第三章 万有引力定律 巩固（word版含答案）

第三章《万有引力定律》巩固021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．牛顿在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中设想，物体抛出的速度很大时，就不会落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星。如图所示，将物体从一座高山上的O点水平抛出，抛出速度一次比一次大，落地点一次比一次远，设图中A、B、C、D、E是从O点以不同的速度抛出的物体所对应的运动轨道。已知B是圆形轨道，C、D是椭圆轨道，在轨道E上运动的物体将会克服地球的引力，永远地离开地球。空气阻力和地球自转的影响不计，则下列说法正确的是（　　）
A．物体从O点抛出后，沿轨道A运动落到地面上，物体的运动不是平抛运动
B．在轨道B上运动的物体，抛出时的速度大小为11.2km/s
C．使轨道C、D上物体的运动轨道变为圆轨道，这个圆轨道可以过O点
D．在轨道E上运动的物体，抛出时的速度一定等于或大于16.7km/s
2．关于第一宇宙速度，下面说法正确的是（　　）
A．它是能成为人造卫星的最小发射速度
B．它是人造卫星绕地球做圆周运动的最小速度
C．它是人造卫星在椭圆轨道上运行到近地点时的速度
D．它是人造卫星在椭圆轨道上运行到远地点时的速度
3．2021年5月15日7时18分，“天问一号”火星探测器成功着陆于火星乌托邦平原南部预定着陆区，我国首次火星探测任务取得成功。着陆前曾经在周期为T的椭圆形停泊轨道绕火星运行，此轨道与火星表面的最近距离为d1，最远距离为d2。已知火星半径为R，则火星表面处自由落体的加速度为（　　）
A． B．
C． D．
4．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
5．地球可看作半径为的均质球体，已知地球同步卫星绕地球做圆周运动的周期为，地球表面的重力加速度大小为（不考虑地球自转造成的影响），则同步卫星距地面的高度为（　　）
A． B． C． D．
6．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）
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互相绕转，称为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示，，则（　　）
A．星球A受到的引力一定大于星球B受到的引力
B．星球A的向心加速度一定小于星球B的向心加速度
C．星球A的角速度一定大于星球B的角速度
D．星球A的质量一定小于星球B的质量
8．天问一号携带的火星车于2021年5月15日顺利着陆火星。2021年9月份火星运行到太阳背后，太阳发出的强烈电磁波会干扰无线电通信，这就是日凌干扰现象。已知天问一号火星探测器由于此次日凌干扰，和地球通信中断的时间为一个月。火星和地球在同一轨道面做同方向的匀速圆周运动，已知火星绕太阳公转周期为687天。如图，在地球上观测火星与太阳所张视角小于临界角θ时，天问一号就不能和地球正常通信。θ值有可能是（　　）
A．4.8° B．7.2° C．14° D．28°
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．北京时间2021年10月16日，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成交会对接，3名宇航员顺利进入“天和”核心舱。飞船发射并实现对接的过程可简化为下图所示，轨道I为近地圆轨道，II是绕地球运行的椭圆轨道，III是空间站绕地球运行的圆轨道。A、B分别为椭圆轨道II的远地点和近地点，已知A、B之间的距离为2L，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．飞船在轨道II上运行时，经过A点时的机械能大于B点的机械能
B．飞船从轨道II变轨到轨道III时，需要减速
C．空间站的运行周期为
D．飞船在轨道I和轨道II上运行的速度比
11．2021年2月24日，“天问一号” 探测器进入火星停泊轨道，并于5月15日成功着陆于火星乌托邦平原。若火星半径为R，质量为M，引力常量为G，着陆前质量为m的“天问一号” 距火星表面高度h，则此时火星对“天问一号”的万有引力大小为（　　）
A． B． C． D．
12．“天问一号”是中国自主设计的火星探测器，已于2021年3月到达火星。已知火星直径约为地球直径的50%，火星质量约为地球质量的10%，下列说法正确的是（　　）
A．火星表面的重力加速度大于9.8m/s2
B．“天问一号”的发射速度大于7.9km/s小于11.2km/s
C．“天问一号”在火星表面圆轨道上的绕行速度大于7.9km/s
D．“天问一号”在火星表面圆轨道上的环绕周期小于24小时
二、填空题
13．甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲质点的质量不变，乙质点的质量增大为原来的2倍，同时它们间的距离减为原来的，则甲．乙两个质点间的万有引力大小将变为________
14．两颗球形行星A和B各有一颗卫星a和b，卫星的圆形轨道接近各自行星的表面，如果两颗行星的质量之比，半径之比，则两颗卫星的周期之比等于__________。
15．质量为的宇航员，他在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上，随宇宙飞船绕地球一起绕地球运行时，他受到地球的引力是______N，这时他对座椅的压力为______N。
16．一个登月者，只用一个弹簧秤和一个质量为m的砝码，估测出了月球的质量和密度，请写出表达式M=_________，=__________（月球半径已知为R）。
17．2020年，我国将首次发射火星探测器并在火星着陆，这将是我国航天事业的又一大突破。已知地球与火星的质量之比约为10:1，半径之比约为2:1，设甲乙两卫星分别在地球和火星表面做匀速圆周运动，则地球与火星的第一宇宙之比为_______；地球与火星表面的自由落体加速度之比为______；甲乙两卫星的向心加速度之比为___________。
三、解答题
18．已知月球的质量是，半径是，月球表面的自由落体加速度有多大？这对宇航员在月球表面的行走会产生什么影响？若宇航员在地面上最多能举起质量为m的物体，他在月球表面最多能举起质量是多少的物体？
19．地球赤道上的物体，由于地球自转产生的向心加速度，赤道上的重力加速度，试问：质量为的物体在地球赤道上所受地球的万有引力为多大？
20．木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中三颗卫星的周期之比为1∶2∶4。小华同学打算根据万有引力的知识计算木卫二绕木星运动的周期，她收集到了如下一些数据。
木卫二的数据：质量、绕木星做匀速圆周运动的轨道半径m。
木星的数据：质量、半径m、自转周期9.8h。
但她不知道应该怎样做，请你帮助她完成木卫二运动周期的计算。
21．嫦娥五号任务的圆满完成，标志着我国航天事业发展中里程碑式的新跨越。嫦娥五号从地面发射后进入地月转移轨道，再经过变轨后进入绕月圆形轨道，已知圆形轨道距月球表面高度为h，月球半径为R，月球表面重力加速度为g0，已知万有引力常量为G。求
(1)月球质量M；
(2)探测器在圆轨道上运动的线速度v大小。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．A
3．A
4．C
5．D
6．D
7．D
8．A
9．C
10．C
11．A
12．D
13．8F
14．
15． 155 0
16． （F为弹簧秤测重力时的示数） （F为弹簧秤测重力时的示数）
17． 5:2 5:2
18．，宇航员在月球表面与月球之间的相互作用力减小，行动很不便，
19．
20．
21．(1)；(2)
答案第1页，共2页
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