第三章 万有引力定律 单元复习题（Word版含答案）

第三章《万有引力定律》复习题2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．如图是行星绕太阳运行的示意图，下列说法正确的是（ ）
A．行星速率最大时在B点
B．行星速率最小时在C点
C．行星从A点运动到B点做减速运动
D．行星从A点运动到B点做加速运动
2．下面列举的三位大师，他们对世界天文学的发展影响极其深远，那么从左到右排列符合历史发展顺序的是（　　）
A．哥白尼、牛顿、开普勒 B．哥白尼、开普勒、牛顿
C．开普勒、哥白尼、牛顿 D．开普勒、牛顿、哥白尼
3．火星成为我国深空探测的第二颗星球，假设火星探测器仅在火星引力作用下绕火星做匀速圆周运动，轨道半径为火星半径的2倍，测空探测器的环绕速率为v，已知火星表面的重力加速度为g（忽略火星自转的影响），引力常量为G。则下列说法正确的是（　　）
A．火星探测器在轨道上环绕周期为
B．火星探测器的加速度大小为
C．火星的质量为
D．火星的第一宇宙速度为
4．关于“亚洲一号”地球同步通信卫星，下列说法正确的是（　　）
A．已知它的质量是1.24 t，若将它的质量增为2.50 t，其同步轨道半径变为原来的2倍
B．它的运行速度为7.9 km/s
C．它可以绕过北京的正上方，所以我国能利用其进行电视转播
D．它距地面的高度约为地球半径的5倍，卫星的向心加速度约为其正下方地面上物体的重力加速度的
5．2013年12月14日，“嫦娥三号”（“玉兔”号月球车和着陆器）以近似为零的速度实现了月面软着陆。下图为“嫦娥三号”运行的轨道示意图。“嫦娥三号”发射后直接进入椭圆形地月转移轨道，其发射速度为（　　）
A．16.7km/s B．大于7.9km/s，小于11.2km/s
C．7.9km/s D．11.2km/s
6．2021年4月，我国自主研发的空间站（天和核心舱）成功发射并入轨运行，天和核心舱在离地面约高度处绕地球转动，轨道近似为圆轨道。2021年6月，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，三名航天员顺利进驻天和核心舱。2021年9月，神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功实施分离后返回地球。关于神州十二号载人飞船，下列说法中正确的是（　　）
A．飞船在发射升空的过程中，飞船始终处于完全失重状态
B．飞船在较低轨道通过向前方喷气后才能与天和核心舱完成交会对接
C．飞船在较低轨道通过向后方喷气后才能与天和核心舱完成交会对接
D．飞船与天和核心舱成功实施分离后返回地球的过程中，飞船始终处于超重状态
7．为探究地球表面万有引力与重力的关系，一科学爱好者用同一弹簧测力计分别在地面的不同纬度位置测量一质量为m的物体所受的重力。假设在两极时，物体静止时竖直方向的弹簧弹力为F1，在赤道上时，物体静止时竖直方向的弹簧弹力为F2。地球自转角速度为ω，设地球为标准的球体，半径为R，质量为M，引力常量为G．则以下表达式正确的是（　　）
A． B．
C． D．
8．2021年，“天问一号”火星探测器成功实施近火制动，进入近火点280km、远火点5.9×104km的停泊轨道，在轨运行周期为两个火星日，则（　　）
A．探测器发射速度大于16.7km/s
B．探测器在近火点的动能大于在远火点的动能
C．探测器在远火点的速度大于火星的第一宇宙速度
D．火星同步卫星的轨道高度大于5.9×104km
9．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
10．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
11．我国2021年4月29日在海南文昌用长征五号B遥二运载火箭成功将空间站“天和核心舱”送入离地高约450km的预定圆轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开，后续的天舟货运飞船、神舟载人飞船以及“问天”“巡天”实验舱也将相继与核心舱对接，预计到2022年11月正式完成中国空间站的建设。关于火箭发射以及空间站的组合、对接，下列说法正确的是（　　）
A．火箭发射升空过程中，发动机喷出的燃气推动空气，空气推动火箭上升
B．相同的条件下，火箭发射点选择在海南文昌比四川西昌更能节省燃料
C．飞船要和在轨的“核心舱”对接，通常是将飞船发射到和“核心舱”同一的轨道上，然后使飞船加速实现对接“核心舱”
D．未来在空间站中工作的航天员因为不受地球引力，所以处于完全失重状态
12．密度均匀的球体半径为、质量为，现从球体中挖去直径为的球体，将球体放置在距离球体的球心为处，如图所示，白色部分为挖去后的空心。已知半径为的球体的体积为，引力常量为，则球体剩余部分对球体的万有引力大小为（　　）
A． B． C． D．
二、填空题
13．如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，己知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则：卫星a的周期__________卫星c的周期；卫星a的加速度__________卫星b的加速度。（选填“大于”、“等于”或“小于”）
14．宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上，用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g0表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，N表示人对秤的压力，则g0＝________，N＝________．
15．“天问”是中国探测行星任务的名称，该名称来源于屈原的长诗《天问》。2021年3月26日，担任首次行星探测任务的天问一号探测器，拍摄了如图所示的火星北、南半球的侧身影像。已知火星的质量是地球的，火星的半径是地球的，拍摄时“天问一号”环绕火星运行的圆形轨道离火星表面的高度是火星半径的n倍，则火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的______倍；天问一号运动的向心加速度是火星表面重力加速度的______倍。
16．据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为200km和100km，运动速率分别为v1和v2。那么v1和v2的比值为（月球半径取1700km）_________（可保留根号）
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
18．2021年5月15日，我国发射的“天问一号”着陆火星表面，假设天问一号着陆前绕火星做匀速圆周运动，其周期为T，轨道半径为r，已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星自转的影响。求：
（1）火星的质量M；
（2）火星表面重力加速度大小。
19．电影《火星救援》的热映，激起了人们对火星的关注。若宇航员在火星表面将小球（视为质量均匀分布）竖直上抛，取抛出位置的位移，从小球抛出开始计时，以竖直向上为正方向，小球运动的图像如图所示（其中a、b均为已知量）。火星的半径为R，引力常量为G，忽略火星的自转。求：
（1）火星表面的重力加速度大小g；
（2）火星的质量M及其第一宇宙速度v。
20．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。
21．火星质量是地球质量的0.1倍，半径是地球半径的0.5倍，火星被认为是除地球之外最可能有水（有生命）的星球。如图所示，在经历了4.8亿公里星际旅行的美国火星探测器“勇气”号成功在火星表面上着陆，据介绍，“勇气”号在进入火星大气层之前的速度大约是声速的1.6倍，为了保证“勇气”号安全着陆，科学家给它配备了隔热舱、降落伞、减速火箭和气囊等。进入火星大气层后，先后在不同的时刻，探测器上的降落伞打开，气囊开始充气、减速火箭点火。当探测器在着陆前3s时，探测器的速度减为零，此时，降落伞的绳子被切断，探测器自由落下，求探测器自由下落的高度。假设地球和火星均为球体，由于火星的气压只有地球的大气压强的1%，则探测器所受阻力可忽略不计。（取地球表面的重力加速度g＝10m/s2）
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参考答案：
1．C
2．B
3．C
4．D
5．B
6．C
7．C
8．B
9．C
10．C
11．B
12．D
13． 等于 小于
14． 0
15．
16．
17．
18．（1）；（2）
19．（1）；（2），
20．（1）；（2）
21．18m
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