7.3万有引力理论的成就 专题复习练（Word版含答案）

7.3万有引力理论的成就专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）必修第二册
一、选择题（共15题）
1．2021年新年国内科技新闻揭晓，嫦娥五号月球挖土1731克成功入选．已知月球与地球质量之比为a，半径之比为b，则这1731克土在月球表面与地球表面的重力之比约为（　　）
A． B． C． D．
2．天文学家通过天文望远镜的观测，在太空中发现一颗A行星围绕B恒星运动，将此运动近似看作匀速圆周运动。通过天文观测测得A行星的运动周期为T，轨道半径为R，引力常量为G，则不能求出的物理量为（　　）
A．A行星运动的加速度 B．B恒星的质量
C．A行星运动的角速度 D．B恒星的密度
3．宇航员在月球上将一小石块水平抛出，最后落在月球表面上，如果已知月球半径为R、引力常量为G。要估算月球质量，还需测量出小石块运动的物理量是（　　）
A．抛出的高度h和水平位移x
B．抛出的高度h和运动时间t
C．水平位移x和运动时间t
D．抛出的高度h和抛出点到落地点的距离L
4．地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g0，在距地心4R处的重力加速度为g，则g∶g0为（ ）
A．1∶2 B．1∶4 C．1∶9∶ D．1∶16
5．2021年4月29日中午11点，中国空间站“天和核心舱”由长征五号B遥二运载火箭成功发射，“天和核心舱”除了配备常规的发动机外，还配备有4台LHT-100体积小、控制精度高、工作时间长的霍尔电推发动机，这是人类载人航天器上首次实用霍尔电推发动机，这标志着我国在空间站发展方面迈出了最坚实的一步。发射“天和核心舱”时，先将核心舱发射到近地圆轨道1，在Q点点火，使其进入椭圆轨道2，到达Р点时再次点火，将核心舱送入圆轨道3，如图所示。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，Р点距地球表面高度为h，当核心舱分别在1、2、3轨道上无动力正常运行时，下列说法中正确的是（　　）
A．在轨道3上的速率大于 B．在轨道3上的角速度大于
C．在轨道2上经过Q点时的加速度大于g D．在轨道3上的速率为
6．地球半径为R，地球附近的重力加速度为g0，则在离地面高度为h处的重力加速度是（　　）
A． B． C． D．
7．已于2020年发射的“天问一号”，将于今年2月中旬到达火星，开始在距火星表面高度为h的圆轨道上绕火星探测；5月中旬，将着陆火星巡视探测已知火星的半径及火星表面的重力加速度与h的值，根据以上信息可以求出（　　）
A．火星的质量
B．“天问一号”绕火星探测时的加速度
C．火星对绕火星探测的“天问一号”的引力
D．着陆火星后“天问一号”受到火星的引力
8．如图所示，a、b、c是环绕地球圆形轨道上运行的3颗人造卫星，它们的质量关系是ma＝mb＜mc，则（ ）
A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度
B．b、c的周期相等，且小于a的周期
C．b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度
D．b所需向心力最大
9．进行科学研究有时需要大胆的想象，假设宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的四颗星组成的四星系统（忽略其它星体对它们的引力作用），这四颗星恰好位于正方形的四个顶点上，并沿外接于正方形的圆形轨道运行，若此正方形边长变为原来的一半，要使此系统依然稳定存在，星体的角速度应变为原来的多少倍
A．1 B．2 C． D．2
10．组成星球的物质靠引力吸引在一起随星球自转．如果某质量分布均匀的星球自转周期为T，万有引力常量为G，为使该星球不至于瓦解，该星球的密度至少是
A． B． C． D．
11．2020年12月17日凌晨，嫦娥五号成功着陆在内蒙古四子王旗，标志着我国首次月球采样返回任务圆满完成。若嫦娥五号在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的周期为 T1，在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的周期为T2，则地球与月球的平均密度之比为（　　）
A． B． C． D．
12．由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径减小了，那么卫星的( )
A．速率变大，周期变小 B．速率变小，周期变大
C．速率变大，周期变大 D．速率变小，周期变小
13．已知地球和火星的质量之比，半径比，用一根轻绳在地球上水平拖动一个箱子，箱子能获得的最大加速度，将此箱和轻绳送上火星表面，仍用该绳子水平拖动木箱，则木箱产生的最大加速度为（已知箱子与星球表面动摩擦因数均为，）（ ）．
A． B． C． D．
14．年月日凌晨，我国成功发射一枚火箭，将“嫦娥四号”探测器送上了天空，历经个小时的飞行后，在离月球仅公里的距离完美“刹车”，进入近月轨道运行；月日时分，“嫦娥四号”在环月轨道成功实施变轨控制，顺利进入月球背面的预定着陆准备轨道；年月日时分北京航天飞行控制中心向“嫦娥四号”探测器发出着陆指令：开启变推力发动机，逐步将探测器的速度降到零，并不断调整姿态，在距月面米处悬停，选定相对平坦区域后缓慢垂直下降，实现了世界上首次在月球背面软着陆。探测器在着陆过程中沿竖直方向运动，设悬停前减速阶段变推力发动机的平均作用力为F，经过时间t将探测器的速度由v减小到0。已知探测器质量为m，在近月轨道做匀速圆周运动的周期为T，引力常量为G，月球可视为质量分布均匀的球体，着陆过程中“嫦娥四号”探测器质量不变。则通过以上数据可求得（　　）
A．月球表面的重力加速度为 B．月球的半径
C．月球的质量 D．月球的平均密度
15．2019年7月31日，一个国际研究小组在《天文学和天体物理学》杂志刊文称，在一个距离我们31光年的M型红矮星GJ357系统中，发现了行星GJ357b、GJ357c和GJ357d，它们绕GJ357做圆周运动。GJ357d处于GJ357星系宜居带，公转轨道与GJ357的距离大约为日地距离的五分之一。GJ357d的质量是地球质量的6.1倍，公转周期为55.7天，很可能是一个宜居星球。不考虑行星间的万有引力，根据以上信息可知（ ）
A．GJ357d和GJ357c的轨道半径与周期的比值相同
B．GJ357d的周期比GJ357c的周期小
C．GJ357的质量约为地球质量的3倍
D．GJ357的质量约为太阳质量的
二、填空题（共4题）
16．已知引力常量为G，地球的质量为M，地球自转的角速度为ω0，月球绕地球转动的角速度为ω，假设地球上有一棵苹果树长到了接近月球那么高，则此树顶上一只苹果的线速度大小为___________，此速度___________（选填“大于”、“等于”或“小于”）月球绕地球运转的线速度．
17．我国正在计划发射无人航天器登月，从月球上摄取土壤样本返回地球，已知月球表面的重力加速度为g0=1.6m/s2，月球半径为R=1600km，到达月球上的航天器摄取土壤样本后，启动发动机，沿直线竖直向上匀加速直线运动，加速度恒为a=0.8m/s2，不考虑航天器质量的变化，航天器质量恒为：M=500kg,求：刚从月球表面做加速运动时，发动机推力为___N，航天器到达离月球表面高H=1600 km时的发动机推力为_________N．
18．假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星，若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的运行周期为T1，已知引力常量为G，则该天体的密度为________．若这颗卫星距该天体表面的高度为h，测得在该处做圆周运动的周期为T2，则该天体的密度又可表示为________．
19．一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行数圈后，着陆在行星上，宇宙飞船上备有以下实验仪器：
A．弹簧测力计一个 B．精确秒表一只 C．天平一台（附砝码一套） D．物体一个
为测定该行星的密度，宇航员在绕行中进行了一次测量，依据测量数据可以求出密度.。
（1）绕行时测量所用的仪器为________（用仪器的字母序号表示），所测物理量为________。
（2）密度表达式：________（万有引力常量为G）
三、综合题（共4题）
20．天文工作者观测到某行星的半径为R，自转周期为T0 ，它有一颗卫星，轨道半径为r，绕行星的公转周期为T，若要在此行星的表面将一颗质量为m的卫星发射出去，使其绕该行星同步运转，求卫星绕行高度？
21．“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步，已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆周，距月球表面高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，试求：
(1)月球的质量M；
(2)月球表面的重力加速度g。
22．如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面斜坡上，从P点沿水平方向以初速度v0 抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：
(1)该星球表面的重力加速度；
(2)该星球的密度。
23．已知万有引力常量，地球半径，月球和地球之间的距离，同步卫星距地面的高度，地球的自转周期，某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量的方法：同步卫星绕地球作圆周运动，由得．
（1）请判断上面的结果是否正确．如不正确，请给出正确的解法和结果．
（2）若已知地球表面的重力加速度，请写出估算地球质量的方法．
（3）若已知月球绕地球的运转周期，请写出估算地球质量的方法．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．D
3．B
4．D
5．D
6．B
7．B
8．C
9．D
10．B
11．A
12．A
13．B
14．C
15．D
16． 大于
17． 1200; 600;
18．
19． B 周期T
20．
21．(1)；(2)
22．(1)；(2)
23．（1）（2）（3）
答案第1页，共2页