高中物理《万有引力定律及航天》基础过关练习题(精品推荐)

高中物理《万有引力定律及航天》基础过关练习题
一、单选题（本大题共21小题）
1.下列说法错误的是( )
A. 人造地球卫星的轨道如果是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上
B. 卫星离地球越远，速率越小
C. 卫星离地球越远，周期越大
D. 同一卫星绕不同的行星运行，的值都相同
2.火星和木星沿各自的轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知
( )
A. 火星与木星公转周期相等
B. 相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面
积
C. 太阳位于它们的椭圆轨道的某焦点上
D. 火星和木星绕太阳运行角速度始终相等
3.以下关于行星运动及万有引力的描述正确的是（）
A. 开普勒认为行星绕太阳运行的轨道是椭圆，行星在椭圆轨道上各个地方
的速率均相等
B. 太阳对行星的引力与地球对月球的引力属于不同性质的力
C. 牛顿提出的万有引力定律只适用于天体之间
D. 卡文迪许利用扭称实验测出了引力常量的数值
4.太阳系中有一颗绕太阳公转的行星，距太阳的平均距离是地球到太阳平均距
离的4倍，则该行星绕太阳公转的周期是（）
A. 2年
B. 4年
C. 8年
D. 10年
5.下列关于万有引力的说法正确的是（）
A. 牛顿测出了万有引力常量G
B. 对于质量分布均匀的球体，公式中的r指两球心之间的距离
C. 因地球质量远小于太阳质量，故太阳对地球的引力远小于地球对太阳的
引力
D. 只有当物体的质量大到一定程度时，物体之间才有万有引力
6.某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F．若此物体受到的引力减小到
，则此物体距离地面的高度应为（R为地球半径） ( )
A. R
B. 2R
C. 4R
D. 8R
7.下列关于万有引力定律的说法，正确的是（）
A. 万有引力定律是伽利略发现的
B. 万有引力定律只适用于星体间的相互作用
C. 中的G是一个比例常数，没有单位
D. 当万有引力定律适用于两个质量分布均匀的球体时，r是两球心间的距离
8.关于万有引力定律，下列说法正确的是（）
A. 万有引力定律是开普勒发现的
B. 万有引力定律中的引力常量G是牛顿测出的
C. 根据可知，当r趋近于0时，F趋近于无穷大
D. 牛顿用“月-地检验”证明了万有引力定律的正确性
9.一颗人造卫星在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量
为M，地球的半径为R，卫星的质量为m，卫星离地面的高度为h，引力常量为G，则地球对卫星的万有引力大小为（）
A. B. C. D.
10.如图所示,两卫星A，B绕地球做匀速圆周运动（不考虑卫星间的相互作用），
假设两卫星的质量相等.下列分析正确的有（）
A. 两卫星的运动周期关系T A>T B
B. 两卫星的动能关系E KA>E KB
C. 两卫星的加速度关系a A＝a B
D. 两卫星所受的地球引力大小关系F A>F B
11.第一个准确测量出万有引力常量的科学家是（）
A.卡文迪许
B. 开普勒
C. 牛顿
D. 第谷
12.“神舟十号”与“天宫一号”在对接前，它们在各自轨道上运行，它们的轨
道如图所示，假定它们都做匀速圆周运动，则( )
A. 宇航员在“神舟十号”上不受地球引力作用
B. “天宫一号”的运行周期比“神舟十号”的长
C. “天宫一号”的向心加速度比“神舟十号”的大
D. “天宫一号”的角速度比“神舟十号”的大
13.假设地球质量不变，而地球半径增大到原来的2倍，那么从地球上发射人造
卫星的第一宇宙速度变为原来的( )
A. 倍
B.
C.
D. 2倍
14.如果我们能测出月球表面的重力加速度g、月球的半径R和月球绕地球运转
的周期T,就能根据万有引力定律“称量”月球的质量了.已知引力常量为G,用M表示月球的质量,则下列各式正确的是 ( )
A. M=
B. M=
C. M=
D. M=
15.已知月球半径为R，飞船在距月球表面高度为R的圆轨道上飞行，周期为T，
万有引力常量为G，下列说法正确的是（）
A. 月球质量为
B. 月球表面重力加速度为
C. 月球密度为
D. 月球第一宇宙速度为
16.有一星球的密度与地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加
速度的4倍，则该星球质量是地球质量的( )
A. 4倍
B. 8倍
C. 16倍
D. 64倍
17.关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是( )
A.第一宇宙速度又叫环绕速度
B. 第一宇宙速度又叫脱离速度
C. 第一宇宙速度跟地球的质量无关
D. 第一宇宙速度跟地球的半径无关
18.若取地球的第一宇宙速度为8 km/s，某行星的质量是地球质量的6倍，半
径是地球半径的1.5倍，则这颗行星上的第一宇宙速度约为( )
A. 16 km/s
B. 32 km/s
C. 4 km/s
D. 2 km/s
19.如图所示，a是地球赤道上的物体，b是近地气象卫星，c是地球同步卫星，
设它们都绕地心做匀速圆周运动，下列关于它们运行的速度v、周期T、向心加速度a、角速度ω的大小关系正确的是（）
A.
B.
C.
D.
20.关于近地卫星和同步卫星，下列说法中正确的是（）
A. 近地卫星一定在赤道上空
B. 同步卫星不一定在赤道上空
C. 同步卫星运行的速度小于近地卫星运行的速度
D. 近地卫星与同步卫星运行的周期相等
21.2016年12月22日3时22分，我国在酒泉卫星发射中心
成功发射全球二氧化碳监测科学实验卫星。

这是我国首颗、
全球第三颗专门用于“看”全球大气中二氧化碳含量的卫
星。

如图所示，设此卫星经过两次变轨由近地圆轨道1到
达预定圆轨道3，轨道1，2相切于P点，轨道2，3相切
于Q点。

则以下说法正确的是（）
A. 该卫星从轨道2变轨到轨道3需要在Q处点火减速
B. 该卫星在过道2上运行周期大于在轨道3上运行周期
C. 该卫星在轨道1上的线速度大于在轨道3上的线速度
D. 该卫星在轨道1上P点的加速度大于在轨道2上P点的加速度
二、计算题（本大题共2小题，共20分）
22.已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。

（1）推导第一宇宙速度v1的表达式；
（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T。

23.已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，地球的自转周期为T．求：
（1）卫星环绕地球运行的第一宇宙速度v；
（2）地球的同步卫星的离地高度h．
参考答案
1.D
2.C
3.D
4.C
5.B
6.A
7.D
8.D
9.A 10.A 11.A 12.B 13.B 14.A 15.C
16.D 17.A 18.A 19.C 20.C 21.C
22.解：（1）设卫星的质量为m，地球的质量为M，不考虑地球自转的影响，在地球表面物体所受重力等于地球对物体的引力
整理得GM=R2g①
卫星在地表附近做匀速圆周运动受到的万有引力提供向心力②，
①式代入②式，得到；
（2）卫星在距地面高为h上空做匀速圆周运动时，所受到的万有引力为
③
由牛顿第二定律④
①③④联立解得。

答：（1）地球第一宇宙速度的表达式；
（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，卫星的运行周期T的表达式。

23.解：（1）地球的质量为M，卫星的质量为m，卫星在地球表面附近
第一宇宙速度是指卫星在地球表面做匀速圆周运动的速度，万有引力提供向心力
解得：
（2）由题意可知，地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动的周期与地球自转的周
期相等，也为T，设同步卫星的质量为m´，轨道半径为r，则有
，其中r=R+h
解得：
答：（1）卫星环绕地球运行的第一宇宙速度v为；
（2）地球的同步卫星的离地高度h为．。