高一物理天體質(zhì)量試卷及答案

一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.已知引力常量G、月球中心到地球中心的距離r和月球繞地球運行的周期T。僅利用這三個數(shù)據(jù)，可以估算出的物理量有（）A.月球的質(zhì)量B.地球的質(zhì)量C.地球的半徑D.月球繞地球運行速度的大小2.兩顆人造衛(wèi)星A、B繞地球做圓周運動，周期之比為\(T_A:T_B=1:8\)，則軌道半徑之比和運動速率之比分別為（）A.\(R_A:R_B=4:1\)，\(v_A:v_B=1:2\)B.\(R_A:R_B=4:1\)，\(v_A:v_B=2:1\)C.\(R_A:R_B=1:4\)，\(v_A:v_B=1:2\)D.\(R_A:R_B=1:4\)，\(v_A:v_B=2:1\)3.若已知某行星繞太陽公轉(zhuǎn)的半徑為r，公轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G，則由此可求出（）A.該行星的質(zhì)量B.太陽的質(zhì)量C.該行星的密度D.太陽的密度4.一物體在地球表面重16N，它在以\(5m/s2\)的加速度加速上升的火箭中的視重為9N，則此火箭離地球表面的距離為地球半徑的（地球表面重力加速度\(g=10m/s2\)）（）A.2倍B.3倍C.4倍D.0.5倍5.假設(shè)地球為一密度均勻的球體，若保持其密度不變，而將半徑縮小\(\frac{1}{2}\)，那么地面上的物體所受的重力將變?yōu)樵瓉淼模ǎ〢.2倍B.\(\frac{1}{2}\)倍C.4倍D.\(\frac{1}{8}\)倍6.人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，其軌道半徑為R，線速度為v，周期為T。若要使衛(wèi)星的周期變?yōu)?T，可以采取的辦法是（）A.R不變，使線速度變?yōu)閈(\frac{v}{2}\)B.v不變，使軌道半徑變?yōu)?RC.使軌道半徑變?yōu)閈(\sqrt[3]{4}R\)D.使衛(wèi)星的高度增加R7.已知地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的81倍，地球半徑大約是月球半徑的4倍。不考慮地球、月球自轉(zhuǎn)的影響，由以上數(shù)據(jù)可推算出（）A.地球的平均密度與月球的平均密度之比約為\(9:8\)B.地球表面重力加速度與月球表面重力加速度之比約為\(9:4\)C.靠近地球表面沿圓軌道運行的航天器的周期與靠近月球表面沿圓軌道運行的航天器的周期之比約為\(8:9\)D.靠近地球表面沿圓軌道運行的航天器的線速度與靠近月球表面沿圓軌道運行的航天器的線速度之比約為\(81:4\)8.設(shè)地球表面重力加速度為\(g_0\)，物體在距離地心4R（R是地球半徑）處，由于地球的作用而產(chǎn)生的加速度為g，則\(\frac{g}{g_0}\)為（）A.1B.\(\frac{1}{9}\)C.\(\frac{1}{4}\)D.\(\frac{1}{16}\)9.火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的\(\frac{1}{10}\)和\(\frac{1}{2}\)，地球表面的重力加速度為g，則火星表面的重力加速度約為（）A.0.2gB.0.4gC.2.5gD.5g10.某行星繞太陽運行的橢圓軌道如圖所示，F(xiàn)1、F2是橢圓軌道的兩個焦點，行星在A點的速度比在B點的速度大，則太陽位于（）A.F1B.F2C.AD.B二、多項選擇題（每題2分，共20分）1.下列關(guān)于天體質(zhì)量的說法，正確的是（）A.已知衛(wèi)星繞行星運動的周期和軌道半徑，可以求出行星質(zhì)量B.已知衛(wèi)星繞行星運動的線速度和軌道半徑，可以求出行星質(zhì)量C.已知行星的半徑和表面重力加速度，可以求出行星質(zhì)量D.已知行星的密度和半徑，可以求出行星質(zhì)量2.若有一艘宇宙飛船在某一行星表面做勻速圓周運動，設(shè)其周期為T，引力常量為G，那么該行星的平均密度為（）A.\(\frac{3\pi}{GT2}\)B.\(\frac{4\pi}{GT2}\)C.\(\frac{2\pi}{GT2}\)D.與飛船的質(zhì)量無關(guān)3.兩顆人造地球衛(wèi)星質(zhì)量之比\(m_1:m_2=1:2\)，軌道半徑之比\(R_1:R_2=3:1\)，下列有關(guān)數(shù)據(jù)之比正確的是（）A.周期之比\(T_1:T_2=3\sqrt{3}:1\)B.線速度之比\(v_1:v_2=1:\sqrt{3}\)C.向心力之比\(F_1:F_2=1:9\)D.向心加速度之比\(a_1:a_2=1:9\)4.下列關(guān)于萬有引力定律的說法正確的是（）A.萬有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的B.\(F=G\frac{m_1m_2}{r2}\)中的G是一個比例常數(shù)，是有單位的C.萬有引力定律適用于質(zhì)點間的相互作用D.兩個質(zhì)量分布均勻的球體之間的相互作用可以用萬有引力定律來計算，r是兩球心間的距離5.關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A.它的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同B.它的周期、速度大小均是一定的C.我國發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星可以定點在北京上空D.它運行的線速度一定小于第一宇宙速度6.假設(shè)地球可視為質(zhì)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\(g_0\)，在赤道的大小為g；地球自轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G。則地球的密度為（）A.\(\frac{3\pi(g_0-g)}{GT2g_0}\)B.\(\frac{3\pig_0}{GT2(g_0-g)}\)C.\(\frac{3\pi}{GT2}\)D.與地球半徑無關(guān)7.已知引力常量G、月球中心到地球中心的距離R和月球繞地球運行的周期T。利用這三個數(shù)據(jù)，可以估算出的物理量有（）A.月球的質(zhì)量B.地球的質(zhì)量C.月球繞地球運行速度的大小D.地球的平均密度8.對于環(huán)繞地球做圓周運動的衛(wèi)星來說，它們繞地球做圓周運動的周期會隨著軌道半徑的變化而變化，下列說法正確的是（）A.軌道半徑越大，周期越大B.軌道半徑越大，周期越小C.軌道半徑越小，周期越小D.軌道半徑越小，周期越大9.若把地球視為密度均勻的球體，從地面挖一小口井直通地心，將一個小球從井口自由釋放，不計其他阻力，下列說法正確的是（）A.小球做勻加速直線運動B.小球在運動過程中受到的萬有引力逐漸變小C.小球的加速度逐漸變小D.小球到達地心時速度最大10.人造衛(wèi)星在太空繞地球運行中，若天線突然折斷，天線將（）A.繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運行B.做平拋運動，落向地球C.由于慣性，沿軌道切線方向做勻速直線運動D.做自由落體運動三、判斷題（每題2分，共20分）1.只要知道環(huán)繞天體的軌道半徑和運行周期，就可以計算出中心天體的質(zhì)量。（）2.行星繞太陽運動的橢圓軌道半長軸越長，公轉(zhuǎn)周期就越長。（）3.第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動所必須具有的速度。（）4.同步衛(wèi)星只能定點在赤道上空，相對地面靜止不動。（）5.衛(wèi)星離地球越遠，其運行速度越大。（）6.若已知地球的質(zhì)量和半徑，就可以算出地球表面的重力加速度。（）7.人造衛(wèi)星的軌道平面可以不通過地球的中心。（）8.同一物體在地球上不同緯度處的重力是不同的。（）9.行星的運動軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上。（）10.兩物體間的萬有引力總是大小相等、方向相反，是一對平衡力。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述如何根據(jù)環(huán)繞天體的運動情況計算中心天體的質(zhì)量。答：若已知環(huán)繞天體的軌道半徑r和周期T，由\(G\frac{Mm}{r2}=m\frac{4\pi2}{T2}r\)，可得\(M=\frac{4\pi2r3}{GT2}\)，從而算出中心天體質(zhì)量M。2.為什么人造衛(wèi)星在軌道半徑越大的軌道上運行時，其速度越小？答：根據(jù)\(G\frac{Mm}{r2}=m\frac{v2}{r}\)，可得\(v=\sqrt{\frac{GM}{r}}\)，G、M為定值，r越大，v越小。3.簡述第一宇宙速度的意義及大小。答：第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運動的最大運行速度，也是發(fā)射人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，大小約為\(7.9km/s\)。4.同步衛(wèi)星有哪些特點？答：周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同；軌道平面在赤道平面內(nèi)；高度一定；線速度大小一定；相對地面靜止。五、討論題（每題5分，共20分）1.討論如果地球自轉(zhuǎn)速度加快，地球上物體的重力會發(fā)生怎樣的變化？答：地球自轉(zhuǎn)加快，物體隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力增大。在地球表面，物體重力\(G=F_{引}-F_{向}\)，\(F_{引}\)不變，\(F_{向}\)增大，所以重力會變小。2.分析衛(wèi)星變軌時速度和能量的變化情況。答：衛(wèi)星從低軌道變到高軌道要加速，速度增大但進入高軌道后穩(wěn)定運行速度變小，能量增大。從高軌道變到低軌道要減速，進入低軌道后穩(wěn)定運行速度變大，能量減小。3.探討在計算天體質(zhì)量時，不同方法的適用條件和局限性。答：利用環(huán)繞天體運動計算，需知道軌道半徑和周期等；利用表面重力加速度計算，需知道半徑和表面重力加速度。前者適用于有環(huán)繞天體的情況，后者需能測到表面重力加速度，都有一定局限性。4.討論如何根據(jù)觀測數(shù)據(jù)確定某天體是否為行星的衛(wèi)星。答：可通過觀測其運動軌道是否繞行星運轉(zhuǎn)，周期是否相對穩(wěn)定，軌道是否符合行星衛(wèi)星的運動規(guī)律等，若符合則可能是行星的衛(wèi)星。答案一