人教版必修二第六章第四节万有引力理论的成就同步训练（含答案）

6.4万有引力理论的成就同步练习
一．选择题
1. 在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球做匀速圆周运动，每到太阳活动期，由于受太阳的影响，地球大气层的厚度开始增加，从而使得部分垃圾进入大气层，开始做靠近地球的向心运动，产生这一结果的原因是（ ）
A.由于太空垃圾受到地球引力减小而导致的向心运动
B.由于太空垃圾受到地球引力增大而导致的向心运动
C.由于太空垃圾受到空气阻力而导致的向心运动
D.地球引力提供了太空垃圾做圆周运动所需的向心力，故产生向心运动的结果与空气阻力无关
2.据媒体报道，“嫦娥一号”卫星环月工作轨道为圆轨道，轨道高度200 km，运行周期127分钟．若还知道引力常量和月球平均半径，仅利用以上条件不能求出的是(　　)
A．月球表面的重力加速度 B．月球对卫星的引力
C．卫星绕月运行的速度 D．卫星绕月运行的加速度
3.如图所示，a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径)．下列说法中正确的是(　　)

A．a、b的线速度大小之比是∶1 B．a、b的周期之比是1∶2
C．a、b的角速度大小之比是3∶4 D．a、b的向心加速度大小之比是9∶2
4．2017年诺贝尔物理学奖颁给LIGO科学合作组织的三位主要成员，以表彰他们对引力波研究的卓越贡献。在物理学中，引力波是指时空弯曲中的涟漪，通过波的形式从辐射源向外传播，并以引力辐射的形式传输能量。假设两黑洞合并前绕它们连线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动，不计其它天体的影响，下列判断正确的是（ ）

A. 合并前两黑洞间的万有引力越来越小 B. 合并前两黑洞旋转的周期越来越大
C. 合并前两黑洞旋转的线速度越来越大 D. 合并前后两黑洞的角速度保持不变
5.1772年，法籍意大利数学家拉格朗日在论文《三体问题》指出：两个质量相差悬殊的天体（如太阳和地球）所在同一平面上有5个特殊点，如图中的L1、L2、L3、L4、L5所示，人们称为拉格朗日点。若飞行器位于这些点上，会在太阳与地球的共同引力作用下，可以几乎不消耗燃料而保持与地球同步绕太阳做圆周运动。由于这五个点的特殊性，己经成为各个航天大国深恐探测所争夺的地方。8月25日23时27分，经过77天的飞行，“嫦娥二号”在世界上首次实现从月球轨道出发，受控准确进入距离地球约150万公里的拉格朗日U点，下列说法正确的是（ ）

A. “嫦娥二号”绕太阳运动周期和地球自转周期相等
B. “嫦娥二号”在L2点处于平衡状态
C. “嫦娥二号”绕太阳运动的向心加速度大于地球绕太阳运动的向心加速度
D. “嫦娥二号”在L2处所受太阳和地球引力的合力比在L1处小
6.要计算地球的质量，除已知的一些常数外还需知道某些数据，现给出下列各组数据，可以计算出地球质量的有（ ）
A．已知地球半径R
B．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度v
C．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期T
D．已知地球公转的周期T'及运转半径r'
7．如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　)

A．甲的向心加速度比乙的小 B．甲的运行周期比乙的小
C．甲的角速度比乙的大 D．甲的线速度比乙的大
8．已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为(　　)
A．3.5 km/s　　　 B．5.0 km/s C．17.7 km/s D．35.2 km/s
9．在轨道上运行的人造地球卫星，若卫星上的天线突然折断，则天线将(　　)
A．做自由落体运动
B．做平抛运动
C．和卫星一起绕地球在同一轨道上运行
D．由于惯性沿轨道切线方向做直线运动
10.关于地球和地球卫星的说法正确的是（ ）
A．地球卫星的运行速度至少为7.9km/s
B．地球卫星的周期可以大于24h
C．所有地球同步卫星的受地球引力大小相同
D．地球表面赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小约为9.8m/s2
11.全球定位系统(GPS)有24颗卫星分布在绕地球的6个轨道上运行，距地面的高度都为2万千米．已知地球同步卫星离地面的高度为3.6万千米，地球半径约为6 400 km，则全球定位系统的这些卫星的运行速度约为（ ）
A．3.1 km/s B．3.9 km/s C．7.9 km/s D．11.2 km/s
12.中国航天局在2015年年底发射了高分四号卫星，这是中国首颗地球同步轨道高时间分辨率对地观测卫星；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是高分四号卫星．则下列关系正确的是（　 　）

A．物体A随地球自转的角速度大于卫星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小于卫星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
13.如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说法正确的是(　　)

A．根据v＝可知vAFB>FC
C．角速度ωA>ωB>ωC D．向心加速度aA14.星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度．星球的第二宇宙速度v2与其第一宇宙速度v1的关系是v2＝v1.已知某星球的半径为r，表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为(　　)
A. B. C. D．gr
15．在同一轨道平面上绕地球做匀速圆周运动的卫星A、B、C，某时刻恰好在同一过地心的直线上，如图所示，当卫星B经过一个周期时(　　)

A．A超前于B，C落后于B B．A超前于B，C超前于B
C．A、C都落后于B D．各卫星角速度相等，因而三颗卫星仍在同一直线上
二．非选择题
16. 应用万有引力定律可以计算天体的质量，其原理是：根据行星（或卫星）的运动学物理量，表示出行星（或卫星）的向心力，而向心力是由________来提供的，根据向心力公式和________列方程，即可求出________（或行星）的质量.
17. 天体之间的作用力主要是________，太阳系的九大行星中，________和________是根据万有引力定律发现的.
18. 已知地球半径约为6.4×10 6 m,已知月球绕地球的运动可近似看做匀速圆周运动,则可估算出月球到地心的距离约为____________m.(结果只保留一位有效数字)
19．我国航天技术飞速发展，设想数年后宇航员登上了某星球表面．宇航员从距该星球表面高度为h处，沿水平方向以初速度v抛出一小球，测得小球做平抛运动的水平距离为L，已知该星球的半径为R，引力常量为G.该星球表面的重力加速度为______，该星球的平均密度为______。
20．两颗行星A和B各有一颗卫星a和b，卫星轨道接近各自行星的表面，如果两行星的质量之比为＝p，两行星半径之比为＝q，则两个卫星的周期之比为______。
21．已知万有引力常量，地球半径，月球和地球之间的距离，同步卫星距地面的高度，地球的自转周期，某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量的方法：同步卫星绕地球作圆周运动，由得．
（1）请判断上面的结果是否正确．如不正确，请给出正确的解法和结果．
（2）若已知地球表面的重力加速度，请写出估算地球质量的方法．
（3） 若已知月球绕地球的运转周期，请写出估算地球质量的方法．


22.随着我国“嫦娥工程”启动，我国航天的下一目标是登上月球，古人幻想的“嫦娥奔月”将变成现实假若宇航员登陆月球后，用弹簧秤称得质量为m的砝码重量为F，乘宇宙飞船在靠近月球表面的圆形轨道空间环绕月球飞行，测得其环绕周期为T，引力常量为根据上述数据，求月球的半径及及月球的质量M．


23．土星和地球均可近似看作球体，土星的半径约为地球半径的9.5倍，土星的质量约为地球质量的95倍，已知地球表面的重力加速度g0＝10 m/s2，地球密度约为ρ0＝5.5×103 kg/m3，试计算：
(1)土星的密度；
(2)土星表面的重力加速度．


参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15
C B C C C ABC A A C B B C C C A

16.万有引力? ??牛顿第二定律? ??太阳
17.万有引力? 海王星? 冥王星
18.4×10 8
19.【答案】　
20. 【答案】q
21．（1）（2）（3）
22.

23.答案：(1)0.61×103 kg/m3　(2)10.5 m/s2