格物学 力学万有引力与宇宙航行

万有引力定律的简单计算-万有引力与宇宙航行知识点月考进阶自测题答案-江西省等高中物理,平均正确率46.0%

2025-08-28
万有引力定律的简单计算-万有引力与宇宙航行知识点月考进阶自测题答案-江西省等高中物理,平均正确率46.0%
1、['万有引力定律的简单计算', '开普勒行星运动定律']

正确率40.0%$${{2}{0}{2}{1}}$$年$${{1}}$$月$${{2}{0}}$$日,我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭,成功将天通一号$${{0}{3}}$$星发射升空,它将与天通一号$${{0}{1}}$$星、$${{0}{2}}$$星组网运行。若$${{0}{3}}$$星绕地球做圆周运动的轨道半径为$${{0}{2}}$$星的$${{a}}$$倍,$${{0}{2}}$$星做圆周运动的向心加速度为$${{0}{1}}$$星的$${{b}}$$倍,已知$${{0}{1}}$$星的运行周期为$${{T}}$$,则$${{0}{3}}$$星的运行周期为(  )

C

A.$$a^{\frac{3} {2}} b^{\frac{2} {3}} T$$

B.$$a^{\frac{3} {2}} b^{-\frac{1} {2}} T$$

C.$$a^{\frac{3} {2}} b^{-\frac{3} {4}} T$$

D.$$a^{\frac{3} {2}} b^{\frac{3} {4}}$$

2、['核裂变的发现--链式反应', '万有引力定律的简单计算', '向心力', '开普勒行星运动定律']

正确率60.0%下列关于太阳及太阳系的说法中正确的是(

B

A.太阳向外辐射能量主要来自太阳内部的核裂变反应

B.太阳系中距离太阳越近的行星绕太阳公转速度越大

C.太阳系中内行星都没有坚硬的外壳,外行星都有坚硬的外壳

D.太阳系虽然是银河系中很小很小的一部分,但它位于银河系的中心

3、['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', '开普勒行星运动定律']

正确率60.0%svg异常,非svg图片

A

A.火星的周期比地球的周期大

B.火星的线速度比地球的大

C.两次冲日的时间间隔可能小于一年

D.两次冲日的时间间隔不相等,地球$${、}$$火星的轨道是圆轨道

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', '万有引力定律的简单计算', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%某人造地球卫星沿圆轨道运行,轨道半径$$r=6. 8 \times1 0^{3} \, k m$$,周期$$T=5. 6 \times1 0^{3} \, s$$,已知万有引力常量$$G=6. 6 7 \times1 0^{-1 1} N \cdot m^{2} / k g^{2}$$。根据这些数据可以求得的物理量为

A

A.地球的质量

B.地球的平均密度

C.地球表面的重力加速度大小

D.地球对该卫星的万有引力大小

5、['万有引力定律的简单计算']

正确率60.0%$${{2}{0}{1}{3}}$$年$${{1}{2}}$$月$${{2}}$$日,我国成功的发射了$${{“}}$$嫦娥三号$${{”}}$$探月卫星,进入绕月轨道,并在$${{1}{2}}$$月$${{1}{4}}$$日降落月球表面.若$${{“}}$$嫦娥三号$${{”}}$$绕月运动中离月球表面的高度为$${{h}}$$,月球质量为$${{M}}$$,月球半径为$${{R}}$$,卫星质量为$${{m}{,}{G}}$$为引力常量,则月球对卫星万有引力的大小为$${{(}{)}}$$

D

A.$$G \frac{m M} {h}$$

B.$$G \frac{m M} {R+h}$$

C.$$G \frac{m M} {h^{2}}$$

D.$$G \frac{m M} {( R+h )^{2}}$$

6、['万有引力定律的简单计算', '向心力', '牛顿第二定律的简单应用', '超重与失重问题']

正确率40.0%$${{“}}$$神舟$${{”}}$$十号飞船在太空中飞行时,中央电视台曾播放王亚萍在飞船上做太空实验的镜头,从镜头中可看到一个水球$${{“}}$$悬$${{”}}$$在空中的情景,其原因是(

D

A.水球质量太小,所受地球引力可以忽略

B.水球离地球太远,所受地球引力可以忽略

C.水球受到空气浮力的作用

D.水球处于完全失重状态

7、['万有引力定律的简单计算', '万有引力和重力的关系', '牛顿第二定律的简单应用', '重力的概念']

正确率40.0%一物体在地球表面重$${{1}{6}{N}}$$,它在以$${{5}{m}{/}{{s}^{2}}}$$的加速度加速上升的火箭中的视重为$${{9}{N}}$$,则此时火箭离地面的距离为地球半径的几倍:$${(}$$

B

A.$${{1}}$$

B.$${{3}}$$

C.$${{5}}$$

D.$${{7}}$$

8、['第一宇宙速度', '万有引力定律的简单计算', '人造卫星的运行规律', '向心力', '向心加速度']

正确率40.0%已知地球质量为$${{M}{,}}$$半径为$${{R}{,}}$$自转周期为$${{T}{,}}$$地球同步卫星质量为$${{m}{,}}$$引力常量为$${{G}}$$.有关同步卫星,下列表述正确的是(

D

A.卫星距地面的高度为$$\sqrt{\frac{G M T^{2}} {4 \pi^{2}}}$$

B.卫星的运行速度大于第一宇宙速度

C.卫星运行时受到的向心力大小为$$G \frac{M m} {R^{2}}$$

D.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度

9、['万有引力定律的简单计算']

正确率60.0%两个质量分布均匀的小球$${{A}{、}{B}}$$,它们的质量分别为$${{m}{、}{6}{m}}$$,球心之间的距离为$${{R}}$$,引力常量为$${{G}}$$,则$${{A}{、}{B}}$$两球之间的万有引力大小是(

D

A.$$\frac{G m^{2}} {R}$$

B.$$\frac{G m^{2}} {R^{2}}$$

C.$$\frac{6 G m^{2}} {R}$$

D.$$\frac{6 G m^{2}} {R^{2}}$$

10、['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', '人造卫星的运行规律', '向心力', '线速度、角速度和周期、转速', '向心加速度']

正确率19.999999999999996%svg异常,非svg图片

C

A.在$${{L}_{2}}$$的卫星所受月球和地球引力的合力比在$${{L}_{1}}$$处的小

B.在$${{L}_{2}}$$的卫星的向心加速度比在$${{L}_{1}}$$处的卫星的向心加速度小

C.在$${{L}_{1}}$$的卫星的线速度比地球同步卫星的线速度小

D.在$${{L}_{1}}$$的卫星绕地球旋转的周期比地球自转周期小

1. 设01星轨道半径为$$r_1$$,周期为$$T$$;02星轨道半径为$$r_2$$,向心加速度为$$a_2$$;03星轨道半径为$$r_3$$,周期为$$T_3$$。

已知:$$r_3 = a \cdot r_2$$,$$a_2 = b \cdot a_1$$(其中$$a_1$$为01星向心加速度)。

由万有引力提供向心力:$$G\frac{Mm}{r^2} = m\frac{4\pi^2}{T^2}r$$,得$$T \propto r^{3/2}$$。

向心加速度公式:$$a = \frac{4\pi^2}{T^2}r$$,结合$$T \propto r^{3/2}$$得$$a \propto \frac{1}{r^2}$$。

因此:$$\frac{a_2}{a_1} = \left(\frac{r_1}{r_2}\right)^2 = b$$,即$$\frac{r_1}{r_2} = \sqrt{b}$$。

又$$\frac{T_3}{T} = \left(\frac{r_3}{r_1}\right)^{3/2} = \left(\frac{a \cdot r_2}{r_1}\right)^{3/2} = \left(a \cdot \frac{1}{\sqrt{b}}\right)^{3/2} = a^{3/2} \cdot b^{-3/4}$$。

所以$$T_3 = a^{3/2} b^{-3/4} T$$,对应选项C。

2. A错误:太阳辐射能量主要来自核聚变(氢聚变为氦)。

B正确:由开普勒第二定律,行星公转速度$$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$,距离越近速度越大。

C错误:内行星(类地行星)有岩石外壳,外行星(气态巨行星)无坚硬外壳。

D错误:太阳系位于银河系猎户臂,非中心。

正确答案:B。

3. 冲日时地球、火星、太阳共线,且地球在外侧。由开普勒第三定律,火星轨道半径大于地球,故周期更长(A正确),线速度更小(B错误)。

设地球周期为$$T_e$$,火星周期为$$T_m$$,则连续两次冲日时间间隔$$\Delta t = \frac{T_e T_m}{T_m - T_e} > T_e$$(约780天),故C错误。轨道近似圆,时间间隔相等(D错误)。

正确答案:A。

4. 由$$G\frac{Mm}{r^2} = m\frac{4\pi^2}{T^2}r$$,得地球质量$$M = \frac{4\pi^2 r^3}{G T^2}$$(A可求)。

平均密度$$\rho = \frac{M}{4\pi R^3/3}$$,但未知地球半径$$R$$(B不可求)。

地表重力加速度$$g = \frac{GM}{R^2}$$,同样未知$$R$$(C不可求)。

万有引力需卫星质量,题未给出(D不可求)。

正确答案:A。

5. 万有引力定律:$$F = G\frac{m_1 m_2}{r^2}$$,其中$$r$$为两球心距离。

卫星到月球中心距离为$$R + h$$,故$$F = G\frac{m M}{(R + h)^2}$$。

正确答案:D。

6. 飞船在轨运行时,物体处于完全失重状态,重力提供向心力,表现无支撑力,故水球“悬”空。

A、B错误:引力仍存在(提供向心力);C错误:太空无空气。

正确答案:D。

7. 地表重力$$mg = 16$$ N,得$$m = 1.6$$ kg。

火箭中视重$$F = m(g' + a) = 9$$ N,其中$$a = 5$$ m/s²,解得$$g' = \frac{9}{1.6} - 5 = 0.625$$ m/s²。

由$$g = \frac{GM}{R^2}$$,$$g' = \frac{GM}{(R + h)^2}$$,得$$\frac{g'}{g} = \frac{R^2}{(R + h)^2} = \frac{0.625}{10} = 0.0625$$。

所以$$\frac{R}{R + h} = 0.25$$,即$$h = 3R$$,离地距离为地球半径的3倍。

正确答案:B。

8. A错误:高度应为$$h = \sqrt[3]{\frac{G M T^2}{4\pi^2}} - R$$。

B错误:同步卫星速度小于第一宇宙速度(近地轨道速度)。

C错误:向心力$$F = G\frac{M m}{(R + h)^2} \neq G\frac{M m}{R^2}$$。

D正确:$$a_{\text{卫}} = \frac{GM}{(R + h)^2} < \frac{GM}{R^2} = g$$。

正确答案:D。

9. 万有引力公式:$$F = G\frac{m_1 m_2}{r^2}$$,其中$$r$$为球心距。

代入$$m_1 = m$$,$$m_2 = 6m$$,$$r = R$$,得$$F = G\frac{m \cdot 6m}{R^2} = \frac{6G m^2}{R^2}$$。

正确答案:D。

10. L1和L2为地月拉格朗日点,卫星受地球和月球引力合力提供向心力。

A错误:L2比L1离月球更远,所受月球引力较小,但地球引力相近,合力需具体计算。

B错误:向心加速度$$a = \omega^2 r$$,L2的$$r$$(地心距)更大,$$a$$可能更大。

C错误:L1卫星绕地角速度等于月球公转角速度(约27.3天),比地球自转(24小时)慢,故线速度较小。

D正确:L1卫星周期等于月球公转周期(约27.3天),比地球自转周期(1天)大。

正确答案:D(根据选项描述,D正确)。

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