第三章万有引力定律单元练习（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．关于人造卫星，下列说法准确的是（　　）
A．若卫星作圆周运动，卫星距地面越高，其运动的线速度越大
B．在地球表面运动的所有卫星中（包括作椭圆运动的），7.9km/s是卫星运行的最大速度
C．地球的所有同步卫星均在同一轨道上运行
D．第一宇宙速度是发射卫星的最大发射速度
2．下列说法正确的是（　　）
A．能量是守恒的，所以节约能量毫无意义
B．牛顿运动定律不适用于高速条件下的研究
C．同步卫星可以定位到北京上空
D．做离心运动的物体是因为受到了离心力的作用
3．月球的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，地球的第一宇宙速度为7.9km/s，在月球上卫星的最小发射速度约为（　　）
A．0.40km/s B．1.56km/s C．1.76km/s D．3.51km/s
4．在经典力学发展过程中，很多物理学家作出了卓越的贡献。下列说法正确的是（　　）
A．伽利略认为力是维持物体运动的原因
B．哥白尼是地心说的支持者
C．开普勒在第谷的基础上、结合自己的实验观测，总结出行星运动的规律
D．牛顿提出万有引力定律，并规定了引力常量G的数值和单位
5．我国成功发射的北斗系统导航卫星中，第53、54颗导航卫星正常运行的轨道半径比值为，二者质量的比值为n，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，两卫星绕地球运动可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．若北斗导航卫星在绕地球运动的轨道上减速，卫星飞行高度将会升高
B．第53、54颗北斗导航卫星正常运行，绕地球运动的加速度大小之比为
C．第53、54颗北斗导航卫星正常运行，绕地球运动的动能之比为
D．第53、54颗北斗导航卫星正常运行，绕地球运动的角速度之比为
6．如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c为同步轨道卫星，d为高空探测卫星。若a、b、c、d绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动。则（　　）
A．a、b、c、d中，a的加速度最大 B．a、b、c、d中，b的线速度最大
C．a、b、c、d中，c的周期最大 D．a、b、c、d中，d的角速度最大
7．2020年7月23日我国成功发射执行火星探测任务的“天问一号”探测器，探测器将在地火转移轨道飞行约7个月后，到达火星附近，通过“刹车”完成火星捕获，进入环火轨道，并择机开展登陆、巡视等任务。若火星探测器绕火星表面做匀速圆周运动转过θ（弧度制）所用时间为t，已知火星半径为R，引力常量为G。下列说法正确的是（　　）
A．火星上的物体要脱离火星束缚所需速度至少为
B．火星赤道上的物体随火星自转的向心加速度为R
C．若火星探测器做圆周运动的轨道半径可调，则其转过相同弧长所用时间与轨道半径满足关系式
D．火星的质量为
8．北京时间2021年12月26日11时11分，中国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将资源一号02E卫星发射升空，并顺利进入预定圆形轨道。另有一卫星，其圆周运动的轨道半径为资源一号02E卫星轨道半径的倍，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．资源一号02E卫星运行的线速度大于
B．卫星与资源一号02E卫星的周期之比为
C．卫星与资源一号02E卫星的动能之比为
D．卫星与资源一号02E卫星运行的加速度大小之比为
9．2021年5月22日，中国首辆火星车“祝融号”已安全驶离着陆平台，到达火星表面（如图所示）开始巡视探测，已知地球质量约为火星质量的9.28倍，地球的第一宇宙速度约为火星的2.2倍。假设地球和火星均为质量分布均匀的球体，不考虑地球和火星的自转，则“祝融号”在地球表面和火星表面所受万有引力大小的比值约为（　　）
A．0.4 B．0.9 C．2.5 D．9
10．已知地球半径为R，静置于赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a；地球同步卫星作匀速圆周运动的轨道半径为r，向心加速度大小为，引力常量为G，以下结论正确的是（ ）
A．地球质量 B．地球质量
C．向心加速度之比 D．向心加速度之比
11．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
12．“神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接及“蛟龙”号下潜突破7000米入选2012年中国十大科技进展新闻。若地球半径为R，把地球看作质量分布均匀的球体（质量分布均匀的球壳对球内任一质点的万有引力为零）。“蛟龙”号下潜深度为d，“天宫一号”轨道距离地面高度为h，“天宫一号”所在处与“蛟龙”号所在处的重力加速度之比为（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
13．判断下列说法的正误．
（1）地球表面的物体的重力一定等于地球对它的万有引力．( )
（2）若知道某行星的自转周期和行星绕太阳做圆周运动的轨道半径，则可以求出太阳的质量．( )
（3）已知地球绕太阳转动的周期和轨道半径，可以求出地球的质量．( )
（4）海王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性．( )
（5）海王星的发现和彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位．( )
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．判断正误，在各个小问后面括号中对的填A，错的填B。
(1)行星的轨道半径和公转周期成正比。( )
(2)公式中的a可认为是行星的轨道半径。( )
(3)开普勒定律仅适用于行星绕太阳的运动。( )
(4)公式中G是比例系数，与太阳、行星都没关系。( )
(5)在推导太阳与行星的引力公式时，用到了牛顿第二定律和牛顿第三定律。( )
(6)月球绕地球做匀速圆周运动是因为月球受力平衡。( )
16．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。
17．一物体在地球表面重16N，它在以 的加速度加速上升的火箭中的视重为9N，（已知地球表面的重力加速度是10m/s2），则此时火箭离地面的距离为地球半径的______倍。
三、解答题
18．宇航员站在一星球表面上某高处，沿水平方向抛出一个小球，经过时间t小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L，若抛出时的初速度增大为原来的2倍，则抛出点与落地点之间的距离为L。已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常数为G，求∶
（1）抛出点的高度；
（2）该星球的质量。
19．2020年诺贝尔物理学奖授予黑洞的理论研究和天文观测的三位科学家。他们发现某明亮恒星绕银河系中心O处的黑洞做圆周运动，利用多普勒效应测得该恒星做圆周运动的速度为v，用三角视差法测得地球到银河系中心的距离为L，明亮恒星的运动轨迹对地球的最大张角为，如图所示。已知万有引力常量为G。求：
（1）恒星绕银河系中心黑洞运动的周期T；
（2）银河系中心黑洞的质量M。
20．宇航员驾驶宇宙飞船成功登上月球，他在月球表面做了一个实验：在停在月球表面的登陆舱内固定一倾角θ=30°的斜面，让一个小物体以速度v0由底端沿斜面向上运动，利用速度传感器得到其往返运动的v-t图像如图所示，图中t0已知。已知月球的半径为R，万有引力常量为G。不考虑月球自转的影响。求：
（1）月球表面的重力加速度大小g；
（2）月球的密度ρ；
（3）宇宙飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速度v1
21．我国发射了绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”。该卫星在月面着陆前的轨道近似圆形，且贴近月球表面运行。已知月球质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的，地球的第一宇宙速度约为7.9km/s，该探月卫星绕月运行的速率约为多少
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参考答案：
1．C
2．B
3．C
4．C
5．B
6．B
7．D
8．D
9．C
10．A
11．C
12．B
13． 错误 错误 错误 正确 正确
14．
15． B A B A A B
16． 小于 大于
17．3
18．（1）L；（2）
19．（1）；（2）
20．（1）；（2）；（3）
21．
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