人教版（2019）必修二7.2万有引力定律 同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）必修二7.2万有引力定律 同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.6MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-17 15:56:30 | ||
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文档简介
人教版（2019）必修二7.2万有引力定律 同步练习
一、单选题
1．我国相继成功发射的“实践卫星二十号”和“通信技术试验卫星五号”都属于地球静止轨道卫星，它们均绕地球做匀速圆周运动。则两颗卫星在轨运行的（ ）
A．线速度等于第－宇宙速度 B．动能一定相等
C．向心力大小一定相等 D．向心加速度大小一定相等
2．如图，2021年11月神州十三号宇航员从“天宫号”出舱完成相关的太空作业，已知“天宫号”空间站绕地球的运行可视为匀速圆周运动，周期约为，下列说法正确的是（ ）
A．宇航员出舱后处于平衡状态
B．宇航员出舱后处于超重状态
C．“天宫号”的角速度比地球同步卫星的小
D．“天宫号”的线速度比地球同步卫星的大
3．冥王星是太阳系中围绕太阳旋转的天体。它的赤道直径为2344km、表面积为1700万平方千米、质量为1.29×1022kg、平均密度为1.1g/cm3、表面重力加速度为0.6m/s2、自转周期为6天9小时17分，逃逸速度为1.22km/s,假设其绕太阳的运动可看成圆周运动。根据以上信息，下列说法正确的是（ ）
A．冥王星的自转周期比地球自转周期大
B．冥王星的公转线速度一定比地球的公转线速度大
C．冥王星上的物体至少应获得1.22km/s的速度才能成为它的卫星
D．可以估算出太阳的质量
4．如图所示，a、b是在圆轨道上运行的两颗人造地球卫星，下列关于这两颗卫星相关物理量的判断中正确的是（ ）
A．b的线速度比较大 B．a的角速度比较大
C．a的周期比较大 D．a受到的向心力比较大
5．关于地球同步卫星，以下说法：
①和地球公转具有相同的周期；
②只能在赤道的正上方；
③做匀速圆周运动，合外力为零；
④离地心的距离是一定值．
以上说法中正确的有（ ）
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
6．2019年9月23日，中国西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第47、48颗北斗导航卫星．两颗卫星均属于中圆地球轨道卫星，轨道半径为 m，是目前在建的中国北斗三号系统的组网卫星．已知地球同步卫星轨道半径为 m，则第48颗北斗卫星与地球同步卫星相比（ ）
A． 动能较大 B．周期较大
C．向心力较大 D．向心加速度较大
7．“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是（ ）
A．火星公转的线速度比地球的大 B．火星公转的角速度比地球的大
C．火星公转的半径比地球的小 D．火星公转的加速度比地球的小
8．把行星绕太阳的运动近似地看做匀速圆周运动。已知太阳的质量为M，行星的质量为m，行星到太阳的距离为r。若测得行星绕太阳公转的周期为T，则行星绕太阳做匀速圆周运动所需的向心力为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
9．如图所示，金属块Q放在带光滑小孔的水平桌面上，一根穿过小孔的细线，上端固定在Q上，下端拴一个小球。小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)，细线与竖直方向成30°角(图中P位置)。现使小球在更高的水平面上做匀速圆周运动．细线与竖直方高成60°角(图中P’位置)。两种情况下，金属块Q都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面判断正确的是（ ）
A．Q受到桌面的静摩擦力大小不变 B．小球运动的角速度变大
C．细线所受的拉力之比为2：1 D．小球向心力大小之比为3：1
10．暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命。为了探测暗物质，我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星。已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于其运动周期），运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为β（弧度），引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A．“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
B．“悟空”的线速度大于第一宇宙速度
C．“悟空”的环绕周期为
D．“悟空”的质量为
11．2021年4月29日，天宫号空间站第一个舱段一一天和核心舱成功在海南文昌航天发射场升空，开启了我国长期空间驻留的新时代。规划中的天宫号空间站基本构型包括天和核心舱、问天实验舱Ⅰ和梦天实验舱Ⅱ，在空间组合成基本型“T”字型。已知天宫号空间站将在离地面高度约为400km轨道运行，在轨运行时，可看成做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A．天和核心舱在轨运行的线速度小于7.9km/s
B．空间站的运行角速度小于地球同步卫星（离地面高度约为36000km）运行角速度
C．仅知道空间站的周期和轨道高度，无法求出地球的质量
D．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
12．为了测量某行星的质量和半径，宇航员记录了登陆舱在该行星表面做圆周运动的周期T，登陆舱在行星表面着陆后，用弹簧称称量一个质量为m的砝码读数为N．已知引力常量为G．则下列计算中错误的是
A．该行星的质量为
B．该行星的半径为
C．该行星的密度为
D．在该行星的第一宇宙速度为
13．2018年5月21日，嫦娥四号中继星“鹊桥”搭乘长征四号丙运载火箭升空，为嫦娥四号登陆月球背面做准备。为保证地月通信的稳定，“鹊桥”必须定位在“地月系统拉格朗日—2点” (简称地月L2点)，在该点地球、月球和“鹊桥”位于同一直线上，且“鹊桥”和月球一起同步绕地球做圆周运动。则（ ）
A． “鹊桥”的加速度小于月球的加速度
B．“鹊桥”的线速度大于月球的线速度
C．“鹊桥”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
D．若已知地心到月心的距离，地心到“鹊桥”的距离，可求得月球和地球的质量之比
三、解答题
14．近日，美国星链卫星两度故意变轨，逼近中国空间站，中国空间站无奈变轨躲避，此举严重威胁中国宇航员的生命安全，并违反国际法《外空条约》，正常运行时，将星链卫星和中国空间站绕地球的运动看作圆周运动，已知星链卫星的轨道半径为R1，周期为T，中国空间站运行的线速度为v2。
（1）求空间站的轨道半径；
（2）运载火箭运送空间站核心仓，火箭竖直向上发射时，一质量为m的物体悬挂在仓中，受拉力为F，已知此时火箭加速度为a，地球半径为R，求此时火箭距离地面的高度。
15．火箭发射卫星的开始阶段是竖直升空，设向上的加速度为a = 5m/s2，卫星中用弹簧秤悬挂一个质量m=9kg的物体．当卫星升空到某高处时，弹簧秤的示数为85 N，试求此时卫星距地面的高度？（地球半径取R = 6400km，地球表面的重力加速度g 取10m/s2）
16．“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，引力常量为G。求：
（1）“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小；
（2）月球的质量；
（3）若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运行的线速度应为多大。
参考答案
1．D
2．D
3．A
4．B
5．D
6．D
7．D
8．B
9．B,D
10．A,C
11．A,C
12．A,B
13．B,D
14．（1）解：根据开普勒第三定律
解得
（2）解：对星链卫星分析
对物体受力分析
此时
解得
15．解：在地面附近,
在高空中, ,
在宇宙飞船中,对质量为m的物体,
由牛顿第二定律可得: ,
由以上三式解得:
16．（1）解：“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小
（2）解：设月球质量为M．“嫦娥一号”的质量为m．
根据牛二定律得
解得
（3）解：设绕月飞船运行的线速度为 ，飞船质量为 ，则 又 ．
联立得
一、单选题
1．我国相继成功发射的“实践卫星二十号”和“通信技术试验卫星五号”都属于地球静止轨道卫星，它们均绕地球做匀速圆周运动。则两颗卫星在轨运行的（ ）
A．线速度等于第－宇宙速度 B．动能一定相等
C．向心力大小一定相等 D．向心加速度大小一定相等
2．如图，2021年11月神州十三号宇航员从“天宫号”出舱完成相关的太空作业，已知“天宫号”空间站绕地球的运行可视为匀速圆周运动，周期约为，下列说法正确的是（ ）
A．宇航员出舱后处于平衡状态
B．宇航员出舱后处于超重状态
C．“天宫号”的角速度比地球同步卫星的小
D．“天宫号”的线速度比地球同步卫星的大
3．冥王星是太阳系中围绕太阳旋转的天体。它的赤道直径为2344km、表面积为1700万平方千米、质量为1.29×1022kg、平均密度为1.1g/cm3、表面重力加速度为0.6m/s2、自转周期为6天9小时17分，逃逸速度为1.22km/s,假设其绕太阳的运动可看成圆周运动。根据以上信息，下列说法正确的是（ ）
A．冥王星的自转周期比地球自转周期大
B．冥王星的公转线速度一定比地球的公转线速度大
C．冥王星上的物体至少应获得1.22km/s的速度才能成为它的卫星
D．可以估算出太阳的质量
4．如图所示，a、b是在圆轨道上运行的两颗人造地球卫星，下列关于这两颗卫星相关物理量的判断中正确的是（ ）
A．b的线速度比较大 B．a的角速度比较大
C．a的周期比较大 D．a受到的向心力比较大
5．关于地球同步卫星，以下说法：
①和地球公转具有相同的周期；
②只能在赤道的正上方；
③做匀速圆周运动，合外力为零；
④离地心的距离是一定值．
以上说法中正确的有（ ）
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
6．2019年9月23日，中国西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射第47、48颗北斗导航卫星．两颗卫星均属于中圆地球轨道卫星，轨道半径为 m，是目前在建的中国北斗三号系统的组网卫星．已知地球同步卫星轨道半径为 m，则第48颗北斗卫星与地球同步卫星相比（ ）
A． 动能较大 B．周期较大
C．向心力较大 D．向心加速度较大
7．“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是（ ）
A．火星公转的线速度比地球的大 B．火星公转的角速度比地球的大
C．火星公转的半径比地球的小 D．火星公转的加速度比地球的小
8．把行星绕太阳的运动近似地看做匀速圆周运动。已知太阳的质量为M，行星的质量为m，行星到太阳的距离为r。若测得行星绕太阳公转的周期为T，则行星绕太阳做匀速圆周运动所需的向心力为（ ）
A． B． C． D．
二、多选题
9．如图所示，金属块Q放在带光滑小孔的水平桌面上，一根穿过小孔的细线，上端固定在Q上，下端拴一个小球。小球在某一水平面内做匀速圆周运动(圆锥摆)，细线与竖直方向成30°角(图中P位置)。现使小球在更高的水平面上做匀速圆周运动．细线与竖直方高成60°角(图中P’位置)。两种情况下，金属块Q都静止在桌面上的同一点，则后一种情况与原来相比较，下面判断正确的是（ ）
A．Q受到桌面的静摩擦力大小不变 B．小球运动的角速度变大
C．细线所受的拉力之比为2：1 D．小球向心力大小之比为3：1
10．暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命。为了探测暗物质，我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星。已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于其运动周期），运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为β（弧度），引力常量为G，则下列说法正确的是（ ）
A．“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
B．“悟空”的线速度大于第一宇宙速度
C．“悟空”的环绕周期为
D．“悟空”的质量为
11．2021年4月29日，天宫号空间站第一个舱段一一天和核心舱成功在海南文昌航天发射场升空，开启了我国长期空间驻留的新时代。规划中的天宫号空间站基本构型包括天和核心舱、问天实验舱Ⅰ和梦天实验舱Ⅱ，在空间组合成基本型“T”字型。已知天宫号空间站将在离地面高度约为400km轨道运行，在轨运行时，可看成做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A．天和核心舱在轨运行的线速度小于7.9km/s
B．空间站的运行角速度小于地球同步卫星（离地面高度约为36000km）运行角速度
C．仅知道空间站的周期和轨道高度，无法求出地球的质量
D．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
12．为了测量某行星的质量和半径，宇航员记录了登陆舱在该行星表面做圆周运动的周期T，登陆舱在行星表面着陆后，用弹簧称称量一个质量为m的砝码读数为N．已知引力常量为G．则下列计算中错误的是
A．该行星的质量为
B．该行星的半径为
C．该行星的密度为
D．在该行星的第一宇宙速度为
13．2018年5月21日，嫦娥四号中继星“鹊桥”搭乘长征四号丙运载火箭升空，为嫦娥四号登陆月球背面做准备。为保证地月通信的稳定，“鹊桥”必须定位在“地月系统拉格朗日—2点” (简称地月L2点)，在该点地球、月球和“鹊桥”位于同一直线上，且“鹊桥”和月球一起同步绕地球做圆周运动。则（ ）
A． “鹊桥”的加速度小于月球的加速度
B．“鹊桥”的线速度大于月球的线速度
C．“鹊桥”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
D．若已知地心到月心的距离，地心到“鹊桥”的距离，可求得月球和地球的质量之比
三、解答题
14．近日，美国星链卫星两度故意变轨，逼近中国空间站，中国空间站无奈变轨躲避，此举严重威胁中国宇航员的生命安全，并违反国际法《外空条约》，正常运行时，将星链卫星和中国空间站绕地球的运动看作圆周运动，已知星链卫星的轨道半径为R1，周期为T，中国空间站运行的线速度为v2。
（1）求空间站的轨道半径；
（2）运载火箭运送空间站核心仓，火箭竖直向上发射时，一质量为m的物体悬挂在仓中，受拉力为F，已知此时火箭加速度为a，地球半径为R，求此时火箭距离地面的高度。
15．火箭发射卫星的开始阶段是竖直升空，设向上的加速度为a = 5m/s2，卫星中用弹簧秤悬挂一个质量m=9kg的物体．当卫星升空到某高处时，弹簧秤的示数为85 N，试求此时卫星距地面的高度？（地球半径取R = 6400km，地球表面的重力加速度g 取10m/s2）
16．“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，引力常量为G。求：
（1）“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小；
（2）月球的质量；
（3）若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运行的线速度应为多大。
参考答案
1．D
2．D
3．A
4．B
5．D
6．D
7．D
8．B
9．B,D
10．A,C
11．A,C
12．A,B
13．B,D
14．（1）解：根据开普勒第三定律
解得
（2）解：对星链卫星分析
对物体受力分析
此时
解得
15．解：在地面附近,
在高空中, ,
在宇宙飞船中,对质量为m的物体,
由牛顿第二定律可得: ,
由以上三式解得:
16．（1）解：“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小
（2）解：设月球质量为M．“嫦娥一号”的质量为m．
根据牛二定律得
解得
（3）解：设绕月飞船运行的线速度为 ，飞船质量为 ，则 又 ．
联立得