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1、选择题 已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍.一飞行器绕地球做匀速圆周运动的周期为3小时。若地球半径为R,则该飞行器绕地心飞行的轨道半径最接近(?)
A.0.83R
B.1.7R
C.1.9R
D.3.3R
参考答案:B
本题解析:将开普勒第三定律用到地球系统,所有的卫星的轨道半径的三次方与公转周期的平方的比值都相等,故:
,解得:
故选:B.
本题难度:一般
2、选择题 设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动,若测得土星到太阳的距离为R,土星绕太阳运动的周期为T,万有引力常量G已知,根据这些数据,能够求出的量有
[? ]
A.土星线速度的大小
B.土星加速度的大小
C.土星的质量
D.太阳的质量
参考答案:ABD
本题解析:
本题难度:一般
3、选择题 现有两颗绕地球匀速圆周运动的人造地球卫星A和B,它们的轨道半径分别为rA和rB。如果rA>rB,则
A.卫星A的运动周期比卫星B的运动周期大
B.卫星A的线速度比卫星B的线速度大
C.卫星A的角速度比卫星B的角速度大
D.卫星A的加速度比卫星B的加速度大
参考答案:A
本题解析:因为rA>rB,根据
可知
,则TA>TB,选项A正确;
,所以vB>vA,选项B错误;
,所以ωB>ωA,选项C错误;
,所以aB>aA,,选项D错误。
本题难度:一般
4、计算题 宇航员在某星球表面让一个小球从h高度做自由落体运动,经过时间t小球落到星球表面。
(1)求该星球表面附近的重力加速度g;
(2)已知该星球的半径为R,求该星球的质量M。
参考答案:(1)
(2)
本题解析:本题考查万有引力定律和黄金代换式的应用,
(1)由自由落体规律:
?①?………4分
可得:
?②?………2分
(2)在星球表面物体所受万有引力等于物体所受重力。
即:
?③?………4分
由②③可得:
?④?………2分
本题难度:一般
5、计算题 (9分)土星周围有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动.其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心的距离分别为rA=8.0×104 km和rB=1.2×105 km,忽略所有岩石颗粒间的相互作用.(结果可用根式表示),求:
(1)岩石颗粒A和B的线速度之比.
(2)岩石颗粒A和B的周期之比.
(3)土星探测器上有一物体,在地球上重为10 N,推算出它在距土星中心3.2×105 km处受到土星的引力为0.38 N.已知地球半径为6.4×103 km,请估算土星质量是地球质量的多少倍?
参考答案:(1)
(2)
(3) 95(倍)
本题解析:(1)设土星质量为M0,颗粒质量为m,颗粒距土星中心距离为r,线速度为v,根据牛顿第二定律和万有引力定律得

?①? ------2分
解得
?
得:
?②? -------1分
(2)设颗粒绕土星做圆周运动的周期为T,则?
?③? -------2分
对于A、B两颗粒分别有:
得:
?④? -------1分
(3)设地球质量为M,地球半径为r0,地球上物体的重力可视为万有引力,探测器上物体质量为m0,在地球表面重力为G0,距土星中心r0′=3.2×105 km处的引力为G0′,根据万有引力定律:
?⑤?
?⑥? -------2分
由⑤⑥得:
=95(倍)? -------1分
本题难度:一般