第三章万有引力定律基础练习题（word版含答案）

第三章《万有引力定律》基础练习题2021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．两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
2．据《环球时报》报道：“神舟”三号飞船发射升空后，美国方面立即组织力量进行追踪，但英国权威军事刊物《简史防务周刊》评论说，“这使美国感到某种程度的失望”。美国追踪失败的原因是“神舟”三号在发射数小时后，进行了变轨操作，后期轨道较初始轨道明显偏低，如图所示，开始飞船在轨道1上运行几周后，在Q点开启发动机喷射高速气体使飞船减速，随即关闭发动机，飞船接着沿椭圆轨道2运行，到达P点再次开启发动机，使飞船速度变为符合圆轨道3的要求，进入轨道3后绕地球做圆周运动，则飞船在轨道2上从Q点到P点的过程中，运行速率将（　　）
A．保持不变 B．逐渐增大 C．逐渐减小 D．先减小后增大
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．天链一号04星是我国发射的第4颗地球同步卫星，它与天链一号02星、03星实现组网运行，为我国神舟飞船、空间实验室天宫二号提供数据中继与测控服务如图。1是天宫二号绕地球稳定运行的轨道，2是天链一号绕地球稳定运行的轨道。下列说法正确是（ ）
A．天链一号04星的最小发射速度是11.2km/s
B．天链一号04星的运行速度小于天宫二号的运行速度
C．为了便于测控，天链一号04星相对于地面静止于北京飞控中心的正上方
D．天链一号04星如果想追上天链一号03星，可以直接通过点火加速实现
5．一颗人造卫星在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，卫星的质量为m，卫星离地面高度为h，引力常量为G，则地球对卫星的万有引力大小为（　　）
A． B． C． D．
6．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船在酒泉成功发射，与天和核心舱进行自主快速交会对接，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富等三名航天员送入太空．对接前，神舟十三号和天和核心舱在各自的轨道上做匀速圆周运动，如图所示，忽略一切阻力影响，则下列说法正确的是（　　）
A．A是天和核心舱，B是神舟十三号 B．A的加速度比B的加速度大
C．A的运行速度大于第一宇宙速度 D．A的运行速度比B的运行速度小
7．两个质量相等的球形物体，两球心相距，他们之间的万有引力为F，若它们的质量都加倍，两球心的距离也加倍，它们之间的万有引力为（　　）
A． B． C． D．
8．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
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．中国天宫空间站在距离地表380km的轨道做圆周运动，已知地球半径，地球表面的重力加速度，则空间站上的宇航员24小时内可以看到日出的次数为（　　）
A．1次 B．12次 C．16次 D．24次
11．2021年10月16日6时56分，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，3名航天员进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。已知空间站轨道高度为400～450km，倾角为42～43°，设计寿命为10年，长期驻留3人，总重量可达180吨。关于空间站，下列判断正确的是（ ）
A．线速度大于第一宇宙速度
B．周期大于同步卫星的周期
C．角速度大于月球绕地球运行的角速度
D．向心加速度大于地面的重力加速度
二、填空题
12．如图所示，甲、乙两颗人造地球卫星在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，甲卫星离地球较近。甲卫星的线速度大小为，运动周期为；乙卫星的线速度大小为，运动周期为；则________（填“大于”或“小于”），________（填“大于”或“小于”）。
13．物理学家__________提出了万有引力定律，从而可以统一地解释自由落体运动和天体运动。按照这个理论，月球应受到地球的引力。请问在引力作用下月球为什么没有掉到地面上？__________。
14．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_____________。
15．半径分别为R和r的两个行星A和B，它们各有一颗靠近表面的卫星a和b，若这两颗卫星的周期相等，由此可知，行星A和B的密度___________（填“相等”、“不相等”或“无法确定”）；行星A和B表面的重力加速度之比为___________。（球体的体积公式）
16．已知地球和月球的质量之比为81:1，半径之比为4:1，求月球表面的重力加速度和地球表面的重力加速度之比____。
三、解答题
17．太空中有一颗绕恒星做匀速圆周运动的行星，此行星上一昼夜的时间是T，在行星的赤道处用弹簧秤测量物体重力的读数比在两极时测量的读数小10%，已知引力常量为G，求此行星的平均密度。
18．设在卡文迪许扭秤实验中，小球质量，大球质量，两球球心间距离．不计其他物体对小球的引力，两球间的引力及由此引力产生的加速度有多大？
19．已知某卫星在赤道上空的圆形轨道运行，轨道半径为 r1，运行周期为 T，卫星运动方向与地球自转方向相同，不计空气阻力，万有引力常量为 G。求：
（1）地球质量M 的大小；
（2）如图所示，假设某时刻，该卫星在A点变轨进入椭圆轨道，近地点B到地心 距离为r2，求卫星在椭圆轨道上从远地点A到近地点B的最短时间 TAB；
（3）卫星在赤道上空轨道半径为 r1的圆形轨道上运行，小明住在赤道上某城市， 某时刻该卫星正处于小明的正上方，在后面的一段时间里，小明观察到每三天恰好 五次看到卫星掠过其正上方，求地球自转周期 T0。
20．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示。
地球 火星 木星 土星 天王星 海王星
轨道半径 1.0 1.5 5.2 9.5 19 30
根据题中信息，试计算木星相邻两次冲日的时间间隔，哪颗地外行星相邻两次冲日的时间间隔最短？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．B
3．B
4．B
5．A
6．B
7．B
8．D
9．C
10．C
11．C
12． 大于 小于
13． 牛顿 月球绕地球做圆周运动，引力充当向心力
14．
15． 相等
16．16:81
17．
18．1.334×10-10N；1.334×10-8m/s2
19．（1）；（2）；（3）
20．1.1年；海王星
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页