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》同步练习题2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．二十四节气中的春分与秋分均为太阳直射赤道，春分为太阳从南回归线回到赤道，秋分则为太阳从北回归线回到赤道。2020年3月20日为春分，9月22日为秋分，可以推算从春分到秋分为186天，而从秋分到春分为180天。设以上两个时间段内地球公转的轨迹长度相等，如图所示，关于上述自然现象，下列说法正确的是（ ）
A．从春分到秋分地球离太阳远
B．从秋分到春分地球离太阳远
C．夏天地球离太阳近
D．冬天地球离太阳远
2．某行星沿椭圆轨道绕太阳运行，如图所示，在这颗行星的轨道上有a、b、c、d四个对称点。若行星运动周期为T，则该行星（　　）
A．从a到b的运动时间等于从c到d的运动时间
B．从d经a到b的运动时间等于从b经c到d的运动时间
C．a到b的时间tab>
D．c到d的时间tcd>
3．天问一号于2020年7月23日在文昌航天发射场由长征五号遥四运载火箭发射升空，成功进入预定轨道，于2021年2月到达火星附近，成功被火星捕获，并于2021年5月成功在火星着陆，从而拉开了我国火星探测的大幕．将这一发射过程进行如下简化：天问一号先进入地球表面的停泊轨道，在该轨道上运行的周期为，被火星捕获后进入火星表面的停泊轨道，在该轨道上运行的周期为．已知地球半径为，火星半径为，下列说法中正确的是（ ）
A．地球质量和火星质量之比为
B．地球表面重力加速度和火星表面重力加速度之比为
C．地球的第一宇宙速度和火星第一宇宙速度之比为
D．地球平均密度和火星平均密度之比为
4．中国航天员王亚平在天宫一号空间实验室进行太空授课演示质量的测量实验。实验通过舱壁打开的一个支架形状的质量测量仪完成。测量过程如图所示，航天员甲把自己固定在支架一端，航天员乙将支架拉到指定位置释放，支架拉着航天员甲由静止返回舱壁。已知支架能产生恒定的拉力F，光栅测速装置能测出支架复位时的速度v和所用的时间t，最终测出航天员甲的质量，根据提供的信息，以下说法正确的是（　　）
A．宇航员在火箭发射过程中处于失重状态
B．航天员甲的质量为
C．天宫一号在太空中处于超重状态
D．太空舱中，不可以利用弹簧测力计测拉力的大小
5．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
6．设想从山上水平抛出一块石头（如图所示），由于重力的作用，石头会沿着弯曲的路径落到地上，并且石头的抛出速度越大，石头飞行的距离越远。由此推想，当石头抛出的速度足够大时，它将绕地球做圆周运动而不再落向地面，成为人造地球卫星。则这个足够大的速度是（ ）
A． B． C． D．
7．2021年初，天问一号火星探测器进入环火轨道，我国成为世界上第一个通过一次任务实现火星环绕和着陆巡视探测的国家，假设天问一号在着陆之前绕火星做圆周运动的半径为r1、周期为T1；火星绕太阳做圆周运动的半径为r2、周期为T2，引力常量为G。根据以上条件能得出（　　）
A．天问一号的质量
B．太阳对火星的引力大小
C．火星的密度
D．关系式
8．已知火星半径大约是地球的一半，火星质量约为地球的 ，火星绕太阳公转的周期约为地球的2倍，忽略火星和地球自转，则（　　）
A．火星表面的重力加速度约为地球表面的
B．火星绕太阳的轨道半径约为地球的4倍
C．火星表面的第一宇宙速度约为地球的
D．火星受到太阳的万有引力约为地球的
9．2021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
10．2021年10月16日零时23分神舟十三号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，零时33分载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将3名航天员送入太空。如图所示，曲线Ⅰ是绕地球做匀速圆周运动的十三号载人飞船的轨道，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动的卫星的轨道，O点为地球球心，为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知载人飞船和卫星的周期相等，引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是（　　）
A．椭圆轨道的长轴长度为R
B．若飞船在轨道的加速度大小为，卫星在轨道B点加速度大小为，则
C．若飞船在Ⅰ轨道的速率为，卫星在Ⅱ轨道A点的速率为，则
D．飞船与卫星在Ⅰ、Ⅱ轨道交点处受到的地球引力大小相等
11．2021年12月9日下午3点40分，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富进行了中国空间站首次太空授课。跨越八年，“太空课”再次开课。已知空间站在距离地面约为R（R为地球半径）的圆形轨道上绕地球运行，地球表面的重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．空间站的线速度大于第一宇宙速度
B．空间站绕地球运动的角速度小于地球同步卫星的角速度
C．三名航天员在空间站中可以使用弹簧拉力器锻炼身体
D．三名航天员在空间站中处于失重状态，说明他们不受地球引力作用
12．如图所示，a为放在地球赤道上相对地面静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（　　）
A．a、b、c做匀速圆周运动的角速度大小关系为
B．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为
C．a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为
D．卫星b的线速度大小大于卫星c的线速度大小
二、填空题
13．其他天体的发现：海王星的轨道之外残存着太阳系形成初期遗留的物质，近100年来，人们发现了______、阋神星等几个较大的天体．
14．2018年12月8日我国成功发射 “嫦娥四号” 探测器，在探测器由地球飞向月球的过程中，地球对探测器的引力越来越_______，月球对探测器的引力越来越______，（填“大”或“小”）；当探测器运动到地心与月心连线的中点时，所受引力的合力方向指向_______．（填“地球”或“月球”）
15．恒星表面的颜色与它表面的____________有关。最冷的恒星在天空中呈现____________色，最热的恒星则会呈现____________色。太阳发出的光呈____________色。
16．一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）该行星质量______，用测量数据求该星球半径______。
17．地球静止同步卫星A和轨道平面与赤道面重合做匀速圆周运动的卫星B的轨道半径之比为4：1，两卫星的公转方向相同。则A、B两颗卫星运行周期之比为________；卫星B每隔________小时经过卫星A正下方。
三、解答题
18．已知某行星半径为R，以该行星第一宇宙速度运行的卫星绕行周期为T，在该行星上发射同步卫星的运行速度为v，求：同步卫星距行星表面的高度h？
19．我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体。假设组合体在距地面高为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球的半径为R，地球表面处重力加速度为g，且不考虑地球自转的影响。求
（1）组合体运动的线速度大小；
（2）组合体运动的向心加速度大小。
20．火星半径是地球半径的一半，火星质量约为地球质量的，那么地球表面质量为m的人受到地球的吸引力约为火星表面同质量的人受到火星引力的多少倍？
21．地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍（如图所示），并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现。哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星。哈雷彗星最近出现的时间是1986年，请你根据开普勒第三定律估算，它下次飞近地球大约将在哪一年？
试卷第1页，共3页
试卷第2页，共2页
参考答案：
1．A
2．D
3．B
4．B
5．C
6．A
7．B
8．C
9．C
10．C
11．C
12．D
13．冥王
14． 小 大 地球
15． 温度 暗红 偏蓝 白
16．
17． 8：1
18．
19．（1）；（2）
20．
21．2062年
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