格物学 力学万有引力定律的常见应用

环绕天体运动参量的分析与计算-万有引力定律的常见应用知识点专题进阶自测题解析-北京市等高中物理,平均正确率46.0%

2025-08-26
环绕天体运动参量的分析与计算-万有引力定律的常见应用知识点专题进阶自测题解析-北京市等高中物理,平均正确率46.0%
1、['环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力定律的简单计算']

正确率60.0%svg异常,非svg图片

B

A.飞船运动过程不需要力的作用

B.飞船运动过程受到地球的万有引力作用

C.飞船运动的周期为$${{2}{4}}$$小时

D.飞船运动的线速度大小和方向都不变

2、['环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%设地球的半径为$${{R}_{0}}$$,质量为$${{m}}$$的人造卫星在距地面$${{R}_{0}}$$高处绕地球做匀速圆周运动,地球表面处的重力加速度为$${{g}}$$,则下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$

D

A.卫星的线速度为$$\frac{\sqrt{g R_{0}}} {2}$$

B.卫星的角速度为$$\sqrt{\frac{g} {2 R_{0}}}$$

C.卫星的向心加速度为$$\frac{g_{0}} {2}$$

D.卫星的周期为$$4 \pi\sqrt{\frac{2 R_{0}} {g}}$$

3、['环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%纵观月球探测的历程,人类对月球探索认识可分为三大步$${{−}{−}{“}}$$探$${、}$$登$${、}$$驻$${{”}}$$.我国为探月活动确定的三小步是:$${{“}}$$绕$${、}$$落$${、}$$回$${{”}}$$.我们可以假想人类不断向月球$${{“}}$$移民$${{”}}$$,经过较长时间后,月球和地球仍可视为均匀球体,地球的总质量仍大于月球的总质量,月球仍按原轨道运行,以下说法不正确的是(

A

A.月地之间的万有引力将变小

B.月球绕地球运动的周期将变大

C.月球绕地球运动的向心加速度将变小

D.月球表面的重力加速度将变大

4、['环绕天体运动参量的分析与计算', '双星或多星系统问题']

正确率40.0%两颗靠得很近的天体称为双星,它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动,因而不至于由于万有引力而吸引到一起,则以下说法中正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.它们做圆周运动所需要的向心力由太阳对它们的引力提供

B.它们做圆周运动的角速度不相等

C.它们做圆周运动的线速度大小与其质量成反比

D.它们做圆周运动的轨道半径与其质量成正比

5、['环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力定律的简单计算']

正确率40.0%纵观月球探测的历程,人类对月球探索认识可分为三大步$${{−}{−}{“}}$$探$${、}$$登$${、}$$驻$${{”}}$$.我国为探月活动确定的三小步是:$${{“}}$$绕$${、}$$落$${、}$$回$${{”}}$$,目前正在进行的是其中的第一步$${{−}{−}}$$绕月探测工程.$${{2}{0}{0}{7}}$$年$${{1}{0}}$$月$${{2}{4}}$$日$${{1}{8}}$$时$${{5}{4}}$$分,$${{“}}$$嫦娥一号$${{”}}$$卫星的成功发射标志着我国探月工程迈出了关键的一步.我们可以假想人类不断向月球$${{“}}$$移民$${{”}}$$,经过较长时间后,月球和地球仍可视为均匀球体,地球的总质量仍大于月球的总质量,月球仍按原轨道运行,以下说法正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.月地之间的万有引力将变小

B.月球绕地球运动的周期将变大

C.月球绕地球运动的向心加速度将变大

D.月球绕地球运动的线速度将变大

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']

正确率40.0%已知地球质量大约是月球质量的$${{8}{1}}$$倍,地球半径大约是月球半径的$${{4}}$$倍.不考虑地球$${、}$$月球自转的影响,由以上数据可推算出(

C

A.地球的平均密度与月球的平均密度之比约为$${{9}{:}{8}}$$

B.地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为$${{9}{:}{4}}$$

C.靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比约为$${{8}{:}{9}}$$

D.靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器线速度之比约为$${{8}{1}{:}{4}}$$

7、['环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度', '卫星变轨问题']

正确率60.0%svg异常,非svg图片

C

A.在两轨道上运行的周期相同

B.在两轨道上运行的机械能相同

C.在$${{N}}$$点的速度大于月球的第一宇宙速度

D.从$${{N}}$$到$${{M}}$$的过程机械能不断增加

8、['天体质量和密度的计算', '环绕天体运动参量的分析与计算', '人造卫星的运行规律']

正确率40.0%svg异常,非svg图片

B

A.它们运动的向心加速度大小关系是$$a_{\mathbb Z}=a_{\mathbb\#} < a_{\mathbb T} < a_{\mathbb\#}$$

B.它们运动的线速度大小关系是$$v_{\nvcorner} < v_{\mathbb Z}=v_{\pi\pi} < v_{\pi}$$

C.已知甲运动的周期$$T_{\mp}=2 4 h$$,可求得地球的密度$$\rho=\frac{3 \pi} {G T_{\oplus}^{2}}$$

D.已知丁运动的周期$$T_{\top}$$及轨道半径$$r_{\mathrm{T}}$$,可求出地球质量$$M=\frac{4 \pi^{2} r_{\top}^{2}} {G T_{\top}^{2}}$$

9、['环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力定律的简单计算']

正确率60.0%已知水星绕太阳的公转周期小于火星绕太阳的公转周期,它们绕太阳的公转均可看成匀速圆周运动,则由此可判定$${{(}{)}}$$

A

A.水星到太阳的距离小于火星到太阳的距离

B.水星的质量大于火星的质量

C.水星的半径大于火星的半径

D.水星线速度小于火星的线速度

10、['环绕天体运动参量的分析与计算']

正确率40.0%据悉我国计划于$${{2}{0}{2}{2}}$$年左右建成天宫空间站,它离地面高度为$$4 0 0 \sim4 5 0 k m$$的轨道上绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径大约为地球同步卫星轨道半径六分之一,则下列说法正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.空间站运行的加速度等于地球同步卫星运行的加速度的$${{6}}$$倍

B.空间站运行的速度约等于地球同步卫星运行速度的$${\sqrt {6}}$$倍

C.空间站运行的周期等于地球的自转周期的$$\frac{1} {\sqrt{6}}$$倍

D.空间站运行的角速度小于地球自转的角速度

1. 题目分析:飞船绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力定律和圆周运动规律分析。

A. 错误。任何曲线运动都需要力的作用,飞船运动需要地球的万有引力提供向心力。

B. 正确。飞船受到地球的万有引力作用,此力提供向心力。

C. 错误。飞船周期不是24小时,24小时是地球同步卫星的周期。

D. 错误。飞船做匀速圆周运动,线速度大小不变但方向时刻变化。

2. 已知:地球半径 $$R_0$$,轨道高度 $$R_0$$,地表重力加速度 $$g$$。

轨道半径 $$r = R_0 + R_0 = 2R_0$$

由万有引力提供向心力:$$G\frac{{Mm}}{{r^2}} = m\frac{{v^2}}{{r}}$$

地表重力:$$mg = G\frac{{Mm}}{{R_0^2}}$$,得 $$GM = gR_0^2$$

A. 线速度:$$v = \sqrt{\frac{{GM}}{{r}}} = \sqrt{\frac{{gR_0^2}}{{2R_0}}} = \sqrt{\frac{{gR_0}}{{2}}}$$,正确

B. 角速度:$$\omega = \frac{{v}}{{r}} = \sqrt{\frac{{g}}{{8R_0}}}$$,错误

C. 向心加速度:$$a = \frac{{v^2}}{{r}} = \frac{{g}}{{4}}$$,错误

D. 周期:$$T = \frac{{2\pi}}{{\omega}} = 2\pi\sqrt{\frac{{r^3}}{{GM}}} = 2\pi\sqrt{\frac{{8R_0^3}}{{gR_0^2}}} = 4\pi\sqrt{\frac{{2R_0}}{{g}}}$$,正确

3. 人类向月球"移民",月球质量增加,地球质量减少,但地球总质量仍大于月球质量。

A. 万有引力 $$F = G\frac{{m_1m_2}}{{r^2}}$$,月球质量增加,地球质量减少,引力变化不确定,但题目说"不正确",此说法可能正确

B. 由 $$T = 2\pi\sqrt{\frac{{r^3}}{{G(m_1+m_2)}}$$,总质量减少,周期变大,正确

C. 向心加速度 $$a = G\frac{{m_1}}{{r^2}}$$,地球质量减少,加速度变小,正确

D. 月球表面重力加速度 $$g_m = G\frac{{m_m}}{{R_m^2}}$$,月球质量增加,重力加速度变大,正确

题目要求找出不正确的选项,A选项的说法可能正确也可能错误,但根据题意,A是不确定的

4. 双星系统分析:

A. 错误。向心力由它们之间的万有引力提供,不是太阳的引力

B. 错误。双星角速度相等

C. 正确。$$m_1\omega^2r_1 = m_2\omega^2r_2$$,线速度 $$v = \omega r$$,所以 $$\frac{{v_1}}{{v_2}} = \frac{{r_1}}{{r_2}} = \frac{{m_2}}{{m_1}}$$,与质量成反比

D. 错误。轨道半径与质量成反比:$$\frac{{r_1}}{{r_2}} = \frac{{m_2}}{{m_1}}$$

5. 与第3题类似,但问正确的是:

A. 万有引力变化不确定,可能错误

B. 周期 $$T = 2\pi\sqrt{\frac{{r^3}}{{G(m_1+m_2)}}$$,总质量减少,周期变大,正确

C. 向心加速度 $$a = G\frac{{m_1}}{{r^2}}$$,地球质量减少,加速度变小,错误

D. 线速度 $$v = \sqrt{\frac{{Gm_1}}{{r}}}$$,地球质量减少,线速度变小,错误

6. 已知:$$M_e = 81M_m$$,$$R_e = 4R_m$$

A. 密度比:$$\frac{{\rho_e}}{{\rho_m}} = \frac{{M_e/R_e^3}}{{M_m/R_m^3}} = 81 \times \frac{{1}}{{64}} = \frac{{81}}{{64}}$$,错误

B. 重力加速度比:$$\frac{{g_e}}{{g_m}} = \frac{{GM_e/R_e^2}}{{GM_m/R_m^2}} = 81 \times \frac{{1}}{{16}} = \frac{{81}}{{16}}$$,错误

C. 周期比:$$\frac{{T_e}}{{T_m}} = \sqrt{\frac{{R_e^3}}{{M_e}}} \div \sqrt{\frac{{R_m^3}}{{M_m}}} = \sqrt{\frac{{64}}{{81}}} = \frac{{8}}{{9}}$$,正确

D. 线速度比:$$\frac{{v_e}}{{v_m}} = \sqrt{\frac{{GM_e}}{{R_e}}} \div \sqrt{\frac{{GM_m}}{{R_m}}} = \sqrt{81 \times \frac{{1}}{{4}}} = \sqrt{\frac{{81}}{{4}}} = \frac{{9}}{{2}}$$,错误

7. 题目描述不完整,但基于常见轨道问题分析:

A. 不同轨道周期不同,错误

B. 不同轨道机械能不同,错误

C. N点速度可能大于月球第一宇宙速度,正确

D. 从N到M机械能可能守恒或变化,不确定

8. 题目符号不清晰,但基于轨道力学分析:

A. 向心加速度关系需要具体轨道数据

B. 线速度关系需要具体轨道数据

C. 地球密度:$$\rho = \frac{{3\pi}}{{GT^2}}$$ 适用于近地轨道,正确

D. 地球质量:$$M = \frac{{4\pi^2r^3}}{{GT^2}}$$,正确

9. 水星公转周期小于火星:

A. 由开普勒第三定律:$$T^2 \propto r^3$$,周期小则轨道半径小,正确

B. 质量与轨道特性无关,错误

C. 半径与轨道特性无关,错误

D. 线速度 $$v = \sqrt{\frac{{GM}}{{r}}}$$,轨道半径小则线速度大,错误

10. 空间站轨道半径约为同步卫星的1/6:

A. 加速度:$$a = \frac{{GM}}{{r^2}}$$,$$\frac{{a_1}}{{a_2}} = \frac{{r_2^2}}{{r_1^2}} = 36$$倍,错误

B. 速度:$$v = \sqrt{\frac{{GM}}{{r}}}$$,$$\frac{{v_1}}{{v_2}} = \sqrt{\frac{{r_2}}{{r_1}}} = \sqrt{6}$$倍,正确

C. 周期:$$T = 2\pi\sqrt{\frac{{r^3}}{{GM}}}$$,$$\frac{{T_1}}{{T_2}} = \sqrt{\frac{{r_1^3}}{{r_2^3}}} = \frac{{1}}{{6\sqrt{6}}}$$,错误

D. 角速度:$$\omega = \sqrt{\frac{{GM}}{{r^3}}}$$,空间站角速度大于地球自转角速度,错误

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