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》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
1．2020年月7月23日在文昌发射场，我国研发的“天问一号”火星探测器由长征五号遥四运载火箭发射升空，成功进入预定轨道。经过长达半年的航行，2020年2月10日，携带着“祝融号”火星车的“天问一号”探测器成功被火星引力捕获，顺利进入环火轨道，在为期3个月的环火运行探测后，于2021年5月15日成功在火星乌托邦平原南部着陆。在“天问一号”靠近火星的过程中，火星对“天问一号”的引力（　　）
A．保持不变 B．先变大后变小
C．越来越小 D．越来越大
2．两艘质量各为的轮船相距时，万有引力常量，它们之间的万有引力相当于（　　）
A．一个成年人的重量级 B．一个鸡蛋的重量级
C．一个西瓜的重量级 D．一辆轿车的重量级
3．我国发射的“嫦娥五号”月球探测器，先在“24小时轨道”上绕地球运行（即绕地球一圈需要24小时），然后，经过变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”，最后奔向月球。若将探测器在上述三个轨道上的运动均视为匀速圆周运动，且忽略探测器质量的变化，则探测器每次变轨完成后与变轨前相比（　　）
A．动能增大，势能减小
B．动能增大，势能增大
C．动能减小，势能减小
D．动能减小，势能增大
4．某行星的半径是地球半径的3倍，质量是地球质量的36倍．则该行星表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的（ ）
A．4倍 B．6倍 C．倍 D．12倍
5．下列说法中错误的是（　　）
A．德国天文学家开普勒提出天体运动的开普勒三大定律
B．牛顿总结了前人的科研成果，在此基础上，经过研究得出了万有引力定律
C．英国物理学家卡文迪许利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量
D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
6．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度增大为原来的2倍，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（　　）
A．向心加速度大小之比为1∶4
B．轨道半径之比为4∶1
C．周期之比为4∶1
D．角速度之比为1∶2
7．我国的海洋动力环境卫星和海陆雷达卫星均绕地球做匀速圆周运动，设海陆雷达卫星的轨道半径是海洋动力环境卫星的n倍（n≠1），下列说法正确的是（　　）
A．在相同时间内，海陆雷达卫星到地心的连线扫过的面积与海洋动力环境卫星到地心的连线扫过的面积相等
B．海陆雷达卫星做匀速圆周运动的半径的三次方与周期的平方之比等于海洋动力环境卫星做匀速圆周运动的半径的三次方与周期的平方之比
C．海陆雷达卫星与海洋动力环境卫星角速度之比为∶1
D．海陆雷达卫星与海洋动力环境卫星周期之比为1∶
8．如图所示是中国“天问一号”探测器拍摄的火星影像图。已知火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的。则火星上发射卫星的第一宇宙速度和火星表面的重力加速度约为地球第一宇宙速度和地表的重力加速度的（　　）
A．倍，倍 B．倍，倍
C．倍，倍 D．倍，倍
9．地球绕地轴自西向东转动。自转的平均角速度为。若地球的自转加快，转速达到原来的8倍，其他因素保持不变，则下列说法正确的是（　　）
A．近地卫星的速度变为原来的16倍
B．近地卫星的角速度变为原来的8倍
C．同步卫星的速度变为原来的8倍
D．同光卫是的轨道半径变为原来的
10．2021年10月16日，“神舟十三号”载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接，执行任务的三名宇航员将在轨驻留六个月。已知甲为地球赤道处的物体，乙为在近地圆轨道上做匀速圆周运动的空间站。则（　　）
A．甲的加速度小于乙的加速度 B．乙的速度大于第一宇宙速度
C．甲的周期小于乙的周期 D．乙的动能大于甲的动能
11．2020年我国航天取得了一系列重大成就：载人航天、探月探火、北斗导航，2021年将安排超过40次宇航发射任务，其中发射空间站核心舱是重头戏，这标志着我国新一代空，间站建设工作的开启。假定某北斗卫星和建成后的天宫空间站在距地表高度分别为h1和h2的圆轨道上运行时，周期分别为T1和T2视地球为质量分布均匀的球体，忽略地球自转的影响，万有引力常量为G。利用上述数据可计算出（　　）
A．地球表面的重力加速度
B．北斗卫星的动量大小
C．天宫空间站受地球引力的大小
D．北斗卫星与天宫空间站的质量比
12．下列关于物理学史的说法中正确的是（　　）
A．在牛顿之前，亚里士多德、伽利略、笛卡儿等人就有了对力和运动的正确认识
B．伽利略所处的时代不具备能较精确地测量自由落体运动时间的工具
C．牛顿若能得到月球的具体运动数据，就能通过“地月检验”测算出地球的质量
D．开普勒通过观测天体运动，积累下大量的数据，总结出行星运动三大定律
二、填空题
13．卡文迪什的_____实验测量了引力常量 G，该常量的单位是_____．
14．2004年1月4日，“勇气”号成功登陆火星。已知火星半径与地球半径之比R火：R地=1：2，火星质量与地球质量之比m火：m地=1：10，火星到太阳的距离与地球到太阳的距离之比r火：r地=3：2；若火星、地球绕太阳运动均可视为匀速圆周运动，则火星表面重力加速度g火与地球表面重力加速度g地之比g火：g地=_____，火星绕日公转周期T火与地球绕日公转周期T地之比T火：T地=_____。
15．设地球表面的重力加速度为10m/s2，某同学在地面上用体重计所称体重为500N。假如此同学有幸乘坐一艘宇宙飞船，飞行至距离地面高度为地球半径的某处，此时该同学受到的地球引力大小约为________N；若此同学有幸到距离地面高度为地球半径的宇宙空间站上参观，则在空间站上用体重计所称体重为________N。
16．秒针、分针、时针的角速度之比为___________；第三宇宙速度为___________。
17．2020年11月24日，长征五号运载火箭搭载嫦娥五号探测器成功发射升空并将其送入预定轨道，11月28日，嫦娥五号进入环月轨道飞行，12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月壤着陆地球。假设嫦娥五号环绕月球飞行时，在距月球表面高度为h处，绕月球做匀速圆周运动（不计周围其他天体的影响），测出飞行周期T，已知万有引力常量G和月球半径R。则嫦娥五号绕月球飞行的线速度为___________，月球的质量为___________，月球表面的重力加速度为___________，月球的第一宇宙速度为___________
三、解答题
18．宇宙中存在着各种各样的天体。地球与太阳之间的距离为r，地球做匀速圆周运动的周期为T。某中子星的质量大约与太阳的质量相等，但半径比太阳小很多，设半径为R。
（1）求该中子星表面的自由落体加速度g；
（2）一小卫星贴近该中子星表面做圆周运动，求该卫星的速度v。
19．如图所示，“天舟”与“天宫”对接后的组合体沿圆形轨道运行。经过时间t，组合体绕地球转过的角度为（弧度），地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转。求：
（1）地球质量M；
（2）组合体运动的周期T；
（3）组合体所在圆轨道离地面高度H。
20．若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t小球落回抛出点。已知月球半径为r，引力常量为G，试求出
(1)月球的质量M；
(2)在月球发射卫星的最小发射速度。
21．海边会发生潮汐现象，潮来时，水面升高；潮退时，水面降低。有人认为这是由于太阳对海水的引力变化以及月球对海水的引力变化所造成的。中午，太阳对海水的引力方向指向海平面上方；半夜，太阳对海水的引力方向指向海平面下方；拂晓和黄昏，太阳对海水的引力方向跟海平面平行。月球对海水的引力方向的变化也有类似情况。太阳、月球对某一区域海水引力的周期性变化，就引起了潮汐现象。
已知太阳质量为，太阳与地球的距离为，月球质量为，月球与地球的距离为，地球质量为，地球半径取。请你估算一下：对同一片海水来说，太阳对海水的引力、月球对海水的引力，分别是海水重力的几分之一？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．D
4．A
5．D
6．B
7．B
8．A
9．D
10．A
11．A
12．B
13． 扭秤 Nm2/kg2
14．
15． 320N 零
16． 720：12：1 16.7km/s
17．
18．（1）；（2）
19．（1）（2）（3）
20．(1)；(2)
21．，
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