第三章 万有引力定律 章末习题（word版含答案）

第三章《万有引力定律》章末习题021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．两个质点之间的距离为时，它们之间的万有引力大小为，当它们之间的距离变为时，万有引力的大小为（　　）
A． B． C． D．
2．2021年4月29日，中国空间站天和核心舱发射升空，准确进入预定轨道．6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱及天舟二号组合体成功交会对接，三名宇航员顺利进入天和核心舱开展工作．核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的．下列说法正确的是（ ）
A．核心舱在轨道上飞行的周期大于
B．核心舱在轨道上飞行的速度大于
C．神舟十二号载人飞船与组合体成功对接后，空间站由于质量增大，轨道半径将明显变小
D．核心舱进入轨道后所受地球的万有引力大小约为它在地面时的倍
3．2020年7月23日，我国天问一号火星探测器成功发射，2021年2月10日，顺利进入大椭圆环火星轨道，2021年5月15日顺利在火星着陆，实现了“绕、着、巡”三大目标。已知火星半径约为地球半径的p倍，火星质量约为地球质量的q倍，火星的第一宇宙速度约为地球的第一宇宙速度的k倍，则下列关系式正确的是（　　）
A． B． C． D．
4．随着神舟十三号的成功发射，宇航员翟志刚、王亚平、叶光富将在中国空间站驻留半年从而为我国空间站的建设揭开新的篇章。已知空间站离地高度约为350公里，月球离地球约为38万公里，关于宇航员和空间站，下列说法正确的是（　　）
A．宇航员在空间站不受重力的作用
B．空间站绕地球做匀速圆周运动的周期比月球绕地运行的周期大
C．空间站绕地球做圆周运动的过程中，加速度不变
D．空间站绕地球做圆周运动的运行速度小于7.9km/s
5．下列物理学史正确的是（　　）
A．万有引力常量是卡文迪许通过实验测量并计算得出的
B．牛顿发现了万有引力定律并通过精确的计算得出万有引力常量
C．开普勒提出行星运动规律，并发现了万有引力定律
D．伽利略发现万有引力定律并得出万有引力常量
6．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．
7．三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，某时刻A、B相距最近，如图所示。已知地球自转周期为T1，B的周期为T2，则下列说法正确的是（　　）
A．A加速可追上同一轨道上的C
B．经过时间，A、B相距最远
C．A、C向心加速度大小相等，且大于B的向心加速度
D．A、B与地心连线在相同时间内扫过的面积相等
8．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．
9．北京时间2021年12月26日11时11分，中国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将资源一号02E卫星发射升空，并顺利进入预定圆形轨道。另有一卫星，其圆周运动的轨道半径为资源一号02E卫星轨道半径的倍，如图所示。下列说法正确的是（　　）
A．资源一号02E卫星运行的线速度大于
B．卫星与资源一号02E卫星的周期之比为
C．卫星与资源一号02E卫星的动能之比为
D．卫星与资源一号02E卫星运行的加速度大小之比为
10．若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，已知其周期为T，引力常量为G，那么该行星的平均密度为（　　）
A． B． C． D．
11．2020年7月23日，“天问一号”探测器搭乘长征五号遥四运载火箭，在文昌发射场顺利升空，开启了中国人的首次火星之旅。假设“天问一号”探测器贴近火星表面做匀速圆周运动，已知探测器速度为v，周期为T，引力常量为G。下列说法不正确的是（　　）
A．可算出探测器的质量m=
B．可算出火星的质量M=
C．可算出火星的半径
D．探测器若要离开火星，须用助推器使探测器加速
二、填空题
12．第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，大小为_______。在地面发射的航天器，为了能够挣脱的引力的束缚，必须使它的速度等于或大于，我们把叫做第二宇宙速度。
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__________。
15．2020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___________。
16．已知地球半径为R，绕地球做匀速圆周运动的卫星的质量为m，速度为v，它到地心的距离为r，引力常量为G。则地球的质量M=______，地球密度的表达式为ρ=______。
17．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的轨道半径之比为__________，向心加速度之比为__________，角速度之比为__________。
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．已知地球的质量，太阳的质量，地球到太阳的平均距离，那么太阳对地球的引力有多大？
20．已知万有引力常量为G，球体体积公式。求解下列有关卫星的三个不同问题：
（1）已知地球近地卫星运行周期为，写出地球的平均密度的表达式
（2）如图所示，有一颗卫星在A点由半径圆轨道变轨进入椭圆轨道，其近地点B到地心距离为，已知卫星在A点的引力加速度为，写出卫星在椭圆轨道A点首次运动到B点所需时间的表达式？（AB为椭圆轨道的长轴）
（3）某一始终在赤道上空运行的卫星，运行方向与地球自转方向相同，小明住在赤道上某城市，某时刻该卫星正处于小明的正上方，在接下来的一段时间里，小明能每两昼夜恰好三次看到卫星由西向东掠过其正上方。求：此卫星的运动周期与地球自转周期的比值大小。
21．一颗在赤道上空运行的人造卫星，其轨道半径为r=2R（R为地球半径），卫星的转动方向与地球自转方向相同。已知地球自转的角速度为ω0，地球表面处的重力加速度为g。求：
（1）该卫星所在处的重力加速度；
（2）该卫星绕地球转动的角速度；
（3）若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方，求它下次通过该建筑物上方需要的时间。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．D
3．A
4．D
5．A
6．D
7．B
8．C
9．D
10．A
11．A
12．7.9
13．8F
14．
15． 5:2 5:2
16．
17． 1:4 16:1 8:1
18．
19．
20．(1)；(2)；(3)
21．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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