第三章《万有引力定律》章末习题（Word版含答案）

第三章《万有引力定律》章末习题-2021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．下列关于万有引力定律的说法，正确的是（　　）
A．万有引力定律是牛顿发现的
B．引力常量G是爱因斯坦测得的
C．引力常量G没有单位
D．距离r趋近于0时，万有引力趋近于无穷大
2．已知值，下列哪组数据不能计算出地球的质量（　　）
A．已知地球的半径和地球表面的重力加速度
B．已知卫星围绕地球运动的轨的半径和周期
C．已知卫星围绕地球运动的轨的半径和线速度
D．已知卫星围绕地球运动的周期和卫星质量
3．“神舟十一号”飞船于2016年10月17日发射，对接“天宫二号”。若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为（　　）
A．0 B． C． D．
4．已知地球半径为R，地球质量为m，太阳与地球中心间距为r，地球表面的重力加速度为g，地球绕太阳公转的周期为T，则太阳的质量为（　　）
A． B．
C． D．
5．如图所示，在赤道发射场发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则（　　）
A．该卫星在P点的速度大于11.2km/s
B．卫星在轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9km/s
C．卫星在Q点需要适当加速，才能够由轨道I进入轨道Ⅱ
D．卫星在轨道Ⅱ上经过Q点时加速度大于轨道I经过Q点时的加速度。
6．2021年5月22日10点40分，中国火星探测器“天问一号”的火星车祝融号着陆火星表面。设想未来某天人类乘坐载人飞船到火星上开展科学实验：在距火星表面附近h处无初速释放一个小球，经时间t落至火星。已知火星的半径为R、引力常量为G，忽略火星自转，下列说法正确的是（　　）
A．火星表面加速度为
B．火星的平均密度为
C．火星的第一宇宙速度为
D．宇宙飞船绕火星做圆周运动的周期不小于
7．如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。则下列说法正确的是（　　）
A．角速度的大小关系是ωa<ωb
B．向心加速度的大小关系是aa>ab
C．线速度的大小关系是va>vb
D．周期的大小关系是Ta8．据国家航天局消息，2021年11月8日，“天问一号”火星环绕器成功实施第五次近火制动，准确进入遥感使命轨道，开展火星全球遥感探测。综合考虑环绕器全球遥感探测、火星车中继通信需求，工程研制团队优化了轨道设计，确定了周期约7.08小时的遥感轨道方案。假设“天问一号”环绕器绕火星做匀速圆周运动，已知火星质量为地球质量的。“天问一号”环绕器绕火星运动的线速度与地球同步卫星绕地球运动的线速度的比值约为（ ）
A． B． C． D．
9．为探究地球表面万有引力与重力的关系，一科学爱好者用同一弹簧测力计分别在地面的不同纬度位置测量一质量为m的物体所受的重力。假设在两极时，物体静止时竖直方向的弹簧弹力为F1，在赤道上时，物体静止时竖直方向的弹簧弹力为F2。地球自转角速度为ω，设地球为标准的球体，半径为R，质量为M，引力常量为G．则以下表达式正确的是（　　）
A． B．
C． D．
10．下面是地球、火星的有关情况比较。根据以上信息，关于地球及火星（行星的运动可看做圆周运动），下列推测正确的是（　　）
星球 地球 火星
公转半径 1.5108km 2.25108km
自转周期 23时56分 24时37分
表面温度 15℃ -100℃~0℃
大气主要成分 78的N2,21的O2 约95的CO2
A．地球公转的线速度小于火星公转的线速度
B．地球公转的向心加速度大于火星公转的向心加速度
C．地球的自转角速度小于火星的自转角速度
D．地球表面的重力加速度大于火星表面的重力加速度
11．根据国家航天局公布的消息，天问一号需要环绕火星飞行3个月，于5月份在火星北半球的乌托邦平原着陆，如果天问一号成功着陆火星，我国将是全球第二个着陆火星的国家，我们可以大胆地预测，在未来，中国人将登陆甚至移民火星。已知火星半径是地球半径的，火星质量是地球质量的，假设某人在地球表面能跳起的最大高度为0.4m，则他在火星上能跳起的最大高度为（　　）
A．0.2m B．1m C．4m D．6m
二、填空题
12．__________年6月，神舟十号分别完成与__________空间实验室的手动和自动交会对接；2016年10月19日，神舟十一号完成与天宫二号空间实验室的自动交会对接。2017年4月20日，我国发射了货运飞船__________，入轨后与天宫二号空间实验室进行自动交会对接、自主快速交会对接等3次交会对接及多项实验。
13．两颗人造地球卫星的质量之比mA:mB=2:1，轨道半径之比RA:RB=3:1，那么，它们的周期之比TA:TB=______，它们所受向心力之比FA:FB=______。
14．一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做匀速圆周运动，绕行n圈，所用时间为t，着陆行星后，用天平测得一物体质量为m，用弹簧测力计测得其重力为F，已知万有引力常量为：
（1）宇宙飞船做匀速圆周运动时的周期为___________；
（2）该行星表面的重力加速度为___________；
（3）用测量数据求该星球半径R=___________。
15．我国先后发射的“风云一号”和“风云二号”气象卫星，运行轨道不同，前者采用“极地圆形轨道”，轨道平面与赤道平面垂直，通过地球两极，每12小时巡视地球一周，每天只能对同一地区进行两次观测；后者采用“地球同步轨道”，轨道平面在赤道平面内 ，能对同一地区进行连续观测。两种不同轨道的气象卫星在运行与观测时，“风云一号”卫星的轨道半径________（填“大于”、“小于”或“等于”）“风云二号”卫星的轨道半径，“风云一号”卫星运行的向心加速度______（填“大于”、“小于”或“等于”）“风云二号”卫星运行的向心加速度。
三、解答题
16．土星和地球均可近似看作球体，土星的半径约为地球半径的9.5倍，土星的质量约为地球质量的95倍，已知地球表面的重力加速度，地球密度约为，试计算：
(1)土星的密度；
(2)土星表面的重力加速度．
17．人类第一次登上月球时，宇航员在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一个高度由静止同时释放，二者几乎同时落地。若羽毛和铁锤是从高度为处下落，经时间t落到月球表面。已知引力常量为，月球的半径为。求∶
(1)月球表面的自由落体加速度大小；
(2)求月球的质量；
(3)月球的“第一宇宙速度”大小。
18．火星的半径大约是地球半径的一半，质量约为地球质量的，若地球的第一宇宙速度为v，地球表面重力加速度为g，则
(1)火星表面的自由落体加速度是多大？
(2)火星的“第一宇宙速度”是多大？
19．双星系统的运动实际上会受其他星体的影响而存在误差。假设质量均为m的星体甲和乙构成理论上的双星系统，已知两星体之间的距离为L，引力常量为G。根据所学的知识计算得出双星系统的理论运行周期为T(T为未知量)，通过测量可知双星系统的实际运行周期为，假设引起该误差的原因是受到甲、乙两星体连线中点处星体丙的影响。求：
(1)双星的理论运行周期T。
(2)星体丙的质量M。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．D
3．B
4．B
5．C
6．D
7．A
8．C
9．C
10．B
11．B
12． 2013 天宫一号 天舟一号
13．
14．
15． 小于 大于
16．(1),(2).
17．(1)；(2)；(3)
18．(1) (2)
19．(1)；(2)
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页