内容正文:
第七单元 万有引力与宇宙航行 讲
(考试时间:90分钟 试卷满分:100分)
1、 单项选择题(本题共8小题,每小题4分,共32分.在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)
1.一个小行星(质量为m=1.00×1021 kg),它的轨道半径是地球绕太阳运动的轨道半径的2.77倍,则它绕太阳一周所需要的时间为( )
A.1年 B.2.77年
C.2.772年 D.2.77年
2.如图所示,一颗卫星绕地球做椭圆运动,运动周期为T,图中虚线为卫星的运动轨迹,A、B、C、D是轨迹上的四个位置,其中A距离地球最近,C距离地球最远。B点和D点是弧线ABC和ADC的中点,下列说法正确的是( )
A.卫星在A点的加速度最大 B.卫星从A到D运动时间为
C.卫星从B经A到D的运动时间为 D.卫星在C点的速度最大
3.2023年5月30日,神舟十六号载人飞船搭载景海鹏、朱杨柱、桂海潮三名航天员发射升空,并已入驻空间站组合体,与神舟十五号航天员在太空成功会师。假设空间站组合体绕地球做匀速圆周运动,其运动周期为T,轨道半径为r,引力常量为G,地球表面的重力加速度为g,仅由以上数据无法计算出的物理量是( )
A.地球的质量 B.空间站组合体所受的向心力
C.地球的第一宇宙速度 D.空间站离地面的高度
4.由于地球自转的影响,地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同,已知地球表面两极处的重力加速度大小为,在赤道处的重力加速度大小为,地球自转的周期为,引力常量为。假设地球可视为质量均匀分布的球体,下列说法正确的是( )
A.质量为的物体在地球北极受到的重力大小为
B.质量为的物体在地球赤道上受到的万有引力大小为
C.地球的半径为
D.地球的密度为
5.将地球看成均匀球体,已知均匀球体对球外物体的万有引力相当于将球体的质量集中于球心的质点对物体的万有引力。假设在紧贴地球表面处挖去一半径为的球(R为地球半径),如图所示,在图中A点放置一质量为m的质点,则该质点在挖空前后受到的万有引力的比值为( )
A. B.
C. D.
6.有a、b、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b处于地面附近近地轨道上正常运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图,则有( )
A.a的向心加速度等于重力加速度g B.b在相同时间内转过的弧长最长
C.c在4h内转过的圆心角是 D.d的运动周期有可能是23h
7.2022年1月22日,我国实践21号卫星(SJ-21)将一颗失效的北斗导航卫星从拥挤的地球同步轨道上拖拽到了航天器稀少的更高的“墓地轨道"上。拖拽时,航天器先在P点加速进入转移轨道,而后在Q点加速进入墓地轨道。如图所示,此举标志着航天器被动移位和太空垃圾处理新方式的成功执行,在该过程中,航天器( )
A.在同步轨道上运动的周期小于在转移轨道上运动的周期
B.在同步轨道上运动的角速度小于在墓地轨道上运动的角速度
C.在转移轨道上经过Q点的速度大于在墓地轨道上经过Q点的速度
D.在同步轨道上经过P点的加速度大于在转移轨道上经过P点的加速度
8.在科幻电影《流浪地球》中有这样一个场景:地球在接近木星时受其磁场和辐射影响,导致行星发动机故障熄火,被木星引力“捕获”后加速向木星靠近。当地球与木星球心之间的距离小于某个值d时,在地球表面物体就会被木星吸走,进而导致地球可能被撕裂,这个临界距离d被称为“洛希极限”。如图所示,假设地球和木星的质量分别M、,地球的半径为R。地球没有自转,同时不考虑木星自转和太阳系其他星球的作用,由于木星的质量大约为地球的1300倍,可以近似以木星为惯性系来研究问题。取地球表面上距离木星最近的地方一质量为m的物体,计算它刚好被木星吸走时木星与地球距离为临界距离,则木星使地球产生撕裂危险的临界距离d—“洛希极限”满足下列哪个表达式( )
A. B.
C. D.
2、 多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)
9.关于万有引力公式F=G的理解,以下说法中正确的是( )
A.可看作质点的两物体间的引力可用公式F=G计算
B.由公式F=G可知,两物体紧靠在一起时万有引力无穷大
C.卡文迪什首先用试验测定了引力常量G的数值
D.两个质点质量不变,距离变为原来的2倍,则它们之间的万有引力将变为原来的
10.我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索,其后将探索建造月球科研试验站,开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。若已知月球质量为M,半径为R,引力常量为G,以下说法正确的是( )
A.如果在月球上以初速度竖直上抛一个物体,则物体上升的