高中物理人教版 (2019)必修 第二册第七章 万有引力与宇宙航行2 万有引力定律精品达标测试

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万有引力定律同步练习（答题时间：30分钟） 1. 2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙－2251”卫星和美国的“铱－33”卫星在西伯利亚上空约805 km处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境。假定有甲、乙两块碎片，绕地球运行的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是（　　）A. 甲的运行周期一定比乙的长B. 甲距地面的高度一定比乙的高C. 甲的向心力一定比乙的小D. 甲的加速度一定比乙的大2. 2005年12月11日，有着“送子女神”之称的小行星“婚神”（Juno）冲日，在此后十多天的时间里，国内外天文爱好者凭借双筒望远镜可观测到它的“倩影”。在太阳系中除了八大行星以外，还有成千上万颗肉眼看不见的小天体，沿着椭圆轨道不停地围绕太阳公转。这些小天体就是太阳系中的小行星。冲日是观测小行星难得的机遇。此时，小行星、太阳、地球几乎成一条直线，且和地球位于太阳的同一侧。“婚神”星冲日的虚拟图如图所示，则（　　）A. 2005年12月11日，“婚神”星的线速度大于地球的线速度B. 2005年12月11日，“婚神”星的加速度小于地球的加速度C. 2005年12月12日，必将发生下一次“婚神”星冲日D. 下一次“婚神”星冲日必将在2006年12月11日之后的某天发生3. 假设太阳系中天体的密度不变，天体的直径和天体之间的距离都缩小到原来的，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是（　　）A. 地球绕太阳公转的向心力变为缩小前的B. 地球绕太阳公转的向心力变为缩小前的C. 地球绕太阳公转的周期与缩小前的相同D. 地球绕太阳公转的周期变为缩小前的4. 两个质量分布均匀且大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为，若两个半径是小铁球半径2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为（   ）A.    B.    C.    D. 5. 飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T，如果飞船要返回地面，可在轨道上某一点A处将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B点相切，如图所示，求飞船由A点运动到B点所需要的时间。（已知地球半径为R0）6. 如图所示，在半径为R=20cm，质量为M=168kg的均匀铜球上，挖去一个球形空穴，空穴的半径为R/2，并且跟铜球相切，在铜球外有一个质量为m=lkg可视为质点的小球，这个小球位于连接铜球的中心跟空穴中心的直线上，并且在靠近空穴一边，两个球心相距d=2m，试求它们之间的吸引力。
万有引力定律同步练习参考答案 1.【答案】D【解析】由v＝可知，甲碎片的速率大，轨道半径小，故B错误；由公式T＝2π可知，甲的周期小，故A错误；由于未知两碎片的质量，无法判断向心力的大小，故C错误；碎片的加速度是指引力加速度，由G＝ma，可得a＝，甲的加速度比乙大，D正确。2. 【答案】BD【解析】由G＝m得v2∝，“婚神”的线速度小于地球的线速度，由a＝＝G知，“婚神”的加速度小于地球的加速度，地球的公转周期为一年，“婚神”的公转周期大于一年，C错误，D正确。3.【答案】BC【解析】天体的质量M＝ρπR3，各天体质量变为M′＝M，变化后的向心力F′＝G＝F，B正确。又由G＝mr，得T′＝T。4. 【答案】D【解析】小铁球之间的万有引力F=，大铁球的半径是小铁球的2倍，其质量：对小铁球有m=ρgV=ρg（），对大铁球有M=ρgV′=ρg［］=8×ρg（）=8m，两个大铁球间的万有引力为F′==16F。 5. 【答案】【解析】当飞船在圆周上绕地球运动时，有，当飞船进入椭圆轨道运动时，有，由两式联立得飞船在椭圆轨道上运动的周期，故解得飞船由A运动到B点所需的时间为t。6. 【解析】本题直接用万有引力的公式计算挖去球形空穴的铜球和质量为m的小球的万有引力是不可能的，但可看成大小两个实心铜球与质量为m的小球的万有引力之差，这样就可用等效的方法求出它们之间的吸引力。设被挖去的部分质量为，则：   ①    ②所以：  ③，所以：   ④代入数据得：