第三章 万有引力定律 练习题（word版含答案）

第三章《万有引力定律》练习题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．关于第一宇宙速度，下面说法正确的是（　　）
A．它是能成为人造卫星的最小发射速度
B．它是人造卫星绕地球做圆周运动的最小速度
C．它是人造卫星在椭圆轨道上运行到近地点时的速度
D．它是人造卫星在椭圆轨道上运行到远地点时的速度
2．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
3．中国航天带给了我们太多的惊喜与感动。2021年，“天问一号”登火、“羲和”探日、“神州十三号”载人飞船成功升空，没有什么可以阻挡中国探索宇宙的脚步。假设火星与地球质量均匀分布，其比值,“天问一号”绕火星和“神州十三号”载人飞船绕地球做圆周运动的周期之比，则天问一号”与“神州十三号”的轨道半径之比为（　　）
A．ab2 B． C． D．
4．2021年10月16日0点23分，成功发射的神舟十三号载人飞船进人轨道I运行。之后与在高度为400km的轨道Ⅱ上运行的“天和”核心舱成功对接（M点为对接点），航天员进入核心舱开始工作。已知地球半径为6400km，地球表面重力加速度为g。则下列说法中正确的是（　　）
A．对接前，飞船在M点的加速度与“天和”核心舱在M点的加速度相等
B．对接前，飞船在N点与M点加速度的大小相等
C．进入核心舱后，质量为m的航天员对核心舱的压力为
D．核心舱内，三位航天员之间不存在相互作用的万有引力
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
6．2017年6月19日长征三号火箭发射同步卫星中星9A时出现异常，卫星没有进入预定的静止轨道。通过我国研究人员的努力，经过10次轨道调整，终于在7月5日将中星9A卫星成功定点于东经101.4°的静止轨道，完成“太空自救”。如图所示是卫星自救过程的简化示意图，近地轨道和静止轨道是圆轨道，异常轨道和转移轨道是椭圆轨道，P、Q、S三点与地球中心共线，P、Q两点是转移轨道的远地点和近地点，近似认为P、Q间的距离为地球半径R的8倍，则下列说法正确的是（　　）
A．静止轨道与地球赤道平面可以不重合
B．卫星在静止轨道上经过S点与在转移轨道上经过P点的加速度相同
C．卫星在异常轨道上经过Q点速率大于在静止轨道上经过S点的速率
D．卫星在近地轨道上的周期与在转移轨道上的周期之比约为1∶4
7．北京时间2021年10月16日，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成交会对接，3名宇航员顺利进入“天和”核心舱。飞船发射并实现对接的过程可简化为下图所示，轨道I为近地圆轨道，II是绕地球运行的椭圆轨道，III是空间站绕地球运行的圆轨道。A、B分别为椭圆轨道II的远地点和近地点，已知A、B之间的距离为2L，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．飞船在轨道II上运行时，经过A点时的机械能大于B点的机械能
B．飞船从轨道II变轨到轨道III时，需要减速
C．空间站的运行周期为
D．飞船在轨道I和轨道II上运行的速度比
8．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，称为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示，，则（　　）
A．星球A受到的引力一定大于星球B受到的引力
B．星球A的向心加速度一定小于星球B的向心加速度
C．星球A的角速度一定大于星球B的角速度
D．星球A的质量一定小于星球B的质量
9．天文学家在宝瓶座NGC 7727星系中发现一个迄今为止离地球最近的超大质量双黑洞系统（可看成双星系统），在这个双黑洞系统中，黑洞甲的质量是太阳质量的1.54亿倍，黑洞乙的质量是太阳质量的630万倍。2.5亿年后，这两个黑洞最终将合并成为一个质量更大的超大质量黑洞。不考虑其他星体的影响，以下说法正确的是（　　）
A．甲、乙所受万有引力之比为154：63
B．甲、乙做圆周运动的半径之比154：63
C．若两黑洞的总质量不变，该双黑洞系统运行周期会随甲、乙间距减小而减小
D．若两黑洞间存在质量转移但总质量不变，两黑洞的动能均随甲、乙间距减小而增大
10．据国家航天局消息，2021年11月8日，“天问一号”火星环绕器成功实施第五次近火制动，准确进入遥感使命轨道，开展火星全球遥感探测。综合考虑环绕器全球遥感探测、火星车中继通信需求，工程研制团队优化了轨道设计，确定了周期约7.08小时的遥感轨道方案。假设“天问一号”环绕器绕火星做匀速圆周运动，已知火星质量为地球质量的。“天问一号”环绕器绕火星运动的线速度与地球同步卫星绕地球运动的线速度的比值约为（ ）
A． B． C． D．
11．地球表面上两极的重力加速度约为，而赤道上的重力加速度约为，即赤道上的重力加速度比两极的重力加速度小约，赤道上有一观察者，日落后，他用天文望远镜观察被太阳光照射的地球同步卫星，他在一天的时间内看不到此卫星的时间为t，若将地球看成球体，且地球的质量分布均匀，半径约为，取，，则通过以上数据估算可得（　　）
A．同步卫星的高度约为
B．同步卫星的高度约为
C．看不到同步卫星的时间与看得到卫星的时间之比约为1:17
D．看不到同步卫星的时间与看得到卫星的时间之比约为2:17
二、填空题
12．牛顿曾设想，从高山上水平抛出的物体，速度一次比一次大，落地点就一次比一次远。如果抛出速度足够大，物体就将绕地球运动，成为人造地球卫星。设地球的质量为M，物体到地心的距离为r，引力常量为G，则当抛出物体的速度增大到________时，物体将绕地球运动。如果这个物体成为了人造地球卫星，则它运动的周期为________。
13．如图所示，人造卫星A、B在同一平面内绕地球做匀速圆周运动。则卫星A的线速度_______卫星B的线速度，卫星A的加速度______卫星B的加速度，卫星A的周期_______卫星B的周期（选填“大于”、“小于”或“等于”）。
14．月球质量是地球质量的，月球半径是地球半径的，人造地球卫星的第一宇宙速度为。“嫦娥”月球探测器进入月球的近月轨道绕月飞行，在月球表面附近运行时的速度大小为___________；若在月球上，距月球表面56m高处，有一个质量为20kg的物体自由下落，它落到月球表面的时间为___________s
三、解答题
15．宇宙中存在着各种各样的天体。地球与太阳之间的距离为r，地球做匀速圆周运动的周期为T。某中子星的质量大约与太阳的质量相等，但半径比太阳小很多，设半径为R。
（1）求该中子星表面的自由落体加速度g；
（2）一小卫星贴近该中子星表面做圆周运动，求该卫星的速度v。
16．两个质量分别是m1、m2的人造地球卫星，分别绕地球做匀速圆周运动，若它们的轨道半径分别是R1和R2，则它们的运行周期之比是多少
17．木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中三颗卫星的周期之比为1∶2∶4。小华同学打算根据万有引力的知识计算木卫二绕木星运动的周期，她收集到了如下一些数据。
木卫二的数据：质量、绕木星做匀速圆周运动的轨道半径m。
木星的数据：质量、半径m、自转周期9.8h。
但她不知道应该怎样做，请你帮助她完成木卫二运动周期的计算。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．B
3．C
4．A
5．D
6．C
7．C
8．D
9．C
10．C
11．C
12．
13． 小于 小于 大于
14． 1.7 7.9
15．（1）；（2）
16．
17．
答案第1页，共2页
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