2021-2022学年高一下学期物理鲁科版（2019）必修第二册-4.2万有引力定律的应用 随堂检测(Word版含答案)

第4章第2节万有引力定律的应用 随堂检测2021-2022高一物理试卷鲁科版2019必修第二册
一、单选题（共16题）
1.2021年2月24日，我国在酒泉卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将遥感三十一号03组卫星发射升空，进入预定轨道。已知该卫星的轨道离地高度为h，周期为T，地球半径为R，引力常量为G，不考虑地球自转的影响，根据上述已知量可以求出（　　）
A. 卫星的质量 B. 卫星的动量 C. 卫星的动能 D. 地表的重力加速度
2.在地球表面附近绕地运行的卫星，周期为85min，运行速率为7.9km/s。我国发射的第四十四颗北斗导航卫星轨道离地面距离为地球半径的5.6倍，关于该卫星的运行速率v和周期T，下列说法正确的是（ ）
A. v<7.9km/s，T<85min B. v<7.9km/s，T>85min
C. v>7.9km/s，T<85min D. v>7.9km/s，T>85min
3.2021年5月15日中国“天文一号”探测器成功着陆火星。火星是太阳系中距离地球较近、自然环境与地球最为类似的行星之一，一直以来都是人类深空探测的热点。我国的航天科学家为了能使探测器登陆火星，在此之前做了大量的研究工作。如果将地球和火星绕太阳的公转视为匀速圆周运动，并忽略行星自转的影响。根据表中数据，综合所学知识可以判断（ ）
行星 天体质量/kg 天体半径/m 公转轨道半径/m
地球
火星
A. 火星的公转周期小于一年 B. 火星的公转速度比地球公转速度大
C. 火星表面的第一宇宙速度大于7.9km/s D. 太阳对地球的引力比对火星的引力大
4.地球赤道上有一物体随地球的自转，所受的向心力为F1 ， 向心加速度为a1 ， 线速度为v1 ， 角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略），所受的向心力为F2 ， 向心加速度为a2 ， 线速度为v2 ， 角速度为ω2；地球的同步卫星所受的向心力为F3 ， 向心加速度为a3 ， 线速度为v3 ， 角速度为ω3；地球表面的重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则（ ）
A. F1=F2>F3 B. a1=a2=g>a3 C. v1=v2=v>v3 D. ω1=ω3＜ω2
5.一名宇航员来到某星球，如果该星球的质量是地球质量的两倍，它的直径是地球直径的一半，则宇航员在该星球上所受万有引力的大小是他在地球上所受万有引力大小的（ ）
A. 1倍 B. 4倍 C. 8倍 D. 16倍
6.2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”。已知月球的质量为 、半径为 ，探测器的质量为 ，引力常量为 ，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为 的匀速圆周运动时，探测器的（ ）
A. 周期为 B. 动能为 C. 角速度为 D. 向心加速度为
7.我国发射的“神州六号”载人飞船（周期为Ta ， 轨道半径为ra）与“神州五号”飞船（周期为Tb ， 轨道半径为rb）相比，它在更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示，下列说法中不正确的是（ ）
A. 在轨道上“神州六号”的环绕速度比“神州五号”的要小
B. “神州六号”的周期比“神州五号”的要短
C. Ra3 / Ta2 = Rb3 / Tb2
D. “神州六号”的向心加速度较小
8.据中新网报道，中国自主研发的北斗卫星导航系统“北斗三号”第17颗卫星已于2018年11月2日在西昌卫星发射中心成功发射。该卫星是北斗三号全球导航系统的首颗地球同步轨道卫星，也是北斗三号系统中功能最强、信号最多、承载最大、寿命最长的卫星。关于该卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 它的轨道平面与赤道共面，高度可以调节
B. 它运行的线速度一定大于
C. 它可以定位在北京的上空
D. 由于稀薄大气的影响，如不加干预，在运行一段时间后卫星高度要降低，该卫星的动能会增加
9.如图所示,O1是一个半径为2R,质量为M的密度均匀球体的球心，现在其内以O2为球心挖去一个半径为R的球，并在O2处放置一个质量为m的质点。若已知质量分布均匀的薄球壳对壳内物体的引力为零，则O1球剩余部分对m的万有引力为( )
A. B. C. D.
10.脉冲星（Pulsar），又称波霎，是中子星的一种，直径大多为10千米左右，自转极快。一名女研究生，在1967年发现狐狸星座有一颗星会发出一种周期性的电波，因为这种星体不断地发出电磁脉冲信号，就把它命名为脉冲星。对于天文学家来说，发现新的、自转周期超过5.0秒的长周期射电脉冲星是一个挑战。假设某脉冲星为质量均匀分布的球体，以周期T=5.0s稳定自转，其密度最小值约为（ ）
A. B. C. D.
11.使物体脱离星球的引力束缚，不再绕星球运行，从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是 。已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为（ ）
A. B. C. D.
12.如图所示，正在圆轨道上运行的宇宙空间站A，为了与比它轨道更高的空间站B对接，它可以采用对外喷气的方法改变速度，从而达到改变轨道的目的。则以下说法正确的是（ ）
A. 它应沿运行速度方向喷气，与B对接后周期变小
B. 它应沿运行速度方向喷气，与B对接后周期变大
C. 它应沿运行速度的反方向喷气，与B对接后周期变大
D. 它应沿运行速度的反方向喷气，与B对接后周期变小
13.围绕地球运动的低轨退役卫星，会受到稀薄大气阻力的影响，虽然每一圈的运动情况都非常接近匀速圆周运动，但在较长时间运行后其轨道半径明显变小了。下面对卫星长时间运行后的一些参量变化的说法错误的是（ ）
A. 由于阻力做负功，可知卫星的速度减小了 B. 根据万有引力提供向心力，可知卫星的速度增加了
C. 由于阻力做负功，可知卫星的机械能减小了 D. 由于重力做正功，可知卫星的重力势能减小了
14.2019年12月16日，第52、53颗北斗导航卫星成功发射，北斗导航卫星中包括地球同步卫星和中圆轨道卫星，它们都绕地球做圆周运动，同步卫星距地面的高度大于中圆轨道卫星距地面的高度．与同步卫星相比，下列物理量中中圆轨道卫星较小的是( )
A. 周期 B. 角速度 C. 线速度 D. 向心加速度
15.2019年2月15日中午12时30分左右，在某地发生天体坠落事件。一块陨石从外太空飞向地球，到A点刚好进入大气层，由于受地球引力和大气层空气阻力的作用，轨道半径渐渐缓慢变小（但每圈仍可视为匀速圆周运动），则下列说法中正确的是（ ）
A. 陨石正减速飞向A处 B. 陨石绕地球运转时角速度渐渐变大
C. 陨石绕地球运转时速度渐渐变小 D. 进入大气层陨石的机械能渐渐变大
16.如图所示的三个人造地球卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 卫星可能的轨道为a、b、c B. 卫星可能的轨道为a、b
C. 同步卫星可能的轨道为a D. 同步卫星可能的轨道为a，c
二、综合题（共4题）
17.金星的半径是地球半径的95%，质量为地球质量的82%。
（1）金星表面的自由落体加速度是多大？
金星的“第一宇宙速度”是多大？
18.我国“嫦娥探月卫星”成功发射.卫星开始绕地球做椭圆轨道运动，经过 若干次变轨、制动后，最终使它绕月球在一个圆轨道上运行.设卫星距月球表面的高度为h，绕月圆周运动的周期为T.已知月球半径为R，引力常量为G.
（1）求月球的质量M；
若地球质量为月球质量的k倍，地球半径为月球半径的n倍，求地球与月球的 第一宇宙速度之比v1: v2.
19.设想若干年后宇航员登上了火星，他在火星表面将质量为m的物体挂在竖直的轻质弹簧下端，静止时弹簧的伸长量为x，已知弹簧的劲度系数为k，火星的半径为R，万有引力常量为G，忽略火星自转的影响。
（1）求火星表面的重力加速度和火星的质量；
如果在火星上发射一颗贴近它表面运行的卫星，求该卫星做匀速圆周运动的线速度和周期。
20.两个靠得很近的天体，离其它天体非常遥远，它们以其连线上某一固定点为圆心各自做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”。如图所示，某双星之间的距离为 ，它们做匀速圆周运动的周期为 ，已知万有引力常量为 。求：
组成双星的两天体的质量之和；
（2）组成双星的两天体运动的速率之和。
答案部分
一、单选题
1.【答案】 D
2.【答案】 B
3.【答案】 D
4.【答案】 D
5.【答案】 C
6.【答案】 A
7.【答案】 B
8.【答案】 D
9.【答案】 A
10.【答案】 A
11.【答案】 B
12.【答案】 C
13.【答案】 A
14.【答案】 A
15.【答案】 B
16.【答案】 C
二、综合题
17.【答案】 （1）解：设金星表面的加速度为 ，根据在星体表面不考虑自转时重力等于万有引力得
解得
代入数据解得
（2）解：设金星的“第一宇宙速度”为 ，由万有引力有提供向心力可得
解得 ，
代入数据解得 =0.92 =7.3km/s
18.【答案】 （1）解：万有引力提供向心力，有：
解得：
（2）解：对近地和近月卫星，分别有：

解得：
19.【答案】 （1）解：物体静止时由平衡条件有: mg=kx，所以火星表明的重力加速度g= ；在火星表面重力由万有引力产生：mg=G ，解得火星的质量M= 。
（2）解：重力提供近地卫星做圆周运动的向心力：mg=m ，解得卫星的线速度v= ；近地卫星的周期T= =2 。
20.【答案】 （1）解：设质量为m1的轨道半径为r1 ， 质量为m2的轨道半径为r2r1+r2=L
根据万有引力充当向心力知
联立解得
（2）解：根据线速度和周期关系知