第三章万有引力定律章末综合训练（word版含答案）

第三章《万有引力定律》章末综合训练2021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．万有引力定律是科学史上最伟大的发现之一。发现万有引力定律的科学家是（　　）
A．爱因斯坦 B．安培 C．牛顿 D．法拉第
2．如图所示，圆a的圆心在地球自转的轴线上，圆b、c、d的圆心均在地球的地心上，对绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星而言（　　）
A．卫星的轨道可能为a
B．同步卫星的轨道只能为b
C．同步卫星的轨道只能为c
D．卫星的轨道不可能为d
3．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
4．质量分布均匀的两实心小球球心间距为，两球间引力为。若把两小球球心间距变为，此时两球间引力为（　　）
A． B． C． D．
5．月球绕地球公转做匀速圆周运动的向心加速度大小为a，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为g1，月球表面的重力加速度为g2，（月球距离地球较远，分析月球表面重力加速度时可不考虑地球引力影响），以下关系正确的是（　　）
A． B． C． D．
6．一行星绕恒星做圆周运动，由天文观测可得，其运行周期为T，速度为v，引力常量为G，则不正确的是（　　）
A．恒星的质量为 B．行星的质量为
C．行星运动的轨道半径为 D．行星运动的加速度为
7．假设月球与地球同步卫星都绕地球做匀速圆周运动，那么下列结论正确的是（　　）
A．月球绕地球周期大于地球同步卫星的周期
B．月球绕地球运动的线速度大于地球同步卫星的线速度
C．月球绕地球的加速度大于地球同步卫星的加速度
D．月球绕地球的角速度大于地球同步卫星的角速度
8．北京时间2021年10月16日，我国长征二号F运载火箭搭载神舟十三号载人飞船顺利升空，11月8日两名航天员圆满完成出舱活动全部既定任务。如图为三舱做匀速圆周运动的在轨简图，已知三舱飞行周期为T，地球半径为，轨道舱的质量为m，距离地面的高度为，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）
A．返回舱和轨道舱对接时各自受力平衡
B．长征二号F运载火箭需要把神舟十三号载人飞船加速到第二宇宙速度，然后停止加速
C．三舱在轨运行的速度大小为
D．由已知数据可以求出地球的质量和密度
9．宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用．设四星系统中每个星体的质量均为m，半径均为R，四颗星稳定分布在边长为a的正方形的四个顶点上．已知引力常量为G.关于宇宙四星系统，下列说法错误的是（　　）
A．四颗星围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动
B．四颗星的轨道半径均为
C．四颗星表面的重力加速度均为
D．四颗星的周期均为
10．神舟十三号航天员翟志刚出舱执行任务，此时航天员王亚平、叶光富还在舱内，飞船正在离地面大约360km高度处绕地球做匀速圆周运动，周期约为90分钟，对此分析正确的是（　　）
A．此时，航天员翟志刚必须紧紧抓住飞船舱外的金属杆，一旦放手，便一定会迅速脱离飞船而飞入茫茫太空
B．正常飞行时，飞船的万有引力恰好提供向心力，飞船如果要返回地球，则要通过减速来降低轨道高度
C．同步卫星的周期为24h，是飞船周期的16倍，所以同步卫星与飞船的加速度之比为1∶16
D．由于完全失重，所以舱内的王亚平要想使一袋水和一支笔都产生1m/s的加速度所需要的力是等大的
11．2020年7月23日我国成功发射了火星探测卫星“天问一号”，标志着我国深空探测进入了新的领域。“天问一号”从地球飞向火星时的转移轨道又叫霍曼转移轨道。霍曼转移轨道是与火星和地球公转轨道均相切的椭圆轨道，其切点分别为P与Q，如题图所示。则（　　）
A．“天问一号”从霍曼转移轨道P点要加速才可能进入火星公转轨道
B．“天问一号”在霍曼转移轨道P点速度大于其在Q点的速度
C．“天问一号”在霍曼转移轨道P点加速度大于其在Q点的加速度
D．“天问一号”在霍曼转移轨道运动时，其机械能逐渐变大
12．2020年3月，我国天文学家通过FAST，在武仙座球状星团中发现一个脉冲双星系统。如图所示，假设在太空中有恒星、双星系统绕点做顺时针匀速圆周运动，运动周期为，它们的轨道半径分别为、，，为的卫星，绕做逆时针匀速圆周运动，周期为，忽略与之间的引力，且与之间的引力远大于与之间的引力。万有引力常量为，则以下说法正确的是（　　）
A．若知道的轨道半径，则可求出的质量
B．恒星的质量为
C．若也有一颗运动周期为的卫星，则其轨道半径也一定等于的轨道半径
D．设、、三星由图示位置到再次共线的时间为，则
二、填空题
13．已知地球半径为R，自转角速度为，地面的重力加速度为g，在赤道上空一颗相对地面静止的同步卫星离开地面的高度是___________（用以上三个量表示）。
14．2021年4月9日，“长征四号”乙遥四十九运载火箭在太原卫星发射中心点火升空，成功将“试验六号”03 星送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。已知“试验六号”03 星在地球上空绕地球做匀速圆周运动，经过时间 t，卫星与地球地心的连线扫过的角度是α，那么“试验六号”03 星的环绕周期 T=____；已知“试验六号”03 星的轨道半径为r，引力常量为 G，则地球的质量可表示为 M=______。
15．一质量为的苹果静止在水平地面上时对地面的压力为，则地球表面的重力加速度可以表示为__________；月球绕地球的运动可以看成匀速圆周运动，月球绕地球运动的周期为，月球和地球间的距离为，则月球的向心加速度可表示为__________；地球可以看成质量均匀、半径为的均匀球体，如果我们能验证__________，那我们就证明了地球与月球间的吸引力与地球对树上苹果的吸引力是同一种性质的力。
16．双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做角速度相同的匀速圆周运动。若某双星系统中两颗恒星质量分别为和，两星之间的距离为，引力常量为。则两星轨道半径之比为___________，角速度为___________。
三、解答题
17．天体的第一宇宙速度是否相同？第一宇宙速度的决定因素是什么？
18．我国嫦娥五号发射器，携带月壤成功返回地球，激起了同学们对浩瀚宇宙深入探索的热情，某学生兴趣小组查阅资料发现，某行星绕一颗恒星公转运动可以看成匀速圆周运动，不受其他天体的干扰，其公转周期及公转轨道半径分别为T和r，已知万有引力常量为G，求：恒星质量的表达式。
19．2020年6月23日9时43分,我国在西昌卫星发射中心成功发射了第五十五颗北斗导航卫星。假设该卫星在距离地球表面高为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动,地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，地球的体积为V=πR3，忽略地球自转的影响。求:
(1)地球的平均密度ρ；
(2)该人造卫星绕地球运动的周期T。
20．2019年4月10日，天文学家召开全球新闻发布会，宣布首次直接拍摄到黑洞的照片如图所示。黑洞是一种密度极大、引力极大的天体，以至于光都无法逃逸（光速为c）。若黑洞的质量为M，半径为R，引力常量为G，其逃逸速度公式为。如果天文学家观测到一天体以速度v绕某黑洞做半径为r的匀速圆周运动，求：
(1)黑洞的质量？
(2)黑洞的最大半径？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．B
3．C
4．C
5．B
6．B
7．A
8．D
9．B
10．B
11．A
12．D
13．
14．
15．
16．
17．一般不同。由得，第一宇宙速度v=，可以看出，第一宇宙速度的值取决于中心天体的质量M和半径R，与卫星无关
18．
19．(1)； (2)
20．(1)；(2)
答案第1页，共2页
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