第三章 万有引力定律 单元训练 （word版含答案）

第三章《万有引力定律》章节训练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．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
2．两个质量均匀的球体相距较远的距离，它们之间的万有引力为。若它们的质量不变、距离减小为原来的倍，则它们间的万有引力为（　　）
A． B．
C． D．
3．假设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，当卫星绕地球运动的圆周半径增大到原来的2倍时，则有（　　）
A．卫星需要的向心力将减小到原来的
B．卫星需要的向心力将减小到原来的
C．卫星运动的线速度将增大到原来的
D．卫星运动的线速度将减小到原来的
4．神舟十三号飞船首次采用径向端口对接：飞船从空间站下方的停泊点进行俯仰调姿和滚动调姿后与天宫空间站完成对接。飞船在完成对接后与停泊点相比（　　）
A．线速度变大 B．绕行周期增大 C．万有引力变大 D．向心加速度增大
5．“天问一号”探测器于2020年7月23日成功发射，由长征五号运载火箭直接送入地火转移轨道，成为一颗人造行星，与地球、火星共同绕太阳公转，并逐渐远离地球，飞向火星，其运动轨道如图所示。若地球到太阳的平均距离为1Au（天文单位） ，火星到太阳的平均距离为1. 5Au，则“天问一号”在地火转移椭圆轨道上运动的周期约为（　　）
A．0.8年 B．1.4年 C．2.2年 D．2.6年
6．2021年，某杂志上的一篇文章中描述了一颗质量达到木星级别的气态行星，绕银河系内的一顆白矮星做匀速圆周运动。已知地球绕太阳微圆周运动的轨道半径为r，若该白矮星的质量约为太阳的一半，气态行星绕白矮星做圆周运动的轨道半径约为3r。取1年，，，则可估算出该气态行星的角速度约为（　　）
A． B． C． D．
7．空间站是一种在近地轨道（高度小于400 km，可看成圆轨道）长时间运行、可供多名航天员巡访、长期工作和生活的载人航天器。下列说法正确的是（　　）
A．只需要知道空间站的周期就可以测出地球的质量
B．空间站的运行周期可能与月球绕地球运行的周期相差不大
C．空间站的运行周期一定小于地球自转周期
D．在空间站工作的宇航员因受力平衡而在其中悬浮或静止
8．2021年，我国航天事业取得巨大突破，先后两批次将6位航天员送入中国空间站“天和”核心舱进行工作与生活。“天和”核心舱可视为在距离地面高为390km的圆轨道上运行，已知地球半径为6400km。若要计算天和核心舱的运行周期，下列物理量中只需知道（　　）
A．万有引力常量 B．地球质量
C．地球表面重力加速度 D．地球同步卫星运行周期
9．我国在航天领域处于世界领先地位。2021年4月29日11时23分，中国“长征”5B运载火箭搭载中国首个空间站核心舱发射成功！而国际空间站或将于2024年退役，届时中国空间站有望成为全世界唯一在轨运行的空间站。已知引力常量为G，下列说法正确的是（　　）
A．因空间站距地表太远，地球引力很微弱，所以空间站内的宇航员处于完全失重状态
B．因受地球引力而绕地球做椭圆轨道运动的太空垃圾，其速度必然不大于第一宇宙速度
C．若测出空间站在地球周围做圆轨道运动的线速度和角速度，则可据此估算出地球质量
D．在地球表面发射该空间站时的发射速度可以等于第二宇宙速度
10．我国首个火星探测器“天问一号”在2021年5月15日成功着陆于火星表面，开始对火星进行探测。已知火星的质量约为地球质量的十分之一，半径约为地球半径的二分之一，自转周期大约为24小时37分钟，则火星的同步卫星与地球同步卫星轨道半径之比约为（　　）
A．2 B．3 C．0.5 D．0.3
11．北京时间2021年4月29日11时23分，天和核心舱发射升空，标志着中国空间站“在轨组装建造”全面展开。天和核心舱环绕地球的运动可近似为匀速圆周运动，其绕地球运行的轨道半径小于人造卫星的轨道半径。则（　　）
A．天和核心舱的周期大于地球自转周期
B．天和核心舱的轨道平面一定与赤道平面重合
C．天和核心舱的线速度大于7.9km/s
D．天和核心舱的角速度大于地球自转的角速度
12．天问一号火星探测器的发射标志着我国的航天事业迈进了新时代，设地球绕太阳的公转周期为T，环绕太阳公转的轨道半径为r1，火星环绕太阳公转的轨道半径为r2，火星的半径为R，万有引力常量为G，下列说法正确的是（　　）
A．太阳的质量为
B．火星绕太阳公转的角速度大小为
C．火星表面的重力加速度大小为
D．从火星与地球相距最远到地球与火星相距最近的最短时间为
二、填空题
13．判断下列说法的正误。
（1）地球是整个宇宙的中心，其他天体都绕地球运动。( )
（2）太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动，且它们到太阳的距离都相同。( )
（3）同一行星沿椭圆轨道绕太阳运动，靠近太阳时速度增大，远离太阳时速度减小。( )
（4）行星轨道的半长轴越长，行星的周期越长。( )
（5）开普勒第三定律中的常数k与行星无关，与太阳也无关。( )
14．天文学家发现冥王星的小卫星，其中卫星1绕冥王星运行轨道半径r1 = 19600 km，周期T1 = 6.34天。卫星2绕冥王星运行轨道半径r2 = 48000 km，则其周期T2约为______天，其线速度______卫星1的线速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
15．判断下列说法的正误。
（1）在地面上发射人造地球卫星的最小速度是7.9 km/s。__________
（2）人造地球卫星的最小绕行速度是7.9 km/s。__________
（3）我国向月球发射的“嫦娥二号”宇宙飞船在地面附近的发射速度要大于11.2 km/s。__________
（4）在地面附近发射火星探测器的速度v满足11.2 km/s（5）由v=，高轨道卫星运行速度小，故发射高轨道卫星比发射低轨道卫星更容易。__________
16．如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点，已知A、B、C绕地心运动的周期相同，相对于地心，卫星C的运行速度_______ 物体A的速度，卫星B在P点的运行加速度大小________卫星C在该点运行加速度．（填：“大于”、“小于”或“等于”）
17．嫦娥五号月球探测器由“长征五号”运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，顺利完成任务后返回地球。若已知月球半径为R，“嫦娥五号”在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，万有引力常量为G，月球表面重力加速度为________，若已知月球的近月卫星的周期为95分钟，引力常量，则估算月球的平均密度为______（此问保留一位有效数字）。
三、解答题
18．牛顿发现了万有引力定律并成功测出了引力常量的数值．( )
19．宇航员乘飞船到达某星球上后发现该星球上不存在大气。该宇航员将一滑块从固定光滑斜面底端以初速度沿斜面向上运动，经时间t滑块回到斜面底端，已知斜面倾角为。若将该星球视为密度均匀的球体，半径为R，引力常量为G。求：
（1）该星球的第一宇宙速度；
（2）该星球密度是多大。
20．已知地球质量约是火星质量的9.3倍，地球直径约是火星直径的1.9倍。如果“火星探路者”在距火星表面高处自由下落个物体，那么此物体经过多少时间落到火星表面？着陆时的速度有多大？（地球表面重力加速度为）
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．B
4．B
5．B
6．C
7．C
8．C
9．C
10．C
11．D
12．D
13． 错 错 对 对 错
14． 24.3 小于
15． 正确 错误 错误 正确 错误
16． 大于 等于
17．
18．×
19．（1）；（2）
20．
答案第1页，共2页
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