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《万有引力与航天》检测题
一、单选题
1.我国先后自行成功研制和发射了“风云Ⅰ号”和“风云Ⅱ号”两颗气象卫星。“风云Ⅰ号”卫星轨道(极地圆轨道)与赤道平面垂直且通过两极,绕地做匀速圆周运动的周期为12 h,“风云Ⅱ号”卫星轨道(地球同步轨道)平面在赤道平面内,绕地做匀速圆周运动的周期为24 h,则“风云Ⅱ号”卫星比“风云Ⅰ号”卫星( )
A.轨道半径小 B.线速度小 C.角速度大 D.向心加速度大
2.关于万有引力和万有引力定律,下列说法正确的是( )
A.只有天体间才存在相互作用的引力
B.只有质量很大的物体间才存在相互作用的引力
C.物体间的距离变大时,它们之间的引力将变小
D.物体对地球的引力小于地球对物体的引力
3.航天飞机在进入绕地球做匀速圆周运动的轨道后,若有一宇航员走出机舱外,他将( )
A.向着地球方向落向地球 B.做平抛运动
C.由于惯性做匀速直线运动 D.绕地球做匀速圆周运动,像一颗人造卫星
4.如图所示,地面上A、B两处的中点处有一点光源S,甲观察者站在光源旁,乙观察者乘坐速度为v(接近光速)的光火箭沿AB方向飞行.两观察者身边各有一只事先在地面校准了的相同的时钟.下列对相关现象的描述中,正确的是( )
A.甲测得的AB间的距离大于乙测得的AB间的距离
B.甲认为飞船中的钟变慢了,乙认为甲身边的钟变快了
C.甲测得光速为c,乙测得的光速为c-v
D.当光源S发生一次闪光后,甲认为A、B两处同时接收到闪光,乙则认为A先接收到闪光
5.我国自主研发的北斗卫星导航系统由35颗卫星组成,包括5颗地球静止同步轨道卫星和3颗倾斜同步轨道卫星,以及27颗相同高度的中轨道卫星。中轨道卫星轨道高度约为2.15×104km,同步轨道卫星的高度约为3.60×104km,己知地球半径为6.4×103km,这些卫星都在圆轨道上运行。关于北斗导航卫星,则下列说法正确的是( )
A.中轨道卫星的动能一定小于静止同步轨道卫星的动能
B.静止同步轨道卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
C.中轨道卫星的运行周期约为20h
D.中轨道卫星与静止同步轨道卫星的向心加速度之比为
6.下列说法中符合物理史实的是( )
A.开普勒发现了万有引力定律
B.伽利略发现了海王星和冥王星
C.牛顿首次在实验室里较准确地测出了万有引力常量
D.牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体,得出了万有引力定律
7.设在正负电子对撞机中,电子和正电子以速度相向飞行,它们之间的相对速度为( )
A. B. C. D.
8.已知地球半径为 6400km,某飞船在赤道上空近地轨道上环绕地球飞行,在飞船中的宇航员 24小时内看到“日出”的次数约为
A.1 B.8
C.16 D.24
9.在绕地球做匀速圆周运动的同步人造地球卫星内,有一个物体,这个物体的受力情况是( )
A.受到地球引力和重力的作用 B.受到地球引力和向心力的作用
C.物体不受任何力作用 D.只受到地球引力作用
10.万有引力定律揭示了自然界中物体间一种基本相互作用规律.下列说法正确的是( )
A.牛顿不仅提出了万有引力定律,并较为精确的测出了引力常量
B.人造地球卫星绕地球的向心力由地球对它的万有引力提供
C.万有引力定律只适用于天体,不适用于地面上的物体
D.宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用
11.两个质点之间万有引力的大小为F,如果将这两个质点之间的距离变为原来的3倍,那么它们之间万有引力的大小变为
A.9F B.3F C.F/3 D.F/9
二、多选题
12.2017年9月25日是我国新一代同步卫星“风云四号”在轨交付的日子,与上一代相比,“风云四号”的整星观察数据量提高了160倍,当日,腾讯公司把微信的启动页面从阿波罗17号宇航员所拍摄的非洲大陆上空视角照片更换为“风云四号”拍摄的中国所在的东半球上空视角照片,下列关于“风云四号”同步卫星的说法正确的是( )
A.一定位于赤道正上空 B.为了避免相撞,应该与其他国家的同步卫星在不同的轨道上运行
C.发射速度小于 D.运行速度小于
13.如图所示为北斗导航系统的部分卫星,每颗卫星的运动可视为匀速圆周运动。下面说法正确的是 ( )
A.在轨道a、b运行的两颗卫星的周期相等
B.在轨道a、c运行的两颗卫星的速率vaC.在轨道b、c运行的两颗卫星的角速度ωb<ωc
D.在轨道a、b运行的两颗卫星的加速度aa>ab
14.假设地球和金星都绕太阳做匀速圆周运动,已知金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离,那么( )
A.地球公转的线速度大于金星公转的线速度
B.地球公转的角速度大于金星公转的角速度
C.地球公转的周期大于金星公转的周期
D.地球公转的加速度小于金星公转的加速度
15.以速度u高速远离地球的宇宙飞船发出频率为的单色光,已知真空中光速为c,则
A.该光相对飞船的速度等于 B.该光相对飞船的速度等于c
C.地球上接受到该光的频率大于 D.地球上接受到该光的频率小于
三、实验题
16.(1)图a是用来“显示桌(或支持)面的微小形变”的演示实验;图b是用来测量___________________的实验。
(2)由图可知,两个实验共同的物理思想方法是(__________)
(A)极限的思想方法 (B)放大的思想方法
(C)控制变量的方法 (D)猜想的思想方法
四、解答题
17.欧盟和我国合作的“伽利略”全球卫星定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道平面上的30颗轨道卫星构成,每个轨道平面上有10颗卫星,从而实现高精度的导航定位.现假设“伽利略”系统中每颗卫星均围绕地心O做匀速圆周运动,轨道半径为r,一个轨道平面上某时刻10 颗卫星所在位置如图所示,相邻卫星之间的距离相等,卫星1和卫星3分别位于轨道上A、B两位置,卫星按顺时针运行.地球表面重力加速度为g,地球的半径为R,不计卫星间的相互作用力.求卫星1由A位置运行到B位置所需要的时间.
18.飞船在距地面高度为h的轨道上做圆周运动,已知地球半径为R,地面处的重力加速度为g,试导出飞船在上述圆轨道上运行周期T的公式.(用h、R、g表示)
19.宇宙中二颗相距较近的天体称为双星,他们以中心连线上的某一点位圆心做匀速圆周运动,而不至于因相互之间的引力而吸引到一起,设二者之间的距离为L,质量分别为M1和M2.(万有引力常量为G)
求 (1)它们的轨道半径之比r1 :r2
(2)线速度之比v1 :v2
(3)运行周期T.
五、作图题
20.P、Q表示地球表面处的两个物体,作出P的向心力方向和Q受到的万有引力的方向.
参考答案
1.B 2.C 3.D 4.A 5.B 6.D 7.A 8.C 9.D 10.B 11.D 12.AD 13.ABC 14.CD 15.BD 16.万有引力恒量 B
17.
18.
19.(1) (2) (3)
20.略
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