2020-2021学年高一物理鲁科版（2019）必修第二册随堂检测（14）万有引力定律的应用

2020-2021学年高一物理鲁科版（2019）必修第二册随堂检测
（14）万有引力定律的应用
1.已知一质量为m的物体静止在北极与赤道对地面的压力差为，假设地球是质量分布均匀的球体，半径为R.则地球的自转周期为(设地球表面的重力加速度为g)( )
A.地球的自转周期为 B.地球的自转周期为
C.地球同步卫星的轨道半径为 D.地球同步卫星的轨道半径为
2.2019年5月，我国第45颗北斗卫星发射成功。已知该卫星轨道距地面的高度约为，是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右，则（ ）
A.该卫星的速率比“天宫二号”的大
B.该卫星的周期比“天宫二号”的大
C.该卫星的角速度比“天宫二号”的大
D.该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大
3.如图所示，为地球赤道上的物体；为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星；为地球同步卫星。关于做匀速圆周运动的说法中正确的是( )
A.角速度的大小关系为 B.向心加速度的大小关系为
C.线速度的大小关系为 D.周期关系为
4.宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为( )
A.0 B. C. D.
5.我国发射的“北斗系列”卫星中同步卫星到地心距离为r，运行速率为，向心加速度为；在地球赤道上的观测站的向心加速度为；近地卫星做圆周运动的速率为，向心加速度为，地球的半径为R，则下列比值正确的是( )
A. B. C. D.
6.如图所示，a为地面上的待发射卫星，b为近地圆轨道卫星，c为地球同步卫星．三颗卫星质量相同．三颗卫星的线速度分别为，角速度分别为，周期分别为，向心力分别为，则( )
A. B. C. D.
7.关于近地卫星、同步卫星、赤道上的物体，以下说法正确的是( )
A.都是万有引力等于向心力
B.赤道上的物体和同步卫星的周期、线速度、角速度都相等
C.赤道上的物体和近地卫星的轨道半径相同但线速度、周期不同
D.同步卫星的周期大于近地卫星的周期
答案以及解析
1.答案：AC
解析：在北极，在赤道：，根据题意，有，联立解得：，对于地球同步卫星有，联立可得，A、C正确．
2.答案：B
解析：由万有引力提供向心力得:,
解得:
北斗卫星的轨道半径大于“天宫二号”的轨道半径,所以:线速度北斗卫星的小;周期北斗卫星大;角速度北斗卫星小;向心加速度北斗卫星的小,故ACD错误B正确;故选:B。
3.答案：D
解析：地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以.因为，解得，知b的角速度大于c的角速度。故A错误；根据知，c的向心加速度大于a的向心加速度。故B错误；根据的线速度大于a的线速度。故C错误；，则的周期相等，根据，c的周期大于b的周期。故D正确。
4.答案：B
解析：飞船受的万有引力等于在该处所受的重力，即，得，B正确．
5.答案：AB
解析：由于在地球赤道上的观测站的运动和同步卫星的运动具有相同的角速度，根据可知，A项正确，再根据近地卫星做圆周运动的向心加速度为，由万有引力定律和牛顿第二定律可知，由，知，因此B项正确．
6.答案：AD
解析：同步卫星与地球自转同步，故，；由得：.地球同步卫星和近地卫星同是卫星，根据知，，故A、D正确，C错误；万有引力，根据题意三者质量相等，轨道半径，可知，故B错误．
7.答案：CD
解析：赤道上的物体是由万有引力的一个分力提供向心力，A项错误；赤道上的物体和同步卫星有相同周期和角速度，但线速度不同，B项错误；同步卫星和近地卫星有相同的中心天体，根据得，，由于，故，，D正确；赤道上物体、近地卫星、同步卫星三者间的周期关系为，根据可知，则速度关系为，故C正确．