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第三章《万有引力定律》测试题-2021-2022学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册
一、单选题
1．同步卫星相对地而静止不动，犹如悬挂在天空中，下列说法错误的是（　　）
A．同步卫星处于平衡状态 B．同步卫星的角速度是不变的
C．同步卫星的高度是一定的 D．同步卫星的周期是不变的
2．两个质量均匀的球体相距较远的距离，它们之间的万有引力为。若它们的质量不变、距离减小为原来的倍，则它们间的万有引力为（　　）
A． B．
C． D．
3．如图所示，两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，若表示卫星角速度大小，S表示卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积，a表示卫星加速度的大小，F表示卫星受到的万有引力，r为卫星做圆周运动的半径。不计两卫星之间的相互影响，则（　　）
A． B．
C． D．
4．据报道，中国空间站分别在2021年7月1日和10月21日进行两次机动变轨，原因是空间站受到美国星链卫星靠近的威胁，触发了空间站的“紧急避碰”的指令，改变轨道以回避正在接近的卫星。正常运行时，星链卫星的轨道高度是在到之间，而中国空间站的在轨高度是。已知地球半径为，引力常量为。下列判断正确的是（　　）
A．中国空间站的向心力大于星链卫星的向心力
B．中国空间站的运行周期小于星链卫星的运行周期
C．中国空间站如果机动变轨到更高轨道需使空间站减速
D．由题目所给数据可以计算出地球的密度
5．2021年7月和10月，SpaceX公司星链卫星两次侵入中国天宫空间站轨道，为保证空间站内工作的三名航天员生命安全，中方不得不调整轨道高度，紧急避碰。其中星链-2305号卫星。采取连续变轨模式接近中国空间站，中国发现且规避后，该卫星轨道又重新回到正常轨道。已知中国空间站在高度390千米附近的近圆轨道、轨道倾角，而星链卫星在高度为550千米附近的近圆轨道，倾角为。下列说法正确的是（　　）
A．中国空间站的运行速度约为11.68千米/秒
B．星链卫星在正常圆轨道需减速才能降到中国空间站所在高度
C．星链卫星在正常轨道时周期比中国空间站的小
D．星链卫星保持轨道平面不变，降至390公里附近圆轨道时，其速度与中国空间站速度接近，不会相撞
6．假设月球与地球同步卫星都绕地球做匀速圆周运动，那么下列结论正确的是（　　）
A．月球绕地球周期大于地球同步卫星的周期
B．月球绕地球运动的线速度大于地球同步卫星的线速度
C．月球绕地球的加速度大于地球同步卫星的加速度
D．月球绕地球的角速度大于地球同步卫星的角速度
7．我国首个火星探测器“天问一号”在2021年5月15日成功着陆于火星表面，开始对火星进行探测。已知火星的质量约为地球质量的十分之一，半径约为地球半径的二分之一，自转周期大约为24小时37分钟，则火星的同步卫星与地球同步卫星轨道半径之比约为（　　）
A．2 B．3 C．0.5 D．0.3
8．2020年我国航天取得了一系列重大成就：载人航天、探月探火、北斗导航，2021年将安排超过40次宇航发射任务，其中发射空间站核心舱是重头戏，这标志着我国新一代空，间站建设工作的开启。假定某北斗卫星和建成后的天宫空间站在距地表高度分别为h1和h2的圆轨道上运行时，周期分别为T1和T2视地球为质量分布均匀的球体，忽略地球自转的影响，万有引力常量为G。利用上述数据可计算出（　　）
A．地球表面的重力加速度
B．北斗卫星的动量大小
C．天宫空间站受地球引力的大小
D．北斗卫星与天宫空间站的质量比
9．已知地球半径为R，静置于赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a；地球同步卫星作匀速圆周运动的轨道半径为r，向心加速度大小为，引力常量为G，以下结论正确的是（ ）
A．地球质量 B．地球质量
C．向心加速度之比 D．向心加速度之比
10．如图所示，a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上匀速运行的四颗人造卫星。其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上。某时刻b卫星恰好处于c卫星的正上方。下列说法中正确的是（　　）
A．b、d存在相撞危险
B．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度
C．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度
D．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度
11．2019年11月15日的科学报告中指出，在距离我们大约1600光年的范围内，存在一个四星系统。假设四星系统离其他恒星较远，通常可忽略其他星体对四星系统的引力作用。四星系统的形式如图所示，三颗星位于边长为L的等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，而第四颗星刚好位于三角形的中心不动。设每颗星的质量均为m，万有引力常量为G，则（　　）
A．每颗星做圆周运动的向心加速度与m大小无关
B．三星的总动能为
C．若四颗星的质量m均不变，距离L均变为2L，则周期变为原来的2倍
D．若距离L不变，四颗星的质量m均变为2m，则角速度变为原来的2倍
12．2020年5月7日，出现超级月亮景观，从科学定义而言，叫作近地点满月更为准确。当满月从地平线升起时，我们看到的月亮似乎比它升到近地点天顶时更大、更明亮。如图所示，月球的绕地运动轨道实际上是一个偏心率很小的椭圆，则（　　）
A．月球运动到远地点时的速度最大
B．月球运动到近地点时的加速度最小
C．月球由近地点向远地点运动的过程，月球的机械能减小
D．月球的半长轴大于同步卫星的轨道半径
二、填空题
13．“嫦娥三号卫星”简称“嫦娥三号”，专家称“三号星”，是嫦娥绕月探月工程计划中嫦娥系列的第三颗人造绕月探月卫星。若“三号星”在离月球表面距离为h的圆形轨道绕月球飞行，周期为T1。若已知地球中心和月球中心距离为地球半径R的n倍，月球半径r，月球公转周期T2，引力常量G。则：月球的质量为______________；地球受月球的吸引力为____________。
14．有一宇宙飞船到了某行星附近（该行星没有自传运动），以速度v绕行星表面做匀速圆周运动，测出运动的周期为T，已知引力常量为G，则该行星的半径为______和平均密度______。
15．一质量为m=9kg的物块，将它放置在航天飞机内的平台上，航天飞机随火箭以a=5m/s2的加速度匀加速上升，此时飞机内平台对物块的支持力_______N,当火箭飞离地面高为地球半径2倍时，求此时飞机内平台对物块的支持力_______N(地面处重力加速度g=10m/s2)
16．两颗行星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___________。
三、解答题
17．已知地球的半径为R，质量为M，万有引力常量为G．一颗人造地球卫星处在距离地球表面高度为h的圆轨道上，试求：
（1）该卫星作匀速圆周运动的线速度大小v；
（2）该卫星的运动周期T．
18．“嫦娥工程”正在循序渐进地实现中国的航天梦。若“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月做圆周轨道运行时，距月球表面的高度分别为h1和h2，周期分别为T1和T2，请你推导出月球的质量和半径，并用必要的方程说明你的理由。若“嫦娥三号”探测器的质量为M，请结合前面计算的信息，推导出探测器在月球表面附近悬停时其发动机提供的推力大小。如果未来对从月球返回地球的探测器进行回收，上述发动机是否依然能胜任同质量探测器在地球表面的悬停任务 请用证据谈谈你的看法。
19．假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星，在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略），经过时间t落到地面。已知该行星半径为R，自转周期为T，引力常量为G，求：
（1）该行星的平均密度ρ；
（2）该行星的第一宇宙速度v；
（3）如果该行星有一颗同步卫星，其距行星表面的高度H为多少？
20．如图所示，我国北斗导航系统中，卫星A与卫星B在同一轨道平面内均绕地心O做逆时针方向的匀速圆周运动。若卫星A的运动周期为T，卫星B的轨道半径为卫星A轨道半径的2倍。从某次卫星A、B距离最近时开始计时，求O、A、B三者间第一次和第二次构成直角三角形分别经历的时间。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．C
4．B
5．B
6．A
7．C
8．A
9．A
10．B
11．B
12．D
13．
14．
15． 135 55
16．
17．（1） （2）
18．见解析
19．（1）；（2）；（3） - R
20．；
答案第1页，共2页
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