人教版物理必修2同步練習：7.2 萬有引力定律（優(yōu)生加練）

更新時間：2024-03-27 瀏覽次數(shù)：29 類型：同步測試

一、選擇題

1. (2018高一下·峨山期中) 兩大小相同的實心小鐵球緊靠在一起，它們之間的萬有引力為F，若兩個半徑是小鐵球2倍的實心大鐵球緊靠在一起，則它們之間的萬有引力為（）

A . 2F B . 4F C . 8F D . 16F

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2. (2024高三上·拱墅月考) 我國首顆超百Gbps容量高通量地球靜止軌道通信衛(wèi)星中星26號衛(wèi)星，于北京時間2023年2月23日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，該衛(wèi)星主要用于為固定端及車、船、機載終端提供高速寬帶接入服務。如圖，某時刻中星26與橢圓軌道偵察衛(wèi)星恰好位于C、D兩點，兩星軌道相交于A、B兩點，C、D連線過地心，D點為遠地點，兩衛(wèi)星運行周期都為T。下列說法正確的是（　　）

A . 中星26與偵察衛(wèi)星可能在A點或B點相遇 B . 偵查衛(wèi)星從D點運動到A點過程中機械能增大 C . 中星26在C點線速度 $\text{[math]}$ 與偵察衛(wèi)星在D點線速度 $\text{[math]}$ 相等 D . 相等時間內中星26與地球的連線掃過的面積大于偵察衛(wèi)星與地球的連線掃過的面積

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3. (2017高二上·安陽開學考) 冥王星繞太陽的公轉軌道是個橢圓，公轉周期為T₀ ，其近日點到太陽的距離為a，遠日點到太陽的距離為b，半短軸的長度為c，如圖所示．若太陽的質量為M，萬有引力常量為G，忽略其他行星對它的影響，則（　　）

A . 冥王星從A→B→C的過程中，機械能逐漸增大 B . 冥王星從A→B所用的時間等于 $\text{[math]}$ C . 冥王星從B→C→D的過程中，萬有引力對它先做正功后做負功 D . 冥王星在B點的加速度為 $\text{[math]}$

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4. (2023高一下·陽新月考) 毫秒脈沖星中有一種特殊的類型，由毫秒脈沖星和低質量恒星(伴星)組成的致密雙星系統(tǒng)，由于伴星正在被脈沖星強烈的輻射蠶食，天文學家們戲稱它們?yōu)椤昂诠褘D"脈沖星.假設脈沖星的質量為M，轉動周期為T，引力常量為G，脈沖星和伴星的中心距離為L，則伴星的質量為（）

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

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5. (2023高一下·阜陽月考) 有一質量為M、半徑為R、密度均勻的球體，在距離球心O為2R的地方有一質量為m的質點?，F(xiàn)將M中挖去半徑為 $\text{[math]}$ R的球體，如圖所示，則剩余部分對m₂的萬有引力F為多少（　　）

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

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6. (2023高一下·信陽期中) 在高空運行的同步衛(wèi)星功能失效后，往往會被送到同步軌道上空幾百公里處的“墓地軌道”，以免影響其他在軌衛(wèi)星并節(jié)省軌道資源。如圖甲所示，我國“實踐21號”衛(wèi)星在地球同步軌道“捕獲”已失效的“北斗二號G₂”衛(wèi)星后，成功將其送入“墓地軌道”。已知轉移軌道與同步軌道、墓地軌道分別相切于P、Q點，“北斗二號G₂”衛(wèi)星在P點進入轉移軌道，從Q點進入墓地軌道，則（）

A . 衛(wèi)星在同步軌道上運行時會經(jīng)過河南上空 B . 不同國家發(fā)射的同步衛(wèi)星軌道高度不同 C . 衛(wèi)星在轉移軌道上經(jīng)過P點的速度大于在同步軌道上經(jīng)過P點的速度 D . 衛(wèi)星在轉移軌道上經(jīng)過Q點的加速度小于在墓地軌道上經(jīng)過Q點的加速度

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7. (2023高一下·信陽期中) 截至目前，神舟十五號航天員乘組已完成四次出艙活動，刷新了中國航天員出艙活動記錄，如圖所示為航天員出艙完成任務的圖片。已知空間站在距地面高度為400km軌道上繞地球做勻速圓周運動，地球半徑為6400km，取地面重力加速度為10m/s² ，不考慮地球自轉的影響。下列說法正確的是（）

A . 航天員做勻速圓周運動，所受合力不變 B . 空間站做勻速圓周運動的線速度大于7.9km/s C . 同一物體在空間站與在地面上受到的萬有引力之比為 $\text{[math]}$ D . 空間站做勻速圓周運動的向心加速度大小約為9.4m/s²

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8. (2017高一下·安達期末) 我國發(fā)射的“嫦娥一號”衛(wèi)星經(jīng)過多次加速、變軌后，最終成功進入環(huán)月工作軌道．如圖所示，衛(wèi)星既可以在離月球比較近的圓軌道a上運動，也可以在離月球比較遠的圓軌道b上運動．下列說法正確的是（）

A . 衛(wèi)星在a上運行的線速度小于在b上運行的線速度 B . 衛(wèi)星在a上運行的周期大于在b上運行的周期 C . 衛(wèi)星在a上運行的角速度小于在b上運行的角速度 D . 衛(wèi)星在a上運行時受到的萬有引力大于在b上運行時的萬有引力

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9. (2017高一下·宜昌期中) 在星球表面發(fā)射探測器，當發(fā)射速度為v時，探測器可繞星球表面做勻速圓周運動；當發(fā)射速度達到 $\text{[math]}$ v時，可擺脫星球引力束縛脫離該星球，已知地球、火星兩星球的質量比約為10：1，半徑比約為2：1，下列說法正確的有（）

A . 探測器的質量越大，脫離星球所需的發(fā)射速度越大 B . 探測器在地球表面受到的引力比在火星表面的大 C . 探測器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等 D . 探測器脫離星球的過程中勢能逐漸變大，加速度逐漸變大

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10. (2017高二上·揚州期末) 請閱讀下列材料，回答第（1）～（4）小題
“神舟十一號”載人飛船，于 2016年10月19日3時31分，與“天宮二號”空間實驗室成功實現(xiàn)自動交會對接，為我國未來空間站建設進行科學的技術驗證，為實現(xiàn)我國從航天大國走向航天強國的中國夢典定了堅實的基礎．
1. （1） “天宮二號”圍繞地球做圓周運動，是由于受到萬有引力作用，我國羅俊院士團隊的引力實驗室因其算出世界最精確的萬有引力常數(shù)而被外國專家稱為世界“引力中心”，關于萬有引力定律的公式，下列正確的是（）
  
  A . F=kx B . F=G $\text{[math]}$ C . F=ma D . F=k $\text{[math]}$
2. （2）分析下列物體的運動時，可將物體看作質點的是（）
  
  A . 研究航天員生活工作時的“天宮二號”太空倉 B . 對航天員姿勢和動作進行分析時的航天員 C . 研究“天宮二號”和“神舟十一號”實現(xiàn)交會對接時的“神舟十一號”飛船 D . 計算圍繞地球做圓周運動的軌道半徑時的“神舟十一號”飛船
3. （3）假設“天宮二號”與“神舟十一號”都圍繞地球做勻速圓周運動，用A代表“神舟十一號”，B代表“天宮二號”，它們對接前做圓周運動的情形如圖所示，則下列說法中正確的是（）
  
  A . A的運行速度小于B的運行速度 B . A的運行速度大于B的運行速度 C . A的向心加速度小于B的向心加速度 D . A的向心加速度等于B的向心加速度
4. （4）關于在軌運行的“天宮二號”，下列說法中正確的是（）
  
  A . “天宮二號”的運行速度一定大于7.9km/s B . “天宮二號”的運行速度一定大于7.9km/s且小于11.2km/s C . “天宮二號”運行時，其處于失重狀態(tài) D . “天宮二號”運行時，其處于平衡狀態(tài)
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二、多項選擇題

11. (2024高二下·漢壽開學考) $\text{[math]}$ 年 $\text{[math]}$ 月 $\text{[math]}$ 日，神舟十二號載人飛船與空間站天和核心艙在軌運行 $\text{[math]}$ 天后成功實施分離，三名航天員在踏上回家之路前，完成了繞飛和徑向交會對接試驗，經(jīng)過兩小時的繞飛和三次姿態(tài)調整后，神舟十二號飛船來到節(jié)點艙的徑向對接口正下方，從相距 $\text{[math]}$ 向相距 $\text{[math]}$ 靠近，飛船與核心艙的軌道半徑分別為 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，運行周期分別為 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，下列說法正確的是（）

A . 飛船靠近天和核心艙過程中，向心加速度逐漸增大
B . 飛船靠近天和核心艙過程中，所在軌道處的重力加速度逐漸增大
C . 交會對接試驗過程中，飛船發(fā)動機需要提供飛船向前和指向核心艙的作用力
D . 交會對接試驗過程中應滿足 $\text{[math]}$

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12. (2022高一下·黑龍江期中) 關于如圖a、圖b、圖c、圖d所示的四種情況，下列說法中不正確的是（）

A . 圖a中，火車以大于規(guī)定速度經(jīng)過外軌高于內軌的彎道時，火車對外軌有壓力 B . 圖b中，英國科學家卡文迪什利用了扭秤實驗成功地測出了引力常量 C . 圖c中，牛頓根據(jù)第谷的觀測數(shù)據(jù)提出了關于行星運動的三大定律 D . 圖d中，小球通過輕桿在豎直面內做圓周運動，通過最高點的最小速度為 $\text{[math]}$

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13. (2019高三上·江蘇月考) 在星球M上將一輕彈簧豎直固定在水平桌面上，把物體P輕放在彈簧上端，P由靜止向下運動，物體的加速度a與彈簧的壓縮量x間的關系如圖中實線所示。在另一星球N上用完全相同的彈簧，改用物體Q完成同樣的過程，其a–x關系如圖中虛線所示，假設兩星球均為質量均勻分布的球體。已知星球M的半徑是星球N的3倍，則（）

A . M與N的密度相等 B . Q的質量是P的3倍 C . Q下落過程中的最大動能是P的4倍 D . Q下落過程中彈簧的最大壓縮量是P的4倍

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14. (2017·延邊模擬) 2017年1月5日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭成功將通信技術實驗衛(wèi)星發(fā)射升空．若該衛(wèi)星在發(fā)射過程中質量保持不變，則在該衛(wèi)星發(fā)射升空遠離地球的過程中，其所受地球的萬有引力F及重力勢能E_p的變化情況分別為（）

A . F變大 B . F 變小 C . E_p變大 D . E_p變小

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三、非選擇題

15. 請利用開普勒行星運動定律和牛頓第二、三定律，推導出引力的表達式．

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16. (2022高三上·張家口期中) 2022年4月16日，圓滿完成任務的三名中國航天英雄乘坐神舟十三號飛船從空間站順利返回地面。如圖所示，某顆衛(wèi)星的返回回收過程可簡化如下：軌道1是某近地圓軌道，其半徑可近似看做等于地球半徑，軌道2是位于與軌道1同一平面內的中地圓軌道，軌道半徑為地球半徑的3倍。一顆在軌道2上運行的質量為m的衛(wèi)星通過兩次制動變軌，先從橢圓轉移軌道進入軌道1運行，調整好姿態(tài)再伺機進入大氣層，返回地面。已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，忽略其他星體對該衛(wèi)星的作用力，試求：
1. （1）該衛(wèi)星在軌道1上運行的動能；
2. （2）經(jīng)過多長時間該衛(wèi)星在橢圓轉移軌道上從軌道2上的A點運行至軌道1上的B點（A、B與地心在同一直線上）。
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17. (2018高一下·永仁期中) 某儀器在地面上受到的重力為160 N，將它置于宇宙飛船中，當宇宙飛船以a＝0.5g的加速度豎直上升到某高度時儀器所受的支持力為90 N，取地球表面處重力加速度g＝10 m/s² ，地球半徑R＝6 400 km.求：
1. （1）此處的重力加速度的大小g′；
2. （2）此處離地面的高度H；
3. （3）在此高度處運行的衛(wèi)星速度v的大?。?
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18. 土星周圍有許多大小不等的巖石顆粒，其繞土星的運動可視為圓周運動．其中有兩個巖石顆粒A和B與土星中心的距離分別為r_A＝8.0×10⁴km和r_B＝1.2×10⁵km，忽略所有巖石顆粒間的相互作用．（結果可用根式表示）
1. （1）求巖石顆粒A和B的線速度之比．
2. （2）土星探測器上有一物體，在地球上重為10N，推算出它在距土星中心3.2×10⁵km處受到土星的引力為0.38N．已知地球半徑為6.4×10³km，請估算土星質量是地球質量的多少倍？
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試卷信息

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副標題：

*注意事項：

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