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．下列关于万有引力定律的说法，正确的是（　　）
A．万有引力定律是牛顿发现的
B．引力常量G是爱因斯坦测得的
C．引力常量G没有单位
D．距离r趋近于0时，万有引力趋近于无穷大
2．新京报2021年2月10日晚报道：经历200余天的飞行，跋涉4.75亿千米，在距离火星400千米处成功的一脚刹车，中国自主研发的火星探测器“天问一号”顺利进入火星轨道。与地球相比，火星半径约为地球的一半，质量约为地球的，公转半径约为地球的1.5倍，下列说法正确的是（　　）
A．火星绕太阳公转的线速度约为地球绕太阳公转线速度的1.5倍
B．火星绕太阳运行的公转周期约为地球绕太阳公转周期的1.8倍
C．火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的2倍
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，在赤道发射场发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则（　　）
A．该卫星在P点的速度大于11.2km/s
B．卫星在轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9km/s
C．卫星在Q点需要适当加速，才能够由轨道I进入轨道Ⅱ
D．卫星在轨道Ⅱ上经过Q点时加速度大于轨道I经过Q点时的加速度。
4．有下列几种情境，其中对情境的分析和判断正确的是（　　）
①点火后即将升空的火箭　②高速公路上沿直线高速行驶的轿车为避免事故紧急刹车　
③磁悬浮列车在轨道上高速行驶　④太空中的空间站绕地球做匀速圆周运动
A．因火箭还没运动，所以加速度一定为零
B．轿车紧急刹车，速度变化很快，所以加速度很大
C．高速行驶的磁悬浮列车，因速度很大，所以加速度也一定很大
D．因空间站处于完全失重状态，所以空间站内的物体加速度为零
5．宇宙飞船在半径为的轨道上运行，变轨后的半径为，。宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞船的（　　）
A．向心加速度变小 B．角速度变小 C．周期变大 D．线速度变大
6．下列关于地球同步通信卫星的说法中，正确的是（　　）
A．为避免通信卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上
B．通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上
C．不同国家发射通信卫星的地点不同，这些卫星轨道不一定在同一平面内
D．通信卫星定点在地球上空某处，各个通信卫星角速度相同，但线速度大小可以不同
7．2021年11月11日，科学家在银河系外的一个年轻星团中发现了一个质量是太阳11倍的黑洞。该星团由数千颗恒星组成，距离大麦哲伦星云约16万光年，为银河系的邻居。黑洞是一个非常致密的天体，会形成强大的引力场，连光也无法逃脱．已知太阳质量为，光在真空中的传播速度，引力常量，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，忽略相对论效应及量子效应，试估算该黑洞最大半径的数量级为（　　）
A． B． C． D．
8．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
9．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．
10．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
11．如图所示，A为地球赤道表面上的物体，B为地球赤道平面内的圆轨道卫星，C为地球同步卫星。已知卫星B、C的轨道半径之比为1：3，下列说法正确的是（　　）
A．卫星B的向心加速度大于物体A的向心加速度 B．卫星B的向心力大于卫星C的向心力
C．卫星B、C的线速度大小之比为3：1 D．卫星B、C的运行周期之比为1：9
二、填空题
12．著名物理学家____________利用丹麦天文学家____________遗留的大量天文观测资料发现，天体运动的轨迹不是圆，而是椭圆，且发表了天体运动的三大定律。科学巨匠____________正是在上述科学家的发现基础上，发现了________________________。
13．木星的卫星之一叫艾奥，它上面的珞珈火山喷出的岩块初速度为v0时，上升的最大高度可达h。已知艾奥的半径为R，引力常量为G，忽略艾奥的自转及岩块运动过程中受到稀薄气体的阻力。则艾奥表面的重力加速度大小g=______；艾奥的质量M=_____；艾奥的第一宇宙速度v=______。
14．一物体在地球表面重16N，它在以 的加速度加速上升的火箭中的视重为9N，（已知地球表面的重力加速度是10m/s2），则此时火箭离地面的距离为地球半径的______倍。
15．两行星A和B是两个均匀球体，行星A的卫星a沿圆轨道运行的周期为；行星B的卫星b沿圆轨道运行的周期为。设两卫星均为各自中心星体的近地卫星，而且，行星A和行星B的半径之比为，两行星的质量之比MA：MB =_____，则行星A和行星B的密度之比＝_____，行星表面的重力加速度之比＝_____。
三、解答题
16．人类一直梦想登上月球，将月球作为人类的第二个家园．现根据观测已知月球的质量为M，半径为R，万有引力常量为G．请你结合以上数据求月球的第一宇宙速度v．
17．2010年10月1日18点59分57秒我国发射了嫦娥二号探月卫星，如图所示，其中A为嫦娥二号卫星，它绕月球O运行的轨道可近似看作圆。嫦娥二号卫星运行的轨道半径为r，月球的质量为M。已知万有引力常量为G。求：
（1）嫦娥二号卫星做匀速圆周运动的向心加速度大小；
（2）嫦娥二号卫星绕月运行的周期；
（3）嫦娥二号卫星绕月运行的线速度大小。
18．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）
19．上九天揽月，登月表取壤，嫦娥五号完成了中国探月的一大壮举。2020年12月2日，嫦娥五号在月球上采集月壤样品并封装，由上升器送入预定环月轨道．如果携带已封装月壤的上升器离开月球表面的一段运动过程中，在竖直方向上先加速上升，后减速上升，其图像如图所示。已知月球质量约为地球的，月球表面重力加速度约为地球表面的，求：
(1)月球与地球的半径之比（结果可保留根号）；
(2)加速及减速过程中，封装装置对月壤样品的作用力大小之差。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．C
4．B
5．D
6．B
7．B
8．A
9．C
10．A
11．A
12． 开普勒 第谷 牛顿 万有引力
13．
14．3
15． 2∶1 16∶1 8∶1
16．
17．(1) ； (2) ； (3)
18．（1）；（2）；（3）
19．(1)；(2)
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页