沪科版（2020）必修第二册本章复习与测试单元测试当堂检测题

第六章 万有引力定律单元测试 （原卷版）

姓名：___________班级：___________错题号：___________

一、单选题

1．2021年10月16日，“长征二号”遥十二运载火箭成功将载有三名航天员的“神舟十三号”飞船送入预定轨道，并顺利实现其与“天和”核心舱对接。下列说法正确的是（　　）

A．载人飞船加速上升过程中，三名航天员均处于失重状态

B．对接过程中，神舟飞船与“天和”核心舱均可看成质点

C．飞船环绕地球运行过程中，航天员对核心舱有压力作用

D．王亚平做“太空欢乐球”实验中，泡腾片在水球内产生的小气泡没有离开水球，是由于气泡及水球处于完全失重状态

2．关于开普勒第三定律公式，下列说法正确的是（　　）

A．公式只适用于绕太阳沿椭圆轨道运行的行星

B．公式适用于宇宙中所有围绕恒星运动的行星

C．式中的k值，对所有行星和卫星都相等

D．式中的T代表行星自转的周期

3．关于地球第一宇宙速度，下列说法中正确的是（　　）

①它是人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动的最大速度

②它是使人造地球卫星绕地球运行的最小发射速度

③第一宇宙速度跟地球的半径无关

④第一宇宙速度跟地球的质量无关

A．①③ B．②③ C．①② D．②④

4．宇宙飞船正在离地面高的轨道上做匀速圆周运动，为地球的半径，飞船内一弹簧秤下悬挂一质量为的重物，为地球表面处重力加速度，则弹簧秤的读数为（　　）

A． B． C． D．

5．年，牛顿研究“是什么力量使得行星围绕太阳运转”的问题。若把质量为的行星运动近似看作匀速圆周运动，运用开普勒第三定律，则可推得（　　）

A．行星受太阳的引力为 B．行星受太阳的引力都相同

C．行星受太阳的引力 D．质量越大的行星受太阳的引力一定越大

6．研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在相比（　　）

A．距地球的高度变大

B．向心加速度变大

C．线速度变大

D．加速度变大

7．2013年12月2日凌晨2时17分，“嫦娥三号”由“长征三号乙”运载火箭成功送入太空，经过一系列的调控和变轨，“嫦娥三号”最终顺利降落在月球表面。“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道。观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ弧度，如图所示。已知万有引力常量为G，由此可计算出月球的质量为（　　）

A． B． C． D．

8．2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。北斗三号全球卫星导航系统中有24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星（同步卫星）、3颗倾斜地球同步轨道卫星，共30颗卫星组成。关于地球静止轨道卫星（同步卫星），下列说法不正确的是（　　）

A．它的周期与地球自转周期相同

B．它的周期、高度、速度大小都是一定的

C．我国发射的同步通讯卫星可以定点在北京上空

D．我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空

9．下列说法正确的是（　　）

A．处于超重状态的物体其重力增加

B．物体做曲线运动时速度一定变化，加速度可能不变

C．国际单位制中，力学的基本单位分别是kg、m、N

D．牛顿利用扭秤实验装置测量出万有引力常量，并在此基础上提出了万有引力定律

10．如图所示，A为静止在赤道上物体，为近地圆轨道卫星，为地球同步卫星。A、、三物体质量相同，向心加速度大小分别为、、，向心力大小分别为、、、线速度大小分别为、、，周期分别为、、，则（　　）

A． B． C． D．

二、填空题

11．__________年6月，神舟十号分别完成与__________空间实验室的手动和自动交会对接；2016年10月19日，神舟十一号完成与天宫二号空间实验室的自动交会对接。2017年4月20日，我国发射了货运飞船__________，入轨后与天宫二号空间实验室进行自动交会对接、自主快速交会对接等3次交会对接及多项实验。

12．万有引力定律

（1）内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的_____，引力的大小与物体的_____成正比、与它们之间_____成反比。

（2）表达式：F=G，其中G叫作引力常量。

13．双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做角速度相同的匀速圆周运动。若某双星系统中两颗恒星质量分别为和，两星之间的距离为，引力常量为。则两星轨道半径之比为___________，角速度为___________。

14．如图所示，设行星绕太阳的运动皆为匀速圆周运动，已知金星自身的半径是火星的倍，质量为火星的倍，不考虑行星自转的影响，则金星表面的重力加速度是火星的__________倍；金星上的第一宇宙速度是火星的___________倍。

15．如图所示，人造卫星A、B在同一平面内绕地球做匀速圆周运动。则卫星A的线速度_______卫星B的线速度，卫星A的加速度______卫星B的加速度，卫星A的周期_______卫星B的周期（选填“大于”、“小于”或“等于”）。

16．已知地球半径为R，引力常量为G。某人造卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道离地高度等于地球半径、周期为T。则该做匀速圆周运动的向心力来自于________，该卫星的线速度为_______，地球的质量为______。

17．已知地球半径为R，自转角速度为，地面的重力加速度为g，在赤道上空一颗相对地面静止的同步卫星离开地面的高度是___________（用以上三个量表示）。

18．木星到太阳的距离约等于地球到太阳距离的5.2倍．已知地球在轨道上的公转速度为，则木星在轨道上的速度等于_________。

19．设地球表面的重力加速度为g，物体在距地球表面（R是地球半径）处，由于地球的引力作用而产生的重力加速度为，则为____________。

20．物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，其大小是_________。

三、实验题

21．一艘宇宙飞船飞向某一新发现的行星，并进入该行星表面的圆形轨道绕该行星运行数圈后（宇宙飞船的轨道半径近似等于行星的半径），着陆于该行星，宇宙飞船上备有下列器材：

A．精确秒表一只

B．弹簧秤一个

C．质量已知为m的钩码

D．天平一台

E．刻度尺一把

已知宇航员在宇宙飞船绕行星飞行的过程中和飞船着陆后均作了测量，依据所测得的数据和引力常量G，可求得该行星的质量M和半径R。请回答下列问题：

（1）测量相关数据应选用的器材是______（选填宇宙飞船上备有的器材前面的字母序号）。

（2）宇宙飞船在绕行星表面运行的过程中，应测量的物理量是______（填一个物理量及符号），为了测出行星表面的重力加速度，宇航员在着陆后应间接测量的物理量是______（填一个物理量及符号）。

（3）用测得的数据，可求得该行星的质量M=______，该行星的半径R=______（均用已知的物理量和测得的物理量表示）。

四、解答题

22．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，受到彼此的万有引力作用而互相绕转，称为双星系统。双星以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，不会因万有引力作用而吸在一起（不考虑其他天体对它们的影响）。已知双星的质量分别为m1和m2，相距L，求它们运转的角速度ω。

23．近年来我国航天技术取得一系列最新突破。若某飞船质量为m，该飞船距离地球表面的高度为h。已知地球质量M，半径为R，万有引力常量G。设飞船绕地球做匀速圆周运动，由以上提供的信息，解答下列问题：

（1）该飞船所在处的重力加速度g；

（2）该飞船绕地球飞行的速度v。

24．假设火星探测器距火星表面的高度为，绕火星做匀速圆周运动的周期为，火星的半径为，引力常量为，忽略其他天体对探测器的引力作用，求：

（1）火星的质量；

（2）火星的第一宇宙速度。

25．如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为。已知地球半径为，地球自转角速度为，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心。

（1）求卫星的运行周期；

（2）若卫星绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、两卫星相距最近，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？