第三章 万有引力定律 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教科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．宇宙飞船正在离地面高H2R地的轨道上做匀速圆周运动，R地为地球的半径，飞船内一弹簧秤下悬挂一质量为m的重物，g为地球表面处重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A．物体受力平衡 B．弹簧秤的示数为零
C．弹簧秤的示数为 D．物体受到的重力为
2．如图所示，两颗卫星a、b在同一轨道平面内绕地球做顺时针匀速圆周运动，地球半径为R，a卫星为近地卫星，周期为T，b卫星离地面高度为R，若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点正上方，则a与b相距最远时，至少需经过的时间为（ ）
A．2T B．T C．T D．T
3．月球绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为，线速度大小为。已知地球自转的周期为，引力常量为。则地球同步卫星的线速度大小为（　　）
A． B．
C． D．
4．北斗导航系统是我国自主研制的全球卫星导航系统。如图所示是其中三颗卫星a、b、c的轨道示意图，a、b、c三颗卫星均绕地球做圆周运动，a是地球同步卫星。则（ ）
A．卫星a可以经过昆明正上空
B．卫星a运行角速度比c卫星的大
C．卫星b的运行速率为7.9km/s
D．卫星c的运行周期为24小时
5．2021年2月11日，中国首次火星探测任务“天问一号”探测器顺利进入环火星轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，如图所示。若探测器在该圆周轨道环绕火星飞行一周的时间为t1，经地面工作人员操控实施变轨后，探测器紧贴火星表面环绕火星飞行一周的时间为t2，则探测器变轨前后轨道半径之比为（　　）
A． B．
C． D．
6．关于地球宇宙速度，下列说法中正确的是（ ）
A．第一宇宙速度是使人造地球卫星绕地球运行的最大发射速度
B．第一宇宙速度跟地球的质量、半径都无关
C．第一宇宙速度是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运行速度
D．火星探测器的发射速度应介于地球的第二和第三宇宙速度之间
7．2021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
8．如图为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量为M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则（　　）
A．A的质量一定大于B的质量
B．A的线速度一定大于B的线速度
C．L一定，M越大，T越大
D．M一定，L越大，T越小
9．2020年11月28日，嫦娥五号探测器在地月转移轨道进行第一次“制动”，成功被月球捕获后沿椭圆轨道Ⅰ运动，29日进行第二次近月“制动”，最终才进入距离月球约200公里的环月圆轨道Ⅱ（如图所示），点是Ⅰ、Ⅱ两个轨道的切点，点是椭圆轨道Ⅰ的远月点，下列判断正确的是（　　）
A．探测器在Ⅰ轨道上点的速率小于在点的速率
B．探测器在Ⅰ轨道上点的加速度等于在Ⅱ轨道上点的加速度
C．探测器在I轨道上的机械能等于在Ⅱ轨道上的机械能
D．探测器在I轨道上的运行周期小于在Ⅱ轨道上的运行周期
10．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．
11．科学家发现，距离地球2764光年的宇宙空间存在适合生命居住的双星系统。假设构成双星系统的恒星a、b距离其他天体很远，它们都绕着二者连线上的某点做匀速圆周运动。其中恒星a不断吸附宇宙中的尘埃而使得质量缓慢增大，恒星b的质量和二者之间距离均保持不变，两恒星均可视为质量分布均匀的球体，则下列说法正确的是（　　）
A．恒星b的加速度大小缓慢增大
B．恒星b的线速度大小缓慢减小
C．恒星a的角速度大小缓慢减小
D．恒星a的轨道半径缓慢增大
12．某行星的自转周期为T，赤道半径为研究发现，当该行星的自转角速度变为原来的2倍时会导致该行星赤道上的物体恰好对行星表面没有压力。已知引力常量为G，则（　　）
A．该行星的质量
B．该行星的同步卫星的轨道半径
C．质量为m的物体对该行星赤道表面的压力
D．环绕该行星做匀速圆周运动的卫星的最大线速度为
二、填空题
13．有一星球的密度与地球相同，但它表面处的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍，则星球半径与地球半径之比为____________，星球质量与地球质量之比为____________。
14．地球的同步卫星线速度为、周期为、向心加速度为，地球近地卫星的线速度为、周期为、向心加速度为。则______（填“>”，“<”或“=”）；______（填“>”，“<”或“=”）；______（填“>”，“<”或“=”）．
15．2020年12月3日，携带月球m=2kg样品的“嫦娥五号”上升器先完成月面竖直向上起飞，然后进入近圆形的环月轨道。设此环月轨道半径为r，月球的质量为M，万有引力常量为G，则在向上起飞阶段样品的惯性___________（选填“增大”、 “不变”和“减小”），上升器在此环月轨道上运行周期为___________。
三、解答题
16．火星成为中国深空探测的第二颗星球。2020年4月24日，中国行星探测任务被命名为“天问系列”。若探测器在某高度处绕火星做匀速圆周运动的周期为T，忽略火星的自转，火星表面的重力加速度为g，已知火星的半径为R，引力常量为G，求：
（1）火星的质量M；
（2）求探测器距火星表面的高度h。
17．北京时间2019年4月10日21时，人类首张黑洞照片面世。某黑洞质量和半径的之比为（其中为光速，为引力常量），且观测到距黑洞中心距离为r的天体以速度绕该黑洞做匀速圆周运动，求：
（1）该黑洞的质量M；
（2）该黑洞的半径R。
18．“嫦娥五号”探月卫星的成功发射，标志着我国航天又迈上了一个新台阶。假设我国宇航员乘坐探月卫星登上月球，如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的闪光照片的一部分。已知照片上小方格的实际边长为a，闪光周期为T0，月球的半径为R，引力常量为G。求：
（1）小球平抛的初速度大小v0；
（2）月球的质量M；
（3）月球的第一宇宙速度大小v1。
19．设地球的第一宇宙速度为，某行星质量是地球质量的4倍，半径是地球半径的2倍，求该行星的第一宇宙速度。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．D
3．A
4．D
5．A
6．D
7．D
8．B
9．B
10．C
11．A
12．B
13． 4：1 64：1
14． < > <
15． 不变

16．（1）；（2）
17．（1）；（2）
18．（1）；（2）；（3）
19．
答案第1页，共2页
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