人教版（2019）必修二7.3万有引力理论的成就 练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版（2019）必修二7.3万有引力理论的成就 练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 38.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-06-20 16:47:16 | ||
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文档简介
人教版（2019）必修二7.3万有引力理论的成就
一、单选题
1．已知地球半径为R，地球质量为m，太阳与地球中心间距为r，地球表面的重力加速度为g，地球绕太阳公转的周期为T，则太阳的质量为（ ）
A． B．
C． D．
2．设地球表面的重力加速度为 ，物体在距离地球表面 是地球的半径 处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则 为
A．1 B． C． D．
3．2016年10月17日，“神舟十一号”载人飞船发射升空，运送两名宇航员前往在2016年9月15日发射的“天宫二号”空间实验室，宇航员计划在“天宫二号”驻留30天进行科学实验．“神舟十一号”与“天宫二号”的对接变轨过程如图所示，AC是椭圆轨道Ⅱ的长轴．“神舟十一号”从圆轨道I先变轨到椭圆轨道Ⅱ，再变轨到圆轨道Ⅲ，与在圆轨道Ⅲ运行的“天宫二号”实施对接．下列描述正确的是（ ）
A．“神舟十一号”在变轨过程中机械能不变
B．可让“神舟十一号”先进入圆轨道Ⅲ，然后加速追赶“天宫二号”实现对接
C．“神舟十一号”从A到C的平均速率比“天宫二号”从B到C的平均速率大
D．“神舟十一号”在椭圆轨道上运动的周期与“天宫二号”运行周期相等
4．2017年6月15日11时，中国在酒泉卫星发射中心采用长征四号乙运载火箭，成功发射首颗x射线空间天文卫星“慧眼”。并在引力波事件发生时成功监测了引力波源所在的天区。已知“慧眼”在距离地面550km的圆轨道上运行，则其（ ）
A． 线速度大于第一宇宙速度
B．运行周期大于地球自转周期
C．角速度小于同步卫星的角速度
D．向心加速度大于静止在地球赤道上物体的向心加速度
5．对于万有引力定律的表达式 ,下列说法正确的是( )
A．公式中G为引力常量,它是由牛顿通过实验测得的
B．当r趋于零时,万有引力趋于无穷大
C．质量为m1、m2的物体之间的引力是一对平衡力
D．质量为m1、m2的物体之间的引力总是大小相等的
6．两颗质量之比m1：m2=1：3的人造地球卫星，只在万有引力的作用之下，环绕地球运转．如果它们的轨道半径之比r1：r2=2：1，那么它们的动能之比为（ ）
A．1：6 B．6：1 C．2：3 D．3：2
7．组成星球的物质是靠万有引力吸引在一起的,这样的星球有一个最大的自转速率，如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动，由此能得到半径为R、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T，下列表达式中正确的是（ ）
A． B． C． D．
8．启动卫星的发动机使其速度加大，待它运动到距离地面的高度比原来大的位置，再定位使它绕地球做匀速圆周运动成为另一轨道的卫星，该卫星后一轨道与前一轨道相比（ ）
A．速率增大 B．周期增大 C．向心力增大 D．加速度增大
二、多选题
9．太阳系中的第二大行星是土星，它的卫星众多，目前已发现的卫星达数十颗根据下表所列土卫五和土卫六两颗卫星的相关参数，可以比较（ ）
土星的卫星 距离土星距离km 半径/km 发现者 发现年份
土卫五 527000 765 卡西尼 1672
土卫六 1222000 2575 惠更新 1655
A．这两颗卫星公转的周期大小
B．这两颗卫星公转的速度大小
C．这两颗卫星表面的重力加速度大小
D．这两颗卫星公转的向心力大小
10．2020年9月4日，我国在酒泉卫星发射中心利用长征二号F运载火箭成功发射一型可重复使用的试验航天器，下图为此发射过程的简化示意图。航天器先进入圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3做匀速圆周运动。轨道2分别与轨道1、轨道3相切于P点、Q点。下列说法正确的是（ ）
A．航天器在轨道1的运行周期小于其在轨道3的运行周期
B．航天器在轨道2上从P点运动到Q点过程中，速度越来越大
C．航天器在轨道2上从P点运动到Q点过程中，地球的万有引力对其做负功
D．航天器在轨道1上运行的加速度小于其在轨道3上运行的加速度
11．为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1…总质量为m1．随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则（ ）
A．X星球的质量为M=
B．X星球表面的重力加速度为gx=
C．登陆舱在T1与r2轨道上运动时的速度大小之比为 =
D．登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2=T1
三、解答题
12．两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两星中心距离为R，其运动周期为T，求两星的总质量．
13．黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体，黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程。某中子星的球体半径为 ，在距中子星表面 高度处绕中子星运动的小星球其周期为 。已知引力常量为 ，中子星质量分布均匀。求：
（1）中子星的密度；
（2）中子星表面的重力加速度；
（3）中子星的第一宇宙速度。
14．天宫二号于2016年9月15日成功发射，它将和随后发射的神舟十一号飞船在空间完成交会对接，成为我国第一个真正意义上的空间实验站．天宫二号进入运行轨道后，其运行周期为T，距地面的高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G．若将天宫二号的运行轨道看做圆轨道，求：
（1）地球质量M；
（2）地球的平均密度．
15．探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空，最终绕月球做匀速圆周运动，圆形工作轨道距月球表面高为h．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，不考虑自转影响，试求：
（1）飞行器在工作轨道上的绕行速度；
（2）月球的平均密度．
参考答案
1．B
2．D
3．C
4．D
5．D
6．A
7．A
8．B
9．A,B
10．A,C
11．A,D
12．解：对每一个星球都是万有引力提供向心力，对m1
得
同理可求出
即
13．（1）解：绕中子星运动的小星球质量为 ，根据万有引力提供向心力： --1
密度公式： --2
联立1，2解得：
（2）解：对中子星表面静止的物体 ，根据万有引力公式： --3
联立1，3解得：
（3）解：对绕中子星运动的近表卫星 ，根据向心力方程： --4
联立1，4解得：
14．（1）解：天宫一号的轨道半径r=R+h，天宫一号做圆周运动所需向心力由万有引力提供，设天宫一号的质量是m，地球的质量是M
则有：
解得：地球质量为
（2）解：地球的平均密度：
15．（1）解：由万有引力提供向力有：
飞行试验器在工作轨道上的线速度为：
又 ，所以
（2）解：月球的体积为：
所以月球的密度为：
一、单选题
1．已知地球半径为R，地球质量为m，太阳与地球中心间距为r，地球表面的重力加速度为g，地球绕太阳公转的周期为T，则太阳的质量为（ ）
A． B．
C． D．
2．设地球表面的重力加速度为 ，物体在距离地球表面 是地球的半径 处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则 为
A．1 B． C． D．
3．2016年10月17日，“神舟十一号”载人飞船发射升空，运送两名宇航员前往在2016年9月15日发射的“天宫二号”空间实验室，宇航员计划在“天宫二号”驻留30天进行科学实验．“神舟十一号”与“天宫二号”的对接变轨过程如图所示，AC是椭圆轨道Ⅱ的长轴．“神舟十一号”从圆轨道I先变轨到椭圆轨道Ⅱ，再变轨到圆轨道Ⅲ，与在圆轨道Ⅲ运行的“天宫二号”实施对接．下列描述正确的是（ ）
A．“神舟十一号”在变轨过程中机械能不变
B．可让“神舟十一号”先进入圆轨道Ⅲ，然后加速追赶“天宫二号”实现对接
C．“神舟十一号”从A到C的平均速率比“天宫二号”从B到C的平均速率大
D．“神舟十一号”在椭圆轨道上运动的周期与“天宫二号”运行周期相等
4．2017年6月15日11时，中国在酒泉卫星发射中心采用长征四号乙运载火箭，成功发射首颗x射线空间天文卫星“慧眼”。并在引力波事件发生时成功监测了引力波源所在的天区。已知“慧眼”在距离地面550km的圆轨道上运行，则其（ ）
A． 线速度大于第一宇宙速度
B．运行周期大于地球自转周期
C．角速度小于同步卫星的角速度
D．向心加速度大于静止在地球赤道上物体的向心加速度
5．对于万有引力定律的表达式 ,下列说法正确的是( )
A．公式中G为引力常量,它是由牛顿通过实验测得的
B．当r趋于零时,万有引力趋于无穷大
C．质量为m1、m2的物体之间的引力是一对平衡力
D．质量为m1、m2的物体之间的引力总是大小相等的
6．两颗质量之比m1：m2=1：3的人造地球卫星，只在万有引力的作用之下，环绕地球运转．如果它们的轨道半径之比r1：r2=2：1，那么它们的动能之比为（ ）
A．1：6 B．6：1 C．2：3 D．3：2
7．组成星球的物质是靠万有引力吸引在一起的,这样的星球有一个最大的自转速率，如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动，由此能得到半径为R、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T，下列表达式中正确的是（ ）
A． B． C． D．
8．启动卫星的发动机使其速度加大，待它运动到距离地面的高度比原来大的位置，再定位使它绕地球做匀速圆周运动成为另一轨道的卫星，该卫星后一轨道与前一轨道相比（ ）
A．速率增大 B．周期增大 C．向心力增大 D．加速度增大
二、多选题
9．太阳系中的第二大行星是土星，它的卫星众多，目前已发现的卫星达数十颗根据下表所列土卫五和土卫六两颗卫星的相关参数，可以比较（ ）
土星的卫星 距离土星距离km 半径/km 发现者 发现年份
土卫五 527000 765 卡西尼 1672
土卫六 1222000 2575 惠更新 1655
A．这两颗卫星公转的周期大小
B．这两颗卫星公转的速度大小
C．这两颗卫星表面的重力加速度大小
D．这两颗卫星公转的向心力大小
10．2020年9月4日，我国在酒泉卫星发射中心利用长征二号F运载火箭成功发射一型可重复使用的试验航天器，下图为此发射过程的简化示意图。航天器先进入圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3做匀速圆周运动。轨道2分别与轨道1、轨道3相切于P点、Q点。下列说法正确的是（ ）
A．航天器在轨道1的运行周期小于其在轨道3的运行周期
B．航天器在轨道2上从P点运动到Q点过程中，速度越来越大
C．航天器在轨道2上从P点运动到Q点过程中，地球的万有引力对其做负功
D．航天器在轨道1上运行的加速度小于其在轨道3上运行的加速度
11．为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1…总质量为m1．随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则（ ）
A．X星球的质量为M=
B．X星球表面的重力加速度为gx=
C．登陆舱在T1与r2轨道上运动时的速度大小之比为 =
D．登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2=T1
三、解答题
12．两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两星中心距离为R，其运动周期为T，求两星的总质量．
13．黑洞是时空曲率大到光都无法从其视界逃脱的天体，黑洞的产生过程类似于中子星的产生过程。某中子星的球体半径为 ，在距中子星表面 高度处绕中子星运动的小星球其周期为 。已知引力常量为 ，中子星质量分布均匀。求：
（1）中子星的密度；
（2）中子星表面的重力加速度；
（3）中子星的第一宇宙速度。
14．天宫二号于2016年9月15日成功发射，它将和随后发射的神舟十一号飞船在空间完成交会对接，成为我国第一个真正意义上的空间实验站．天宫二号进入运行轨道后，其运行周期为T，距地面的高度为h，已知地球半径为R，万有引力常量为G．若将天宫二号的运行轨道看做圆轨道，求：
（1）地球质量M；
（2）地球的平均密度．
15．探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空，最终绕月球做匀速圆周运动，圆形工作轨道距月球表面高为h．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，不考虑自转影响，试求：
（1）飞行器在工作轨道上的绕行速度；
（2）月球的平均密度．
参考答案
1．B
2．D
3．C
4．D
5．D
6．A
7．A
8．B
9．A,B
10．A,C
11．A,D
12．解：对每一个星球都是万有引力提供向心力，对m1
得
同理可求出
即
13．（1）解：绕中子星运动的小星球质量为 ，根据万有引力提供向心力： --1
密度公式： --2
联立1，2解得：
（2）解：对中子星表面静止的物体 ，根据万有引力公式： --3
联立1，3解得：
（3）解：对绕中子星运动的近表卫星 ，根据向心力方程： --4
联立1，4解得：
14．（1）解：天宫一号的轨道半径r=R+h，天宫一号做圆周运动所需向心力由万有引力提供，设天宫一号的质量是m，地球的质量是M
则有：
解得：地球质量为
（2）解：地球的平均密度：
15．（1）解：由万有引力提供向力有：
飞行试验器在工作轨道上的线速度为：
又 ，所以
（2）解：月球的体积为：
所以月球的密度为：