萬有引力定律單元測試題及解析

1、優(yōu)選文檔萬有引力定律單元測試題一、選擇題（每題7分，共70分）1.（2021上海高考）月球繞地球做勻速圓周運動的向心加速度大小為a.設(shè)月球外表的重力加速度大小為gi,在月球繞地球運行的軌道處由地球引力產(chǎn)生的加速度大小為g2,則（）A.gi=aB.g2=aC.gi+g2=aD.g2gi=a2.圖435（2021廣東高考）如圖435所示，飛船從軌道1變軌至軌道2.假設(shè)飛船在兩軌道上都做勻速圓周運動，不考慮質(zhì)量變化，相對于在軌道1上，飛船在軌道2上的（）A.動能大B,向心加速度大C.運行周期長D.角速度小3. （2021北京高考）一物體靜置在平均密度為p的球形天體外表的赤道上.萬有引力常量為G,假設(shè)

2、由于天體自轉(zhuǎn)使物體對天體外表壓力恰好為零，則天體自轉(zhuǎn)周期為（）1O1A二2B23Gp471Gp兀23兀2CGpD.Gp4. （2021山東高考）2021年11月3日，“神舟八號飛船與“天宮一號目標(biāo)飛行器成功實施了首次交會對接.任務(wù)完成后“天宮一號經(jīng)變軌升到更高的軌道，等待與“神舟九號交會對接.變軌前和變軌完成后“天宮一號的運行軌道均可視為圓軌道，對應(yīng)的軌V1道半徑分別為R1、R2,線速度大小分別為V1、V2.則一等于（）V2A.得B.卡一七C.R2D.R15. （2021北京高考）關(guān)于圍繞地球運動的衛(wèi)星，以下說法正確的選項是（）A.分別沿圓軌道和橢圓軌道運行的兩顆衛(wèi)星，不可能具有相同的周期B.

3、沿橢圓軌道運行的一顆衛(wèi)星，在軌道不同位置可能具有相同的速率C.在赤道上空運行的兩顆地球同步衛(wèi)星，它們的軌道半徑有可能不同D.沿不同軌道經(jīng)過北京上空的兩顆衛(wèi)星，它們的軌道平面肯定會重合6. （2021重慶高考）某行星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓.每過N年，該行星會運行到日地連線的延長線上，如圖4-3-6所示，該行星與地球白公轉(zhuǎn)半徑之比為（）”r/L、'重星:/地球；:產(chǎn)：。太閑:I*JT圖4-3-6優(yōu)選文檔A.2N+13B.N-1C.N+12N圖4377. （2021臨川質(zhì)檢）我國發(fā)射"神舟號飛船時，先將飛船發(fā)送到一個橢圓軌道上如圖437,其近地點M距地面200km,遠(yuǎn)地點

4、N距地面340km.進(jìn)入該軌道正常運行時，通過M、N點時的速率分別是V1、v2.當(dāng)某次飛船通過N點時，地面指揮部發(fā)出指令，點燃飛船上的發(fā)動機(jī)，使飛船在短時間內(nèi)加速后進(jìn)入離地面340km的圓形軌道，開始繞地球做勻速圓周運動.這時飛船的速率約為V3.比擬飛船在M、N、P三點正常運行時（不包含點火加速階段）的速率大小和加速度大小，以下結(jié)論正確的選項是（）A. V1>V3>V2,a>a3>a2B. V1>V2>V3,a>a2=a3C. V1>V2=V3,a>a2>a3D. V1>V3>V2,a>a2=a38. （2021桂林

5、模擬）我國于2021年9月29日和11月1日相繼成功發(fā)射了“天宮一號目標(biāo)飛行器和“神舟八號宇宙飛船，并成功完成了對接，標(biāo)志著我國向建立空間實驗站邁出了重要一步，我國還將陸續(xù)發(fā)射“神舟九號、“神舟十號飛船，并與“天宮一號完成對接，以下說法正確的選項是（）A.飛船和“天宮一號必須在相同的軌道運行，通過加速完成與“天宮一號的對接B.飛船必須改在較高的軌道上運行，通過加速完成與“天宮一號的對接C.飛船必須改在較高的軌道上運行，通過減速完成與“天宮一號的對接D.飛船必須改在較低的軌道上運行，通過加速完成與“天宮一號的對接【答案】D9. “嫦娥二號衛(wèi)星在中國首顆月球探測衛(wèi)星“嫦娥一號備份星根底上進(jìn)行技術(shù)改

6、良和適應(yīng)性改造，于北京時間2021年10月1日19：26成功星箭別離.如圖438,假設(shè)“嫦娥二號在地球外表發(fā)射時重力為G,到達(dá)月球外表附近繞月飛行時重力為G2,地球外表的重力加速度為g,地球半徑Ri,月球半徑R2,則（）圖4一38A.“嫦娥二號在距地面高度等于2倍地球半徑Ri的軌道上A點運行時，其速度為,'GiRiB.“嫦娥二號*在距地面高度等于2倍地球半徑Ri的軌道上A點運行時，其速度為C.“嫦娥二號到達(dá)月球外表附近繞月飛行時周期為D.“嫦娥二號到達(dá)月球外表附近繞月飛行時周期為T=2兀,;'GiRi麗:G2R1.1G1g10. 2021年12月1日的黃昏，在西南方低空出現(xiàn)了一

7、種有趣的天象，天空中兩顆明亮的行星一一金星和木星以及一彎月牙聚在了一起.人們形象的稱其為“雙星拱月，如圖4-3-9所示這一現(xiàn)象的形成原因是：金星、木星都是圍繞太陽運動，與木星相比，金星距離太陽較近，圍繞太陽運動的速度較大，到12月1日黃昏，金星追趕木星到達(dá)兩星相距最優(yōu)選文檔近的程度，而此時西側(cè)的月牙也會過來湊熱鬧,木星繞太陽的運動當(dāng)作勻速圓周運動，并用金星、木星再次運動到相距最近的時間是（形成“雙星拱月的天象美景.假設(shè)把金星、Ti、T2分別表示金星、木星繞太陽運動的周期，）A.T2-T1B,T2+T1T1T2T1T2C.zzz-DT2T1T2+T1二、非選擇題（11題14分，12題16分，共3

8、0分）11. 天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運行的兩顆恒星稱為雙星.雙星系統(tǒng)在銀河系中很普遍.利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運動特征可推算出它們的總質(zhì)量.某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點分別做勻速圓周運動，周期均為T,兩顆恒星之間的距離為r,試推算這個雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量.（引力常量為G）12. （2021浙江五校聯(lián)考）2007年4月24日，瑞士天體物理學(xué)家斯蒂芬妮尤德里（右）和日內(nèi)瓦大學(xué)天文學(xué)家米歇爾邁耶（左）拿著一張繪制圖片，如圖4310圖片上顯示的是在紅矮星581（圖片右上角）周圍的行星系統(tǒng).這一代號“581的行星正圍繞一顆比太陽小、溫度比太陽低的紅矮星運行，現(xiàn)測得“58C

9、”行星的質(zhì)量為M2、半徑為R2,地球的質(zhì)量為M1、半徑為R1,且地球外表的重力加速度為g,則：圖4-3-10（1）求該行星外表的重力加速度；（2）假設(shè)宇宙飛船在地面附近沿近地圓軌道做勻速圓周運動的周期為T,求宇宙飛船在距離“58C行星外表為h的軌道上繞該行星做勻速圓周運動的線速度v.萬有引力定律單元測試題解析一、選擇題（每題7分，共70分）1. （2021上海高考）月球繞地球做勻速圓周運動的向心加速度大小為a.設(shè)月球外表的重力加速度大小為g1，在月球繞地球運行的軌道處由地球引力產(chǎn)生的加速度大小為g2,則（）A.g1=aB.g2=aC.g+g2=aD.g2g=a【解析】月球因受地球引力的作用而繞

10、地球做勻速圓周運動.由牛頓第二定律可知地球?qū)υ虑蛞Ξa(chǎn)生的加速度g2就是向心加速度a,故B選項正確.【答案】B2.圖435（2021廣東高考）如圖435所示，飛船從軌道1變軌至軌道2.假設(shè)飛船在兩軌道上都做勻速圓周運動，不考慮質(zhì)量變化，相對于在軌道1上，飛船在軌道2上的（）A.動能大B,向心加速度大C.運行周期長D.角速度小【解析】飛船繞中心天體做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，即5引=5向，所以GMmmv24兀2mr2口GM-12GMm丁門/4兀2r3/GM產(chǎn)=ma向=12=mr°，即a向=12，Ek=2mv=2r,7=Jgm，0=13（或用公式T=求解）.因為11<12所

11、以Ek1>Ek2,a向1>a向2,T1VT2,W1>W2,選項C、優(yōu)選文檔D正確.【答案】CD3. （2021北京高考）一物體靜置在平均密度為p的球形天體外表的赤道上.萬有引力常量為G,假設(shè)由于天體自轉(zhuǎn)使物體對天體外表壓力恰好為零，則天體自轉(zhuǎn)周期為（）1o1Aj2B-2A.3Gp8471Gp"1Q1兀237t2C.GVD.GV【解析】物體對天體外表壓力恰好為零，說明天體對物體的萬有引力提供向心力:Mm_4xJ_Gr2-m12R,解得T=2兀又密度兩式聯(lián)立得T=Gtq選項正確.4. （2021山東高考）2021年11月3日，“神舟八號飛船與“天宮一號目標(biāo)飛行器成功實施

12、了首次交會對接.任務(wù)完成后“天宮一號經(jīng)變軌升到更高的軌道，等待與“神舟九號交會對接.變軌前和變軌完成后“天宮一號的運行軌道均可視為圓軌道，對應(yīng)的軌道半徑分別為R1、R2,線速度大小分別為v1、v2.咤等于（）2【解析】“天宮一號運行時所需的向心力由萬有引力提供，根據(jù)仃瞿:管得線速度v='/G%，所以'修，應(yīng)選項B正確，選項A、C、D錯誤.:RV2,R1【答案】B5. （2021北京高考）關(guān)于圍繞地球運動的衛(wèi)星，以下說法正確的選項是（）A.分別沿圓軌道和橢圓軌道運行的兩顆衛(wèi)星，不可能具有相同的周期B.沿橢圓軌道運行的一顆衛(wèi)星，在軌道不同位置可能具有相同的速率C.在赤道上空運行的兩

13、顆地球同步衛(wèi)星，它們的軌道半徑有可能不同D.沿不同軌道經(jīng)過北京上空的兩顆衛(wèi)星，它們的軌道平面肯定會重合a3【解析】根據(jù)開普勒第三定律，奉=恒量，當(dāng)圓軌道的半徑R與橢圓軌道的半長軸a相等時，兩衛(wèi)星的周期相等，應(yīng)選項A錯誤；衛(wèi)星沿橢圓軌道運行且從近地點向遠(yuǎn)地點運行時，萬有引力做負(fù)功，根據(jù)動能定理，知動能減小，速率減小；從遠(yuǎn)地點向近地點移動時動能增加，速率增大，且兩者具有對稱性，應(yīng)選項B正確；全部同步衛(wèi)星的運行周期相等,根據(jù)G=m（）2r知，同步衛(wèi)星軌道的半徑r肯定，應(yīng)選項C錯誤；根據(jù)衛(wèi)星做圓周運動的向心力由萬有引力提供，可知衛(wèi)星運行的軌道平面過某一地點，軌道平面必過地心，但優(yōu)選文檔軌道不肯定重合，

14、故北京上空的兩顆衛(wèi)星的軌道可以不重合，選項D錯誤.【答案】B6. （202i重慶高考）某行星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓.每過N年,運行到日地連線的延長線上，如圖4-3-6所示，該行星與地球的公轉(zhuǎn)半徑之比為該行星會（）A.B.NN-ib太陽圖4-3-6N+iC.ND.NN-i根據(jù)3=工-可知,2NttCO地=t-)2Ni兀3星=、.2r星3地3=二r地3星【答案】N1A.工3,答案為B選項.NI7. (2021臨川質(zhì)檢）我國發(fā)射“神舟圖437號飛船時，先將飛船發(fā)送到一個橢圓軌道上如圖4-3-7,其近地點M距地面200km,遠(yuǎn)地點N距地面340km.進(jìn)入該軌道正常運行時，通過M、N點時的速率

15、分別是Vi、V2.當(dāng)某次飛船通過N點時，地面指揮部發(fā)出指令，點燃飛船上的發(fā)動機(jī)，使飛船在短時間內(nèi)加速后進(jìn)入離地面速圓周運動.這時飛船的速率約為V3比擬飛船在M、速階段）的速率大小和加速度大小，以下結(jié)論正確的選項是340km的圓形軌道，開始繞地球做勻N、P三點正常運行時（不包含點火加（）A.8.9.D.Vi>V3>V2,Vi>V2>V3,Vi>V2=V3,Vi>V3>V2,ai>a3>a2ai>a2=a3ai>a2>a3ai>a2=a3【解析】飛船在太空中的加速度為GMmGM,由此知ai>a2=a3,由M至ijN

16、,飛船做離心運動，該過程重力做負(fù)功，則Vi>V2,由N點進(jìn)入圓軌道時飛船需加速，否則會沿橢圓軌道做向心運動，故V3>V2,比擬兩個軌道上的線速度由V2=GM知V3VVi,則ViR>V3>V2.故D正確.【答案】D8.（202i桂林模擬）我國于202i年9月29日和ii月i日相繼成功發(fā)射了“天宮一號目標(biāo)飛行器和“神舟八號宇宙飛船，并成功完成了對接，標(biāo)志著我國向建立空間實驗站邁出了重要一步，我國還將陸續(xù)發(fā)射“神舟九號、“神舟十號飛船，并與“天宮一號完成對接，以下說法正確的選項是（）A.飛船和“天宮一號必須在相同的軌道運行，通過加速完成與“天宮一號的對接B.飛船必須改在較高的

17、軌道上運行，通過加速完成與“天宮一號的對接優(yōu)選文檔C.飛船必須改在較高的軌道上運行，D.飛船必須改在較低的軌道上運行,【解析】初態(tài)時，飛船和“天宮設(shè)不改變軌道是不可能追上“天宮一號通過減速完成與“天宮一號通過加速完成與“天宮一號在同一軌道上運行,的對接的對接故其線速度大小相等，假的，A錯;假設(shè)先加速到高軌道后減速到原軌道,GM可知，飛船在高軌道上運行的線速度要比由v=“天宮一號的小.且運行路程長,故B、C均錯;假設(shè)先減速到低軌道后加速到原軌道,由v=運行的路程短,【答案】且線速度要比“天宮一號的大，所以可以追上,DGM可知，飛船在低軌道上rD正確.9.“嫦娥二號衛(wèi)星在中國首顆月球探測衛(wèi)星“嫦娥

18、一號備份星根底上進(jìn)行技術(shù)改良外表的重力加速度為g,地球半徑Ri,月球半徑R2,則（）A.“嫦娥二號圖4一3一8在距地面高度等于2倍地球半徑Ri的軌道上A點運行時,其速度為vB.“嫦娥二號在距地面高度等于2倍地球半徑Ri的軌道上點運行時,其速度為vC.“嫦娥二號到達(dá)月球外表附近繞月飛行時周期為T=2兀GiRiG2gD.“嫦娥二號到達(dá)月球外表附近繞月飛行時周期為T=2兀G2RiGig和適應(yīng)性改造，于北京時間202i年i0月i日i9：26成功星箭別離.如圖438,假設(shè)G2,地球“嫦娥二號在地球外表發(fā)射時重力為G,到達(dá)月球外表附近繞月飛行時重力為v23RigRi3，聯(lián)立解得v=【解析】“嫦娥二號在距地

19、面高度等于2倍地球半徑Ri的軌道上A點運行時，其軌道半徑r=3Ri,由萬有引力等于向心力知MmG3Ri2=m又GM=gR2應(yīng)選項B對A錯.“嫦娥二號到達(dá)月球外表附近繞月飛行時軌道半徑r=R2,重力等于向心力則G2=mR2（2TL）2Gi=mg聯(lián)立解得t=2兀%/萼G2g應(yīng)選項C正確D錯誤.【答案】BC圖4一3一9i0.202i年i2月i日的黃昏，在西南方低空出現(xiàn)了一種有趣的天象，天空中兩顆明亮的行星一一金星和木星以及一彎月牙聚在了一起.人們形象的稱其為“雙星拱月，如圖優(yōu)選文檔-3-9所示這一現(xiàn)象的形成原因是：金星、木星都是圍繞太陽運動，與木星相比，金星距離太陽較近，圍繞太陽運動的速度較大，到近

20、的程度，而此時西側(cè)的月牙也會過來湊熱鬧,木星繞太陽的運動當(dāng)作勻速圓周運動，并用金星、木星再次運動到相距最近的時間是12月1日黃昏，金星追趕木星到達(dá)兩星相距最形成“雙星拱月的天象美景.假設(shè)把金星、T2分別表示金星、木星繞太陽運動的周期，）A.T2-T1B,T2+T1T1T2C.T2T1T1T2D.T2+T1因為兩星的角速度之差A(yù)2兀2兀T2T13=一斤2=2兀（丁酒），所以A,故C正確.T2-T1【答案】C二、非選擇題（11題14分，12題16分，共30分）11.天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運行的兩顆恒星稱為雙星.在銀河系中很普遍.利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運動特征可推算出它們的總質(zhì)量.統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點分別做勻速圓周運動,周期均為T,雙星系統(tǒng)某雙星系兩顆恒星之間的距離為r,試推算這個雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量.度分別是31、設(shè)兩