山東省聊城市第三中學(xué)高中物理 萬有引力（一）期末復(fù)習(xí)題 新人教版必修2（通用）

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1、第六章萬有引力與航天期末復(fù)習(xí)題（一） (時(shí)間：90分鐘　滿分：100分) 一、選擇題(共12小題，每小題6分，共72分) 1．行星之所以繞太陽運(yùn)行，是因?yàn)? (　　)． A．行星運(yùn)動時(shí)的慣性作用 B．太陽是宇宙的中心，所有星體都繞太陽旋轉(zhuǎn) C．太陽對行星有約束運(yùn)動的引力作用 D．行星對太陽有排斥力作用，所以不會落向太陽 2．已知地球半徑為R，將一物體從地面發(fā)射至離地面高h(yuǎn)處時(shí)，物體所受萬有引力減小到原來的一半，則h為 (　　)． A．R B．2R C.R D．(－1)R 3．美國“新地平線”號探測器，已于美國東部時(shí)間2020年1月17日13時(shí)(北京時(shí)間18日1

2、時(shí))借助“宇宙神5”火箭，從佛羅里達(dá)州卡納維拉爾角肯尼迪航天中心發(fā)射升空，開始長達(dá)九年的飛向冥王星的太空之旅．擁有3級發(fā)動機(jī)的“宇宙神－5”重型火箭將以每小時(shí)5.76萬千米的驚人速度把“新地平線”號送離地球，這個(gè)冥王星探測器因此將成為人類有史以來發(fā)射的速度最高的飛行器，這一速度 (　　)． A．大于第一宇宙速度 B．大于第二宇宙速度 C．大于第三宇宙速度 D．小于并接近第三宇宙速度 4．a(chǎn)是放置在地球赤道上的物體，b是近地衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，a、b、c在同一平面內(nèi)繞地心做逆時(shí)針方向的圓周運(yùn)動，某時(shí)刻，它們運(yùn)行到過地心的同一直線上，如圖甲所示．一段時(shí)間后，它們的位置可能是圖乙中

3、的 (　　)． 5．美國宇航局2020年12月5日宣布，他們發(fā)現(xiàn)了太陽系外第一顆類似地球的、能適合居住的行星——“開普勒－22b”，它每290天環(huán)繞著一顆類似于太陽的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)一周．若引力常量已知，要想求出該行星的軌道半徑，除了上述信息，還必須知道 (　　)． A．該行星表面的重力加速度 B．該行星的密度 C．該行星的線速度 D．被該行星環(huán)繞的恒星的質(zhì)量 6．“靜止”在赤道上空的地球同步氣象衛(wèi)星將氣象數(shù)據(jù)發(fā)回地面，為天氣預(yù)報(bào)提供準(zhǔn)確、全面和及時(shí)的氣象資料．設(shè)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，下列說法中正確的是 (　　)． A．同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度是第一宇宙速度

4、的倍 B．同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度是地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)獲得的速度的倍 C．同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度是第一宇宙速度的倍 D．同步衛(wèi)星的向心加速度是地球表面重力加速度的倍 7．宇航員在一個(gè)半徑為R的星球上，以速度v0豎直上拋一個(gè)物體，經(jīng)過t秒后物體落回原拋物點(diǎn)，如果宇航員想把這個(gè)物體沿星球表面水平拋出，而使它不再落回星球，則拋出速度至少應(yīng)是 (　　)． A. B. C. D. 8．甲、乙兩恒星相距為L，質(zhì)量之比＝，它們離其他天體都很遙遠(yuǎn)，我們觀察到它們的距離始終保持不變，由此可知 (　　)． A．兩恒星一定繞它們連線的某一位置做勻速圓周運(yùn)動 B．甲、乙兩恒星的角速度之比

5、為2∶3 C．甲、乙兩恒星的線速度之比為∶ D．甲、乙兩恒星的向心加速度之比為3∶2 9．關(guān)于近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星、赤道上的物體，以下說法正確的是 (　　)． A．都是萬有引力等于向心力 B．赤道上的物體和同步衛(wèi)星的周期、線速度、角速度都相等 C．赤道上的物體和近地衛(wèi)星的軌道半徑相同但線速度、周期不同 D．同步衛(wèi)星的周期大于近地衛(wèi)星的周期 10．某雙星由質(zhì)量不等的星體S1和S2構(gòu)成，兩星在相互之間的萬有引力作用下繞兩者連線上某一定點(diǎn)C做勻速圓周運(yùn)動．由天文觀察測得其運(yùn)動周期為T，S1到C點(diǎn)的距離為r1，S1和S2的距離為r，已知引力常量為G，由此可求出S2的質(zhì)量為 (　　)．

6、 A. B. C. D. 11．已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G.有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是 (　　)． A．衛(wèi)星距地面的高度為 B．衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度 C．衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為G D．衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 12．據(jù)報(bào)道，天文學(xué)家近日發(fā)現(xiàn)了一顆距地球40光年的“超級地球”，名為“55 Cancri　e”．該行星繞母星(中心天體)運(yùn)行的周期約為地球繞太陽運(yùn)行周期的，母星的體積約為太陽的60倍．假設(shè)母星與太陽密度相同，“55 Cancri　e”與地球均做勻速圓周運(yùn)動，則“55 Ca

7、ncri　e”與地球的 (　　)． A．軌道半徑之比約為 B．軌道半徑之比約為 C．向心加速度之比約為 D．向心加速度之比約為 二、非選擇題(共2小題，共28分) 13．(12分)有一星球的密度與地球的密度相同，但它表面處的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，求該星球的質(zhì)量將是地球質(zhì)量的多少倍？ 14．(16分)2020年6月16日，發(fā)射的“神舟九號”飛船與“天宮一號”成功對接，在發(fā)射時(shí)，“神舟九號”飛船首先要被發(fā)射到離地面很近的圓軌道，然后經(jīng)過多次變軌后，最終與在距地面高度為h的圓形軌道上繞地球飛行的“天宮一號”完成對接，之后，整體保持在距地面高度仍

8、為h的圓形軌道上繞地球繼續(xù)運(yùn)行．已知地球半徑為R，地面附近的重力加速度為g.求： (1)地球的第一宇宙速度； (2)“神舟九號”飛船在近地圓軌道運(yùn)行的速度與對接后整體的運(yùn)行速度之比． 答案 1解析　太陽與行星間有相互作用的引力，正是引力的作用使行星繞太陽運(yùn)行．答案　C 2解析　根據(jù)萬有引力定律，F(xiàn)＝G，F(xiàn)′＝G＝F，聯(lián)立解得h＝(－1)R，選項(xiàng)D正確 3解析　由題中已知條件：5.76×104 km/h＝16 km/s以及第一宇宙速度是7.9 km/s，第二宇宙速度是11.2 km/s，第三宇宙速度是16.7 k

9、m/s，可以判斷A、B、D正確 4解析　地球赤道上的物體與同步衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的角速度相同，故c終始在a的正上方，近地衛(wèi)星轉(zhuǎn)動的角速度比同步衛(wèi)星大，故一段時(shí)間后b可能在a、c的連線上，也可能不在其連線上，故選項(xiàng)A、C正確 5解析　行星繞恒星做圓周運(yùn)動由G＝m，若已知M，則可求r，選項(xiàng)D正確，由T＝知，若已知v，則可求r，選項(xiàng)C正確 6解析　同步衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動，由萬有引力提供向心力，則G＝ma＝m＝mω2r＝mr，得同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度v＝ ，又第一宇宙速度v1＝ ，所以＝＝，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)C正確；a＝，g＝，所以＝＝，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，則v＝ωr，v自＝

10、ωR，所以＝＝n，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤 7解析　由得v＝①， 因?yàn)椋璿0＝v0－gt.所以g＝②， 由①，②得v＝ . 答案　B 8解析　根據(jù)題目描述的這兩顆恒星的特點(diǎn)可知，它們符合雙星的運(yùn)動規(guī)律，即繞它們連線上某一位置做勻速圓周運(yùn)動，A正確．它們的角速度相等，B錯(cuò)誤．由m甲a甲＝m乙a乙，所以＝＝，D正確．由m甲ω甲v甲＝m乙ω乙v乙，所以＝＝，C錯(cuò)誤．答案　AD 9解析　赤道上的物體是由萬有引力的一個(gè)分力提供向心力，A項(xiàng)錯(cuò)誤；赤道上的物體和同步衛(wèi)星有相同周期和角速度，但線速度不同，B項(xiàng)錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)星有相同的中心天體，根據(jù)＝m＝mr得v＝ ，T＝2π ，由于r同>r近，故v

11、同T近，D正確；赤道上物體、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星三者間的周期關(guān)系為T赤＝T同>T近，根據(jù)v＝ωr可知v赤

12、m2r，可得通式r＝，則＝＝，從而判斷A錯(cuò)、B對；再由G＝ma得通式a＝G，則＝×＝＝ ，所以C、D皆錯(cuò)．答案　B 13解析　設(shè)將質(zhì)量為m的物體分別放在星球和地球表面上，重力近似等于萬有引力 mg星＝G① mg地＝G② 得＝，則＝＝3＝3＝64，所以M星＝64M地． 答案　64 14解析　(1)設(shè)地球的第一宇宙速度為v，根據(jù)萬有引力提供向心力得 G＝m 在地面附近有G＝mg 解得v＝ (2)設(shè)飛船在近地圓軌道運(yùn)行的速度為v1，由題意可知v1＝v＝ 對接后，整體的運(yùn)行速度為v2，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律得 G＝m′ 解得v2＝ 所以v1∶v2＝ . 答案　(1)　(2)