第三章万有引力定律单元练习题 （word版含答案）

1242060010706100第三章《万有引力定律》练习题-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．已知地球同步卫星到地球中心的距离为4.24×107m，地球自转的角速度为7.29×10－5rad/s，地面的重力加速度为9.8m/s2，月球到地球中心的距离为3.84×108m，假设地球上有一棵苹果树笔直长到了接近月球那么高，则当苹果脱离苹果树后，将（　　）
A．沿着树干落向地面
B．将远离地球，飞向宇宙
C．成为地球的“苹果月亮”
D．成为地球的同步“苹果卫星”
2．新京报2021年2月10日晚报道：经历200余天的飞行，跋涉4.75亿千米，在距离火星400千米处成功的一脚刹车，中国自主研发的火星探测器“天问一号”顺利进入火星轨道。与地球相比，火星半径约为地球的一半，质量约为地球的false，公转半径约为地球的1.5倍，下列说法正确的是（　　）
A．火星绕太阳公转的线速度约为地球绕太阳公转线速度的1.5倍
B．火星绕太阳运行的公转周期约为地球绕太阳公转周期的1.8倍
C．火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的2倍
D．火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的false
3．假设在遥远的太空有一个星球适合人类居住，质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的false，在地球上一个人能竖直跳起离地面h的高度，则在此星球以相同速度竖直向上能跳起的高度为（　　）
A．16h B．false h C．8h D．false h
4．许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列说法正确的是（　　）
A．托勒密提出日心说，认为太阳是宇宙的中心，所有的行星绕太阳做圆周运动
B．第谷发现了行星沿椭圆轨道运行的规律
C．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了万有引力常量
D．开普勒提出所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，运动方向为轨迹上某一点切线方向不一定与它和太阳的连线垂直
5．2021年4月，我国自主研发的空间站（天和核心舱）成功发射并入轨运行，天和核心舱在离地面约false高度处绕地球转动，轨道近似为圆轨道。2021年6月，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，三名航天员顺利进驻天和核心舱。2021年9月，神舟十二号载人飞船与天和核心舱成功实施分离后返回地球。关于神州十二号载人飞船，下列说法中正确的是（　　）
A．飞船在发射升空的过程中，飞船始终处于完全失重状态
B．飞船在较低轨道通过向前方喷气后才能与天和核心舱完成交会对接
C．飞船在较低轨道通过向后方喷气后才能与天和核心舱完成交会对接
D．飞船与天和核心舱成功实施分离后返回地球的过程中，飞船始终处于超重状态
6．天文爱好者小郭在10月29日通过卫星过境的GoSatWatch获得天和空间站过境运行轨迹（如图甲），通过微信小程序“简单夜空”，点击“中国空间站过境查询”，获得中国天和空间站过境连续两次最佳观察时间信息（如图乙，11月2日开始时间17:50:08和11月3日开始时间18:28:40），这两次连续过境中空间站绕地球共转过16圈，但因白天天空太亮或夜晚空间站处在地球阴影中而造成观察时机不佳。地球自转周期为24h，不考虑空间站轨道修正，由以上信息可得同步卫星的轨道半径是天和空间站的轨道半径的（　　）
A．3.6倍 B．6.3倍 C．9.6倍 D．12倍
7．P1、P2为相距遥远的两颗半径相同的行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动。图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们左端点的横坐标相同。则（　　）
A．P1的质量比P2的大
B．s1的向心力比s2的大
C．s1的公转周期比s2的大
D．P1的“第一宇宙速度”比P2的小
8．2021年5月15日，中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。如果着陆器着陆前近火星做匀速圆周运动绕行的周期约为101分钟，已知地球的平均密度约为false，地球近地卫星的周期约为85分钟，则火星的平均密度约为（　　）
A．false B．false
C．false D．false
9．嫦娥五号探测器将由长征五号运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空。如果嫦娥五号经过若干次轨道调整后，先在距离月球表面h的高度处绕月球做匀速圆周运动，然后开启反冲发动机，嫦娥五号着陆器暂时处于悬停状态，最后实现软着陆，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球。月球的半径为R且小于地球的半径，月球表面的重力加速度为g0且小于地球表面的重力加速度，引力常量为G，不考虑月球的自转，则下列说法正确的是（　　）
A．嫦娥五号探测器绕月球做匀速圆周运动的速度可能大于地球的第一宇宙速度
B．月球的平均密度ρ＝false
C．嫦娥五号探测器在绕月球做匀速圆周运动的t时间内，绕月球运转圈数n＝false
D．根据题给数据可求出月球的第二宇宙速度
10．北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，如图所示。若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力。以下判断正确的是（　　）
A．两颗卫星的角速度相同，它们之间的距离为false
B．两颗卫星所受的向心力大小一定相等
C．卫星1由位置A运动到位置B所需的时间可能为false
D．如果要使卫星2追上卫星1，一定要使卫星2加速
11．2021年7月我国成功将全球首颗民用晨昏轨道气象卫星——“风云三号05星”送入预定圆轨道，轨道周期约为1.7h，被命名为“黎明星”，使我国成为国际上唯一同时拥有晨昏、上午、下午三条轨道气象卫星组网观测能力的国家，如图所示。某时刻“黎明星”正好经过赤道上P城市正上方，则下列说法正确的是（　　）
A．“黎明星”做匀速圆周运动的速度大于7.9km/s
B．同步卫星的轨道半径约为“黎明星”的10倍
C．该时刻后“黎明星”经过1.7h能经过P城市正上方
D．该时刻后“黎明星”经过17天能经过P城市正上方
二、填空题
12．西昌卫星发射中心的火箭发射架上，有一待发射的卫星，它随地球自转的线速度为v1，周期为T1；发射升空后在近地轨道上做匀速圆周运动，线速度为v2、周期为T2；实施变轨后，使其在同步卫星轨道上做匀速圆周运动，线速度为v3、周期为T3．则v1、v2、v3的大小关系是________；T1、T2、T3的大小关系是________（用“＞”或“=”连接）
13．2020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___________。
14．宇宙中有质量分别为false、false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false不受其它天体的作用false，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=______。
15．我国于2020年11月24日发射的嫦娥五号探测器成功实施无人月面取样返回。已知地球表面的重力加速度大小为false、半径为false、第一宇宙速度为false；月球表面的重力加速度大小为false、半径为false、月球探测器近月环绕速度为false，则false与false之比为__________。
三、解答题
16．2020年7月23日。长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场。将“天问一号”火星探测器送送入预定轨道。在地火转移轨道飞行7个月后。“天问一号”进入环火轨道，对火星进行探测。如若“天问一号”，绕火星运行的轨道半径可视为半径为r圆轨道，火星的质量为M。求
（1）“天问一号”绕火星运行的速度多大？
（2）“天问一号”绕火星运行的周期多大？
17．已知太阳质量false，地球质量false，太阳和地球间的平均距离false，则太阳和地球间的万有引力有多大？已知拉断截面积false的钢棒需施力false，那么太阳吸引地球的力可以拉断截面积多大的钢棒？
参考答案：
1．B
2．B
3．B
4．D
5．C
6．B
7．A
8．A
9．B
10．C
11．D
12．???? v2＞v3＞v1???? T1=T3＞T2
13．???? false???? 5:2???? 5:2
14．???? false???? false
15．false
16．(1) false； (2)false
17．3.5×1022N，5.2false1013m2