第三章《万有引力定律》综合训练（Word版含答案）

第三章《万有引力定律》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．宇宙飞船正在离地面高H2R地的轨道上做匀速圆周运动，R地为地球的半径，飞船内一弹簧秤下悬挂一质量为m的重物，g为地球表面处重力加速度，则下列说法正确的是（ ）
A．物体受力平衡 B．弹簧秤的示数为零
C．弹簧秤的示数为 D．物体受到的重力为
2．如图，S1、S2、S3为火星与太阳连线在相等时间内扫过的任意三个面积，由开普勒行星运动定律可知（　　）
A．S1C．S1=S23．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．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，称之为双星系统。设某双星系统绕其连线上的点做匀速圆周运动，如图所示。若，则（　　）
A．星球A的向心力大于的向心力
B．星球A的线速度大于的线速度
C．星球A的质量小于的质量
D．双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大
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．火星表面特征非常接近地球适合人类居住，近期，我国宇航员王跃正与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动。已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，自转周期也基本相同。地球表面重力加速度是，若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是，在忽略自转影响的条件下，下述分析不正确的是（　 ）
A．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是
B．火星表面的重力加速度是
C．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍
D．王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的倍
7．2021年2月24日6时29分，我国首次火星探测任务天问一号探测器成功实施第三次近火制动，进入火星停泊轨道（如图所示的椭圆轨道）。若火星可视为半径为R的质量均匀分布球体，轨道的近火点P离火星表面的距离为L1，远火点Q离火星表面的距离为L2，已知探测器在轨道上运行的周期为T，L1+L2≈18R，万有引力常量为G。则火星的密度约为（　　）
A． B． C． D．
8．下列说法正确的是（ ）
A．伽利略发现了万有引力定律，并测得了引力常量
B．根据表达式可知，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
C．在由开普勒第三定律得出的表达式中，k是一个与中心天体有关的常量
D．两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
9．2021年10月16日0时23分，搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心按照预定时间精准点火发射，约582秒后，神舟十三号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，飞行乘组状态良好，发射取得圆满成功。10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与中国空间站组合体完成自主快速交会对接。根据题中信息，下列说法不正确的是（　　）
A．飞船应从低轨道追赶空间站，因为低轨道线速度大
B．飞船从低轨道追上空间站时，需要火箭短时加速实现变轨
C．飞船从低轨道切入空间站轨道时，需要减速，以避免超过空间站
D．飞船和空间站自主对接前已经绕地球运行约4圈
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．某卫星绕地球做匀速圆周运动，地球相对卫星的张角为，当卫星与地心连线扫过（弧度）的角度时，圆周运动通过的弧长为s，已知地球表面的重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　）。
A．地球半径为 B．卫星的向心加速度为
C．卫星的线速度为 D．卫星的角速度为
二、填空题
12．地球的质量为M、半径为R,万有引力常量为G,它对位于离地面高为处的质量为m的质点的万有引力大小为_________________,而它对位于地心的质量为m的质点的万有引力大小为__________________。
13．第一宇宙速度的数值为_____________ km/s，是发射人造地球卫星的最________（填“大”或“小”）速度。
14．两个物体的质量分别是和，它们相距为r时，它们之间的引力为F。则：
(1)把改为2，其他条件不变，则引力为_____________F；
(2)把r改为2r，其他条件不变，则引力为____________F。
15．一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，则行星运动的加速度为_________，恒星的质量为___________。
16．物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，其大小是_________。
17．国际空间站的轨道距地面319.6～346.9 km，中国天宫空间站的轨道距地面约400 km，若将这两个轨道近似视为圆轨道。设国际空间站和天宫空间站运行的周期分别为T1、T2，运行速率分别为v1、v2，则T1________T2、v1___________v2（均选填“大于”或“小于”）。
三、解答题
18．某一星球上，宇航员站在距离地面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：
（1）该星球表面的重力加速度g；
（2）该星球的第一宇宙速度；
（3）该星球的质量M．
19．宇航员驾驶宇宙飞船成功登上月球，他在月球表面做了一个实验：在停在月球表面的登陆舱内固定一倾角θ=30°的斜面，让一个小物体以速度v0由底端沿斜面向上运动，利用速度传感器得到其往返运动的v-t图像如图所示，图中t0已知。已知月球的半径为R，万有引力常量为G。不考虑月球自转的影响。求：
（1）月球表面的重力加速度大小g；
（2）月球的密度ρ；
（3）宇宙飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速度v1
20．设地球的第一宇宙速度为，某行星质量是地球质量的4倍，半径是地球半径的2倍，求该行星的第一宇宙速度。
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．B
2．D
3．C
4．D
5．D
6．D
7．A
8．C
9．C
10．B
11．D
12． 0
13． 7.9 小
14． 2
15．
16．7.9
17． 小于 大于
18．（1）；（2）；（3）
19．（1）；（2）；（3）
20．
21．(1)；(2)
答案第1页，共2页
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