万有引力定律测试题
班级姓名学号
一、选择题(每小题中至少有一个选项是正确的,每小题5分,共40分)
1.绕地球作匀速圆周运动的人造地球卫星内,其内物体处于完全失重状态,则物体()
A.不受地球引力作用 B.所受引力全部用来产生向心加速度
C.加速度为零 D.物体可在飞行器悬浮
2.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为R,线速度为v,周期为T,若要使卫星的周期变为2T,可能的办法是()
A.R不变,使线速度变为 v/2
B.v不变,使轨道半径变为2R
D.无法实现
3.由于地球的自转,地球表面上各点均做匀速圆周运动,所以()
A.地球表面各处具有相同大小的线速度
B.地球表面各处具有相同大小的角速度
C.地球表面各处具有相同大小的向心加速度
D.地球表面各处的向心加速度方向都指向地球球心
4.地球上有两位相距非常远的观察者,都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星,相对自己静止不动,则这两位观察者的位置及两人造卫星到地球中心的距离可能是()A.一人在南极,一人在北极,两卫星到地球中心的距离一定相等
B.一人在南极,一人在北极,两卫星到地球中心的距离可以不等,但应成整数倍
C.两人都在赤道上,两卫星到地球中心的距离一定相等
D.两人都在赤道上,两卫星到地球中心的距离可以不等,但应成整数倍
5.设地面附近重力加速度为g0,地球半径为R0,人造地球卫星圆形运行轨道半径为R,那么以下说法正确的是 ( )
6.一宇宙飞船在一个星球表面附近做匀速圆周运动,宇航员要估测星球的密度,只需要测定飞船的()
A:环绕半径 B:环绕速度 C:环绕周期 D:环绕角速度
m 1
7.假设火星和地球都是球体,火星的质量M 火和地球的质量M 地之比M 火/M 地=p ,火星的半径R 火和地球的半径R 地之比R 火/R 地=q ,那么火星表面处的重力加速度g 火和地球表面处的重力的加速度g 地之比等于[ ]
A.p/q 2
B.pq 2
C.p/q
D.pq
8.已知万有引力恒量G ,则还已知下面哪一选项的数据,可以计算地球的质量( ) A :已知地球绕太阳运行的周期及地球中心到太阳中心的距离.
B :已知月球绕地球运行的周期及月球中心到地球中心的距离.
C :已知人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期.
D :已知地球同步卫星离地面的高度.
附加题(每题5分)
1.假如一作圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍,仍作圆周运动,则 ( )
A.根据公式v=ωr ,可知卫星的线速度将增大到原来的2倍
2.两个靠近的天体称为双星,它们以两者连线上某点O 为
圆心做匀速圆周运动,其质量分别为m 1、m 2,如右图所示,
以下说法正确的是( )
A :它们的角速度相同.
B :线速度与质量成反比.
C :向心力与质量的乘积成正比.
D :轨道半径与质量成反比.
二、填空题(每空6分,共36分) 1.天文学家根据天文观测宣布了下列研究成果:银河系中可能存在一个大“黑洞”,接近“黑洞”的所有物质,即使速度等于光速也被“黑洞”吸入,任何物体都无法离开“黑洞”。距离“黑洞”r=6.0×1012 m 的星体以v=2×106
m/s 的速度绕其旋转,则“黑洞”的质量为____ __。引力常量G=6.67×10-11 N·m 2/kg 2.
2.一个登月者,只用一个弹簧秤和一个质量为m 的砝码,估测出了月球的质量和密度,请写出表达式M= , = (月球半径为R)。
3.已知火星的半径约为地球半径的1/2,火星质量约为地球质量的1/9。若一物体在地球表面所受重力比它在火星表面所受重力大49N ,则这个物体的质量是__ ___kg 。
4.宇航员在月球表面以速率v 竖直上抛一个小球,经过t 秒落回原地,已知月球半径为
R,如果在月球上发射一颗绕月球表面运行的人造卫星,则卫星的线速度为。5.据美联社2002年10月7日报道,天文学家在太阳系的9大行星之外,又发现了一颗比地球小得多的新行星,而且还测得它绕太阳公转的周期约为288年. 若把它和地球绕太阳公转的轨道都看作圆,则它与太阳的距离约是地球与太阳距离的倍. (最后结果可用根式表示)
附加题(共10分)
1.已知地球半径约为6.4×106m,又知月球绕地球的运动可近似看成匀速圆周运动,则可估算出月球到地心的距离约为__ _ ____m。(结果只保留一位有效数字)
三、计算题
1.(12分)一颗人造卫星的质量为m,离地面的高度为h,卫星做匀速圆周运动,已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,求:
(1)卫星受到的向心力的大小
(2)卫星的速率
(3)卫星环绕地球运行的周期
2.(12分)火星可视为半径为r0的均匀球体,它的一个卫星绕火星运行的圆轨道半径为r,周期为T。求:
(1)火星表面的重力加速度。
(2)在火星表面离地h处以水平速度V0 抛出的物体,落地时速度多大。(不计火星空气阻力)