第三章《万有引力定律》检测卷（Word版含答案）

第三章《万有引力定律》检测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．嫦娥五号探测器由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成。探测器预计在2017年由长征五号运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球，带回约2kg月球样品。某同学从网上得到一些信息，如表格中的数据所示，请根据题意，判断地球和月球的密度之比为（ ）
月球半径 R0
月球表面处的重力加速度 g0
地球和月球的半径之比
地球表面和月球表面的重力加速度之比
A． B． C．4 D．6
2．总结了行星运动规律的科学家是（　　）
A．开普勒 B．第谷 C．牛顿 D．卡文迪许
3．在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合史实的是（　　）
A．卡文迪许通过实验推算出来引力常量G的值，被誉为第一个能“称量地球质量”的人
B．丹麦天文学家第谷经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点
C．开普勒通过分析第谷的天文观测数据，发现了万有引力定律
D．伽利略利用“地—月系统”验证了万有引力定律的正确性，使得万有引力定律得到了推广和更广泛的应用
4．用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位，下列符合要求的是（　　）
A．N·m/kg2 B．m3.s2/kg C．N·m2/kg2 D．m3/（kg·s2）
5．北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统（CNSS），建成后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星。对于其中的5颗同步卫星，下列说法中正确的是（　　）
A．它们运行的线速度一定不小于7.9 km/s
B．地球对它们的吸引力一定相同
C．一定位于赤道上空同一轨道上
D．它们运行的加速度一定相同
6．下列关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是（　　）
A．不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力
B．只有天体间的引力才能用计算
C．由知，两质点间距离r减小时，它们之间的引力增大
D．引力常量的大小首先是由牛顿测出来的，且等于6.67×10-11 N·m2/kg2
7．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用而互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统中的A、B两星球绕其连线上的某固定点O做匀速圆周运动，如图所示，现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知引力常量为G，若AO>OB，则（　　）
A．两星球的总质量等于
B．星球A的向心力大于星球B的向心力
C．星球A的线速度一定小于星球B的线速度
D．双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期减小
8．2021年2月10日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火星捕获制动，成为火星卫星。如图所示为探测器经过多次变轨后登陆火星的轨道示意图，其中轨道Ⅰ、Ⅲ为椭圆，轨道Ⅱ为圆，探测器经轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ后从点登陆火星。点是三个轨道的交点，轨道上的、P、三点与火星中心在一条直线上，、分别为椭圆轨道Ⅲ的远火点和近火点。已知火星的半径为R，，探测器在轨道Ⅱ上正常运行时经过点的速度为，在此轨道上运行的周期为T，下列说法正确的是（　　）
A．沿轨道Ⅰ运行时探测器与点的连线在相等时间内扫过的面积相等
B．沿轨道Ⅱ运行时探测器经过点时的加速度大小为
C．沿轨道Ⅱ运动到点的速度小于沿轨道Ⅲ运动到点的速度
D．沿轨道Ⅲ运行时探测器从点到点的时间为
9．据国家航天局消息，2021年11月8日，“天问一号”火星环绕器成功实施第五次近火制动，准确进入遥感使命轨道，开展火星全球遥感探测。综合考虑环绕器全球遥感探测、火星车中继通信需求，工程研制团队优化了轨道设计，确定了周期约7.08小时的遥感轨道方案。假设“天问一号”环绕器绕火星做匀速圆周运动，已知火星质量为地球质量的。“天问一号”环绕器绕火星运动的线速度与地球同步卫星绕地球运动的线速度的比值约为（ ）
A． B． C． D．
10．2020年12月3日23时10分，“嫦娥五号”上升器月面点火，3 000 N发动机工作约6 min后，顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道，成功实现中国首次地外天体起飞。已知月球的质量约为地球的，半径约为地球的，地球上第一宇宙速度约为7.9 km/s，则“嫦娥五号”最小的“起飞”速度约为（　　）
A．1.8 km/s B．2.6 km/s
C．3.9 km/s D．4.5 km/s
11．如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、v、S分别表示卫星的轨道半径、周期、速率、与地心连线在单位时间内扫过的面积。下列关系式正确的有（　　）
A． B． C． D．
12．2020年7月23日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器， 在中国文昌航天发射场，应用长征五号运载火箭送入地火转移轨道。火星距离地球最远时有4亿公里，最近时大约0.55亿公里。由于距离遥远，地球与火星之间的信号传输会有长时间的时延。当火星离我们最远时，从地球发出一个指令，约22分钟才能到达火星。为了节省燃料，我们要等火星与地球之间相对位置合适的时候发射探测器。受天体运行规律的影响，这样的发射机会很少。为简化计算，已知火星的公转周期约是地球公转周期的 1.9 倍，认为地球和火星在同一平面上、沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，如图所示。根据上述材料，结合所学知识，判断下列说法正确的是（　　）
A．当探测器加速后刚离开A 处的加速度与速度均比火星在轨时的要大
B．当火星离地球最近时，地球上发出的指令需要约 10 分钟到达火星
C．如果火星运动到 B 点，地球恰好在 A 点时发射探测器，那么探测器将沿轨迹 AC 运动到 C 点时，恰好与火星相遇
D．下一个发射时机需要再等约 2.7 年
二、填空题
13．某科学家估测一个密度约为1.5×103kg/m3的液态星球是否存在，他的主要依据之一就是它的自转周期，假若它存在，其自转周期最小值约为_____s．（结果保留一位有效数字）
14．2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。两颗中子星合并前某时刻，相距约。在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动，每秒转动12圈。其转速为地球自转转速的___________倍。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，可以估算出这一时刻两颗中子星的速率之和为___________。
15．圆周运动的一些知识将是接下来学习万有引力与宇宙航行的基础。请回答以下问题：
（1）人骑着自行车在水平面内做半径为R的匀速圆周运动，由于圆周运动的R较大，人和车都可以视为质点，自行车的线速度为v，则自行车的向心加速度可表示为________，若人的质量为，则人所需的向心力大小为__________。
（2）月球绕地球的运动可以近似看作匀速圆周运动，轨道半径为r，周期为T，则月球中心的向心加速度可表示为__________，月球的质量为，则月球做圆周运动的向心力为_________。
16．若一人造地球卫星的高度是地球半径的15倍，试估算此卫星的速度为___．已知地球半径R=6400 km．
三、解答题
17．宇航员在某星球表面以初速度v0竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为h。已知该星球的半径为R，且物体只受该星球的引力作用，忽略该星球的自转，求：
（1）该星球的质量；
（2）从这个星球上发射卫星的第一宇宙速度。
18．2021年5月15日我国天问一号登录火星成功，标志着我国对外太空的研究更进一步。假设在火星上用一根绳拉着质量为m的小球在竖直面内做轨道半径为L的圆周运动。当小球在最高点的速度为v时，绳上拉力恰好为0.已知火星半径为r，引力常数为G，只考虑火星的引力，忽略火星的自转。求：
（1）火星表面的重力加速度g；
（2）火星的质量M。
19．2020年5月27日，中国珠峰高程测量登山队8名队员成功登顶珠穆朗玛峰，标志着我国珠峰高程测量取得关键性胜利。
（1）本次珠峰高程测量依托北斗卫星导航系统进行了峰顶位置的精确测量。北斗卫星导航系统中，有一颗质量为的卫星A，它的轨道与地球赤道在同一平面内，从地面上看，它在一定高度处静止不动。另一颗质量为的卫星B，离地面高度为h。两颗卫星都绕地球做近似的匀速圆周运动。已知地球质量为，地球半径为R，地球自转周期为，引力常量为G。求：
①卫星A运行的角速度大小；
②卫星B运行的线速度大小。
（2）本次珠峰高程测量还在珠峰北坡地区开展广泛的高精度航空重力测量以及峰顶重力测量，获得有史以来精度最高的珠峰高程测量成果。
若将地球视为半径为R，质量均匀分布的一个球体，地球表面海平面处的重力加速度大小为。与峰顶等高处的重力加速度大小为。不考虑地球自转的影响。请根据所学的知识推导珠穆朗玛峰高度的表达式。
20．已知太阳质量，地球质量，太阳和地球间的平均距离，则太阳和地球间的万有引力有多大？已知拉断截面积的钢棒需施力，那么太阳吸引地球的力可以拉断截面积多大的钢棒？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．A
3．A
4．D
5．C
6．C
7．D
8．C
9．C
10．A
11．D
12．A
13． 1×104s
14．
15．
16．2
17．（1）；（2）v0
18．（1）；（2）
19．（1）①；②；（2）
20．3.5×1022N，5.21013m2
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