格物学 力学万有引力定律的常见应用

第一宇宙速度-万有引力定律的常见应用知识点回顾进阶选择题自测题答案-四川省等高中物理,平均正确率42.00000000000001%

2025-09-26
第一宇宙速度-万有引力定律的常见应用知识点回顾进阶选择题自测题答案-四川省等高中物理,平均正确率42.00000000000001%
1、['第一宇宙速度', '万有引力定律的简单计算', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%“神舟十一号”飞船于$${{2}{0}{1}{6}}$$年$${{1}{0}}$$月$${{1}{9}}$$日凌晨与“天宫二号”成功实现交会对接,形成“天宫二号”与“神舟十一号”组合体,景海鹏和陈冬两名航天员进驻“天宫二号”,开展空间科学实验.若“天宫二号”飞行器在距地面约$${{3}{9}{3}{{k}{m}}}$$的圆轨道上运行,则飞行器(

B

A.速度大于$${{7}{.}{9}{{k}{m}{/}{s}}}$$

B.加速度小于$${{9}{.}{8}{{m}{/}{s}^{2}}}$$

C.运行周期为$${{2}{4}{h}}$$

D.角速度小于地球自转的角速度

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%假定某人在某星球上以速率$${{v}}$$竖直上抛一个物体,经时间$${{t}}$$物体落回手中.已知该星球的半径为$${{R}}$$,则该星球的第一宇宙速度为(

B

A.$$\sqrt{\frac{4 v R} {t}}$$

B.$$\sqrt{\frac{2 v R} {t}}$$

C.$$\sqrt{\frac{v R} {t}}$$

D.$$\sqrt{\frac{v R} {2 t}}$$

4、['第一宇宙速度', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{5}}$$年$${{7}}$$月$${{2}{4}}$$日凌晨零点,美国国家航空航天局宣布发现了系外行星开普勒$${{4}{5}{2}{b}}$$。这颗系外行星位于距离地球$${{1}{4}{0}{0}}$$光年的天鹅座,它的质量为地球的$${{p}}$$倍,半径为地球的$${{q}}$$倍,则该行星的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的$${{(}{)}}$$

C

A.$${\sqrt {{p}{q}}}$$倍

B.$$\sqrt{\frac{q} {p}}$$倍

C.$$\sqrt{\frac{p} {q}}$$倍

D.$${\sqrt {{p}{{q}^{3}}}}$$倍

5、['环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度']

正确率60.0%人造地球卫星有的运行在圆轨道,有的运行在椭圆轨道。它们还有高低之分,距地面$$2 0 0 k m \sim2 0 0 0 k m$$的轨道叫低轨道,距地面$$2 0 0 0 k m \sim2 0 0 0 0 k m$$的轨道叫中轨道,距地面$$2 0 0 0 0 k m$$以上的轨道叫高轨道,为了完成预定任务,不同的卫星在轨道形状$${、}$$高低等方面有明显差异。已知第一宇宙速度为$$7. 9 k m / s$$,地球两极处的重力加速度为$$9. 8 m / s$$,同步卫星距离地面的高度为$$3 6 0 0 0 k m$$,下列说法正确的是(

B

A.卫星运行的线速度不能大于$$7. 9 k m / s$$

B.卫星圆轨道运行的加速度不能大于$$9. 8 m / s^{2}$$

C.地球赤道上的物体随地球自转的线速度大于中轨道卫星运行的线速度

D.地球赤道上的物体随地球自转的加速度等于近地环绕卫星的加速度

6、['环绕天体运动参量的分析与计算', '物体动能的比较', '第一宇宙速度']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{3}}$$年$${{6}}$$月$${{1}{3}}$$日神舟十号与天官一号完成自动交会对接.可认为天宫一号绕地球做匀速圆周运动,对接轨道所处的空间存在极其稀薄的空气,则下面说法正确的是(

D

A.航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用

B.为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

C.如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢升高

D.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会增加

7、['第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '万有引力定律的其他应用']

正确率19.999999999999996%理论分析表明,任何天体的第二宇宙速度是其第一宇宙速度的$${\sqrt {2}}$$倍,有些恒星,在核聚变反应的燃料耗尽而$${{“}}$$死亡$${{”}}$$后,强大的引力把其中的物质紧紧地压在一起,导致它的质量非常大,半径又非常小,以致于任何物质或辐射进入其中都不能逃逸,这种天体被称为黑洞,已知光在真空中传播的速度为$${{c}}$$,太阳的半径为$${{R}}$$,太阳的第二宇宙速度 等于$$\frac{c} {5 0 0},$$假设太阳在若干年后收缩成半径为$${{r}}$$的黑洞,且认为太阳的质量不变,则$$\frac{R} {r}$$应大于(

A

A.$$2. 5 \times1 0^{5}$$

B.$$2. 5 \times1 0^{8}$$

C.$${{5}{×}{{1}{0}^{5}}}$$

D.$${{5}{×}{{1}{0}^{8}}}$$

10、['环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度', '人造卫星的运行规律', '万有引力和重力的关系', '线速度、角速度和周期、转速', '向心加速度']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{7}}$$年,我国发射中星$${{9}{A}{、}}$$中星$${{9}{C}}$$等共$${{6}}$$颗地球同步通信卫星,未来,人们在飞机$${、}$$高铁上流畅接入互联网就靠天上的通信卫星来实现.某同学通过查找资料,知道地球半径为$$6 4 0 0 k m$$,地球表面重力加速度约为$$1 0 m / s^{2}$$,地球自转周期为$${{2}{4}{h}}$$等数据,则下列说法正确的是(

D

A.我国的同步卫星一定在我国疆土上空

B.发射同步卫星时的发射速度要等于$$3. 1 k m / s$$

C.同步卫星绕地球运动的向心加速度小于位于大庆的某同学随地球自转的向心加速度

D.同步卫星离地面距离约为$${{3}{.}{6}}$$万千米

1、天宫二号在距地面393km的圆轨道上运行:

第一宇宙速度7.9km/s是近地轨道最大环绕速度,轨道越高速度越小,故A错误。

重力加速度与距离平方成反比:$$g' = g \left( \frac{R}{R+h} \right)^2 = 9.8 \times \left( \frac{6370}{6370+393} \right)^2 \approx 8.9 m/s^2$$,故B正确。

同步卫星周期24h,轨道高度36000km,天宫二号轨道低,周期短,故C错误。

角速度$$\omega = \frac{2\pi}{T}$$,周期小于24h,角速度大于地球自转,故D错误。

答案:B

3、竖直上抛时间t=2v/g,得星球重力加速度:$$g = \frac{2v}{t}$$

第一宇宙速度即环绕速度:$$v_1 = \sqrt{gR} = \sqrt{\frac{2vR}{t}}$$

答案:B

4、第一宇宙速度公式:$$v = \sqrt{\frac{GM}{R}}$$

行星与地球第一宇宙速度之比:$$\frac{v_p}{v_e} = \sqrt{\frac{M_p}{M_e} \cdot \frac{R_e}{R_p}} = \sqrt{p \cdot \frac{1}{q}} = \sqrt{\frac{p}{q}}$$

答案:C

5、A错误:7.9km/s是最大环绕速度,但椭圆轨道近地点速度可大于此值。

B正确:近地卫星加速度最大,等于地表重力加速度9.8m/s²。

C错误:同步卫星轨道高于中轨道,线速度更小,赤道物体线速度远小于中轨道卫星。

D错误:赤道物体向心加速度远小于近地卫星。

答案:B

6、A错误:失重是因引力提供向心力,不是不受引力。

B错误:第一宇宙速度是最大环绕速度,对接速度应小于7.9km/s。

C错误:空气阻力使轨道高度缓慢降低。

D正确:轨道降低时引力做正功,动能增加。

答案:D

7、太阳第二宇宙速度:$$v_2 = \sqrt{\frac{2GM}{R}} = \frac{c}{500}$$

黑洞第二宇宙速度等于光速:$$v_2' = \sqrt{\frac{2GM}{r}} = c$$

两式相除:$$\frac{R}{r} = \left( \frac{c}{c/500} \right)^2 = 500^2 = 2.5 \times 10^5$$

此为最小值,实际应大于此值。

答案:A

10、A错误:同步卫星定点在赤道上空,不一定在我国疆土上方。

B错误:发射速度应大于第一宇宙速度7.9km/s。

C错误:同步卫星向心加速度$$a = \omega^2 r$$,远大于赤道物体(r更大)。

D正确:由$$T = 2\pi \sqrt{\frac{(R+h)^3}{GM}}$$和$$g = \frac{GM}{R^2}$$得$$h \approx 3.6 \times 10^4 km$$。

答案:D

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