第三章 万有引力定律 基础练习（word版含答案）

第三章《万有引力定律》基础练习2021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．2020年10月，我国成功地将高分十三号光学遥感卫星送入地球同步轨道。已知地球半径为R，地球的第一宇宙速度为v，光学遥感卫星距地面高度为h，则该卫星的运行速度为（ ）
A． B． C． D．
2．下图是天问一号运行轨迹示意图，a、b是绕火星的椭圆轨道，c是绕火星的“近地”圆轨道，其搭载的“祝融号”火星车于2021年5月成功登陆火星表面，已知火星半径约为地球的，质量约为地球的，则以下说法正确的是（　　）
A．“天问一号”在c轨道上运行速率大于
B．“天问一号”在绕火星的a、b、c轨道上运行的周期关系为
C．“祝融号”火星车在地球表面所受的重力小于在火星表面所受的重力
D．火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
3．如图所示，三个质量均为M的球分别位于圆环、半圆环和完整圆环的圆心， 圆环、半圆环分别是由与丙图中相同的完整圆环截去和一半所得，环的粗细忽略不计，若甲图中环对球的万有引力大小为F， 则乙图、丙图中环对球的万有引力大小分别为（　　）
A．F，2F B．F，0
C．F，2F D．F，F
4．2021年6月17日18时48分，我国三名航天员进入“天和”核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。已知“天和”核心舱N绕地球运行的轨道距地面的高度约为400 km，关于地球赤道上物体P、同步卫星Q和“天和”核心舱N的运动，下列说法正确的是（　　）
A．角速度关系为 B．向心加速度关系为
C．速率关系为 D．动能的关系为
5．物理学家通过艰辛的实验和理论研究，探索出自然规律，为人类的进步做出巨大贡献，值得我们敬仰，下列说法中正确的是（ ）
A．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因
B．牛顿发现了万有引力定律，并规定了万有引力常量的值
C．开普勒总结归纳了行星运动定律，从而提出了日心说
D．卡文迪什比较准确地测出了万有引力常量的数值
6．2021年6月17日，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波乘神舟十二号载人飞船成功飞天，成为中国空间站天和核心舱的首批入驻人员，开启了中国载人航天工程空间站阶段的首次载人飞行任务．己知中国空间站和国际空间站都在离地高度约为的圆形轨道飞行，下列说法正确的是（ ）
A．神舟十二号载人飞船在上升阶段加速度达到时，宇航员承受的支持力约为地球对他重力的3倍
B．国际空间站比中国空间站质量大，所以国际空间站在轨道上绕地球做匀速圆周运动的加速度更大
C．与离地高度约为的同步卫星相比，空间站做圆周运动的加速度更小
D．处于低轨道的神舟十二号与处于高轨道的天和核心舱交汇对接时需要适当加速
7．2021年4月29日、中国“天宫”空间站“天和核心舱”在海南文昌发射场发射升空，并准确进入预定轨道，意味着我国载人航天工程空间站组装建设进入了新的阶段。已知“天和核心舱”在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，忽略地球的自转，下列判断正确的是（　　）
A．“天和核心舱”运动速度大于第一宇宙速度
B．“天和核心舱”运动速度小于第一宇宙速度
C．利用以上数据不能求出“天和核心舱”在轨飞行的速度
D．利用以上数据不能求出地球的半径
8．天文学家发现了迄今离地球最近的“孪生星球”——行星，其围绕一颗恒星转动，周期为368天，该行星直径约为地球的1.6倍，与恒星之间的距离与日、地距离相近。某学生查阅资料得地球的直径大约为，地球与太阳间的距离大约为，引力常量为G，天体的运动近似为圆周运动，根据以上信息，以下说法正确的是（　　）
A．可求出该恒星的质量
B．可求出行星的质量
C．若在该行星发射卫星则可求出最小的发射速度
D．若有一卫星绕该行星运转周期为T，则可求出行星的密度
9．2020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
10．为研究太阳系内行星的运动，需要知道太阳的质量，已知地球半径为R，地球质量为m，太阳与地球中心间距为r，地球表面的重力加速度为g，地球绕太阳公转的周期为T。则太阳的质量为（　　）
A． B． C． D．
11．下面是地球、火星的有关情况比较。根据以上信息，关于地球及火星（行星的运动可看做圆周运动），下列推测正确的是（　　）
星球 地球 火星
公转半径 1.5108km 2.25108km
自转周期 23时56分 24时37分
表面温度 15℃ -100℃~0℃
大气主要成分 78的N2,21的O2 约95的CO2
A．地球公转的线速度小于火星公转的线速度
B．地球公转的向心加速度大于火星公转的向心加速度
C．地球的自转角速度小于火星的自转角速度
D．地球表面的重力加速度大于火星表面的重力加速度
二、填空题
12．如图所示，甲、乙两颗人造地球卫星在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，甲卫星离地球较近。甲卫星的线速度大小为，运动周期为；乙卫星的线速度大小为，运动周期为；则________（填“大于”或“小于”），________（填“大于”或“小于”）。
13．2018年11月19日，我国圆满完成北斗全球卫星导航系统（BDS）的基本系统的组网部署。BDS需要几十颗导航卫星，其中中圆地球轨道卫星距地面高度约为2.2×104km，地球同步轨道卫星距地面高度约为3.6×104km，它们都绕地球做近似的匀速圆周运动，则相比地球同步轨道卫星，中圆轨道卫星的周期________，加速度_______，线速度_______，角速度_______。
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．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。
16．如图,质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速周运动,星球A和B两者中心之间距离为L。已知A,B的中心和O三点始终共线,A和B分别O的两侧。引力常数为G。则两星球做圆周运动的周期为_______________,在地月系统中,若忽略其它星球的影响,可以将月球和地球看成上述星球A和B,月球绕其轨道中心运行的周期记为。但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动的,这样算得的运行周期.已知地球和月球的质量分别为和。则与两者平方之比为___________________（结果保留3位有效数字）
17．已知地球表面的自由落体加速度为，地球半径为，则地球的“第一宇宙速度”是_____。若某个行星的半径是地球半径的倍，质量是地球的倍，则该行星表面的自由落体加速度是地球表面加速度的_____倍。
三、解答题
18．在一次测定引力常量的实验中，已知一个质量是0.8kg的球，以的力吸引另一个质量是的球，若两球球心相距，则引力常量为多少？
19．在万有引力定律发现过程中，牛顿曾经做过著名的“月一地”检验，他设想：如果地球对月球的引力和对地表附近物体的引力性质相同，已知月地间距离为地球半径的60倍，地球表面的重力加速度为g，那么月球绕地球公转的加速度应该为多少？
20．如图所示，A是地球的一颗同步卫星，O为地球中心，地球半径为R，地球自转周期为。另一卫星B的圆形轨道也位于赤道平面内，且距地面的高度，地球表面的重力加速度大小为g。
（1）求卫星B所在处的重力加速度；
（2）求卫星B的运行周期；
（3）某时刻A、B两卫星相距最近（O、B、A三点在同一直线上），若卫星B运行方向与地球自转方向相同，求A、B两卫星两次相距最近的最短时间间隔。（用和表示）
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
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参考答案：
1．B
2．B
3．B
4．A
5．D
6．D
7．B
8．A
9．A
10．D
11．B
12． 大于 小于
13． 小； 大； 大； 大
14．
15． 8：1
16． 1.01
17．
18．
19．
20．（1）；（2）；（3）
21．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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