物理第2節(jié) 萬有引力定律的應用隨堂練習題-試卷下載-教習網(wǎng)

1.如果認為行星圍繞太陽做勻速圓周運動，那么下列說法中正確的是（）

A.行星受到太陽的萬有引力，萬有引力提供行星圓周運動的向心力

B.行星受到太陽的萬有引力，行星運動不需要向心力

C.行星同時受到太陽的萬有引力和向心力

D.行星受到太陽的萬有引力與它運行的向心力不相等

【答案】A;

【解析】解：A、行星受到太陽的萬有引力，萬有引力提供行星圓周運動的向心力，故A正確，B錯誤；

C、向心力是效果力，實際受力分析不分析向心力，行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力來源于太陽的引力．

行星受到太陽的萬有引力與它運行的向心力相等，故C錯誤，D錯誤．

故選：A．

2.坐在勻速直線運動的公共汽車上的售票員,觀察到車的前后門是同時關上的,地面上的觀察者看到的是( )

A.同時關上

B.前門先于后門關上

C.后門先于前門關上

D.不能確定

【答案】C;

【解析】根據(jù)狹義相對論的規(guī)律則后門先于前門關上.則C正確。

3.下列關于牛頓運動定律說法中正確的是( )

A.牛頓運動三定律是牛頓在伽利略等前輩物理學家的工作基礎上創(chuàng)造性總結出的經(jīng)典力學的基本規(guī)律

B.牛頓運動三定律都是可以通過實驗直接驗證的

C.牛頓運動定律是自然界最普遍的規(guī)律，因此可以用來精確描述高速運動電子的運動情況

D.對于速度接近于光速的宏觀物體，牛頓運動定律不適用，需要用相對論

【答案】D;

【解析】AB、牛頓第一定律是牛頓在伽利略等前輩物理學家基礎上，通過實驗推理總結出來的，牛頓第二定律和第三定律是通過實驗得出來的，故A、B錯誤；

CD、牛頓運動定律適用于宏觀物體和低速運動，故C錯誤，D正確。

故選D。

4.2012年10月25日，我國成功發(fā)射第16顆北斗導航衛(wèi)星，第16顆衛(wèi)星與先期發(fā)射的15顆北斗導航衛(wèi)星組網(wǎng)運行．該系統(tǒng)包含多顆地球同步衛(wèi)星，這有助于減少我國對美國GPS導航系統(tǒng)的依賴．GPS是由運行周期為12小時的衛(wèi)星群組成，則北斗導航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星與GPS導航衛(wèi)星比較（）

A.同步衛(wèi)星的線速度比GPS衛(wèi)星的線速度大

B.同步衛(wèi)星的角速度比GPS衛(wèi)星的角速度小

C.同步衛(wèi)星的向心加速度比GPS衛(wèi)星的向心加速度大

D.同步衛(wèi)星受地球的引力比GPS衛(wèi)星受地球的引力小

【答案】B;

【解析】解：A、由題，北斗導航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星周期大于GPS導航衛(wèi)星的周期，由根據(jù)開普勒定律得到，北斗導航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星的軌道半徑大，由公式v=GM/r分析知道，G是常量，M是地球的質量不變，則GPS導航衛(wèi)星的線速度大，故A錯誤；

B、由公式ω=2πT知道，北斗導航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星的角速度?。蔅正確．

C、由公式a=GM/r2分析得知，GPS導航衛(wèi)星的向心加速度大．故C錯誤．

D、由于不知道同步衛(wèi)星和GPS衛(wèi)星的質量關系，無法判斷引力大小．故D錯誤．

故選：B

5.我國正在建設的北斗導航系統(tǒng)有助于減少我國對GPS導航系統(tǒng)的依賴．北斗導航系統(tǒng)中有幾顆衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星，關于這幾顆同步衛(wèi)星，下列說法正確的是（）

A.運行速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度

B.繞地球運動的周期比月球繞地球運行的周期大

C.離地面的高度一定，相對地面保持靜止

D.向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等

【答案】C;

【解析】解：成功定點后的“北斗導航衛(wèi)星”，是地球同步衛(wèi)星，

A、7.9km/s即第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是圓周運動的最大的環(huán)繞速度．而同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)v的表達式可以發(fā)現(xiàn)同步衛(wèi)星運行的線速度一定小于第一宇宙速度，故A錯誤；

B、“北斗導航衛(wèi)星”的周期為1天，月球的周期為27天，故B錯誤；

C、地球同步衛(wèi)星，距離地球的高度約為36000 km，高度一定，相對地面靜止，故C正確；

D、地球表面向心加速度a=GM/R2=9.8m/s2，設同步衛(wèi)星離地面的高度為h，則a′=GM(R0+h)2＜9.8m/s2，故D錯誤；

故選：C．

6.''神舟''六號運行在距地面約343km的圓形軌道上時，航天員費俊龍在飛船內(nèi)連續(xù)做了四個漂亮的前滾翻動作，歷時約3min.若已知地球半徑為6400km，地球表面處的重力加速度為9.8m/s2，第一宇宙速度為7.9km/s，則費俊龍平均每完成一個前滾翻，''神舟''六號在相對于地心的圓形軌道上通過的路程大約是( )

B.23km

C.3.5×102km

D.1.4×103km

【答案】C;

【解析】由于''神舟''六號運行在距地面約343km的圓形軌道上，高度遠遠小于地球半徑6400km，

所以''神舟''六號可以看成近地衛(wèi)星。

第一宇宙速度為7.9km/s，也是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度。

航天員費俊龍在飛船內(nèi)連續(xù)做了四個漂亮的前滾翻動作，歷時約3min，每完成一個前滾翻花45s。

所以''神舟''六號在相對于地心的圓形軌道上通過的路程s=7.9km/s×45s≈3.5×102km。

故選C。

如圖所示，是同一軌道平面上的三顆質量相同的人造地球衛(wèi)星，下列說法正確的是（）

A.三者線速度關系為：VA＜VB＜VC

B.根據(jù)萬有引力定律，可知三者受到萬有引力關系為：FA＞FB＞FC

C.三者角速度關系為：ωA＞ωB＞ωC

D.三者向心加速度關系為：aA＜aB＜aC

【答案】BC;

【解析】解：根據(jù)萬有引力提供向心力得：GMm/r2=ma=mv2/r=mr4π2/T2=mrω2；

A、A、B、C三衛(wèi)星軌道依次增加，線速依次減小，所以VA＞VB＞VC，故A錯誤；

B、萬有引力F=GMmr2，所以三者受到萬有引力關系為：FA＞FB＞FC，故B正確；

C、A、B、C三衛(wèi)星軌道依次增加，線速依次減小，所以ωA＞ωB＞ωC，故C正確；

D、A、B、C三衛(wèi)星軌道依次增加，線速依次減小，所以aA＞aB＞aC，故D錯誤；

故選：BC．

8.所有地球同步衛(wèi)星下列物理量相同的是（）

A.速度

B.速率

C.加速度

D.軌道半徑

【答案】BD;

【解析】解：A、同步衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，

GMm/r2=ma=mv2/r=mr4π2/T2=mrω2，同步衛(wèi)星的周期與地球自轉周期相同，所以各個同步衛(wèi)星軌道半徑相同，所以所有地球同步衛(wèi)星速度大小相同，即速率相等，方向可以不同，

由于速度是矢量，所以速度可以不同，故A錯誤，B正確，D正確；

C、向心加速度a=GM/r2，加速度方向時刻指向圓心，加速度是矢量，所以加速度可以不同，故C錯誤；

故選：BD．

9.若人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，則離地面越近的衛(wèi)星（）

A.向心力一定越大

B.向心加速度一定越大

C.線速度一定越大

D.周期一定越大

答案】BC;

【解析】解：人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，有：

GMm/r2=ma=mv2/r=mr4π2/T2=mrω2

A、離地面越近的衛(wèi)星r越小，但衛(wèi)星質量未知，由①式，向心力不一定大，故A錯誤；

B、C、D、離地面越近的衛(wèi)星r越小，由②③④式，加速度越大，線速度越大，周期越小，故BC正確，D錯誤；

故選BC．

10.下列對經(jīng)典力學的說法中，不正確的是( )

A.牛頓建立了經(jīng)典力學的理論體系

B.用經(jīng)典力學能夠解釋高速列車的運動規(guī)律

C.用經(jīng)典力學能解釋微觀高速粒子的某些現(xiàn)象

D.相對論和量子理論完全否定了經(jīng)典力學

【答案】CD;

【解析】A. 牛頓運動定律是經(jīng)典力學的核心理論，建立了經(jīng)典力學體系，故A正確；

B. 高速列車的運動規(guī)律遵守牛頓運動定律，其規(guī)律屬于經(jīng)典力學，故B正確；

C. 用經(jīng)典力學不能解釋微觀高速粒子的某些現(xiàn)象，故C錯誤；

D. 相對論、量子論并沒有完全否定經(jīng)典力學，只是提出經(jīng)典力學具有局限性，故D不正確。

故選CD。

11.如圖所示，圓a、b、c的圓心均在地球的自轉軸線上，對環(huán)繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星而言（）

A.衛(wèi)星的軌道可能是a

B.衛(wèi)星的軌道可能是b

C.衛(wèi)星的軌道可能是c

D.同步衛(wèi)星的軌道只可能是b

【答案】ABC;

【解析】解：ABC、衛(wèi)星運動過程中的向心力由萬有引力提供，故地心必定在衛(wèi)星軌道的中心，即地心為圓周運動的圓心．因此衛(wèi)星的軌道可能為a、c，也能為b，故ABC正確；

D、而同步衛(wèi)星由于其周期和地球的自轉周期相同，軌道一定在赤道的上空．故同步衛(wèi)星的軌道不可能為b．故D正確．

故選：ABC．

12.如果在地球上有兩個事件甲、乙同時發(fā)生，一觀察者坐在飛船中沿兩事件的連線方向朝乙飛行，如圖所示，則該觀察者認為哪個事件先發(fā)生?

【答案】乙事件先發(fā)生;

【解析】以地面為參考系，甲、乙兩個事件同時發(fā)生，即如在甲、乙連線的中點C放一時鐘，將同時接收到來自甲、乙的信號。設想該時鐘以與飛船相同的速度飛行，則先接收到來自乙的信號，后接收到來自甲的信號，即以飛船(或飛船上的人)為參考系，乙事件先發(fā)生。

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