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
1．2017年9月25日，微信启动页“变脸”：由此前美国卫星拍摄地球的静态图换成了我国“风云四号”卫星拍摄地球的动态图，如图所示。“风云四号”是一颗地球同步卫星，关于“风云四号”，下列说法正确的是（　　）
A．为了北京冬奥会通信畅通，可以把该卫星定位在北京正上空
B．发射速度应大于第二宇宙速度
C．运行速度小于天宫二号轨道舱（距地高度约400km）的运行速度
D．加速度大于天宫二号轨道舱（距地高度约400km）的加速度
2．伽利略开创了实验研究和逻辑推理相结合探索物理规律的科学方法，利用这种方法伽利略发现的规律有（　　）
A．力不是维持物体运动的原因
B．物体之间普遍存在相互吸引力
C．即使忽略空气阻力，重物比轻物下落得快
D．物体间的相互作用力总是大小相等，方向相反
3．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
4．在人类对行星运动规律的认识过程，开普勒作出了划时代的贡献。对开普勒行星运动定律的理解，下列说法中正确的是（　　）
A．牛顿发现万有引力定律后，开普勒整理牛顿的观测数据，发现了行星运动规律
B．此定律不仅适用于行星绕太阳运动，也适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动
C．由开普勒第三定律，月亮围绕地球运动的值与人造卫星围绕地球运动的不相同
D．行星绕太阳做椭圆轨道运动时，线速度方向时刻在变，但大小始终不变
5．在万有引力定律理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献，关于科学家和他们的贡献，下列说法中正确的是（　　）
A．开普勒在研究行星运动规律的基础上提出了万有引力定律
B．牛顿发现了万有引力定律，由万有引力定律可算出地球的质量，所以牛顿称出地球质量
C．开普勒通过研究第谷行星观测记录，得出在相等时间内，地球与太阳的连线和火星与太阳的连线扫过的面积相等的结论
D．牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识
6．2018 年 6 月 5 日，我国在西昌卫星发射中心成功发射“风云二号H星”。假设该卫星质量为 m，在离地面高度为 h 的轨道上绕 地球做匀速圆周运动。已知地球质量为M，半径为 R，引力常量为 G，则地球对卫星的万有引力大小为（　　）
A．G B．G
C．G D．G
7．下列说法正确的是（ ）
A．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式，这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的
B．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式 ，这个关系式实际上是牛顿第二定律，是可以在实验室中得到验证的
C．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式 ，这个关系式实际上是匀速圆周运动的速度定义式
D．在探究太阳对行星的引力规律时，使用的三个公式，都是可以在实验室中得到证明的
8．2020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
9．2021年4月29日11时23分，长征五号B运载火箭搭载着“天和号”核心舱在海南文昌航天发射中心顺利升空，预计在2023年，中国将建成常驻载人空间站。若“天和号”核心舱绕地球做匀速圆周运动，周期为T，离地高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G，则（　　）
A．“天和号”核心舱的运行速度为
B．地球的质量为
C．地球的第一宇宙速度为
D．地球表面的重力加速度为
10．若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，已知其周期为T，引力常量为G，那么该行星的平均密度为（　　）
A． B． C． D．
11．在浩瀚的天空，有成千上万颗的人造天体一直在运行。为研究某未知天体，人类发射了一颗探测器围绕该天体做圆周运动，如图所示。若测得该天体相对探测器的张角为θ，探测器绕该天体运动的周期为T，引力常量为G，则该天体的密度为（　　）
A． B．
C． D．
12．春分时，当太阳光直射地球赤道时，某天文爱好者在地球表面上某处用天文望远镜恰好观测到其正上方有一颗被太阳光照射的地球同步卫星。下列关于在日落后的12小时内，该观察者看不见此卫星的时间的判断正确的是（已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，地球自转角速度为ω，不考虑大气对光的折射）（　　）
A． B．
C． D．
二、填空题
13．2020年12月3日，嫦娥五号上升器成功从月球表面发射，这是我国首次实现地外天体起飞。已知地球半径为月球半径的k倍，地球表面的重力加速度是月球表面重力加速度的n倍，忽略天体自转的影响，则地球第一宇宙速度与月球第一宇宙速度的比值为_______
14．木星到太阳的距离约等于地球到太阳距离的5.2倍．已知地球在轨道上的公转速度为，则木星在轨道上的速度等于_________。
15．2020年，我国将首次发射火星探测器并在火星着陆，这将是我国航天事业的又一大突破。已知地球与火星的质量之比约为10:1，半径之比约为2:1，设甲乙两卫星分别在地球和火星表面做匀速圆周运动，则地球与火星的第一宇宙之比为_______；地球与火星表面的自由落体加速度之比为______；甲乙两卫星的向心加速度之比为___________。
三、解答题
16．一颗人造卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行，已知地球的第一宇宙速度为v1=7.9km/s，g取9.8m/s2，这颗卫星运行的线速度为多大
17．发射地球同步卫星时，先将卫星发射到距地面高度为h1的近地圆形轨道上，在卫星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道，最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将卫星送入同步轨道，如图所示。已知同步卫星的运动周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响。求：
(1)卫星在近地点A的加速度大小；
(2)远地点B距地面的高度。
18．宇宙中存在由质量相等的四颗星组成的四星系统，四星系统离其他恒星较远，通常可忽略其他星体对四星系统的引力作用。已观测到稳定的四星系统存在两种基本的构成形式：一种是四颗星稳定地分布在边长为L的正方形的四个顶点上，均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动；另一种形式是有三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，而第四颗星刚好位于三角形的中心不动。已知每个星体的质量均为m，引力常量为G。试求：
(1)第一种形式下，星体运动的线速度；
(2)第一种形式下，星体运动的周期；
(3)假设两种形式星体的运行周期相同，求第二种形式下星体运动的轨道半径。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．A
3．D
4．B
5．D
6．D
7．B
8．A
9．D
10．A
11．A
12．C
13．
14．13
15． 5:2 5:2
16．5.6km/s
17．(1)；(2)
18．(1)；(2)；(3)r=
答案第1页，共2页
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