高中物理人教版（2019）必修二第七章萬有引力定律

更新時間：2022-06-19 瀏覽次數(shù)：227 類型：單元試卷

一、單選題

1. (2022高一下·龍崗期中) 關(guān)于行星運動的規(guī)律，下列說法符合史實的是（）

A . 開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上，導(dǎo)出了行星運動的規(guī)律 B . 開普勒總結(jié)出了行星運動的規(guī)律，發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律 C . 牛頓在實驗中測出萬有引力常量G，因而被稱為是能稱出地球質(zhì)量的人 D . 開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，總結(jié)出了行星運動的規(guī)律

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2. (2022高一下·南開期中) 在天文學(xué)上，春分、夏至、秋分、冬至將一年分為春、夏、秋、冬四季。如圖所示，從地球繞太陽的運動規(guī)律分析，下列判斷正確的是（）

A . 在冬至日前后，地球繞太陽的運行速率較小 B . 在夏至日前后，地球繞太陽的運行速率較大 C . 清明放假三天里，太陽對地球的引力對地球做負功 D . 春夏兩季和秋冬兩季時間長度相同

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3. (2022高一下·河南期中) 2022年3月5日，我國成功將銀河航天02批衛(wèi)星（6顆）發(fā)射升空，六顆衛(wèi)星是我國自主研發(fā)的低軌寬帶通信衛(wèi)星。已知地球同步衛(wèi)星軌道半徑為低軌寬帶通信衛(wèi)星軌道半徑的6倍，則該低軌寬帶通信衛(wèi)星繞地球一圈需要的時間約為（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . 4h D . 2h

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4. (2024高一下·天河期末) “祝融號”火星車需要“休眠”以度過火星寒冷的冬季。假設(shè)火星和地球的冬季是各自公轉(zhuǎn)周期的四分之一，且火星的冬季時長約為地球的1.88倍?；鹦呛偷厍蚶@太陽的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運動。下列關(guān)于火星、地球公轉(zhuǎn)的說法正確的是（）

A . 火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大 B . 火星公轉(zhuǎn)的角速度比地球的大 C . 火星公轉(zhuǎn)的半徑比地球的小 D . 火星公轉(zhuǎn)的加速度比地球的小

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5. (2024高三上·西城月考) 2022年3月，中國航天員翟志剛、王亞平、葉光富在離地球表面約 $\text{[math]}$ 的“天宮二號”空間站上通過天地連線，為同學(xué)們上了一堂精彩的科學(xué)課。通過直播畫面可以看到，在近地圓軌道上飛行的“天宮二號”中，航天員可以自由地漂浮，這表明他們（）

A . 所受地球引力的大小近似為零 B . 所受地球引力與飛船對其作用力兩者的合力近似為零 C . 所受地球引力的大小與其隨飛船運動所需向心力的大小近似相等 D . 在地球表面上所受引力的大小小于其隨飛船運動所需向心力的大小

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6. (2022·汕頭模擬) 2021年10月，我國發(fā)射了首顆用于太陽Hɑ波段光譜成像探測的試驗衛(wèi)星“羲和號”，標志著中國將正式進入“探日時代”。該衛(wèi)星軌道為圓軌道，通過地球南北兩極上方，離地高度517公里，如圖所示，則該衛(wèi)星（）

A . 運行周期可能小于1小時 B . 發(fā)射速度可能大于第二宇宙速度 C . 運行速度可能小于地球同步衛(wèi)星的運行速度 D . 運行的軌道平面與地球同步衛(wèi)星的軌道平面垂直

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7. (2022·高州模擬) 截至2021年12月，被譽為“中國天眼”的500米口徑球面射電望遠鏡（FAST）已取得一系列重大科學(xué)成果，發(fā)現(xiàn)脈沖星數(shù)量超過500顆。脈沖星就是旋轉(zhuǎn)的中子星，某中子星的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的20倍，自轉(zhuǎn)周期為0.01s，半徑是地球繞太陽運動的軌道半徑的 $\text{[math]}$ 。已知地球繞太陽做勻速圓周運動的向心加速度約為 $\text{[math]}$ ，則該中子兩極表面的重力加速度大小約為（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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8. (2022·山東) “羲和號”是我國首顆太陽探測科學(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星。如圖所示，該衛(wèi)星圍繞地球的運動視為勻速圓周運動，軌道平面與赤道平面接近垂直。衛(wèi)星每天在相同時刻，沿相同方向經(jīng)過地球表面A點正上方，恰好繞地球運行n圈。已知地球半徑為地軸R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球表面重力加速度為g，則“羲和號”衛(wèi)星軌道距地面高度為（）

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

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9. (2022高三上·蕪湖期末) 火星成為我國深空探測的第二顆星球，假設(shè)火星探測器僅在火星引力作用下繞火星做勻速圓周運動，軌道半徑為火星半徑的2倍，測空探測器的環(huán)繞速率為v，已知火星表面的重力加速度為g（忽略火星自轉(zhuǎn)的影響），引力常量為G。則下列說法正確的是（）

A . 火星探測器在軌道上環(huán)繞周期為 $\text{[math]}$ B . 火星探測器的加速度大小為 $\text{[math]}$ C . 火星的質(zhì)量為 $\text{[math]}$ D . 火星的第一宇宙速度為 $\text{[math]}$

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10. (2022高一下·云南期中) 下列說法正確的是（）

A . 引力常量由英國物理學(xué)家卡文迪什利用扭秤實驗測出 B . 由開普勒第一定律可知，所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運動 C . 由 $\text{[math]}$ 可知，當r趨于零時萬有引力趨于無窮大 D . 由開普勒第三定律可知，所有行星軌道半長軸的三次方與公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，即 $\text{[math]}$ ，其中k與行星有關(guān)

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11. (2023高二下·普寧月考) 神舟十三號飛船采用“快速返回技術(shù)”，在近地軌道上，返回艙脫離天和核心艙，在圓軌道環(huán)繞并擇機返回地面。則（）

A . 天和核心艙所處的圓軌道距地面高度越高，環(huán)繞速度越大 B . 返回艙中的宇航員處于失重狀態(tài)，不受地球的引力 C . 質(zhì)量不同的返回艙與天和核心艙可以在同一軌道運行 D . 返回艙穿越大氣層返回地面過程中，機械能守恒

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12. (2022·汕頭模擬) 今年4月16日，載有3名航天員的“神舟十三號飛船”經(jīng)過180天太空之旅終于回家。圖示虛線為飛船的“過渡軌道”，實線為在 $\text{[math]}$ 點制動后的返回軌道，由圖示可知飛船在“過渡軌道”時（）

A . 運行速度不變 B . 動量變化率不變 C . 沿順時針方向 D . 沿逆時針方向

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13. (2022高一下·江西期中) 對于地球的第一宇宙速度理解正確的是（）

A . 第一宇宙速度大小為 $\text{[math]}$ B . 第一宇宙速度大于人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度 C . 第一宇宙速度等于人造衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度 D . 人造衛(wèi)星的速度大于第一宇宙速度時就會飛離太陽系

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14. (2022高一下·平陽期中) 有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動，b是近地衛(wèi)星，c是地球中軌道衛(wèi)星，d是地球同步衛(wèi)星。已知地球的自轉(zhuǎn)周期為24h，所有衛(wèi)星的運動均視為勻速圓周運動，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，已知地面的重力加速度為g。則（　?。?

A . a的向心加速度等于重力加速度g B . d在4h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是 $\text{[math]}$ C . 四顆衛(wèi)星中線速度大小關(guān)系是 $\text{[math]}$ D . c的運動周期有可能是25h

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15. (2022高一下·河南期中) 愛因斯坦為近代物理開辟了新紀元，如圖為寫有著名質(zhì)能方程的愛因斯坦親筆信。關(guān)于相對論時空觀與牛頓力學(xué)的局限性，下列說法中正確的是（）

A . 相對論認為在不同的慣性系中，物理規(guī)律和形式都是相同的 B . 經(jīng)典時空觀認為時間、長度和質(zhì)量都與參照系的運動有關(guān) C . 經(jīng)典力學(xué)就是牛頓運動定律，適用于宏觀、低速、弱引力的情況 D . 相對論表明真空中的光速在不同的慣性參考系中是不相同的

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二、實驗探究題

16. (2022高一下·贛州期中) 一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進入靠近該行星表面的圓形軌道繞行數(shù)圈后，著陸在行星上，宇宙飛船上備有以下實驗儀器：
A．彈簧測力計一個 B．精確秒表一只 C．天平一臺（附砝碼一套） D．物體一個
為測定該行星的半徑R，宇航員在繞行及著陸后各進行一次測量，依據(jù)測量數(shù)據(jù)可以求出M和R（已知引力常量為G）。
1. （1）繞行時測量所用的儀器為（用儀器的字母序號表示），所測物理量為。
2. （2）著陸后測量所用的儀器為（用儀器的字母序號表示），所測物理量為。用測量數(shù)據(jù)求該星球半徑R=。
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17. (2021高一下·白城月考) 一艘宇宙飛船飛近某一新發(fā)現(xiàn)的行星，并進入靠近該行星表面的圓形軌道繞行數(shù)圈后，著陸在行星上．宇宙飛船上備有以下實驗儀器：
A．彈簧測力計一個

B．精確秒表一只

C．天平一臺(附砝碼一套)

D．物體一個

為測定該行星的質(zhì)量M和半徑R，宇航員在繞行及著陸后各進行了一次測量，依據(jù)測量數(shù)據(jù)可求出M和R(已知引力常量為G)．
1. （1）繞行時測量所用的儀器為(用儀器的字母序號表示)，所測物理量為．
2. （2）著陸后測量所用的儀器為，所測物理量為．
3. （3）用測量數(shù)據(jù)求該行星的半徑R＝，質(zhì)量M＝.
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三、綜合題

18. (2021高三上·湖南月考) “嫦娥”奔月，“北斗”啟航，有力地支撐了我國從航天大國向航天強國邁進。月球繞地球做圓周運動的周期大約為27天，“北斗”中的地球同步衛(wèi)星繞地球運動軌道半徑大概為地球半徑的6.6倍。地球半徑約為月球半徑的4倍，地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍。已知地球第一宇宙速度 $\text{[math]}$ km/s。（結(jié)果保留三位有效數(shù)字）
1. （1）月球繞地球運動半徑為地球半徑的多少倍？
2. （2）求月球的第一宇宙速度。
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19. (2021高一下·廣安期末) “嫦娥三號”攜帶“玉兔號”月球車首次實現(xiàn)月球軟著陸和月面巡視勘察，并開展月表形貌與地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查等科學(xué)探測，實現(xiàn)了中國人“奔月”的偉大夢想?！坝裢锰枴痹虑蜍噑5在月球表面做了一個自由下落試驗，測得物體從靜止自由下落h高度的時間為t，已知月球半徑為R，引力常量為G。求：
1. （1）月球表面重力加速度；
2. （2）月球的密度。
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20. (2021高一下·寧波期末) 2020年12月17日凌晨，探月工程嫦娥五號返回器在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域成功著陸，標志著我國首次月球采樣返回任務(wù)圓滿完成。探月衛(wèi)星的發(fā)射過程可簡化如圖所示：首先進入繞地球運行的“停泊軌道”，在該軌道的P處通過變速再進入“地月轉(zhuǎn)移軌道”，在快要到達月球時，對衛(wèi)星再次變速，衛(wèi)星被月球引力“俘獲”后，成為環(huán)月衛(wèi)星，最終在環(huán)繞月球的“工作軌道”繞月飛行（視為勻速圓周運動），對月球進行探測。月球半徑為 $\text{[math]}$ ，衛(wèi)星在“工作軌道”上運行周期為 $\text{[math]}$ 、距月球表而的高度為 $\text{[math]}$ ，忽略其他天體對探月衛(wèi)星在“工作軌道”上環(huán)繞運動的影響。
1. （1）要使探月衛(wèi)星從“停泊軌道”進入“轉(zhuǎn)移軌道”，應(yīng)在P點增大速度還是減小速度？
2. （2）求探月衛(wèi)星在“工作軌道”上環(huán)繞的線速度大?。?
3. （3）求月球的第一宇宙速度大小。
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21. (2022高一下·江西期中) 如圖所示，A是地球同步衛(wèi)星，另一個衛(wèi)星B的圓軌道位于赤道平面內(nèi)，距離地面高度為 $\text{[math]}$ 。已知地球半徑為 $\text{[math]}$ ，地球自轉(zhuǎn)角速度為 $\text{[math]}$ ，地球表面的重力加速度為 $\text{[math]}$ 。求：
1. （1）衛(wèi)星B的運行周期是多少；
2. （2）如果衛(wèi)星B的繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時刻A，B兩衛(wèi)星相距最近，再經(jīng)過多長時間它們第1次相距最遠。
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22. (2022高一下·贛州期中) 我國將于2020年首次探測火星。火星與地球的環(huán)境非常相近，很有可能成為人類的第二個家園。已知火星的質(zhì)量為m，火星的半徑為R，太陽質(zhì)量為M，且 $\text{[math]}$ ，萬有引力常量為G。太陽、火星均可視為質(zhì)量分布均勻的球體。不考慮火星自轉(zhuǎn)。
1. （1）設(shè)想在火星表面以初速度v₀豎直上拋一小球，求小球從拋出至落回拋出點所經(jīng)歷的時間t。
2. （2）為簡化問題，研究太陽與火星系統(tǒng)時可忽略其他星體的作用，只考慮兩者之間的引力作用。
  a．通常我們認為太陽靜止不動，火星繞太陽做勻速圓周運動。已知火星繞太陽運動的軌道半徑為r，請據(jù)此模型求火星的運行周期T₁。
  b．事實上太陽因火星的吸引不可能靜止，但二者并沒有因為引力相互靠近，而是保持間距r不變。請由此構(gòu)建一個太陽與火星系統(tǒng)的運動模型，據(jù)此模型求火星的運行周期T₂與T₁的比值 $\text{[math]}$ ；并說明通常認為太陽靜止不動的合理性。
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