第三章 万有引力定律 测试题（word版含答案）

第三章《万有引力定律》测试题2021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．2021年4月29日，中国空间站“天和”核心舱发射升空，准确进入预定轨道。核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆形轨道，轨道半径约为6800km，核心舱绕地球飞行的速度约为7.7km/s。进入圆形轨道后，核心舱绕地球一周所需时间约为（　　）
A．0.5h B．1.5h C．2.5h D．3.5h
2．同步卫星相对地而静止不动，犹如悬挂在天空中，下列说法错误的是（　　）
A．同步卫星处于平衡状态 B．同步卫星的角速度是不变的
C．同步卫星的高度是一定的 D．同步卫星的周期是不变的
3．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度增大为原来的2倍，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（　　）
A．向心加速度大小之比为1∶4
B．轨道半径之比为4∶1
C．周期之比为4∶1
D．角速度之比为1∶2
4．2021年的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点火升空，并于6时56分完成载人飞船与空间站组合体的自主快速交会对接，这次我们的三名宇航员将在太空中驻扎半年之久。已知空间站在距离地球约的高度，每90分钟绕地球一圈，1天之内将经历16次日出日落。下列说法正确的是（　　）
A．知道空间站的周期、轨道高度和引力常量G，可求出空间站质量
B．仅知道空间站的周期、轨道半径和引力常量G，可求出地球的质量
C．空间站的运行角速度小于地球同步卫星运行的角速度
D．空间站内宇航员处于完全失重状态，地球对空间站内的宇航员没有引力作用
5．2021年，某杂志上的一篇文章中描述了一颗质量达到木星级别的气态行星，绕银河系内的一顆白矮星做匀速圆周运动。已知地球绕太阳微圆周运动的轨道半径为r，若该白矮星的质量约为太阳的一半，气态行星绕白矮星做圆周运动的轨道半径约为3r。取1年，，，则可估算出该气态行星的角速度约为（　　）
A． B． C． D．
6．下图是天问一号运行轨迹示意图，a、b是绕火星的椭圆轨道，c是绕火星的“近地”圆轨道，其搭载的“祝融号”火星车于2021年5月成功登陆火星表面，已知火星半径约为地球的，质量约为地球的，则以下说法正确的是（　　）
A．“天问一号”在c轨道上运行速率大于
B．“天问一号”在绕火星的a、b、c轨道上运行的周期关系为
C．“祝融号”火星车在地球表面所受的重力小于在火星表面所受的重力
D．火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
7．2017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
8．2021年5月22日，中国首辆火星车“祝融号”已安全驶离着陆平台，到达火星表面（如图），开始巡视探测。已知“祝融号”在地球表面所受万有引力大小是在火星表面的a倍，地球的第一宇宙速度是火星的b倍。假设地球和火星均为质量分布均匀的球体，不考虑地球和火星的自转，则地球与火星密度的比值为（　　）
A． B． C． D．
9．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
10．2021年10月16日，“神舟十三号”飞船成功发射，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，并与“天和”核心舱顺利对接，如图所示。假设对接前它们在离地面高约为400km的同一轨道上一前一后绕地球做匀速圆周运动，则此时“神舟十三号”与“天和”核心舱（　　）
A．均处于平衡状态
B．向心加速度均小于9.8m/s2
C．运行周期均大于24h
D．“神舟十三号”若点火加速可以追上前面的“天和”核心舱
11．如图，质量相等的两颗地球卫星A、B，沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动，已知轨道半径，则它们运动的周期与和动能与大小关系分别为（　　）
A． ； B． ；
C． ； D． ；
12．三体问题是天体力学中的基本模型，即探究三个质量、初始位置和初始速度都任意的可视为质点的天体，在相互之间万有引力的作用下的运动规律。三体问题同时也是一个著名的数学难题，1772年，拉格朗日在“平面限制性三体问题”条件下找到了5个特解，它就是著名的拉格朗日点。在该点上，小天体在两个大天体的引力作用下能基本保持相对静止。如图是日地系统的5个拉格朗日点（L1、L2、L3、L4、L5），设想未来人类在这五个点上都建立了太空站，若不考虑其它天体对太空站的引力，则下列说法正确的是（　　）
A．位于L1点的太空站处于受力平衡状态
B．位于L2点的太空站的线速度小于地球的线速度
C．位于L3点的太空站的向心加速度大于位于L1点的太空站的向心加速度
D．位于L4点的太空站向心力大小一定等于位于L5点的太空站向心力大小
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．如图所示，a是地球赤道上的物体，b是近地气象卫星，c是地球同步卫星，设它们都绕地心做匀速圆周运动，请写出a、b、c的运行的速度va、vb、vc；向心加速度aa、ab、ac，的大小关系。
（1）运行的速度∶___________；
（2）向心加速度∶___________。
15．2018年11月19日，我国圆满完成北斗全球卫星导航系统（BDS）的基本系统的组网部署。BDS需要几十颗导航卫星，其中中圆地球轨道卫星距地面高度约为2.2×104km，地球同步轨道卫星距地面高度约为3.6×104km，它们都绕地球做近似的匀速圆周运动，则相比地球同步轨道卫星，中圆轨道卫星的周期________，加速度_______，线速度_______，角速度_______。
16．某星球的质量约为地球质量的9倍，半径约为地球的。若从地球上高处平抛一物体，射程为60m，则在该星球上从同样的高度，以同样的初速度平抛该物体，其射程为___m。（忽略星球及地球的自转）
17．地球的同步卫星线速度为、周期为、向心加速度为，地球近地卫星的线速度为、周期为、向心加速度为。则______（填“>”，“<”或“=”）；______（填“>”，“<”或“=”）；______（填“>”，“<”或“=”）．
三、解答题
18．北京时间2019年4月10日21时，由全球200多位科学家合作得到的人类首张黑洞照片面世，引起众多天文爱好者的兴趣。同学们在查阅相关资料后知道：①黑洞具有非常强的引力，即使以3×108m/s的速度传播的光也不能从它的表面逃逸出去。②地球的逃逸速度是第一宇宙速度的倍，这个关系对于其他天体也是正确的。③地球质量me= 6.0×1024kg，引力常量G= 6.67×10-11N m2 /kg2请你根据以上信息，利用高中学过的知识，通过计算求出：假如地球变为黑洞，在质量不变的情况下，地球半径的最大值（结果保留一位有效数字）（注意：解题过程中需要用到、但题目没有给出的物理量，要在解题时做必要的说明）
19．（1）已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，月球绕地球运动的周期为T，且把月球绕地球的运动近似看作匀速圆周运动，忽略地球的自转。试求出月球绕地球运动的轨道半径r；
（2）若某位宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t小球落回抛出点。已知月球半径为R月，引力常量为G，忽略月球的自转。试求出月球的质量m月。
20．如果知道地球绕太阳的公转周期T和它与太阳的距离r，能求出太阳的质量吗？若要求太阳的密度，还需要哪些量？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．A
3．B
4．B
5．C
6．B
7．C
8．A
9．D
10．B
11．A
12．C
13．
14． vb>vc >va ab>ac >aa
15． 小； 大； 大； 大
16．5
17． < > <
18．9×10-3m
19．（1）；（2）
20．能；还需要知道太阳的半径
答案第1页，共2页
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