第三章 万有引力定律 单元检测（Word版含答案）

第三章《万有引力定律》单元检测-2021-2022学年高一下学期物理粤教版（2019）必修第二册
一、单选题
1．下列说法正确的是（　　）
A．能量是守恒的，所以节约能量毫无意义
B．牛顿运动定律不适用于高速条件下的研究
C．同步卫星可以定位到北京上空
D．做离心运动的物体是因为受到了离心力的作用
2．在未来几年，科学家计划借助遥控太空套索，把其中一颗小卫星送入月球轨道，此后小卫星不受太空套索的作用。如果被拖入月球轨道的小卫星绕月球做匀速圆周运动，运行周期为T。已知月球的半径为R，引力常量为G，月球的密度为p，则由此可计算出（　　）
A．小卫星的质量
B．小卫星的密度
C．小卫星绕月球运行的轨道半径
D．小卫星绕月球运行时所受到的万有引力
3．地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，引力常量为G，可以估算出地球的平均密度为（　　）
A． B． C． D．
4．用国际单位制的基本单位表示万有引力常量的单位，下列符合要求的是（　　）
A．N·m/kg2 B．m3.s2/kg C．N·m2/kg2 D．m3/（kg·s2）
5．设想从山上水平抛出一块石头（如图所示），由于重力的作用，石头会沿着弯曲的路径落到地上，并且石头的抛出速度越大，石头飞行的距离越远。由此推想，当石头抛出的速度足够大时，它将绕地球做圆周运动而不再落向地面，成为人造地球卫星。则这个足够大的速度是（ ）
A． B． C． D．
6．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． ；
7．我国2021年4月29日在海南文昌用长征五号B遥二运载火箭成功将空间站“天和核心舱”送入离地高约450km的预定圆轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开，后续的天舟货运飞船、神舟载人飞船以及“问天”“巡天”实验舱也将相继与核心舱对接，预计到2022年11月正式完成中国空间站的建设。关于火箭发射以及空间站的组合、对接，下列说法正确的是（　　）
A．火箭发射升空过程中，发动机喷出的燃气推动空气，空气推动火箭上升
B．相同的条件下，火箭发射点选择在海南文昌比四川西昌更能节省燃料
C．飞船要和在轨的“核心舱”对接，通常是将飞船发射到和“核心舱”同一的轨道上，然后使飞船加速实现对接“核心舱”
D．未来在空间站中工作的航天员因为不受地球引力，所以处于完全失重状态
8．2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心点火升空，成功入轨！北斗三号导航系统主要由三种卫星组成：地球同步静止轨道卫星（图中a）、倾斜轨道地球同步卫星（图中b）、中圆轨道卫星（图中c），b的周期与地球自转周期相同、轨道平面与地球赤道平面有一定的夹角，c的轨道半径是a的轨道半径的 k倍，地球的自转周期为T。若卫星都在圆轨道上运行，下列判断正确的是（　　）
A．卫星a和卫星c加速度之比为
B．卫星a和卫星c角速度之比为
C．卫星a和卫星b轨道半径不同
D．卫星a与卫星b所受的向心力大小相等
9．近年来我国的火星探测工程和探月工程都取得了巨大进展。已知火星和月球的半径分别为R1和R2，质量分别为M1和M2，表面重力加速度分别为g1和g2，第一宇宙速度分别为v1和v2，其对应的轨道周期分别为T1和T2，则（　　）
A． B． C． D．
10．如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。则下列关系正确的是（　　）
A．物体A随地球自转的角速度小于卫星B的角速度
B．卫星B的线速度小于卫星C的线速度
C．物体A随地球自转的向心加速度大于卫星C的向心加速度
D．物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期
11．中国的“天问一号”火星探测器于2020年7月23日成功发射，目前已经成功环绕火星，成为我国第一颗人造火星卫星。已知火星与地球绕太阳公转的轨道半径之比为3：2，火星与地球的质量之比为1：10，火星与地球的半径之比为1：2，则下列说法正确的是（　　）
A．火星绕太阳公转的向心加速度比地球大
B．在火星表面以发射的物体可在火星表面绕火星做匀速圆周运动
C．火星与地球绕太阳的动能之比为1：15
D．地球和太阳的连线与火星和太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等
二、填空题
12．两颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，运行线速度之比是v1：v2=1：2，它们运行的轨道半径之比为_____；所在位置的重力加速度之比为_____．
13．宇宙中有质量分别为、的甲、乙两颗恒星，甲、乙之间的距离为L，它们离其它天体十分遥远不受其它天体的作用，它们绕连线上一点O以相同的角速度做匀速圆周运动，万有引力常量为G，则
(1)甲的轨道半径r1=______；
(2)它们的运转周期T=______。
14．两行星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＝_____。
15．地球的质量为M，半径为R，自转的角速度为ω，万有引力常量为G。用上述物理量，则地球表面重力加速度大小为_____，地球同步卫星离地球表面的高度为_____。
三、解答题
16．宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处．(取地球表面重力加速度g＝10 m/s2，空气阻力不计),求该星球表面附近的重力加速度g′.
17．一个质量均匀分布的球体，半径为2r，在其内部挖去一个半径为r的球形空穴，其表面与球面相切，如图所示。已知挖去小球的质量为m，在球心和空穴中心连线上，距球心d＝6r处有一质量为m2的质点，求：
(1)被挖去的小球挖去前对m2的万有引力为多大？
(2)剩余部分对m2的万有引力为多大？
18．假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星，在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略），经过时间t落到地面。已知该行星半径为R，自转周期为T，引力常量为G，求：
（1）该行星的平均密度ρ；
（2）该行星的第一宇宙速度v；
（3）如果该行星有一颗同步卫星，其距行星表面的高度H为多少？
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。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
2．C
3．A
4．D
5．A
6．A
7．B
8．B
9．C
10．A
11．C
12． 4：1 1：16
13．
14． 2∶1 16∶1 8∶1
15．
16．2m/s2
17．(1)G；(2)G
18．（1）；（2）；（3） - R
19．（1）；（2）
答案第1页，共2页
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