重力与生活.docx

1、重力与生活重力與生活：一、單選題：每題0分、共0分( )1. 在大氣中飛行的民航飛機，與在太空中沿圓形軌道運行的人造衛星，都受到地球重力的作用。下列有關民航飛機與人造衛星的敘述，何者正確？(A)飛機在空中飛行時，機上乘客受到的地球重力為零(B)人造衛星內的裝備受到的地球重力為零，因此是處於無重量的狀態(C)人造衛星在圓形軌道上等速率前進時，可以不須耗用燃料提供前行的動力(D)飛機在空中等速率前行時，若飛行高度不變，則不須耗用燃料提供前行的動力答案：C解析：(A)飛機在空中飛行時，機上乘客必會受到地球的重力，因地球重力為超距力。(B)(C)人造衛星內裝備受到的地球重力，作為圓周運動所需的向心力。

2、(D)飛機在空中前行時，須耗用燃料提供前行的動力抵消向後的阻力，才會維持等速率運動。( )2. 作圓周運動的物體，始終受到(A)與運動方向相同之力(B)與運動方向相反之力(C)沿切線方向之力(D)與運動方向垂直之力。答案：D( )3. 以A、B二種不同液體同時同地做托里切利實驗，得二液柱高度為hAhB，則可知(A)管之半徑為rArB(B)管之半徑rArB(C)液體之密度為dAdB(D)液體之密度為dAdB。答案：D( )4. 用吸管飲用果汁時，果汁上升的原理是(A)毛細現象(B)連通管原理(C)浮力原理(D)大氣壓力。答案：D( )5. 下列五種大氣壓力表示值何者最大：(A)1atm(B)10

3、20克重/平方公分(C)1020毫巴(D)1.0336公斤重/平方公分(E)75 cmHg。答案：C( )6. 甲、乙、丙三物體的質量分別為100kg、50kg、25kg；甲距乙4m，甲距丙2m，乙距丙3m，哪兩個物體間的萬有引力最大？(A)甲乙(B)乙丙(C)甲丙(D)一樣大。答案：C( )7. 在1atm下，托里切利實驗的玻璃管半徑是1cm，水銀柱高76cm，則當玻璃管半徑是2cm時，水銀柱高(A)19(B)38(C)76(D)152cm。答案：C解析：與管的內徑大小無關( )8. 地球半徑為，阿華在地表上之重；阿華坐飛機升至距地表0.5R的高空中，此時的重量為(A)(4/9)W(B)(C

4、)(1/4)W(D)(2/3)W(E)(1/2)W。答案：A( )9. 用排水集氣法在1大氣壓下收集氣體時，瓶內水面比瓶外低時，表示瓶內氣體壓力(A)大於1大氣壓(B)等於1大氣壓(C)小於1大氣壓(D)無法判別。答案：A( )10. 我國在2004 年5 月發射的福（華）衛二號人造衛星，屬低軌道衛星，每日繞地球運行十多圈，兩次經過臺灣海峽上空。下列有關該衛星在軌道運行的敘述，何者錯誤？(A)該衛星繞地球轉速比地球自轉快(B)該衛星利用太陽能繞地球運行，與地心引力無關(C)由於低軌道運行，該衛星可能受有空氣阻力的作用(D)運行多年後，該衛星的軌道有可能愈來愈接近地面答案：B解析：人造衛星繞地球

5、運行是利用萬有引力當向心力Fv在不同軌道有不同速率。由低軌道移至高軌道，必須再提供能量，如受有阻力作用，該衛星損失能量，軌道將移至低軌道。(B)衛星繞地球運動是受萬有引力當向心力與地心引力有關( )11. 一火箭在離地面上空多高處，其重量為在海平面時重量的？（設地球半徑為R）(A)（1）R(B)（1）R(C) R(D)R(E)2R。答案：D解析：萬有引力與距離平方成反比( )12. 重10kg之物在空中等速下降時，所受空氣阻力為(A) 49nt(B) 490nt(C) 98nt(D) 0nt。答案：C解析：等速度運動所受合力為零，阻力和重力等大反向，阻力應為109.8=98nt( )13. 下

6、列有關大氣壓力的敘述，何者有誤？(A)大氣壓力是因大氣的重量所產生的(B)1atm = 76cm Hg(C)托里切利實驗中，若改用水柱，則大氣所能支撐的水柱高度仍然是76cm(D)大氣壓力並非固定一變，高山上氣壓比山下小，且白天和晚上的壓力也可能不同。答案：C( )14. 下列有關赤道面上人造衛星之敘述，何者錯誤？(A)同步衛星之週期與地球自轉週期相同(B)某衛星由地面上看來向東急行，所以其週期大於同步衛星週期(C)衛星軌道越大，週期越大(D)在同一軌道上的兩個人造衛星，即使質量不同也不會相撞。答案：B( )15. 某人攜帶氣壓計，從山腳下爬至山頂，測得山腳下的大氣壓力為75.6cmHg，山頂

7、上為64.4cmHg，則此人爬升的高度為多少公尺？(A) 1600公尺(B) 1400公尺(C) 1200公尺(D) 1800公尺(E) 1000公尺。答案：B( )16. 某人想沿鉛直方向提起原來放在水平地面上之手提箱，但用力之後卻沒有提起來，則下面之敘述何者正確？(A)手提箱所受之合力為向下(B)地面上之正向支持力大小，等於手提箱重與上提之力的差(C)手提箱之重與地面之正向支持力互相平衡(D)上提之力與地面所受向下之正向力互相平衡。答案：B( )17. 地上觀察月球，發現它繞地球做圓周運動且始終以同一面對著地球，所以若從月球看地球會覺得，地球(A)繞月球做圓周運動(B)靜止不動(C)原地自

8、轉(D)做不規則之曲線運動。答案：B( )18. 有關同步衛星的敘述何者不正確？(A)在赤道面上某處的觀察者所見的同步衛星其週期為一天(B)其公轉週期與地球自轉週期相同(C)其位置恆在赤道上某處的正上空(D)利用同步衛星可建利全球的通訊網。答案：A( )19. 設地球半徑為R，地表處重力加速度的大小為g，則物體置於距離地表為2R處的重力加速度的大小為多少？(A) g(B) g(C) 4g(D) 9g。答案：A解析：g和到地心距離平方成反比，r1=R；r2=R+2R=3Rg2=g( )20. 火星表面的重力加速度為3.92m/s2，1997年7月登陸火星的六輪驅動小車逗留者（Sojourner）

9、，質量為16公斤，則其在火星上的重量相當於多少公斤重？ (A) 6.4公斤重(B) 5.8公斤重(C) 4.2公斤重(D) 3.6公斤重(E) 16公斤重。答案：A( )21. 一大氣壓約可以支持76 公分高的水銀柱，而且水銀的密度約是海水的13 倍。在海面下4940 公尺採取樣品的潛艇，所承受的海水壓力約是多少大氣壓？(A) 300(B) 500(C) 760(D) 988(E) 4940答案：B解析：水深每增加10公尺，壓力增加一大氣壓P hd，76（水銀柱高） 13 h（海水柱高）1，可知h 988 cm，約為10公尺，故水深每增加10公尺，水壓約增加一大氣壓；4940公尺深處之水壓應為

10、494010494大氣壓，加上原有之大氣壓力，應為495大氣壓。( )22. 為了使飲水盤內的水能常保不缺，小英將一裝滿水的玻璃瓶倒利在水盤中，如附圖。關於此一設計，下列何者正確？(A)在瓶內，水面上方的空間是真空狀態(B)在瓶內，水面上方的空間，其壓力略小於大氣壓力(C)這是不可能存水的，瓶內的水柱高於盤面，水很快就漏光了。答案：B解析：靜止液體內同一水平面壓力相同。二、非選題：每題0分、共0分1. 人造衛星以圓形軌道環繞地球公轉，則人造衛星做圓周運動，其所需之向心力從何而來？答：_。答案：衛星受地球之重力2. 地球在近乎圓形的軌道上，環繞太陽公轉。地球作圓周運動所需的向心力從何而來？答案：

11、來自地球與太陽之間的萬有引力。3. 某人攜帶氣壓計，從山腳下爬至山頂，測得在山腳下的大氣壓力為75.6 cmHg，山頂上為64.4 cmHg，則此人爬升的高度為多少公尺？答案：在地表附近，每上升100 m，氣壓約降低0.8 cmHg。今從山腳到山頂，氣壓降低75.6 cmHg64.4 cmHg11.2 cmHg，故爬升的高度為100 m1,400 m4. 汽車在平面的彎道上行駛，相當於在這彎道上做圓周運動，其所需之向心力從何而來？答：_。答案：地面對汽車之靜摩擦力5. 美國從1970年代以來，陸續在離地高度約20000公里上空的六個圓形極軸軌道上，分別佈置24枚人造衛星，構成全球定位系統，簡稱

12、為_。答案：GPS解析：儲油槽體積 = 310.5 = 1.5 m3D油= = 8000 ntm3P = hd = 0.5800 = 4000 ntm2 = 4000帕6. 附圖為托里切利實驗的結果，則當時的大氣壓力為_百帕。答案：959.77. 海王星表面的重力加速度為11 m/s2，一質量為5kg的岩石靜置於星球表面，試回答下列問題：該岩石在海王星表面的質量應為_kg。該岩石在海王星表面所受的萬有引力量值應為_牛頓。該岩石在海王星表面的重量應為_kgw。答案：5；55；558. 一個儲油槽長3公尺，寬1公尺，深0.5公尺，盛滿12000牛頓的油，則儲油槽底部所受的油壓為_帕。答案：4000

13、解析：所求=5 cms9. 在托里切利實驗中，如果以水代替水銀，則用於裝水的玻璃管長至少需要_m。答案：10.33610. 大氣壓力以帕為單位。1帕定義為1牛頓米。答案：11. 設地球半徑為，物體距物面多高的地方，其重量為地表面的一半_。答案：（ -1）R12. 一石子在水面上作圓周運動，如附圖所示，若速率不變，則石子在A點的速度方向為(A)(B)(C)(D)。(2)承上題，在A點的加速度方向為？(A)(B)(C)(D)。答案：(1)C；(2)B13. 一個長、寬、高分為10cm，8cm，5cm的火柴盒，其頂面（圖中斜線部分）(1)所承受大氣壓力的總力為_kgw。（當時大氣壓力為1030 gw

14、/cm2）(2)火柴盒沒被壓垮的原因是_。答案：(1)82.4；(2)盒內外壓力相等解析：FPA1030(108)82400gw82.4kgw14. 某人攜帶氣壓計，從山腳下爬至山頂，測得在山腳下的大氣壓力為76.3cmHg，山頂上的大氣壓力為72.3cmHg，則此人爬升的高度為_m。答案：50015. 質量60公斤的愛因斯坦踩著磅秤，從宏觀樓跳下，則在下降過程中，磅秤讀數為_公斤。答案：016. 在距地表上空一個地球半徑的高度處，有400公斤的人造衛星，請問衛星受到地球引力為_公斤重。答案：10017. 物體在月球上質量為12公斤，重量為2公斤重，此物體拿到地球上為_公斤重。答案：1218.

15、 在地面上重54公斤重的物體，升高至與地球半徑等遠的高空中時其重量為_公斤重。答案：13.519. 地球半徑為，一太空船在半徑為2R的圓形軌道上繞地球做圓周運動，則質量為60kg的人，在船內所受到的地球引力為_牛頓。答案：14720. 某人攜帶氣壓計，從山腳下爬至山頂，測得在山腳下的大氣壓力為75.8cmHg，山頂上為63.0cmHg，則此人爬升的高度約為_m答案：160021. 一太空梭在半徑為2R的圓形軌道上環繞地球運動，R為地球半徑，質量為70公斤的太空人在太空梭內所受的地球引力為_公斤重。答案：17.5解析：F F1：F2 = r22：r12F：F2 = (2R)2：R2 = 4：1F

16、2 = F引力變為原來的故此人重量變為原來的70 = 17.5(kgw)22. 在地表面上80公斤重的物體，移至距地面地球半徑的高度時，再測其重量，讀數應為_公斤重。答案：2023. 每上升100公尺氣壓約降低0.8cmHg，愛因斯聰測得阿里山大氣壓力為60cmHg，而嘉中大氣壓力76cmg，則阿里山比嘉中約高_公尺。答案：200024. 某人在山腳測得大氣壓力為76cm-Hg，在山上測得大氣壓力為60cm-Hg，此山高度約為_。答案：2000m25. 白色表面的物體容易吸收也容易發出熱輻射，而黑色表面的物體不容易吸收，也不容易發出熱輻射。答案：26. 如附圖所示，質量，A：C = 2：1，B

17、：D = 4：1，距離比rAB：rCD = 3：2，則AB間與CD間萬有引力比FAB：FCD = _。答案：32：9解析： 27. 在水平的彎曲公路上，汽車轉彎時必須藉輪胎與地面間的_力，作為向心力。答案：靜摩擦28. 設地球半徑R，若將在地面重180牛頓的物體，移至距地面R的高空時，重量應為_牛頓。答案：80解析：由F =， = 8029. 某生作托里切利實驗得附圖結果，圖中x點離水銀面，玻璃管內的水銀面高度為h，若大氣壓力為100000帕，則x點的壓力為_帕。答案：8000030. 當A、B兩球的距離為D時，二者的萬有引力為F。若使二者移近至相距時，其萬有引力為_。答案：9F解析：萬有引力

18、與距離平方成反比。31. 地球質量，衛星質量，萬有引力常數為，衛星與地球中心之距離為，若衛星繞地球做等速率圓周運動，則衛星所受的向心力為_；衛星的加速度，速度，兩者的方向(1)相同(2)相反(3)垂直(4)不一定答：_答案：GMm/r2，(3)32. 牛頓萬有引力定律：F=，其中萬有引力常數的單位為_。答案：Nm2/kg233. 一太空船在半徑為2R的圓形軌道上環繞地球運動，R為地球的半徑。質量為70 kg的太空人在船內所受到的地球引力有多少公斤重？為何我們稱船內的太空人處於失重狀態？答案：太空人在地球表面（即距地心距離R）所受到的地球引力為70 kgw。因地球引力即為太空人與地球之間的萬有引

19、力，其值與兩者間距離平方成反比，所以在距地心2R處，太空人所受的地球引力為70 kgwR2（2R）217.5 kgw。因太空船與太空人均環繞地球做圓周運動，兩者速度相同，彼此之間無相對運動，故感覺對於太空船而言，彷彿為無重力狀態，稱為失重狀態。34. 在托里切利實驗中，如果以水代替水銀，則用於裝水的玻璃管至少需要多長？答案：在托里切利的實驗中，水銀柱的高度為h76 cm。若在相同的大氣壓力下，改以水代替水銀，水柱所需要的高度為H，已知水銀的密度為d13.6103 kg/m3，水的密度為D1,000 kg/m3，則大氣壓力PhdgHDg，故可知水柱高度H10.3 m35. 一根粗細不均勻，長5公

20、尺的大木材如附圖，將左端著地，提起右端地，提起右端秤之重40kgw，右端著地，提起左端秤之重60kgw，求此木棒實際重量及木棒重心位置？答案：設重心位置距左端x m，而木棒W kgw5 40 = x W 5 60 =（5x）W + 得5 ( 60 + 40 )= 5 W W = 100 kgw（木材重）代入 x = 2m（重心位置）36. 火星表面的重力加速度為3.71 m/s2，1997年7月登陸火星的六輪驅動小車逗留者（Sojourner），質量為16 kg，則其在火星上的重量為多少牛頓？相當於多少公斤重？如果和該車在地球上的重量相比，則其比值為何？答案：逗留者在火星上所受的重力，即其重量

21、，其大小為Fma16 kg3.71 m/s259 N因設定9.8 N為1 kgw，故59 N相當6.0（kgw）逗留者在火星上的重量大小和其在地球上相比，其比值為0.3837. 已知在地球表面附近的空氣密度和大氣壓力分別為1.30 kg/m3和1.01105 N/m2。假想有一個截面積為A、高度為H的大氣圓柱垂直豎立在地面上，圓柱內的空氣密度隨高度的增加而比例遞減，直至最上層的空氣密度為零。因此我們可取最下面和最上面空氣密度的平均值，作為假想圓柱內空氣的平均密度，試計算大氣圓柱的高度H為多少公里？答案：圓柱內空氣平均密度為d0.65 kg/m3而此大氣壓力PHdg此大氣圓柱的高度H16 km3

22、8. 一物體體積10立方公分，質量30公克，投入湖中，最後以等速下沉，此時物體受水的浮力和阻力，兩者合力應為_公克重。答案：3039. 某物體在環繞地球軌道上運行的太空船中，重量為零，今船內太空人用5牛頓的力推此物體，測得此物體加速度為5公尺秒2，則此物體質量_公斤。答案：F = maF/a = 5/5 = 1（公斤）解析：F = maF/a = 515 = 1（公斤）。40. 小強跟爸去爬山，當他爬到山頂時，拿氣壓計一量，發現山頂上的氣壓只有704公釐水銀柱高，假設當時海平面氣壓為1大氣壓，又每升高100公尺，大氣壓力減少8公釐水銀柱高，請你幫小強算一算，此山的高度為_公尺。答案：700解析

23、： 41. 某隻河馬之體重為3000公斤重，若每隻腳掌面積為300厘米，則當它抬起前腳，只用後腳站立時，腳對地面之壓力強度為_帕。答案：4.9105解析：P = 49牛頓/厘米2 = 4.9 105牛頓/米2。42. 若大氣壓力為75cmHg，則水面下3.4m處的壓力為_cmHg（水銀密度為13.6g/cm3）答案：100解析：75+=10043. 已知地球半徑為R，則火箭上升離地面_時，重量為在地球表面的一半。答案：(1)R解析：h(1)R三、多選題：每題0分、共0分( )1. 下雨天，地面泥濘，行走其上，腳會陷入泥中，若墊一大塊木板，則不會陷入。據推測，可能原因有：(A)向下重量減輕(B)

24、向下重量加大(C)接觸面積增加了(D)水分被木板吸收(E)壓力減少了。答案：CE解析：施力一定時，受力面積大者，其壓力較小。( )2. 下列有關人造衛星的敘述，何者正確？(A)美國首先成功地發射第一枚人造衛星(B)人造衛星的發射原理好像地面上的水平拋射運動一樣(C)人造衛星的高度愈高，繞行地球一周所需的時間就愈長(D)人造衛星的軌道平面必通過地心(E)人造衛星繞行地球是屬於變速度運動。答案：BCDE( )3. 下列有關大氣壓力的敘述，何者正確？(A)大氣壓力是因大氣的重量所產生的(B) 1 atm 76 cm-Hg(C)托里切利實驗中，若改用水柱，則大氣所能支撐的水柱高度仍然是76 cm(D)

25、大氣壓力並非固定不變，高山上氣壓比山下小，且白天和晚上的壓力也可能不同。答案：ABD( )4. 下列何者是利用大氣壓力的裝置？(A)吸塵器(B)抽水機(C)以滴管吸水(D)天平(E)塑膠吸盤。答案：ABCE( )5. 下列有關大氣壓力的敘述，何者正確？(A)大氣壓力是由大氣層的空氣重量壓在地表上所形成的(B)大氣壓力沒有方向性，所以大氣壓力不能算是力(C)大氣壓力在地表附近，平均每升高100公尺，大約降低8公釐水銀柱高(D)晴天時，每單位體積的氣體分子數目增加（因為多了水蒸氣分子），故大氣壓力升高(E)一大氣壓相當於1033百帕。答案：ABCD解析：(E)應為1013百帕。( )6. 中華衛星

26、一號在美國順利發射成功，有關衛星的問題，下列敘述何者正確？(A)人造衛星環繞地球運轉所需的向心力來自於所受的地球引力(B)衛星的軌道平面必通過地心(C)在地球的赤道面上，等間隔佈置三枚同步衛星，可建立全球的通訊網(D)極軸軌道衛星能在一天內飛臨世界各地(E)作等速率圓周運動的衛星沒有加速度。答案：ABCD( )7. 汞與水的密度比為13.6：1，而0.76公尺高的汞柱直立時，其底部與頂端的壓力差為一大氣壓。下列有關壓力的敘述。何者正確？（應選二項）(A)大氣施加於地表的壓力，其大小稱為一大氣壓(B)任何密閉容器內的氣體壓力必大於容氣外面的大氣壓力(C)汞柱底部與頂端的壓力差，與汞柱底部的面積大

27、小反比(D)一大氣壓約等於0.7613.6公尺的水柱直立時底部與頂端的壓力差(E)靜止液體表面的大氣壓力為一大氣壓時，液面下各處之壓力必大於一大氣壓。答案：DE解析：(A)大氣壓力是由空氣重量所造成與地點高度有關(B)可大於等於或小於(C)(D) 1atm76cmHg7613.6cm-H2O( )8. 下列有關重力的敘述，何者正確？(A)物體的重量來自於地球引力的作用，所以地球引力又稱為重力(B)不考慮空氣阻力，4公斤的物體在地表處自由落下時的加速度，是1公斤物體的4倍(C)所謂失重狀態是指沒有重力作用的狀態(D)作等速率圓周運動的人造衛星，因為等速率，所以不受地球引力的作用(E)就地球外部而

28、言，物體的重量隨離地高度的增加而減小。答案：AE( )9. 下列有關重力的敘述，何者正確？(A)物體的重量來自於地球引力的作用，所以地球引力又稱為重力(B)不考慮空氣阻力，4公斤的物體在地表處自由落下時的加速度，是1公斤物體的4倍(C)所謂失重狀態是指沒有重力作用的狀態(D)作等速率圓周運動的人造衛星，因為等速率，所以不受地球引力的作用(E)就地球外部而言，物體的重量隨離地高度的增加而減小。答案：AE( )10. 人類的中耳與咽喉間有一條通道，稱為耳咽管，它在咽喉端的開口，只有在舌嚥時才會打開。空氣因此能進出中耳。抵達分隔中耳與外耳的鼓膜。當飛機或電梯的高度驛然出現較大的變化時，乘客的耳朵常會

29、覺得不大舒服。好像被塞住。下列有關此種感覺的敘述，何者正確？（應選二項）(A)此種感覺是鼓膜兩邊的空氣壓力差引起的(B)此種感覺是中耳與外耳的溫度不同引起的(C)此種感覺是地球重力突然增減引起的(D)此種感覺是空氣流動引起的(E)吞嚥有助於使此種感覺消失。答案：AE( )11. 下列有關大氣壓力的敘述，何者正確？(A)大氣壓力是大氣層的空氣重量壓在地表上而形成的(B)利用公式P可以直接計算出大氣壓力的大小(C)一大氣壓相當於每平方公尺的面積承受約1公斤重的壓力(D)大氣壓力的作用沒有固定的方向，但恆與物體的表面垂直(E)吸塵器與吸管的使用原理皆利用大氣壓力。答案：ADE解析：(C)每平方公分的面積承受約1公斤重的壓力( )12. 以下敘述何者正確？(A)一物體作圓周運動必受一向心力(B)汽車轉彎時，其重量的分力作為向心力(C)單擺擺動時，懸線拉引擺錘之力，即為擺錘所需之向心力(D)地球與人造衛星間之萬有引力等於衛星作圓周運動所需之向心力。答案：AD( )13. 下列何者是利用大氣壓力的裝置？(A)吸塵器(B)抽水機(C)以滴管吸水(D)天平(