一、填空題1．在繞地球做勻速圓周運動的航天飛機的外表面上，有一隔熱陶瓷片自動脫落，則陶瓷片的運動情況是（）A.平拋運動B.自由落體運動C.仍按原軌道做勻速圓周運動D.做速圓周運動，逐漸落后于航天飛機2．以下說法錯誤的是：A．法拉第研究電磁感應現象，總結出電磁感應定律B．開普勒認為對任意一個行星來說，他與太陽的連線在相等的時間內掃過相等的面積C．伽利略通過“理想斜面實驗”，科學地推理出“力不是維持物體運動的原因”D．卡文迪許利用卡文迪許扭秤實驗裝置首次測出了靜電力常量3．我國發射的“神舟”六號載人飛船，與“神舟”五號載人飛船相比，它在更高的軌道上繞地球做勻速圓周運動，如圖所示，下列說法中正確的是（）A．“神舟”六號的速度較小B．“神舟”六號的速度與“神舟”五號的相同C．“神舟”六號的周期與“神舟”五號的相同D．“神舟”六號的周期更短4．假設地球可視為質量均勻分布的球體．已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0，在赤道的大小為g，地球自轉的周期為T，引力常量為G.地球的密度為()A.B.C.D.5．如圖所示，有人設想要“打穿地球”從中國建立一條通過地心的光滑隧道直達巴西。如只考慮物體間的萬有引力，則從隧道口拋下一物體，物體的加速度A.一直增大B.一直減小C.先增大后減小D.先減小后增大6．三顆人造地球衛星A、B、C處于不同的軌道上做勻速圓周運動，如圖所示，下列說法正確的是（）A．三顆衛星的線速度大小vA＜vB＜vCB．三顆衛星所受的地球引力的大小一定是FA＞FB＞FCC．三顆衛星的向心加速度大小aA＞aB＞aCD．三顆衛星的運動周期TA＞TB＞TC7．關于環繞地球運動的衛星，下列說法正確的是A．分別沿圓軌道和橢圓軌道運行的兩顆衛星．可能具有相同的周期B．沿橢圓軌道運行的一顆衛星，在軌道不同位置可能具有相同的速度C．在赤道上空運行的兩顆地球同步衛星，它們的軌道半徑有可能不同D．沿不同軌道經過北京上空的兩顆衛星，它們的軌道平面一定會重合8．已知地球和冥王星的半徑分別為、，繞太陽公轉的軌道半徑分別為、，公轉線速度分別為、，表面重力加速度分別為、，平均密度分別為、，地球第一宇宙速度為，飛船貼近冥王星表面飛行的環繞線速度為，則下列關系正確的是A．B.C.D.9．近年來，人類發射的多枚火星探測器已經相繼在火星上著陸，正在進行著激動人心的科學探究，為我們將來登上火星、開發和利用火星資源奠定了堅實的基礎．如果火星探測器環繞火星做“近地”勻速圓周運動，并測得該運動的周期為T，則火星的平均密度ρ的表達式為(k為某個常數)()A．ρ＝kTB．ρ＝C．ρ＝kT2D．ρ＝10．為了估算太陽的質量，需要知道繞太陽做勻速圓周運動的行星的（）A．運轉周期和軌道半徑B．質量和運轉周期C．線速度和質量D．環繞速度和質量二、填空題11．第一宇宙速度V1=，第二宇宙速度V2=，第三宇宙速度V3=。12．已知地球的質量為M，萬有引力恒量為G，地球半徑為R，用以上各量表示，在地球表面附近運行的人造地球衛星的第一宇宙速度v=___13．火星的半徑是地球半徑的一半，其質量是地球質量的1/9，一宇航員的質量是72kg，則他在火星上所受的重力為______N。（地球表面的重力加速度取10m/s2）14．已知地球的質量為M，萬有引力恒量為G，地球半徑為R。用以上各量表示在地球表面附近運行的人造地球衛星的第一宇宙速度v＝。三、計算題15．假設在火星上，實驗小球做自由落體運動，在2s內下落的位移為16m；求：（1）火星表面上的重力加速度為大；（2）在開始自由下落第3s內的位移為大16．地球圍繞太陽的運動可以視為勻速圓周運動，若地球距太陽的距離為r，地球繞太陽公轉周期為T，若已知萬有引力常量為G，那么太陽的質量是多少？17．地球中心和月球中心距離為地球半徑的60倍，一登月密封艙在離月球表面112km的空中沿圓形軌道繞月球飛行，周期為T1=min，月球半徑1740km，則地球受月球的吸引力是多少?（地面上的重力加速度為g=10m/s2，R地=6400km）（其中T2為月球公轉周期，約為30天）18．(10分)已知火星表面附近的重力加速度為g，火星半徑為R，火星自轉周期為T。萬有引力常量為G．求：（1）火星上衛星的第一宇宙速度；（2）火星的同步衛星距行星表面的高度h。參考答案1.【答案】C【解析】陶瓷片自動脫落后，萬有引力完全提供向心力，仍按原軌道做勻速圓周運動，C對；2.【答案】D【解析】試題分析：卡文迪許利用卡文迪許扭秤實驗裝置首次測出了萬有引力常量，D錯誤；A、B、C正確。考點：本題考查物理學史3.【答案】A【解析】試題分析：根據可知，，則“神舟”六號的速度較小，選項A正確，B錯誤；根據可知，可知“神舟”六號的周期更長，選項CD錯誤。故選A.考點：萬有引力定律的應用.4.【答案】D【解析】試題分析：在地球兩極重力等于萬有引力，即有mg0＝GπρmGR，在赤道上重力等于萬有引力與向心力的差值，即mg＋mR＝G＝πρmGR，聯立解得：ρ＝，選項B項正確．考點：天體質量和密度的計算【名師點睛】(1)利用圓周運動模型，只能估算中心天體質量，而不能估算環繞天體質量．(2)區別天體半徑R和衛星軌道半徑r：只有在天體表面附近的衛星才有r≈R；計算天體密度時，V＝πR3中的R只能是中心天體的半徑．5.【答案】D【解析】試題分析：在地球球心處，由于對稱性，各部位對其的萬有引力大小相等，相互抵消，所以中心加速度為零，在地表入口處，加速度近似為重力加速度，因此，加速度先變小后增加，D對考點：萬有引力點評：本題考查了萬有引力的理解，通過假設法判斷兩個特殊值，從而判斷出答案。6.【答案】C【解析】試題分析：三顆人造地球衛星繞地球做圓周運動的的向心力均由地球對它們的萬有引力提供，有：＝＝＝man，解得：v＝，T＝，an＝，由圖中關系可知rA＜rB＜rC，所以有：vA＞vB＞vC，aA＞aB＞aC，TA＜TB＜TC，故選項A、D錯誤；選項C正確；又由于衛星自身的質量不知，因此無法確定三顆衛星所受的地球引力大小的關系，故選項B錯誤。考點：本題主要考查了萬有引力定律、牛頓第二定律的應用問題。7.【答案】A【解析】試題分析：根據開普勒行星運動定律可知，分別沿圓軌道和橢圓軌道運行的兩顆衛星，如果圓周軌道的半徑等于橢圓軌道的半長軸，則兩衛星的周期相同，選項A正確；沿橢圓軌道運行的一顆衛星，在軌道上與長軸對稱的位置具有相同大小的速度，但是速度的方向不同，故選項B錯誤；所有的同步衛星都具有相同的周期和運轉半徑，故在赤道上空運行的兩顆地球同步衛星，它們的軌道半徑一定相同，選項C錯誤；沿不同軌道經過北京上空的兩顆衛星，它們的軌道平面一定過地球的球心，但是不一定會重合，選項D錯誤；故選A.考點：人造衛星【名師點睛】此題是對開普勒行星運動定律以及人造衛星問題的考查；首先應熟練掌握開普勒行星運動定律的內容；對地球的衛星來說，所有衛星的軌道平面一定要過地球的球心位置；所有的同步衛星都有固定的周期、速率、高度以及軌道平面.8.【答案】AD【解析】地球和冥王星針對同一中心天體太陽，根據萬有引力提供向心力可知，可得，故可得，A對。第一宇宙速度，所以，B錯。因為地球跟冥王星質量不同故，C錯星球表面重力加速度為可得，D對9.【答案】D【解析】火星探測器環繞火星做“近地”勻速圓周運動時，＝mR，又M＝πR3·ρ，可得：ρ＝＝，故只有D正確．10.【答案】A【解析】試題分析：研究另一星球繞太陽做勻速圓周運動，根據萬有引力提供向心力得：，m為星球的質量，M為天體的質量．解得：，故A正確．B錯誤；根據公式可得,CD錯誤；故選A考點：萬有引力定律及其應用．點評：解決本題的關鍵掌握萬有引力提供向心力去求解中心體的質量．知道環繞天體的質量在計算時會消去．11.【答案】km/s，11.2km/s16.7km/s【解析】略12.【答案】【解析】試題分析：第一宇宙速度是指繞地球表面做圓周運動的衛星的速度，因為衛星做圓周運動的向心力等于萬有引力，則，解得.考點：萬有引力定律；第一宇宙速度.13.【答案】320N【解析】：根據公式，有：，則。14.【答案】【解析】試題分析：地球表面附近運行的人造地球衛星,的運轉半徑等于地球的半徑，作圓周運動的向心力等于萬有引力，則根據萬有引力定律及牛頓定律可知，解得第一宇宙速度v＝。考點：萬有引力定律的應用。15.【答案】H=1/2gt2g=8m/s2H=1/2gt2-16=20m【解析】：（1）自由落體運動的物體在開始內下落S1=．由S1=gt12代入數據解得g=m/s2（2）根據勻變速直線運動公式得：=20m16.【答案】【解析】設地球質量為m，太陽質量為M，根據萬有引力定律：-----------------------------------------------2分萬有引力充當向心力，則------------------------3分解得：-------------------------------------------3分17.【答案】F=2×1020N【解析】登月艙圍繞月球做圓周運動時，應有，（4分）所以ks5u（2分）地球對月球的引力等于月球對地球的引力的大小，設為F，則（4分）那么，ks5u（2分）代入數值運算得F=2×1020N18.【答案】（1）（2）【解析】（1）設質量為m的衛星繞火星表面飛行速度為v，萬有引力提供向心力①………2分又由于②……2分得……1分（2）其同步衛星的周期等于其自轉周期T………………1分則對其同步衛星有：③……………3分