第三章 万有引力定律 单元练习题（Word版含答案）

第三章《万有引力定律》练习题-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．浩瀚的宇宙中，大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系外距离地球最近的星系。已知大麦哲伦云的质量为M1，小麦哲伦云的质量为M2，它们之间的距离为r，引力常量为G，则它们之间的万有引力大小为（　　）
A． B． C． D．
2．在未来几年，科学家计划借助遥控太空套索，把其中一颗小卫星送入月球轨道，此后小卫星不受太空套索的作用。如果被拖入月球轨道的小卫星绕月球做匀速圆周运动，运行周期为T。已知月球的半径为R，引力常量为G，月球的密度为p，则由此可计算出（　　）
A．小卫星的质量
B．小卫星的密度
C．小卫星绕月球运行的轨道半径
D．小卫星绕月球运行时所受到的万有引力
3．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船成功与天宫号空间站实现径向自主交会对接，即在对接时使飞船直立，消除与空间站的偏差，达到相对静止，实现与空间站对接．对接前，载人飞船与空间站处在不同的轨道上，载人飞船的轨道处在空间站轨道的下方，下列说法正确的是（　　）
A．对接前，载人飞船一直加速才能到达空间站的轨道
B．对接时，载人飞船的速度应该沿轨道半径方向
C．对接时，载人飞船与空间站的加速度大小相同
D．对接前，载人飞船的速度比空间站的速度小
4．已知“04星”绕地球做匀速圆周运动，地球相对“04星”的张角为，如图，地球的密度为，引力常量为G，则“04星”绕地球做匀速圆周运动的周期为（　　）
A． B．
C． D．
5．设想从山上水平抛出一块石头（如图所示），由于重力的作用，石头会沿着弯曲的路径落到地上，并且石头的抛出速度越大，石头飞行的距离越远。由此推想，当石头抛出的速度足够大时，它将绕地球做圆周运动而不再落向地面，成为人造地球卫星。则这个足够大的速度是（ ）
A． B． C． D．
6．天文学家在宝瓶座NGC 7727星系中发现一个迄今为止离地球最近的超大质量双黑洞系统（可看成双星系统），在这个双黑洞系统中，黑洞甲的质量是太阳质量的1.54亿倍，黑洞乙的质量是太阳质量的630万倍。2.5亿年后，这两个黑洞最终将合并成为一个质量更大的超大质量黑洞。不考虑其他星体的影响，以下说法正确的是（　　）
A．甲、乙所受万有引力之比为154：63
B．甲、乙做圆周运动的半径之比154：63
C．若两黑洞的总质量不变，该双黑洞系统运行周期会随甲、乙间距减小而减小
D．若两黑洞间存在质量转移但总质量不变，两黑洞的动能均随甲、乙间距减小而增大
7．如图为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量为M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则（　　）
A．A的质量一定大于B的质量
B．A的线速度一定大于B的线速度
C．L一定，M越大，T越大
D．M一定，L越大，T越小
8．径向交会对接是指飞船沿与空间站运动方向垂直的方向和空间站完成交会对接。2021年10月16日我国的神舟十三号载人飞船成功发射，并于当天与距地表约400km的空间站完成径向交会对接。掌握径向对接能力，可以确保中国空间站同时对接多个航天器，以完成不同批次航天员在轨交接班的任务，满足中国空间站不间断长期载人生活和工作的需求。交会对接过程中神舟十三号载人飞船大致经历了以下几个阶段：进入预定轨道后经过多次变轨的远距离导引段，到达空间站后下方52km处；再经过多次变轨的近距离导引段到达距离空间站后下方更近的“中瞄点”；到达“中瞄点”后边进行姿态调整，边靠近空间站，在空间站正下方200米处调整为垂直姿态（如图所示）；姿态调整完成后逐步向核心舱靠近，完成对接。根据上述材料，结合所学知识，判断以下说法正确的是（　　）
A．远距离导引完成后，飞船绕地球运行的线速度小于空间站的线速度
B．近距离导引过程中，飞船的机械能不断减少
C．姿态调整完成后至对接完成，飞船绕地球运行的线速度小于空间站的线速度
D．姿态调整完成后至对接完成，需要沿飞船与地心连线向地球喷射燃气
9．2021年11月11日，科学家在银河系外的一个年轻星团中发现了一个质量是太阳11倍的黑洞。该星团由数千颗恒星组成，距离大麦哲伦星云约16万光年，为银河系的邻居。黑洞是一个非常致密的天体，会形成强大的引力场，连光也无法逃脱．已知太阳质量为，光在真空中的传播速度，引力常量，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，忽略相对论效应及量子效应，试估算该黑洞最大半径的数量级为（　　）
A． B． C． D．
10．北京时间2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射。这是我国载人航天工程立项实施以来的第21次飞行任务，也是空间站阶段的第2次载人飞行任务。飞船入轨后，在完成与空间站高难度的径向交会对接后，航天员将进驻天和核心舱，开启为期6个月的在轨驻留。已知天和号核心舱在距离地面高度为400km的轨道上做匀速圆周运动（如图），地球半径约为6400km。已知地球表面的重力加速度为9.8m/s2，则下列说法正确的是（　　）
A．天和号核心舱绕地球运动的速度大于7.9km/s
B．载人飞船需先进入空间站轨道，再加速追上空间站完成对接
C．空间站运行的速度小于地球赤道上物体随地球自转的速度
D．天和号核心舱每天绕地球公转大于15圈
11．北京时间2021年2月10日，中国“天问一号”探测器进入环绕火星轨道，标志着我国航天强国建设迈出坚定步伐。假设“天问一号”环绕火星的轨道半径等于某个环绕地球运动的卫星的轨道半径，如果地球表面重力加速度是火星表面的重力加速度的k倍，火星的半径是地球半径的q倍（不考虑它们本身的自转），火星和地球均可视为均匀球体，则下列说法正确的是 （　　）
A．“天问一号”与该卫星的环绕运动周期之比为
B．火星与地球的密度之比为q：k
C．火星与地球的第一宇宙速度之比为
D．“天问一号”与该卫星的线速度之比为
二、填空题
12．如图所示，两球的半径分别为r1和r2，均小于r，且两球的质量分布均匀，质量分别为m1、m2，则两球间的万有引力大小为_____________。
13．__________年10月4日，世界上第一颗人造地球卫星发射成功。__________年4月24日，我国第一颗人造地球卫星“东方红1号”发射成功。为我国航天事业作出特殊贡献的科学家__________被誉为“中国航天之父”。
14．有两颗人造地球卫星，质量之比是m1∶m2=2∶1，运行速度之比是v1∶v2=2∶1。
①它们周期之比T1∶T2=________________。
②所受向心力之比F1∶F2=_______________。
15．有两颗人造地球卫星A和B，分别在不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，两卫星的轨道半径分别为rA和rB，且rA＞rB，则两卫星的线速度关系为vA_______vB；两卫星的周期关系为TA_______TB。（填“＞”、“＜”或“=”）
三、解答题
16．中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。2018年11月19日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭以“一箭双星”方式成功将北斗三号双星送入预定轨道，成功完成北斗三号基本系统部署。如图所示为其中一颗北斗卫星的轨道示意图。已知该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球半径为R，地球表面附近的重力加速地速度为g，引力常量为G。
（1）求地球的质量M；
（2）求该卫星距离地面的高度h。
17．我国自主研发的天问一号火星探测器于2021年5月15日顺利降落到火星表面。按照设计思路，天问一号在火星表面着陆前的最后两个运动阶段分别为动力减速阶段和着陆缓冲阶段。在动力减速阶段，探测器发动机打开，经80s速度由84m/s减至4m/s。将天问一号在动力减速阶段的运动看做竖直方向的匀变速直线运动，已知天问一号的质量约为5.0×103kg，火星半径约为地球半径的二分之一，火星质量约为地球质量的十分之一，地球表面的重力加速度g=10m/s2。求：
（1）火星表面的重力加速度的大小；
（2）动力减速阶段发动机提供的力为多大。
18．嫦娥五号任务的圆满完成，标志着我国航天事业发展中里程碑式的新跨越。嫦娥五号从地面发射后进入地月转移轨道，再经过变轨后进入绕月圆形轨道，已知圆形轨道距月球表面高度为h，月球半径为R，月球表面重力加速度为g0，已知万有引力常量为G。求
(1)月球质量M；
(2)探测器在圆轨道上运动的线速度v大小。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．C
4．B
5．A
6．C
7．B
8．C
9．B
10．D
11．A
12．
13． 1957 1970 钱学森
14． 1∶8 32∶1
15． < >
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）
18．(1)；(2)
答案第1页，共2页
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