第三章 万有引力定律 检测试题-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步全程学习课时作业word（教科版2019）

万有引力定律　检测试题 一、选择题(共12小题,1～6题为单选,7～12题为多选,每小题4分,共48分) 1.在万有引力定律理论建立的过程中,有许多伟大的科学家作出了 贡献。关于科学家和他们的贡献,下列说法中正确的是(　D　) A.开普勒在研究行星运动规律的基础上提出了万有引力定律 B.牛顿通过扭秤实验测出了引力常量G的数值 C.开普勒通过研究行星观测记录,得出在相等时间内,地球与太阳的连线和火星与太阳的连线扫过的面积相等的结论 D.牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识 解析:开普勒在研究行星运动规律的基础上提出了行星运动定律,万有引力定律是牛顿发现的,故A错误;卡文迪许通过扭秤实验测出了引力常量G的数值,故B错误;根据开普勒第二定律知,在相等时间内,地球与太阳的连线扫过的面积相等,但和火星与太阳的连线扫过的面积并不相等,故C错误;牛顿在发现万有引力定律的过程中,不仅应用了牛顿第二定律,还应用了牛顿第三定律的知识,故D正确。 2.有两颗行星环绕某恒星运动,它们的运动周期比为 27∶1,则它们的轨道半径比为(　C　) A.3∶1 B.27∶1 C.9∶1 D.1∶9 解析:根据开普勒第三定律=k,则有=,解得==9∶1, 故选项C正确,A、B、D错误。 3.若一均匀球形星体的密度为ρ,引力常量为G,则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是(　A　) A. B. C. D. 解析:根据万有引力定律有G=m,又m星=ρ·,解得T=,B、C、D项错误,A项正确。 4.我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的10%,半径约为地球半径的50%,下列说法正确的是(　A　) A.火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度 B.火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间 C.火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度 D.火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 解析:当发射速度大于第二宇宙速度时,探测器将脱离地球的引力束缚在太阳系的范围内运动,火星在太阳系内,所以火星探测器的发射速度应大于第二宇宙速度,故A正确;第二宇宙速度是探测器脱离地球的引力束缚到太阳系中的临界条件,当发射速度介于地球的第一和第二宇宙速度之间时,探测器将围绕地球运动,故B错误;万有引力提供向心力,则有=,解得第一宇宙速度为v=,所以火星的第一宇宙速度为v火=v=v,所以火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度,故C错误;万有引力近似等于重力,则有=mg,解得火星表面的重力加速度g火==g=g,所以火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度,故D错误。 5.人造地球卫星在离地面的高度等于地球半径R处运行,已知地面上的重力加速度为g,则此卫星做匀速圆周运动的线速度等于(　A　) A. B. C. D. 解析:根据万有引力提供向心力=m可知v=,且GM=gR2,所以v=,A正确。 6.如图所示,卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星,在地球两极上空约1 000 km处运行;b是低轨道卫星,距地球表面高度与a相等;c是地球同步卫星,则(　C　) A.a、b的周期比c大 B.a、b的向心力一定相等 C.a、b的速度大小相等 D.a、b的向心加速度比c小 解析:万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律G=mr,解得T=,轨道半径越大,周期越大,根据题意可知a、b的周期比c小,故A错误;万有引力提供向心力G=man,解得an=,a、b的轨道半径相同,所以向心加速度大小相同,方向不同,但由于不知道a、b的质量,故a、b的向心力不一定相等,c的轨道半径最大,向心加速度最小,故B、D错误;万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律G=m, 解得v=,a、b的轨道半径相同,所以速度大小相同,方向不同, 故C正确。 7.研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22 h。假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比(　CD　) A.距地面的高度变小 B.向心加速度变大 C.线速度变小 D.角速度变小 解析:设地球同步卫星的质量为m,轨道半径为r,地球的质量为M, 则有G=m=ma=mr,可得周期T=2π,线速度v=,角速度 ω=,向心加速度an=。由题意知,未来地球同步卫星的周期变大,则知其轨道半径r变大,则线速度v变小,角速度ω变小,向心加速度变小,故C、D正确,A、B错误。 8.如图所示,某卫星发射过程为先将卫星发射至近地圆轨道1上,然后在P处变轨到椭圆轨道2上,最后由轨道2在Q处变轨进入同步卫星轨道3。轨道1、2相切于P点,轨道2、3相切于Q点。忽略卫星质量的变化,则该卫星(　ACD　) A.在