7.3专题：万有引力定律的应用（二）绕行关系 同步练-2024-2025学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

北山中学高一（下） 专题训练 高2026届物理备课组 万有引力定律的应用（二） 卫星绕行关系 1．绕行关系 【例1】如图所示，a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径)．下列说法中正确的是(　　) A．a、b的线速度大小之比是∶1 B．a、b的周期之比是1∶2 C．a、b的角速度大小之比是3∶4 D．a、b的向心加速度大小之比是9∶2 【变式】　(多选)(2019·峨山第一中学期末)如图所示，a、b、c是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b的质量相等，且小于c的质量，则(　　) A．b所需向心力最小 B．b、c的周期相同且大于a的周期 C．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度 D．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度 万有引力定律的应用（二）专项练习 1．关于人造地球卫星所受向心力与轨道半径r的关系，下列说法中正确的是(　　) A．由Fn＝可知，当r增大为原来的2倍时，卫星的向心力变为原来的 B．由Fn＝mrω2可知，当r增大为原来的2倍时，卫星的向心力变为原来的2倍 C．由Fn＝mvω可知，卫星的向心力与轨道半径r无关 D．由Fn＝可知，当r减小为原来的时，卫星的向心力变为原来的4倍 2．由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径减小了，那么卫星的(　　) A．速率变大，周期变小 B．速率变小，周期不变 C．速率变大，周期变大 D．速率变小，周期变小 3.a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上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，b、c轨道在同一平面上．某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图所示，下列说法中正确的是(　　) A．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度 B．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度 C．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度 D．a、c存在在P点相撞的危险 4．(2020·浙江卷)火星探测任务“天问一号”的标识如图所示．若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3∶2，则火星与地球绕太阳运动的(　　) A．轨道周长之比为2∶3 B．线速度大小之比为∶ C．角速度大小之比为2∶3 D．向心加速度大小之比为9∶4 5．2019年1月，我国在西昌卫星发射中心成功发射了“中星2D”卫星．“中星2D”是我国研制的通信广播卫星，可为全国提供广播电视及宽带多媒体等传输任务．“中星2D”的质量为m、运行轨道距离地面的高度为h.已知地球的质量为m地，半径为R，引力常量为G，据以上信息可知“中星2D”在轨道运行时(　　) A．速度的大小为 B．角速度为 C．向心加速度大小为 D．周期为2πR 6.我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高.2018年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km，它们都绕地球做圆周运动．与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是(　　) A．周期 B．角速度 C．线速度 D．向心加速度 7.如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。已知地球的公转周期为1年，下列说法正确的是(　　) A.太阳对各小行星的引力相同 B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年 C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值 D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值均大于地球公转的线速度值 8．(2019·浙江嘉兴高一下期末)电影《流浪地球》深受观众喜爱，影片中人们最后找到的新家园是一颗质量比太阳大一倍的恒星，假设地球绕该恒星做匀速圆周运动，地球到这颗恒星中心的距离是地球到太阳中心的距离的2倍．则现在地球绕新的恒星与原来绕太阳运动相比，下列说法正确的是(　　) A．线速度是原来的 B．万有引力是原来的 C．向心加速度是原来的2倍 D．周期是原来的2倍 9.如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为θ1；金星转过的角度为θ2(θ1、θ2均为锐角)，如图所示，则由此条件不可求的是(　　) A．水星和金星绕太阳运动的周期之比 B．水星和金星绕太阳运动的向心加速度之比 C．水星和金星绕太阳运动的轨道半径之比 D．水星和金星的密度之比 10．若宇航员登上月球后，在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由静止同时释放，二者几乎同时落地．若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球表面．已知引力常量为G，月球的半径为R.求：(不考虑月球自转的影响) (1)月球表面的自由落体加速度大小g月； (2)月球的质量M； (3)月球的平均密度ρ. 11．(1)已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，月球绕地球运动的周期为T，且把月球绕地球的运动近似看作匀速圆周运动，忽略地球的自转．试求出月球绕地球运动的轨道半径r. (2)若某位宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t小球落回抛出点．已知月球半径为R月，引力常量为G，忽略月球的自转．试求出月球的质量m月． 12．2018年5月21日，我国在西昌卫星发射中心将“鹊桥”号中继星发射升空并成功进入预定轨道．设“鹊桥”号中继星在轨道上绕地球做匀速圆周运动的周期为T，已知地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R.求： (1)“鹊桥”号中继星离地面的高度h； (2)“鹊桥”号中继星运行的线速度大小v； (3)“鹊桥”号中继星在轨道上绕地球运行的向心加速度的大小． 积小流以成江海 第1页 共4页 积跬步以至千里 学科网（北京）股份有限公司 $$