1、选择题 “嫦娥一号”卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星,并开展对月球的探测。已知卫星绕月运动的周期约为127分钟,月球绕地球运动的轨道半径与卫星绕月球运动的轨道半径之比约为220。利用上述数据以及日常的天文知识,可估算出地球对卫星与月球对卫星的万有引力的比值约为(?)
A.2×10-3
B.0.2
C.7
D.2×102
参考答案:A
本题解析:我们先讨论地球与月球质量比例关系,月球绕地球运动周期大约为一月,则有
,
得
那么地球对卫星与月球对卫星的万有引力的比值约为
,所以A正确。
本题难度:一般
2、选择题 已知引力常量G,则还需知道下面哪一选项中的数据,可以计算地球的质量?( )
A.已知地球绕太阳运行的周期及地球中心到太阳中心的距离
B.已知月球绕地球运行的周期及月球中心到地球中心的距离
C.已知人造地球卫星在地面附近绕行的速度
D.已知地球同步卫星离地面的高度
参考答案:
A、地球绕太阳做圆周运动,由太阳的万有引力提供向心力,则得:
GM日m地r2日地=m地4π2T2地r日地
则得:M日=4π2r3日地GT2地,可知能求出太阳的质量,不能求出地球的质量,故A错误.
B、同理,已知月球绕地球运行的周期及月球中心到地球中心的距离,能求出地球的质量,故B正确.
C、人造地球卫星在地面附近绕行时,由GMmR2=mv2R,则地球的质量 M=Rv2G,由于地球的半径R未知,不能求出地球的质量,故C错误.
D、对于地球同步卫星,由GMm(R+h)2=m4π2T2(R+h),则得地球的质量 M=4π2(R+h)3GT2,由于地球的半径R和自转周期T均未知,所以不能求出地球的质量.故D错误.
故选:B.
本题解析:
本题难度:简单
3、简答题 某行星与地球的质量比为a,半径比为b,该行星表面与地球表面的重力加速度比为______.
参考答案:根据万有引力等于重力GMmR2=mg得,g=GMR2,知重力加速度与中心天体的质量和半径有关,所以g1g2=ab2
故答案为:a:b2
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 下列说法符合史实的是( )
A.牛顿发现了行星的运动规律
B.开普勒发现了万有引力定律
C.哥白尼提出了“日心说”推翻了束缚人类思想很长时间的“地心说”
D.牛顿发现了海王星和冥王星
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 中国“嫦娥一号”绕月探测卫星完成三次近月制动后,成功进入周期T=127min、高度h=200km的近月圆轨道.(保留两位有效数字)
已知月球半径为R=1.72×106?m,当卫星在高度h=200km的圆轨道上运行时:
①卫星的线速度υ=?
②该轨道处的重力加速度g′=?
参考答案:①嫦娥一号的线速度υ=2π(R+h)T=2×3.14×1.92×106127×60=1.6×103m/s;
②卫星做圆周运动的向心力由万有引力(重力)提供,由牛顿第二定律得:
m′g=m′v2R+h,
解得:g′=v2R+h=(1.6×103)21.92×106=1.3m/s2;
答:①卫星的线速度υ=1.6×103m/s;
②该轨道处的重力加速度g′=1.3m/s2.
本题解析:
本题难度:一般