的分析与计算', '星球表面的抛体问题']

正确率40.0%宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度$${{v}_{0}}$$竖直向上抛出一个小球,经时间$${{t}}$$后回到抛出点。已知月球的半径为$${{R}}$$,万有引力常量为$${{G}}$$,则下列说法正确的是(

C

A.月球表面的重力加速度大小为$$\frac{v_{0}} {t}$$

B.月球的质量为$$\frac{v_{0} R^{2}} {G t}$$

C.探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的线速度为$$\sqrt{\frac{2 v_{0} R} {t}}$$

D.探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为$$2 \pi\sqrt{\frac{R t} {v_{0}}}$$

7、['天体质量和密度的计算', '第一宇宙速度', '星球表面的抛体问题']

正确率40.0%随着人类航天事业的进步,太空探测越来越向深空发展,火星正在成为全球航天界的$${{“}}$$宠儿$${{”}}$$.我国计划于$${{2}{0}{2}{0}}$$年发射火星探测器,一步实现绕$${、}$$落$${、}$$巡工程目标.假设某宇航员登上了火星,在其表面以初速度$${{v}}$$竖直上抛一小球(小球仅受火星的引力作用$${{)}}$$,小球上升的最大高度为$${{h}}$$,火星的直径为$${{d}}$$,引力常量为$${{G}}$$,则$${{(}{)}}$$

B

A.火星的第一宇宙速度为$${}^{v} \sqrt{\frac{d} {h}}$$

B.火星的密度为$$\frac{3 v^{2}} {4 \pi G h d}$$

C.火星的质量为$$\frac{v^{2} d^{2}} {2 G h}$$

D.火星的$${{“}}$$近火卫星$${{”}}$$运行周期为$$\frac{2 \pi} {v} \sqrt{\frac{d} {h}}$$

8、['第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '星球表面的抛体问题', '卫星变轨问题']

正确率40.0%svg异常,非svg图片

C

A.落到$${{A}}$$点的物体做的是平抛运动

B.以$$v < 7. 9 \mathrm{k m / s}$$的速度抛出的物体将沿$${{B}}$$轨道运动

C.以$$7. 9 \mathrm{k m / s} < v < 1 1. 2 \mathrm{k m / s}$$的速度抛出的物体将沿$${{C}}$$轨道运动

D.以$$1 1. 2 \mathrm{k m / s} < v < 1 6. 7 \mathrm{k m / s}$$的速度抛出的物体将沿$${{C}}$$轨道运动

9、['星球表面的抛体问题']

正确率40.0%svg异常,非svg图片

C

A.行星的质量

B.该行星的第一宇宙速度

C.物体受到行星万有引力的大小

D.物体落到行星表面的速度大小

10、['星球表面的抛体问题', '水平面内的圆周运动']

正确率40.0%svg异常,非svg图片

C

A.该行星的同步卫星的周期为$$\frac{\pi} {\omega} \sqrt{\frac{R} {L}}$$

B.该行星的第一宇宙速度为$${{ω}{\sqrt {{L}{R}}}}$$

C.该行星的质量为$$\frac{4 \omega^{2} R^{2} L} {G}$$

D.离行星表面距离为$${{R}}$$的地方的重力加速度为$${{2}{{ω}^{2}}{L}}$$

1. 题目缺失具体描述,无法判断正确选项。根据选项形式,可能涉及圆周运动或波动问题,但需完整题干才能解析。

2. 卫星绕火星表面运行:周期 $$T = \frac{t}{n}$$,向心力等于万有引力:$$\frac{GMm}{R^2} = m \frac{4\pi^2}{T^2} R$$,得 $$g = \frac{4\pi^2 R}{T^2}$$。

平抛运动垂直打在30°斜面:垂直速度 $$v_y = g t_1$$,由几何关系 $$\tan 30^\circ = \frac{v}{v_y} = \frac{v}{g t_1}$$,解得 $$g = \frac{v}{t_1 \tan 30^\circ} = \frac{\sqrt{3} v}{t_1}$$。

联立得 $$\frac{4\pi^2 R}{T^2} = \frac{\sqrt{3} v}{t_1}$$,代入 $$T = \frac{t}{n}$$ 解得 $$R = \frac{\sqrt{3} v t^2}{4\pi^2 t_1 n^2}$$。

由 $$g = \frac{GM}{R^2}$$ 得 $$M = \frac{g R^2}{G} = \frac{\sqrt{3} v}{t_1} \cdot \left( \frac{\sqrt{3} v t^2}{4\pi^2 t_1 n^2} \right)^2 \cdot \frac{1}{G} = \frac{3 v^3 t^4}{16 G t_1^3 \pi^4 n^4}$$。

正确选项:A

3. 竖直上抛运动:上升时间 $$\frac{t}{2} = \frac{v_0}{g}$$,得 $$g = \frac{2v_0}{t}$$。

第一宇宙速度即最小发射速度:$$v = \sqrt{gR} = \sqrt{\frac{2v_0 R}{t}}$$。

正确选项:B

4. 斜抛运动最大高度:$$h = \frac{v_0^2 \sin^2 \theta}{2g}$$,得 $$g = \frac{v_0^2 \sin^2 \theta}{2h}$$,A错误(应为sin而非cos)。

由 $$g = \frac{GM}{R^2}$$ 得 $$M = \frac{g R^2}{G} = \frac{v_0^2 R^2 \sin^2 \theta}{2G h}$$,B正确。

运动时间 $$T = \frac{2v_0 \sin \theta}{g} = \frac{4h}{v_0 \sin \theta}$$,C错误(缺系数2)。

第一宇宙速度 $$v = \sqrt{gR} = v_0 \sin \theta \sqrt{\frac{R}{2h}}$$,D错误(缺$$\sqrt{2}$$分母)。

正确选项:B

5. 自由落体:$$h = \frac{1}{2} g t^2$$,得 $$g = \frac{2h}{t^2}$$,A错误。

第一宇宙速度 $$v = \sqrt{gR} = \sqrt{\frac{2hR}{t^2}}$$,B错误(缺系数2)。

由 $$g = \frac{GM}{R^2}$$ 得 $$M = \frac{g R^2}{G} = \frac{2h R^2}{G t^2}$$,C错误(缺系数2)。

同步卫星:$$\frac{GMm}{(R+h)^2} = m \omega^2 (R+h)$$,其中 $$\omega = \frac{2\pi}{T}$$,解得 $$h = \sqrt[3]{\frac{GMT^2}{4\pi^2}} - R$$,代入M得 $$h = \sqrt[3]{\frac{h R^2 T^2}{2\pi^2 t^2}} - R$$,D正确。

正确选项:D

6. 竖直上抛:$$t = \frac{2v_0}{g}$$,得 $$g = \frac{2v_0}{t}$$,A错误。

由 $$g = \frac{GM}{R^2}$$ 得 $$M = \frac{g R^2}{G} = \frac{2v_0 R^2}{G t}$$,B错误(缺系数2)。

第一宇宙速度 $$v = \sqrt{gR} = \sqrt{\frac{2v_0 R}{t}}$$,C正确。

周期 $$T = 2\pi \sqrt{\frac{R}{g}} = 2\pi \sqrt{\frac{R t}{2v_0}}$$,D错误(缺分母2)。

正确选项:C

7. 竖直上抛:$$v^2 = 2gh$$,得 $$g = \frac{v^2}{2h}$$。

火星半径 $$R = \frac{d}{2}$$。

第一宇宙速度 $$v_1 = \sqrt{gR} = v \sqrt{\frac{d}{4h}} = \frac{v}{2} \sqrt{\frac{d}{h}}$$,A错误。

质量 $$M = \frac{g R^2}{G} = \frac{v^2}{2h} \cdot \frac{d^2}{4G} = \frac{v^2 d^2}{8G h}$$,C错误。

密度 $$\rho = \frac{M}{\frac{4}{3}\pi R^3} = \frac{3v^2}{4\pi G h d}$$,B正确。

近火卫星周期 $$T = 2\pi \sqrt{\frac{R}{g}} = \frac{2\pi}{v} \sqrt{\frac{d h}{2}}$$,D错误。

正确选项:B

8. 题目缺失图示,但根据选项判断:

A. 落到A点可能是平抛或斜抛,但不一定;

B. v<7.9km/s时物体落回地面(B轨道为椭圆);

C. 7.9

D. 11.2

正确选项需结合图示,但C描述符合第一宇宙速度与第二宇宙速度之间的情况。

9. 题目缺失具体描述,但根据选项:已知行星半径R和某高度重力加速度,可求行星质量(通过g=GM/R^2)、第一宇宙速度(√(gR))、万有引力(需物体质量)、落回速度(需初始高度)。

正确选项需完整题干,但通常第一宇宙速度可直接求出。

10. 设行星自转角速度ω,同步卫星周期T=2π/ω,A错误(周期应为2π/ω)。

第一宇宙速度v=√(gR),由g=ω²L(因在L处重力提供向心力),得v=ω√(LR),B正确。

由g=GM/R²和g=ω²L,得M=ω²LR²/G,C错误(缺系数4)。

离表面R处重力加速度g'=GM/(2R)²=ω²L/4,D错误。

正确选项:B

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