高一物理必修二第六章 万有引力定律与航天整章基础练习题(实用)(带参考答案)
必修2第六章《万有引力与航天》测试题(word含答案)
必修2第六章《万有引力与航天》单元测试 1．关于万有引力定律的表达式F=G 221r m m ，下面说法中正确的是 （ AD ） A ．公式中G 为引力常量，它是由实验测得的B ．当r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C ．m 1与m 2相互的引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力D ．m 1与m 2相互的引力总是大小相等，而且与m 1、m 2是否相等无关2．关于开普勒第三定律的公式 a T 2 ＝k ，以下理解正确的是 ( B )A ．k 与T 2成反比B ．k 值是与a 和T 无关的值C ．a 代表行星运动的轨道半径D ．T 代表行星运动的自转周期3．对于公式m ＝m 01－v 2c 2，下列说法中正确的是 （ CD ） A ．式中的m 0是物体以速度v 运动时的质量B ．当物体的运动速度v ＞0时，物体的质量m ＞m 0，即物体的质量改变了， 故经典力学不适用，是不正确的C ．当物体以较小速度运动时，质量变化十分微弱，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动D ．通常由于物体的运动速度太小，故质量的变化引不起我们的感觉，在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化4．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其速率是下列的（ B ）A ．一定等于sB ．等于或小于sC ．一定大于sD ．介于 ~ km/s5．两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动的周期之比T A ：T B = 1：8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（ C ）A ．R A ：RB = 4：1 v A ：v B = 1：2 B ．R A ：R B = 4：1 v A ：v B = 2：1C ．R A ：R B = 1：4 v A ：v B = 2：1D ．R A ：R B = 1：4 v A ：v B = 1：26．如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q 点，轨道2、3相切于P 点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是( BD )A ．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B ．卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率C ．卫星在轨道1上经过Q 点时的速率大于它在轨道2上经过Q 点时的速率D ．卫星在轨道2上经过P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P 点时的加速度7．同步卫星周期为T 1 ，加速度为a 1 ，向心力为F 1 ；地面附近的卫星的周期为T 2 ，加速度为a 2 ，向心力为F 2 ，地球赤道上物体随地球自转的周期为T 3，向心加速度为a 3 ，向心力为F3 ，则（ B ）A．T1=T3＜T2B．T1=T3> C．a1＜a3D．a2＜a38．两个靠得很近的天体，离其他天体非常遥远，它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图所示．已知双星的质量分别为m1和m2，运行轨道半径分别为r1和r2，运行的周期分别为T1和T2..它们之间的距离为L. 则：（BD ）A．它们运行的轨道半径与质量成正比B．它们运行的轨道半径与质量成反比C．它们运行的轨道半径与质量无关D．它们运行的运行的周期T1＝T2＝2πL3G（m1＋m2）班级：姓名：学号：总分：二．计算题（本题包括2小题，共36分。
人教版高一物理必修二第六章《万有引力与航天》测试题(含答案)
第六章《万有引力与航天》测试题 含答案一、单选题（每小题只有一个正确答案）1．两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动，它们的质量之比m 1:m 2=p ，轨道半径之比r 1:r 2=q ，则它们受到太阳的引力之比F 1:F 2为（ ）A ．p qB ．q pC ．q p 2D ．pq 22．北斗卫星导航系统（BDS ）是我国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统（GPS ）、 俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS ）之后的第三个成熟的卫星导航系统．已知某北斗导航 卫星的轨道高度约为 21500km ，同步卫星的轨道高度约为 36000km ，地球半径约为 6400km ，则下列说法中正确的是（ ）A ．该导航卫星的线速度大于7.9km/sB ．地球同步卫星的运转角速度大于该导航卫星的运转角速度C ．地球赤道上的物体随地球自转的周期小于该导航卫星的运转周期D ．该导航卫星的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度3．星系由很多绕中心作圆形轨道运行的恒星组成．科学家研究星系的一个方法是测量恒星在星系中的运行速度v 和离星系中心的距离r ．用v∝r n 这样的关系来表达，科学家们特别关心指数n ．若作用于恒星的引力主要来自星系中心的巨型黑洞，则n 的值为（ ）A ．1B ．2C ．12D ．124．在大气层外,绕地球做匀速圆周运动的航天飞机的外表面上,一隔热陶瓷片自动脱落,则陶瓷片脱落后的运动是( )A ．匀速圆周运动B ．离心运动C ．匀速直线运动D ．自由落体运动5．北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统(CNSS)，建立后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星.关于这些卫星，以下说法正确的是( )A ．5颗同步卫星的轨道距地高度不同B ．5颗同步卫星的运行轨道不一定在同一平面内C ．导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度D ．导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期一定越大6．如图所示，地球绕太阳的运动与月亮绕地球的运动可简化成同一平面内的匀速圆周运动，农历初一前后太阳与月亮对地球的合力约为F 1，农历十五前后太阳与月亮对地球的合力约为F 2，则农历初八前后太阳与月亮对地球的合力表达式正确的是（ ）A ．12F F + B．1212F F F F + D7．利用引力常量G 和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（ ）A ．地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转）B ．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C ．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D ．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离8．假设有一人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，离地高度为H ，因受高空稀薄空气的阻力作用，运行的轨道半径会发生变化．已知地球表面重力加速度为g ，地球半径为R ，则：A ．变轨前，人造卫星的所在位置处的重力加速度为2R g R H +（） B ．变轨前，人造卫星的速度为2R g R H+（） C ．变轨后，人造卫星轨道更高D ．变轨后，卫星运行的周期将变大 9．设想把物体放到地球的中心，则此物体与地球间的万有引力是A ．零B ．无穷大C ．与放在地球表面相同D ．无法确定10．已知两颗人造卫星A ．B 绕地球做匀速圆周运动，周期之比为１：８．则轨道半径之比和运动速率之比分别为( )A ．4:1 , 1:2B ．4:1 , 2:1C ．1:4 , 1:2D ．1:4 , 2:111．卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r ，运动周期为T ，地球半径为R ，万有引力常数为G ，下列说法正确的是（ ）A ．卫星的线速度大小为v =2R Tπ B ．地球的质量为M=2324R GTπ C ．地球的平均密度为ρ=23GT πD ．地球表面重力加速度大小为g=23224r T R12．一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的( )A ．0.25B ．0.5C ．2.0倍D ．4.0倍13．如图所示是流星雨的图片，流星雨是大量陨石落向地球穿过大气层形成的壮观景象．陨石落向地球是因为A ．陨石对地球的引力远小于地球对陨石的引力，所以陨石才落向地球B ．陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等，但陨石的质量小，加速度大，所以陨石改变运动方向落向地球C ．太阳不再吸引陨石，所以陨石落向地球D ．陨石是受到其他星球斥力作用落向地球的14．两颗质量相等的人造地球卫星，绕地球运动的轨道半径r 1=2r 2.下面说法正确的是（ ）A ．由公式F =m 2v r知道，轨道半径为r 1的卫星的向心力为另一颗卫星的一半 B ．由公式F =mω2r 知道，轨道半径为r 1的卫星的向心力为另一颗卫星的两倍C ．由公式F =G 2Mm r知道，轨道半径为r 1的卫星的向心力为另一颗卫星的四分之一 D ．因不知地球质量和卫星质量，无法比较两卫星所受向心力的大小15．如图所示，有M 和N 两颗质量相等的人造地球卫星，都绕地球做匀速圆周运动．两颗卫星相比较（ ）A ．M 受到的万有引力较大B ．M 的周期较小C ．N 的线速度较大D ．N 的角速度较小二、多选题（每小题至少有两个正确答案）16．已知万有引力常量为G ，利用下列数据可以计算出地球质量的是（ ）A ．某卫星绕地球做匀速圆周运动的周期T 和角速度ωB ．某卫星绕地球做匀速圆周运动的周期T 和轨道半径rC ．地球绕太阳做匀速圆周运动的周期T 和轨道半径rD ．地球半径R 和地球表面的重力加速度g17．如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P 为近日点，Q 为远日点，M 、N 为轨道短轴的两个端点，运行的周期为0T 。
人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》测试试题(含答案)
B．“天宫二号”比“天宫一号”角速度大
C．“天宫二号”比“天宫一号”周期长
D．“天宫二号”比“天宫一号”加速度大
9．一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的( )
C．原来在同一轨道上沿同一方向运转的人造卫星一前一后，若要后一个卫星追上前一个卫星并发生碰撞，只要将后面一个卫星速率增大一些即可
D．一艘绕地球运转的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受到的万有引力减小，飞船将做离心运动偏离原轨道
16．月球是地球的邻居，是距离我们最近的天体，月球的自转周期和公转周期相等，一般情况下不考虑月球自转，如果要想计算出月球质量，在引力常量G已知的情况下，还需测出（ ）
A．v<7.9 km/sB．7.9 km/s<v<11.2 km/s
C．11.2 km/s<v<16.10月，瑞士物理学家米歇尔·马约尔教授（Michel Mayor）和迪迪埃·奎洛兹教授(Didier Queloz)，因为“发现了一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星”，与美国物理学家詹姆斯·皮布尔斯（James Peebles）一起分享了2019年诺贝尔物理学奖。假设该类太阳恒星的质量为M、半径为R，系外行星质量为m，引力常量为G，系外行星围绕类太阳恒星做半径为r的匀速圆周运动时，则该系外行星的（）
A．周期为 B．动能为
C．角速度为 D．向心加速度为
4．下列哪些运动不服从经典力学的规律( )
A．发射同步人造卫星 B．电子绕原子核的运动
C．云层在天空的运动 D．子弹射出枪口的速度
高一物理必修二 第六章 万有引力与航天复习题(含答案)
第六章 万有引力与航天复习题一、选择题1、物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了 物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述不正确的是 A ．牛顿发现了万有引力定律B ．相对论的创立表明经典力学已不再适用C ．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量D ．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域 2、下列说法正确的是（ ）A ．牛顿根据扭秤实验测出了万有引力常量B ．我国发射的同步卫星可以定位在首都北京的正上方C ．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的速度一定不大于7.9km/sD ．根据开普勒第二定律可知，行星在近日点的速度小于在远日点的速度3、研究表明，地球自转在逐渐改变，3亿年前地球自转的周期约为22小时。
假设这种趋势会持续下去，且地球的质量、半径都不变，若干年后（ ）A.近地卫星（以地球半径为轨道半径）的运行速度比现在大B.近地卫星（以地球半径为轨道半径）的向心加速度比现在小C.同步卫星的运行速度比现在小D.同步卫星的向心加速度与现在相同4、宇航员乘飞船绕月球做匀速圆周运动，最后飞船降落在月球上。
在月球上，宇航员以初速度竖直向上抛出一个小球。
已知万有引力常量为，由下列已知条件能求出小球上升最大高度的（ ）A ．飞船绕月球匀速圆周运动的周期和半径 B ．飞船绕月球匀速圆周运动的周期、线速度以及月球的半径 C ．飞船绕月球匀速圆周运动的周期、角速度以及月球的半径D ．飞船绕月球匀速圆周运动的线速度、角速度和半径5、两个质量均为M 的星体，其连线的垂直平分线为AB 。
O 为两星体连线的中点，如图，一个质量为M 的物体从O 沿OA 方向运动，则它受到的万有引力大小变化情况是（ ） A ．一直增大 B ．一直减小 C ．先减小，后增大 D ．先增大，后减小6、火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g ，则火星表面的重力加速度约为（ ） 0.2 g0.4 g0.8 g 7、一颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动。
高一物理必修二第六章《万有引力与航天》复习练习题及参考答案
高一物理万有引力与航天第一 ：涉及重力加速度“g 〞的Mm 解 思路：天体外表重力〔或“ 道重力〞〕等于万有引力，即mg GR 2【 型一】两星球外表重力加速度的比 1、一个行星的 量是地球 量的8 倍，半径是地球半径的4 倍， 行星外表的重力加速度是地球外表重力加速度的多少倍？解：忽略天体自 的影响， 物体在天体外表附近的重力等于万有引力，即有MmmgGR 2，因此：地球：mg 地M 地 m ⋯⋯①G2R 地行星： mg 行M 行 mG2⋯⋯②R 行由② / ①可得，g 行M 行R 地 28 121 ，即 g 行1?242g 地g 地 M 地 R 行 1 22【 型二】 道重力加速度的 算2、地球半径 R ，地球外表重力加速度 g 0 ， 离地高度 h 的重力加速度是 〔 〕h 2 g 0 R 2 g 0Rg 0 hg 0A ．B ．C ． 2D ．2(R h) 2( R h)2( R h)(R h)【 型三】求天体的 量或密度3、下面的数据，可以求出地球 量 M 的是〔引力常数 G 是的〕〔 〕A ．月球 地球运行的周期 T 1及月球到地球中心的距离 R 1B ．地球“同步 星〞离地面的高度C ．地球 太阳运行的周期 T 2 及地球到太阳中心的距离 R 2D ．人造地球 星在地面附近的运行速度v 和运行周期 T34、假设有一艘宇宙 船在某一行星外表做匀速 周运 ，其周期 T ，引力常量 G ，那么 行星的平均密度 〔〕GT 2 4 GT 2 3A.B.C.D.3GT 24GT2第二类问题：圆周运动类的问题解题思路：万有引力提供向心力，即Mmma n4 2v22r Gr2m 2 r m mT r【题型四】求天体的质量或密度5、继神秘的火星之后，今年土星也成了全世界关注的焦点！经过近7 年 35.2 亿公里在太空中风尘仆仆的穿行后，美航空航天局和欧航空航天局合作研究的“卡西尼〞号土星探测器于美国东部时间 6 月 30 日〔北京时间7 月 1 日〕抵达预定轨道，开始“拜访〞土星及其卫星家族。
人教版高一物理必修二：第六章万有引力与航天单元测试试题(含解析)
第六章 第4单元 万有引力与航天1．甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。
以下判断正确的是( )A ．甲的周期大于乙的周期B ．乙的速度大于第一宇宙速度C ．甲的加速度小于乙的加速度D ．甲在运行时能经过北极的正上方2．“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星。
若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期T ，已知引力常量为G ，半径为R 的球体体积公式V ＝43πR 3，则可估算月球的( )A ．密度B ．质量C ．半径D ．自转周期3．星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度。
星球的第二宇宙速度v 2与第一宇宙速度v 1的关系是v 2＝2v 1。
已知某星球的半径为r ，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的1/6。
不计其他星球的影响。
则该星球的第二宇宙速度为( )A.gr 3B.gr 6C.gr3D.gr4．假设有一个从地面赤道上某处连向其正上方地球同步卫星的“太空电梯”。
关于“太空电梯”上各处，说法正确的是( )A ．重力加速度相同B ．线速度相同C ．角速度相同D ．各质点处于完全失重状态5．木星是太阳系中最大的行星，它有众多卫星。
观察测出：木星绕太阳做圆周运动的半径为r 1、周期为T 1；木星的某一卫星绕木星做圆周运动的半径为r 2、周期为T 2。
已知万有引力常量为G ，则根据题中给定条件( )A ．能求出木星的质量B ．能求出木星与卫星间的万有引力C ．能求出太阳与木星间的万有引力D ．可以断定r 13T 12＝r 23T 226.如图1所示，在同一轨道平面上的三个人造地球卫星A 、B 、C 在某一时刻恰好在同一直线上，下列说法正确的有( )图1A ．根据v ＝gr ，可知v A <vB <vC B ．根据万有引力定律，F A >F B >F C C ．向心加速度a A >a B >a CD ．运动一周后，C 先回到原地点7．我国成功发射了“神舟七号”载人飞船，假设飞船绕地球做匀速圆周运动，下列正确的是( ) A ．飞船的运行速度小于地球的第一宇宙速度B ．若知道飞船运动的周期和轨道半径，再利用万有引力常量，就可算出地球的质量C ．若宇航员从船舱中慢慢“走”出并离开飞船，飞船速率将减小D ．若有两个这样的飞船在同一轨道上，相隔一段距离一前一后沿同一方向绕行，只要后一飞船向后喷气加速，则两飞船一定能实现对接8．同重力场作用下的物体具有重力势能一样，万有引力场作用下的物体同样具有引力势能。
高中物理必修二第6章万有引力与航天配套习题(人教版有答案)
第五、六章综合能力检测本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
满分100分，时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，第1～6小题只有一个选项符合题目要求，第7～10小题有多个选项符合题目要求，全选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．如图所示，跳伞员在降落伞打开一段时间以后，在空中做匀速运动。
若跳伞员在无风时竖直匀速下落，着地速度大小是4．0m/s。
当有正东方向吹来的风，风速大小是3．0m/s，则跳伞员着地时的速度导学号 00820328( )A．大小为5．0m/s，方向偏西 B．大小为5．0m/s，方向偏东C．大小为7．0m/s，方向偏西 D．大小为7．0m/s，方向偏东答案：A解析：跳伞员着地时的速度大小v＝42＋32m/s＝5m/s。
设速度与竖直方向的夹角为θ，则tanθ＝34，故θ＝37°，即速度方向为下偏西37°角，故选项A正确。
2．如图所示，在一次空地演习中，离地H高处的飞机以水平速度v1发射一颗炮弹欲轰炸地面目标P，反应灵敏的地面拦截系统同时以速度v2竖直向上发射炮弹拦截。
设拦截系统与飞机的水平距离为s，不计空气阻力。
若拦截成功，则v1，v2的关系应满足导学号 00820329( )A．v1＝v2 B．v1＝Hsv2C．v1＝Hsv2 D．v1＝sHv2答案：D解析：设经t时间拦截成功，则平抛的炮弹h＝12gt2，s＝v1t；竖直上抛的炮弹H－h＝v2t－12gt2，由以上各式得v1＝sHv2。
3．(广东汕头市金山中学2015～2016学年高一下学期期中)如图所示，“旋转秋千”中的两个座椅A、B质量相等，通过相同长度的缆绳悬挂在旋转圆盘上，不考虑空气阻力的影响，当旋转圆盘绕竖直的中心轴匀速转动时，下列说法正确的是导学号00820330( )A．A的速度比B的大B．A与B的向心加速度大小相等C．悬挂A、B的缆绳与竖直方向的夹角相等D．悬挂A的缆绳所受的拉力比悬挂B的小答案：D解析：A球和B球运行的角速度相等，A球运行半径小于B球半径，故A的速度小于B的速度，选项A错误；由a＝rω 2知，A球向心加速度小于B球向心加速度，选项B错误；设缆绳与竖直方向夹角为θ，由向心力公式mgtanθ＝mrω2，tanθ＝rω2g，运行半径不相等，夹角θ也不相等，选项C错误；缆绳拉力F＝mgcosθ＝mg1＋tan2θ，将tanθ＝rω2g代入可知，r越小，缆绳拉力越小，选项D正确。
高一物理二第六章《万有引力与航天》复习练习题及参考答案.doc
高一物理万有引力与航天第一类问题：涉及重力加速度“g ”的问题Mm 解题思路：天体表面重力（或“轨道重力”）等于万有引力，即mg GR 2【题型一】两星球表面重力加速度的比较 1、一个行星的质量是地球质量的8 倍，半径是地球半径的4 倍，这颗行星表面的重力加速度是地球表面重力加速度的多少倍？解：忽略天体自转的影响，则物体在天体表面附近的重力等于万有引力，即有MmmgGR 2 ，因此：对地球： mg 地M 地 m ⋯⋯①G2R 地对行星： mg 行M 行 mG2⋯⋯②R 行则由② / ①可得， g 行M 行R 地 28 121 ，即 g 行1?242g 地g 地 M 地R 行 1 22【题型二】轨道重力加速度的计算2、地球半径为 R ，地球表面重力加速度为 g 0 ，则离地高度为 h 处的重力加速度是 （）h 2 g 0 R 2 g 0Rg 0 hg 0A ．B ．C ． 2D ．2(R h) 2( R h)2( R h)(R h)【题型三】求天体的质量或密度3、已知下面的数据，可以求出地球质量 M 的是（引力常数 G 是已知的）（ ）A ．月球绕地球运行的周期 T 1 及月球到地球中心的距离 R 1B ．地球“同步卫星”离地面的高度C ．地球绕太阳运行的周期T 2 及地球到太阳中心的距离 R 2D ．人造地球卫星在地面附近的运行速度v 和运行周期 T34、若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动， 已知其周期为 T ，引力常量为 G ，那么该行星的平均密度为（ ）GT 2 4 GT 2 3A.B.C.D.3GT 24GT2第二类问题：圆周运动类的问题解题思路：万有引力提供向心力，即Mmma n4 2 v 2 2r Gr2 m 2 r m mT r【题型四】求天体的质量或密度5、继神秘的火星之后，今年土星也成了全世界关注的焦点！经过近7 年 35.2 亿公里在太空中风尘仆仆的穿行后，美航空航天局和欧航空航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间 6 月 30 日（北京时间7 月 1 日）抵达预定轨道，开始“拜访”土星及其卫星家族。
高一物理人教版必修二-第六章-万有引力与航天单元练习题(含答案)
第六章万有引力及航天一、单选题1. “嫦娥三号”探测器由“长征三号”乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察．“嫦娥三号”的部分飞行轨道示意图如图所示．假设“嫦娥三号”在圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力．下列说法中正确的是( )A．“嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，速度逐渐变小B．“嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，月球的引力对其做负功C．若已知“嫦娥三号”在圆轨道上运行的半径、周期和引力常量，则可计算出月球的密度D．“嫦娥三号”在椭圆轨道经过P点时和在圆形轨道经过P点时的加速度相等2.假设地球可视为质量均匀分布的球体．已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G，则地球的密度为( )A．B．C．D．3.“空间站”是科学家进行天文探测和科学实验的特殊而又重要的场所．假设“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运动，其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一，且运行方向及地球自转方向一致．下列说法正确的有( )A．“空间站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度B．“空间站”运行的速度等于同步卫星运行速度的倍C．站在地球赤道上的人观察到它向西运动D．在“空间站”工作的宇航员因受到平衡力而在舱中悬浮或静止4.下列说法正确的是( )A．以牛顿运动定律为基础的经典力学因其局限性而没有存在的价值B．物理学的发展，使人们认识到经典力学有它的适用范围C．相对论和量子力学的出现，是对经典力学的全盘否定D．经典力学对处理高速运动的宏观物体具有相当高的实用价值5.设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k(均不计阻力)，且已知地球及该天体的半径之比也为k，则地球及此天体的质量之比为( )A． 1B．k2C．kD．6.将火星和地球绕太阳的运动近似看成是同一平面内的同方向绕行的匀速圆周运动，已知火星的轨道半径r1＝2.3×1011m，地球的轨道半径为r2＝1.5×1011m，根据你所掌握的物理和天文知识，估算出火星及地球相邻两次距离最小的时间间隔约为( )A． 1年B． 2年C． 3年D． 4年7.2012年10月10日太空探索技术公司(SpaceX)的“龙”飞船已及国际空间站成功对接．“龙”飞船运抵了许多货物，包括实验器材、备件、空间站宇航员所需的衣服和食品以及一个冰箱，冰箱里还装有冰激凌，下列相关分析中正确的是( )A．“龙”飞船的发射速度，国际空间站的运行速度均小于第一宇宙速度B．“龙”飞船欲实现对接，必须在国际空间站的后下方，伺机喷气减速变轨，实现对接C．“龙”飞船喷气加速前，“龙”飞船及国际空间站的加速度大小相等D．空间站中收到的冰激凌处于完全失重状态8.设地球表面重力加速度为g0，物体在距离地心4R(R是地球的半径)处，由于地球的引力作用而产生的加速度为g，则为( )A． 1B．C．D．9.关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是( )A．第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度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10.下列说法正确的是( )A．伽利略在探究物体下落规律的过程中用到的科学方法是：提出问题、猜想、数学推理、实验验证、合理外推、得出结论B．牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例情况，所以，牛顿第一定律可以不学C．牛顿在寻找万有引力的过程中，他既没有利用牛顿第二定律，也没有利用牛顿第三定律，只利用了开普勒第三定律D．第谷通过自己的观测，发现行星运行的轨道是椭圆，发现了行星运动定律二、多选题11.(多选)“嫦娥一号”探月卫星发动机关闭，轨道控制结束，卫星进入地月转移轨道，图中MN之间的一段曲线表示转移轨道的一部分，P是轨道上的一点，直线AB过P点且和两边轨道相切，下列说法中正确的是( )A．卫星在此段轨道上，动能不变B．卫星经过P点时动能最小C．卫星经过P点时速度方向由P指向BD．卫星经过P点时加速度为012.(多选)在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步．下列表述符合物理学史实的是( )A．开普勒认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才及弹簧的形变量成正比B．伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性C．卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值D．牛顿认为在足够高的山上以足够大的水平速度抛出一物，物体就不会再落回地球上13.(多选)宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统．在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统．设某双星系统P、Q绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示．若PO>OQ，则( )A．星球P的质量一定大于Q的质量B．星球P的线速度一定大于Q的线速度C．双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越大D．双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大14.(多选)有a，b，c，d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近的近地轨道上做圆周运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有( ) A．a的向心加速度等于重力加速度gB．b在相同时间内转过的弧长最长C．c在4h内转过的圆心角是D．d的运动周期可能是30 h15.(多选)已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G.有关同步卫星，下列表述正确的是( )A．卫星距地面的高度为B．卫星的运行速度小于第一宇宙速度C．卫星运行时受到的向心力大小为GD．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度三、计算题16.经过天文望远镜长期观测，人们在宇宙中已经发现了许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识，双星系统由两个星体组成，其中每个星体的大小都远小于两星体之间的距离，一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统来处理(即其它星体对双星的作用可忽略不计)．现根据对某一双星系统的光度学测量确定：该双星系统中每个星体的质量都是m，两者相距L，它们正围绕两者连线上的某一点做匀速圆周运动．(1)试计算该双星系统的运动周期T1.(2)若实际中观测到的运动周期为T2,T2及T1并不是相同的，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种观测不到的暗物质，它均匀地充满整个宇宙，因此对双星运动的周期有一定的影响．为了简化模型，我们假定在如图所示的球体内(直径看作L)均匀分布的这种暗物质才对双星有引力的作用，不考虑其他暗物质对双星的影响，已知这种暗物质的密度为ρ，求T1∶T2.17.为了研究太阳演化进程，需要知道太阳目前的质量M.已知地球半径R＝6.4×106m，地球质量m＝6.0×1024kg，日地中心的距离r＝1.5×1011m，地球表面处的重力加速度g＝10 m/s2,1年约为3.2×107s，试估算太阳目前的质量M.18.假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星．若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T1，已知万有引力常量为G.(1)则该天体的密度是多少？(2)若这颗卫星距该天体表面的高度为h，测得在该处做圆周运动的周期为T2，则该天体的密度又是多少？四、填空题19.牛顿运动定律和万有引力定律在_____、_________、__________的广阔的领域，包括天体力学的研究中经受了实践的检验，取得了巨大的成就．20.地球赤道上的物体A，近地卫星B(轨道半径等于地球半径)，同步卫星C，若用TA、TB、TC；v A、v B、v C；分别表示三者周期，线速度，则满足________，________.21.宇航员在某星球表面，将一小球从离地面h高处以初速v0水平抛出，测出小球落地点及抛出点间的水平位移为s，若该星球的半径为R，万有引力常量为G，则该星球表面重力加速度为__________，该星球的平均密度为__________．22.两行星A和B各有一颗卫星a和b，卫星的圆轨道接近各自行星表面，如果两行星质量之比MA∶MB＝2∶1，两行星半径之比RA∶RB＝1∶2，则两个卫星周期之比Ta∶Tb＝________，向心加速度之比为________.23.已知绕中心天体做匀速圆周运动的星体的轨道半径r，运动周期为T，(1)中心天体的质量M＝____；(2)若中心天体的半径为R，则其平均密度ρ＝____；(3)若星体在中心天体表面附近做匀速圆周运动，则其平均密度ρ＝____.答案解析1.【答案】D【解析】“嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，月球对卫星的引力做正功，动能增大，则速度增大，故A、B错误；根据万有引力等于向心力，有G＝m，得M＝，据此可知若已知“嫦娥三号”在圆轨道上运行的半径、周期和引力常量，可求出月球的质量，但月球的体积未知，不能求出月球的密度，故C错误；对于“嫦娥三号”，有G＝ma，a＝，在P点，M和r相同，则嫦娥三号在椭圆轨道经过P点时和在圆形轨道经过P点时的加速度相等，故D正确．2.【答案】B【解析】根据万有引力及重力的关系解题．物体在地球的两极时：mg0＝G；物体在赤道上时mg＋m2R＝G.以上两式联立，解得地球的密度ρ＝.故选项B正确，选项A、C、D错误．3.【答案】A【解析】由v同步＝，v空间站＝，则B错．再结合v＝ωr，可知ω空间站＞ω地球，所以人观察到它向东运动，C错．空间站的宇航员只受万有引力，受力不平衡，所以D错．4.【答案】B【解析】牛顿运动定律能够解决宏观物体的低速运动问题，在生产、生活及科技方面起着重要作用；解决问题时虽然有一定误差，但误差极其微小，可以忽略不计；故经典力学仍可在一定范围内适用．虽然相对论和量子力学更加深入科学地认识自然规律，它是科学的进步，但并不表示对经典力学的否定，故选项B正确．A、C错误；经典力学不能用于处理高速运行的物体；故D错误．5.【答案】C【解析】在地球上：h＝某天体上；h′＝因为＝k所以＝k根据G＝mg，G＝mg′可知＝又因为＝k联立得：＝k6.【答案】B【解析】根据开普勒第三定律可得＝，解得＝≈，因为T地＝1年，所以T火≈1.9年，火星及地球转过的角度之差Δθ＝2π时，相邻再次相距最近，故有(－)t＝2π，解得t≈2.1，近似为2年，故B正确．7.【答案】D【解析】第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，所以“龙”飞船的发射速度介于7.9 km/s及11.2 km/s之间，故A错误；“龙”飞船欲实现对接，必须在国际空间站的后下方，伺机喷气加速做离心运动，可以实现对接，故B错误；“龙”飞船喷气加速前，在国际空间站的后下方，根据a＝得“龙”飞船及国际空间站的加速度不相等，故C错误；空间站中收到的冰激凌只受重力，处于完全失重状态，故D正确．8.【答案】D【解析】地球表面处的重力加速度和离地心高4R处的加速度均由地球对物体的万有引力产生，所以有：地面上：G＝mg0①离地心4R处：G＝mg②由①②两式得＝()2＝，故D正确.9.【答案】A【解析】第一宇宙速度是物体在地面附近做匀速圆周运动的速度，A对，B错；根据G＝m得v＝，可见第一宇宙速度及地球的质量和半径有关，C、D错．10.【答案】A【解析】A项是伽利略在探究物体下落规律的过程中用到的科学方法，A正确；牛顿第一定律指出，物体“不受外力”作用时的运动状态，或者是静止不动，或者是做匀速直线运动．牛顿第二定律：物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比，跟物体的质量成反比，加速度的方向跟合外力的方向相同．B错误；牛顿在寻找万有引力的过程中，他利用了牛顿第二定律，牛顿第三定律和开普勒第三定律，C错误；开普勒在第谷观测数据的基础上总结出了行星运动三定律，D错误．11.【答案】BCD12.【答案】CD【解析】胡克认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才及弹簧的形变量成正比，故A错误；牛顿用“月－地检验”证实了万有引力定律的正确性，故B错误；卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值，故C正确；牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体，物体就不会再落在地球上，故D正确；故选C、D.13.【答案】BD【解析】根据万有引力提供向心力m1ωr1＝m2ωr2，r1＞r2，所以m1＜m2，即P的质量一定小于Q的质量，故A错误．双星系统角速度相等，根据v＝ωr，且PO＞OQ，P的线速度大于Q的线速度，故B正确．设两星体间距为L，O点到P的距离为r1，到Q的距离为r2，根据万有引力提供向心力：＝m1r1＝m2r2，解得周期T＝2π，由此可知双星的距离一定时，质量越大周期越小，故C错误；总质量一定，双星之间的距离越大，转动周期越大，故D正确．故选B、D.14.【答案】BCD【解析】a受到万有引力和地面支持力，由于支持力等于重力，及万有引力大小接近，所以向心加速度远小于重力加速度，选项A错误；由v＝知b的线速度最大，则在相同时间内b转过的弧长最长，选项B正确；c为同步卫星，周期Tc＝24 h，在4 h内转过的圆心角＝·2π＝，选项C正确；由T＝知d的周期最大，所以Td>Tc＝24 h，则d的周期可能是30 h，选项D正确．15.【答案】BD【解析】根据万有引力提供向心力，G＝m(H＋R)，卫星距地面的高度为H＝－R，A 错；根据G＝m，可得卫星的运行速度v＝，而第一宇宙速度为，故B对；卫星运行时受到的向心力大小为F n＝G，C错；根据G＝ma n，可得卫星运行的向心加速度为a n＝G，而地球表面的重力加速度为g＝G，D对．16.【答案】(1)T1＝2π(2)T1∶T2＝∶1【解析】(1)两星的角速度相同，故F＝mr1ω；F＝mr2ω而F＝G可得r1＝r2①两星绕连线的中点转动，则＝m··ω解得ω1＝②所以T1＝＝＝2π③(2)由于暗物质的存在，双星的向心力由两个力的合力提供，则G＋G＝m·L·ω2④M为暗物质质量，M＝ρV＝ρ·π()3⑤联立④⑤式得：ω＝⑥T2＝＝⑦联立③⑦式解得：T1∶T2＝∶1⑧.17.【答案】1.90×1030kg【解析】地球绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律有G＝mr①对地球表面附近质量为m′的物体有G＝m′g②联立①②两式解得M＝≈1.90×1030kg.18.【答案】(1)(2)【解析】(1)设卫星的质量为m，天体的质量为M，卫星贴近天体表面运动时有G＝m R，M＝.根据数学知识可知天体的体积为V＝πR3，故该天体的密度为ρ＝＝＝.(2)卫星距天体表面距离为h时，忽略自转有：G＝m(R＋h)M＝ρ＝＝＝.19.【答案】宏观低速弱引力【解析】略20.【答案】TA＝TC＞TB v B＞v C＞v A【解析】卫星A为同步卫星，周期及C物体周期相等，根据卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力得周期T＝2π，所以TA＝TC＞TB；AC比较，角速度相等，由v＝ωr，可知v A＜v C；BC比较，同为卫星，由人造卫星的速度公式v＝，可知v B＞v C，故TA＝TC＞TB，v B＞v C＞v A.21.【答案】(1)(2)【解析】(1)设该星球的密度为ρ、重力加速度为g，小球在该星球表面做平抛运动则：水平方向：s＝v0t，竖直方向：h＝gt2，联立得：g＝.(2)该星球表面的物体受到的重力等于万有引力：mg＝G，该星球的质量为：M＝ρ·πR3，联立得：ρ＝22.【答案】1∶48∶1【解析】卫星做圆周运动时，万有引力提供圆周运动的向心力，有：G＝mR，得T＝2π.故＝·＝，由G＝ma，得a＝G，故＝·＝.23.【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)根据万有引力提供圆周运动向心力有G＝mr，可得中心天体的质量M＝.(2)根据密度公式可知，中心天体的平均密度ρ＝＝＝.(3)当星体在中心天体附近匀速圆周运动时有r＝R，所以中心天体的平均密度ρ＝.。
高一下学期物理人教版必修二第6章 万有引力与航天习题含答案
2021春人教物理必修二第6章万有引力与航天选习题含答案必修二第6章万有引力与航天一、选择题1、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于()A．B B．F1 C．A D．F22、关于开普勒第二定律,理解正确的是()A.行星绕太阳运动时,一定做匀速圆周运动B.行星绕太阳运动时,一定做匀变速曲线运动C.行星绕太阳运动时,由于角速度相等,故在近日点处的线速度小于它在远日点处的线速度D.行星绕太阳运动时,由于它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等,故它在近日点的线速度大于它在远日点的线速度3、两个质量均匀的球体，相距r，它们之间的万有引力为10－8 N，若它们的质量、距离都增加为原来的两倍，则它们之间的万有引力为()A．4×10－8 N B．10－8 N C．2×10－8 N D．8×10－8 N4、随着太空技术的飞速发展,地球上的人们登陆其他星球成为可能。
假设未来的某一天,宇航员登上某一星球后,测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,而该星球的平均密度与地球的差不多,则该星球质量大约是地球质量的( )A.0.5倍B.2倍C.4倍D.8倍5、若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律,在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证()A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的C.月球表面的加速度约为地球表面的D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的6、一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力大小的()A. 0.25倍B. 0.5倍C. 2.0倍D. 4.0倍*7、理论和实践证明,开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动,而且对一切天体(包括卫星绕行星的运动)都适用。
(最新)高中物理必修二《万有引力定律与航天》单元基础过关练习题(含详细解析)
(最新)高中物理必修二单元基础过关练习题《万有引力定律与航天》总分：100分时间：60分钟一、单选题（本大题共11小题，共44分）1.关于开普勒对行星运动规律的认识，下列说法中正确的是（）A.所有行星绕太阳的运动都是匀速圆周运动B. 所有行星以相同的速率绕太阳做椭圆运动C. 对于每一个行星在近日点时的速率均大于它在远日点的速率D. 所有行星轨道的半长轴的二次方与公转周期的三次方的比值都相同2.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3.如图所示，当行星运动到图中A点时所受引力的方向（）A.指向椭圆中心OB.指向太阳C.沿椭圆轨道在A点的切线方向D.垂直于椭圆轨道在A点的切线方向4.中国“北斗”卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统，是继美国GPS系统和俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）系统之后第三个成熟的卫星导航系统．系统由空间端、地面端和用户端组成，其中空间端包括5颗地球同步卫星和30颗非地球同步卫星，以下说法正确的是（）A.这5颗地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度B. 这5颗地球同步卫星的运行周期都与地球自转周期相等C. 这5颗地球同步卫星运动的加速度大小不一定相同D. 为避免相撞，不同国家发射的地球同步卫星必须运行在不同的轨道上5.已知两个质点相距为r时，它们之间的万有引力的大小为F；当这两个质点间的距离变为3r时，万有引力的大小变为（）A.F/3B. F/6C. F/9D. 3F6.若某人到达一个行星上，这个行星的半径只有地球的一半，质量也是地球的一半，则在这个行星上此人所受的引力是地球上引力的（）A.1/4B.1/2C.1倍D.2倍7.“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道直奔月球，在距月球表面200km的P点进行第一次变轨后被月球捕获，先进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图所示。
高一物理必修2人教版必修2 第六章 万有引力与航天 单元测试含答案
第六章 万有引力与航天一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的4个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得零分)1．若已知太阳的一个行星绕太阳运转的轨道半径为r ，周期为T ，引力常量为G ，则可求( )A ．该行星的质量B ．太阳的质量C ．该行星的平均密度D ．太阳的平均密度【答案】B【解析】研究行星绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式GMmr 2＝m 4π2T2r ，知道行星的运动轨道半径r 和周期T ，再利用万有引力常量G ，通过前面的表达式只能算出太阳M 的质量，也就是中心体的质量，无法求出行星的质量，也就是环绕体的质量，故A 错误．通过以上分析知道可以求出太阳M 的质量，故B 正确；本题不知道行星的质量和体积，也就无法知道该行星的平均密度，故C 错误．本题不知道太阳的体积，也就不知道太阳的平均密度，故D 错误．2．专家称嫦娥四号探月卫星为“四号星”，计划在2017年发射升空，它的主要任务是更深层次、更全面地科学探测月球地貌、资等方面的信息，完善月球档案资料．已知月球表面的重力加速度为g ，月球的平均密度为ρ.月球可视为半径为R 的球体，“四号星”离月球表面的高度为h ，绕月做匀速圆周运动的周期为T .仅根据以上信息不能求出的物理量是( )A ．月球质量B ．万有引力常量C ．“四号星”与月球间的万有引力D ．月球的第一宇宙速度 【答案】C【解析】月球表面的重力与万有引力相等，绕月球圆周运动的向心力由万有引力提供，故有G MmR2＝mg月球质量M ＝ρ·43πR 3所以有G m ·ρ43πR 3R 2＝mg 可得万有引力常量G ＝3g 4R πρ，B 可以；由万有引力常量可以求出月球质量M ＝gR 2G，A 可以；月球表面的第一宇宙速度即月球重力提供圆周运动向心力有v 1＝gR ，D 可以； 由于不知道“四号星”的质量，故无法求出它与月球间的万有引力，故C 不可以． 3．(2018宿迁模拟)“北斗一号”导航卫星系统中有5颗地球同步轨道卫星，定位在距地面约为36 000 km 的地球同步轨道上．关于同步卫星，下面说法正确的是( )A ．发射速度小于7.9 km/sB ．发射速度大于11.2 km/sC ．运行速度小于7.9 km/sD ．如果需要，该卫星可以定位在江苏上空 【答案】C【解析】卫星的最小发射速度最小为7.9 km/s ，A 错误；若发射速度大于11.2 km/s ，则要脱离地球，B 错误；近地卫星的运行速度为7.9 km/s ，而同步卫星的轨道半径大，运行速度要小于7.9 km/s ，C 正确；同步卫星只能在赤道上空，D 错误．4．“新视野号”探测器已飞掠冥王星，若“新视野号”由椭圆轨道变轨进入更低的近冥王星圆轨道，已知制动点为椭圆轨道和圆轨道的切点，万有引力常量G ＝6.67×10－11N·m 2/kg 2，则以下分析正确的是( )A ．“新视野号”在地球上发射的速度小于7.9 km/sB ．制动时，“新视野号”应向后喷气以变轨进入圆轨道C ．若给出在近冥王星圆轨道上的环绕周期，结合题中所给数据可以算出冥王星密度D ．若圆轨道上的“新视野号”加速变轨到更高圆轨道，则运动周期变大，向心加速度变大【答案】C【解析】若“新视野号”发射初速度小于7.9 km/s ，则发射不成功，A 错误；制动时，“新视野号”应向前喷气减速从而变轨进入圆轨道，B 错误；根据公式ρ＝M V ，G Mm r 2＝m 4π2T 2r ，联立解得ρ＝3πGT 2，故根据题中数据可计算冥王星密度，C 正确；若圆轨道上的“新视野号”加速变轨至更高圆轨道，运动半径增大，根据G Mm r 2＝m 4π2T 2r 可得T ＝2πr 3GM，则运动周期变大，根据公式a ＝GMr2，可得向心加速度变小，D 错误．5．金星和木星都绕太阳做匀速圆周运动，木星绕太阳的公转周期是金星绕太阳的公转周期的20倍，那么金星和木星绕太阳运行的线速度大小之比约为( )A ．25B ．320 C ．400 D ．3120【答案】B【解析】根据开普勒行星运动第三定律可知，r 3T 2＝k ，而v ＝2πr T ，则v ＝2π3kT 2T ，故v 金v 木＝3T 木T 金＝320，故选B.6．拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，即始终保持与地球、太阳在一条直线上．则此飞行器的( )A ．向心力仅由太阳的引力提供B ．向心力仅由地球的引力提供C ．向心加速度等于地球的向心加速度D ．线速度大于地球的线速度 【答案】D【解析】飞行器在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，靠地球和太阳引力的合力提供向心力，故A 、B 错误；飞行器和地球的角速度相等，根据a ＝rω2知，飞行器的向心加速度大于地球的向心加速度，故C 错误；根据v ＝rω知，飞行器的线速度大于地球的线速度，故D 正确．7．(2018定州期末)随着深太空探测的发展，越来越多的“超级类地行星”被发现，某“超级类地行星”半径是地球的1.5倍，质量是地球的4倍，下列说法正确的是( )A ．该星球表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的169倍B ．该星球第一宇宙速度小于地球第一宇宙速度C ．绕该星球运行的卫星的周期是半径相同的绕地球运行卫星周期的12D ．绕该星球运行的卫星的周期是半径相同的绕地球运行卫星周期的38 6【答案】AC【解析】根据GMm R 2＝mg 得，星球表面的重力加速度g ＝GMR 2，因为“超级类地行星”半径是地球的1.5倍，质量是地球的4倍，则星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的169倍，A 正确；根据GMmr 2＝m v 2R，得星球的第一宇宙速度v ＝GMR，因为“超级类地行星”半径是地球的1.5倍，质量是地球的4倍，则星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的83倍，可知星球的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度，B 错误；根据GMm r 2＝mr 4π2T 2得T ＝4π2r 3GM，因为轨道半径相同，星球质量是地球质量的4倍，则绕该星球运行的卫星的周期是半径相同的绕地球运行卫星周期的12，C 正确，D 错误；故选AC ．8．如图所示，地球赤道上的山丘、近地资源卫星和同步通信卫星均在赤道平面内绕地心做匀速圆周运动．设山丘c 、近地资源卫星p 和同步通信卫星q 的圆周运动速率依次为v 1、v 2、v 3，向心加速度依次为a 1、a 2、a 3，则( )A ．v 1＞v 2＞v 3B ．v 1＜v 3＜v 2C ．a 1＞a 2＞a 3D ．a 2＞a 3＞a 1【答案】BD【解析】山丘c 与同步通信卫星q 转动周期相等，根据v ＝2πrT ，由于山丘c 的轨道半径小于同步通信卫星q 的轨道半径，故v 1＜v 3；根据卫星的线速度公式v ＝GMr，由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q 的轨道半径，故近地资源卫星的线速度大于同步通信卫星的线速度，即v 3＜v 2；故v 1＜v 3＜v 2，故A 错误，B 正确；山丘c 与同步通信卫星q 转动周期相等，根据a ＝ω2r ＝4π2rT 2，由于山丘c 的轨道半径小于同步通信卫星q 的轨道半径，故山丘c 的轨道加速度小于同步通信卫星q 的加速度，即a 1＜a 3；根据加速度公式a ＝GMr 2，由于近地资源卫星的轨道半径大于同步通信卫星q 的轨道半径，故近地资源卫星的加速度大于同步通信卫星的加速度，即a 3＜a 2；故a 1＜a 3＜a 2，故C 错误，D 正确．9．(2018杭州四中期中)北京时间7月24日，NASA 宣布开普勒太空望远镜发现了1 400光年外天鹅座的“另一个地球”——开普勒452b ，开普勒452b 的直径为地球直径的1.6倍，表面的重力加速度为地球的2倍，绕其母星(开普勒452)公转周期为384天，距离其母星(开普勒452)的距离为1.05天文单位(地球到其母星太阳的平均距离为一个天文单位)，则下列判断正确的是( )A ．开普勒452b 母星的质量比太阳的质量略大B ．因为未知开普勒452b 和地球的密度关系，所以无法比较开普勒452b 和地球的质量大小C ．开普勒452b 的第一宇宙速度约为地球的1.8倍D ．因为未知开普勒452b 和地球的质量大小关系，所以无法比较开普勒452b 和地球的第一宇宙速度的大小【答案】AC【解析】设开普勒452b 母星的质量为M 1，开普勒452b 的质量为m 1、轨道半径为r 1、周期为T 1，开普勒452b 绕其母星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，根据万有引力定律得，G M 1m 1r 21＝m 14π2r 1T 21，解得M 1＝4π2r 31GT 21，设太阳的质量为M 2，地球的绕太阳运动的半径为r 2、周期为T 2，同理可得，M 2＝4π2r 32GT 22，则M 1M 2＝r 31T 22r 32T 21＝1.05，故开普勒452b 母星的质量比太阳的质量略大，选项A 正确；设开普勒452b 的半径为R 1，开普勒452b 表面的重力加速度为g 1，由表面物体所受的重力近似等于万有引力得，G m 1m R 21＝mg 1，解得m 1＝g 1R 21G，同理可得，地球的质量m 2＝g 2R 22G ，则m 1m 2＝g 1R 21g 2R 22＝2×1.62＝5.12，故开普勒452b 的质量比地球的质量大，选项B 错误；设M 为中心天体的质量，r 为中心天体的半径，由G Mmr 2＝m v 2r 得，第一宇宙速度v ＝GMr ，则v 1v 2＝R 2R 1·m 1m 2＝11.6× 5.12≈1.8，选项C 正确，D 错误． 10．甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道．以下判断正确的是( )A ．乙的速度大于第一宇宙速度B ．甲的周期大于乙的周期C ．甲的加速度小于乙的加速度D ．甲在运行时可能经过北极的正上方 【答案】BC【解析】由于卫星运行高度越大，周期越大，速度越小，所以甲的周期大于乙的周期，乙的速度小于第一宇宙速度，选项A 错误，B 正确；卫星越高，加速度越小，甲的加速度小于乙的加速度，选项C 正确；同步卫星只能运行在赤道上方特定轨道上，甲在运行时不能经过北极的正上方，选项D 错误，本题选BC ．二、非选择题(本大题4小题，共60分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11．(14分)“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行，标志着我国探月工程的第一阶段已经完成．设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h ，已知月球的质量为M 、半径为R ，引力常量为G ，求卫星绕月球运动的向心加速度和线速度．【答案】GM (R ＋h )2GMR ＋h【解析】万有引力提供卫星绕月球圆周运动的向心力，所以有G Mmr 2＝ma 得“嫦娥二号”的向心加速度a ＝GM r 2＝GM (R ＋h )2根据公式G Mmr 2＝m v 2r得“嫦娥二号”的线速度v ＝GMr＝GMR ＋h. 12．(15分)宇航员来到某星球表面做了如下实验：将一小钢球由距星球表面高h (h 远小于星球半径)处由静止释放，小钢球经过时间t 落到星球表面，该星球为密度均匀的球体，引力常量为G .(1)求该星球表面的重力加速度；(2)若该星球的半径为R ，忽略星球的自转，求该星球的密度． 【答案】(1)2h t 2 (2)3h2πGRt 2【解析】(1)小球做自由落体运动，根据h ＝12gt 2得星球表面的重力加速度为g ＝2ht 2.(2)根据GMm R 2＝mg 得星球的质量为得M ＝gR 2G则星球的密度为ρ＝M v ＝3h2πGRt 2.13．(15分)宇航员驾驶宇宙飞船到达月球，他在月球表面做了一个实验：在离月球表面高度为h 处，将一小球以初速度v 0水平抛出，水平射程为x .已知月球的半径为R ，万有引力常量为G .不考虑月球自转的影响．求：(1)月球表面的重力加速度大小g 0 ； (2)月球的质量M ；(3)飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速度v .【答案】(1)2h v 20x 2 (2)2h v 20R2x 2G (3)v 0x2hR【解析】(1)设小球落地时间为t ，根据平抛运动规律 水平方向 x ＝v 0t 竖直方向 h ＝12g 0t 2解得g 0＝2h v 20x2.(2)设飞船质量为m ，在月球表面忽略地球自转时有G MmR2＝mg 0解得月球质量M ＝2h v 20R2x 2G.(3)由万有引力定律和牛顿第二定律 G MmR 2＝m v 2R解得v ＝v 0x2hR .14．(16分)(2018衡水期末)如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P 点沿水平方向以初速度v 0抛出一个小球，测得小球经时间t 落到斜坡上另一点Q ，斜面的倾角为θ，已知该星球半径为R ，引力常量为G ，自转周期为T ，求：(1)该星球表面的重力加速度g 和质量M ； (2)该星球的第一宇宙速度v ；(3)该星球的同步卫星距离地面的高度h .【答案】(1)2v 0tan θt 2v 0R 2tan θGt(2)2v 0R tan θt(3)3T 2v 0R 2tan θ2π2t－R【解析】(1)根据tan θ＝12gt 2v 0t 解得星球表面的重力加速度为g ＝2v 0tan θt星球表面，有G MmR 2＝mg解得M ＝gR 2G ＝2v 0R 2tan θGt.(2)根据重力提供向心力，有mg ＝m v 2R解得第一宇宙速度为v ＝gR ＝2v 0R tan θt. (3)由公式GMm (R ＋h )2＝m (R ＋h )4π2T 2G MmR 2＝mg 联立以上结果得h ＝3T 2v 0R 2tan θ2π2t－R .。
高中物理必修二第六章万有引力与航天测试(附答案)
2019年人教版新课标高中物理单元专题卷万有引力与航天第Ⅰ卷（选择题，共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分）1．人类对天体运动的认识，经历了一个漫长的发展过程，以下说法正确的是（ ） A ．亚里士多德提出了日心说，迈出了人类认识宇宙历程中最艰难而重要的一步 B ．第谷通过观察提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆C ．牛顿在前人研究的基础上发现和总结出万有引力定律，并测出了万有引力常量D ．海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用 2．下列说法不正确的是（ ）A ．绝对时空观认为空间和时间是独立于物体及其运动而存在的B ．相对论时空观认为物体的长度会因物体的速度不同而不同C ．牛顿力学只适用于宏观物体、低速运动问题，不适用于高速运动的问题D ．当物体的运动速度远小于光速时，相对论和牛顿力学的结论仍有很大的区别3．长期以来“卡戎星（Charon ）”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径119600 km r =，公转周期1 6.39T =天。
2006年3月，天文学家又发现冥王星的两颗小卫星，其中一颗的公转轨道半径248000 km r =，则它的公转周期2T 最接近于（ ） A ．15天 B ．25天 C ．35天D ．45天4．如图为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图，卫星从控制点开始沿撞月轨道在撞击点成功撞月。
假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R ，周期为T ，引力常量为G ，根据以上信息，可以求出（ ）A ．月球的质量B ．地球的质量C ．“嫦娥一号”卫星的质量D ．月球对“嫦娥一号”卫星的引力5．星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度。
某星球的第二宇宙速度2v 与第一宇宙速度1v 的关系是212v v =，已知该星球的半径为r ，它表面的重力加速度为地球重力加速度g 的16。
人教版高一物理必修二 第6章 万有引力与航天优练(带解析)
2020春人教版物理必修二第6章万有引力与航天优练含答案必修二第6章万有引力与航天一、选择题1、（多选）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，下列判断正确的是()A．小行星带内的小行星都具有相同的角速度B．小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度C．各小行星绕太阳运动的周期均大于一年D．要从地球发射卫星探测小行星带，发射速度应大于地球的第二宇宙速度2、太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道，“行星公转周期的二次方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比．地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为()水星金星地球火星木星土星公转周期/年0.241 0.615 1.0 1.88 11.86 29.5A.1.2亿千米B．2.3亿千米C．4.6亿千米D．6.9亿千米3、下列关于万有引力的说法正确的是()A．万有引力定律是卡文迪许发现的B．F＝G m1m2r2中的G是一个比例常数，是没有单位的C．万有引力定律只是严格适用于两个质点之间D．两物体引力大小与质量成正比，与两物体间距离平方成反比4、紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星,该小行星的半径为16 km。
若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体。
小行星的密度与地球相同。
已知地球半径R=6 400 km,地球表面重力加速度为g,这个小行星表面的重力加速度为( )A.400gB.gC.20gD.g5、如有两艘轮船,质量都是1.0×107 kg,相距10 km,已知引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2,则它们之间的万有引力的大小为( )A.6.67×10-5 N,相比于船自身的重力,该引力可忽略B.6.67×10-5 N,相比于船自身的重力,该引力不能忽略C.6.67×106 N,相比于船自身的重力,该引力可忽略D.6.67×106 N,相比于船自身的重力,该引力不能忽略6、（双选）太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”．据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日．已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径见下表．则下列判断正确的是（）地球火星木星土星天王星海王星轨道半径（AU）1.0 1.5 5.2 9.5 19 30A. 各地外行星每年都会出现冲日现象B. 在2015年内一定会出现木星冲日C. 地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短D. 天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半7、金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动,它们的向心加速度大小分别为a金,a地,a火,它们沿轨道运行的速率分别为v金,v地,v火。
高一第六章：万有引力与航天练习题(带参考答案)
高一第六章：万有引力与航天练习题(带参考答案)高一物理万有引力与航天章末练题一、选择题1.关于日心说被人们接受的原因是（C）若以太阳为中心许多问题都可以解决，对行星的描述也变得简单。
2.（多选）有关XXX关于行星运动的描述，下列说法中正确的是（A、C、D）所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上；所有的行星轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等；不同的行星绕太阳运动的椭圆轨道是不同的。
3.关于万有引力定律的适用范围，下列说法中正确的是（D）适用于自然界中任意两个物体之间。
4.（多选）已知万有引力常量G，要计算地球的质量还需要知道某些数据，现在给出下列各组数据，可以计算出地球质量的是（A、B）地球公转的周期及半径；月球绕地球运行的周期和运行的半径。
5.人造地球卫星由于受大气阻力，轨道半径逐渐变小，则线速度和周期变化情况是（B）速度减小，周期减小，动能减小。
6.一个行星，其半径比地球的半径大2倍，质量是地球的25倍，则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（D）12倍。
7.（多选）假如一个做圆周运动的人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍仍做圆周运动，则（A、B、C）根据公式v=ωr可知，卫星运动的线速度将增加到原来的2倍；根据公式F=mv2／r可知，卫星所需向心力减小到原来的1/2；根据公式F=GMm／r2可知，地球提供的向心力将减小到原来的1/4.8.假设在质量与地球质量相同，半径为地球半径两倍的天体上进行运动比赛，那么与在地球上的比赛成绩相比，下列说法正确的是（A）跳高运动员的成绩会更好。
1.太空垃圾受到太阳影响后进入大气层，开始做靠近地球的近心运动。
2.东方一号人造地球卫星A和XXX二号人造卫星B的质量之比为1:2，轨道半径之比为2:1.3.在同步卫星轨道上运动的卫星线速度为v3，加速度为a3.4.发射地球同步卫星要经过三个阶段：近地圆轨道1、椭圆轨道2、同步圆轨道3.5.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度。
人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》测试试题(含答案)
人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》测试试题（含答案）1 / 7《万有引力与航天》测试题一、单选题1．理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零．现假设地球是一半径为R 、质量分布均匀的实心球体，O 为球心，以O 为原点建立坐标轴Ox ，如图所示．一个质量一定的小物体(假设它能够在地球n 内部移动)在x 轴上各位置受到的引力大小用F 表示，则F 随x 变化的关系图中正确的是A ．B ．C ．D ．2．两个质量不同的天体构成双星系统，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。
不考虑其它天体的作用力，下列说法不正确的是 ( ) A ．质量大的天体线速度较小 B ．两天体的角速度总是相同C ．若两天体的距离不变，则周期也不变D ．若在圆心处放一个质点，它受到的合力不为零3．关于科学家在物理学上做出的贡献，下列说法正确的是 A ．奥斯特发现了申磁感应现象 B ．爱因斯坦发现了行星运动规律 C ．牛顿提出了万有引力定律D ．开普勒提出了狭义相对论4．“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200km 的P 点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图所示．之后，卫星在P 点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200km 的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动．用T 1、T 2、T 3分别表示卫星在椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ上运动的周期，用a 1、a 2、a 3分别表示卫星沿三个轨道运动到P 点的加速度，则下面说法正确的是（ ）A．a1＜a2＜a3B．T1＜T2＜T3C．T1＞T2＞T3D．a1＞a2＞a35．下列说法正确的是（）A．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因B．月球绕地球运动时受到地球的引力和向心力的作用C．哥白尼提出了日心说，牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值D．物体在转弯时一定受到力的作用6．下列说法正确的是（）A．牛顿通过实验测出了万有引力常量B．同步卫星运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止，且处于平衡状态C．第一宇宙速度是人造卫星环绕地球运动的速度D．发射人造地球卫星所需的速度大小只决定于轨道高度，而与卫星的质量无关7．太空舱围绕地球做匀速圆周运动时，太空舱内的物体（）A．处于完全失重状态，所受重力为零B．处于完全失重状态，所受重力不为零C．处于失重状态但不是完全失重，所受重力不为零D．处于平衡状态，所受合力为零8．下列说法中正确的是（）A．两个互成角度(不共线)的匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动B．匀速圆周运动是加速度不变的曲线运动C．牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律并测定了万有引力常量GD．地球绕太阳公转运动轨道半径R的三次方与其周期T的平方之比为常数，即32RkT，那么人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》测试试题（含答案）3 / 7k 的大小只与太阳的质量有关，与地球的质量无关9．一颗人造卫星在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，下列正确的是： A ．轨道半径越大，所受向心力越大B ．轨道半径越大，运行的角速度越大C ．轨道半径越大，运行的线速度越大D ．轨道半径越大，运行的周期越大10．已知某质量分布均匀的星球密度为ρ，有一个物体静止在该星球表面的“赤道”上，若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零，则该星球自转的周期为（万有引力常量为G ）（ ） AB ．3Gπρ C ．43G ρπD11．如图所示，两个卫星 A 、 B 绕着同一行星做匀速圆周运动，轨道半径分别为 R 1 和 R 2， R 1>R 2。
高一物理必修二第六章 万有引力定律及其简单应用基础练习题(带参考答案)
rr 2r 1图1一、学习要点1、了解人类对天体运动探索的发展历程及万有引力定律的发现过程；2、理解万有引力定律，知道引力常数的大小和意义；3、会利用万有引力定律计算天体的质量；4、理解并能够计算卫星的环绕速度。
二、学习内容 （一）开普勒三定律1、所有行星围绕太阳运动的轨道都是 ，太阳位于椭圆的一个 上；（椭圆定律）2、行星和太阳之间的连线，在相等的时间内扫过相同的 ；（面积定律）3、行星绕太阳公转 的平方和轨道 的立方成 比，表达式为：32R k T=。
其中R 为椭圆轨道的半长轴，T 为公转周期，k 是与行星无关的常量。
（周期定律）问题1：开普勒三定律只适用太阳系吗？其“周期定律”的表达式为32R k T=，其中k 与哪些因素有关？例1、（多选题）关于开普勒行星运动的公式32a k T=，以下理解正确的是（ ）A ．k 是一个与行星无关的量B ．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R 地，周期为T 地；月球绕地球运转轨道的半长轴为R 月，周期为T 月，则3322R R TT=月地月地C ．T 表示行星运动的自转周期D ．T 表示行星运动的公转周期 练习1、（多选题）关于行星的运动以下说法正确的是（ ）A ．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长B ．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长C ．水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长D ．海王星离太阳“最远”，公转周期就最长点评：开普勒三定律适用于宇宙中所有的卫星和行星，而其中的“周期定律”中的k 值与中心天体的质量有关，与绕中心天体运行的天体质量无关。
（二）万有引力定律1、宇宙间 两个有 的物体间都存在相互 ，其大小与两物体的质量 成 比，与它们间 的平方成 比。
其表达式为F ＝ ，其中G 为引力常量。
2、万有引力定律适用于 。
问题2：如何理解万有引力定律？例2、（多选题）关于太阳与行星间的引力，下列说法中正确的是（ ）A ．由于地球比木星离太阳近，所以太阳对地球的引力一定比对木星的引力大B ．行星绕太阳椭圆轨道运动时，在近日点所受引力大，在远日点所受引力小C ．由2MmF G r=可知，2Fr G Mm =，由此可见G 和F 和r 2的乘积成正比，与M 和m 的乘积成反比D ．行星绕太阳的椭圆轨道可近似看做圆形轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力练习2、（多选题）万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律，以下说法正确的是（ ）A ．任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比B ．万有引力定律对质量大的物体适用，对质量小的物体不适用C ．人造地球卫星绕地球运行的向心力由地球对它的万有引力提供D ．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用点评：万有引力定律是牛顿在前人研究的基础上总结、推理出来的，具有普遍性。
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rr 2r 1图1一、学习要点1、了解人类对天体运动探索的发展历程及万有引力定律的发现过程；2、理解万有引力定律，知道引力常数的大小和意义；3、会利用万有引力定律计算天体的质量；4、理解并能够计算卫星的环绕速度。
二、学习内容 （一）开普勒三定律1、所有行星围绕太阳运动的轨道都是 ，太阳位于椭圆的一个 上；（椭圆定律）2、行星和太阳之间的连线，在相等的时间内扫过相同的 ；（面积定律）3、行星绕太阳公转 的平方和轨道 的立方成 比，表达式为：32R k T=。
其中R 为椭圆轨道的半长轴，T 为公转周期，k 是与行星无关的常量。
（周期定律）问题1：开普勒三定律只适用太阳系吗？其“周期定律”的表达式为32R k T=，其中k 与哪些因素有关？例1、（多选题）关于开普勒行星运动的公式32a k T=，以下理解正确的是（ ）A ．k 是一个与行星无关的量B ．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R 地，周期为T 地；月球绕地球运转轨道的半长轴为R 月，周期为T 月，则3322R R TT=月地月地C ．T 表示行星运动的自转周期D ．T 表示行星运动的公转周期 练习1、（多选题）关于行星的运动以下说法正确的是（ ）A ．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越长B ．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越长C ．水星轨道的半长轴最短，公转周期就最长D ．海王星离太阳“最远”，公转周期就最长点评：开普勒三定律适用于宇宙中所有的卫星和行星，而其中的“周期定律”中的k 值与中心天体的质量有关，与绕中心天体运行的天体质量无关。
（二）万有引力定律1、宇宙间 两个有 的物体间都存在相互 ，其大小与两物体的质量 成 比，与它们间 的平方成 比。
其表达式为F ＝ ，其中G 为引力常量。
2、万有引力定律适用于 。
问题2：如何理解万有引力定律？例2、（多选题）关于太阳与行星间的引力，下列说法中正确的是（ ）A ．由于地球比木星离太阳近，所以太阳对地球的引力一定比对木星的引力大B ．行星绕太阳椭圆轨道运动时，在近日点所受引力大，在远日点所受引力小C ．由2MmF G r=可知，2Fr G Mm =，由此可见G 和F 和r 2的乘积成正比，与M 和m 的乘积成反比D ．行星绕太阳的椭圆轨道可近似看做圆形轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力练习2、（多选题）万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律，以下说法正确的是（ ）A ．任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比B ．万有引力定律对质量大的物体适用，对质量小的物体不适用C ．人造地球卫星绕地球运行的向心力由地球对它的万有引力提供D ．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用点评：万有引力定律是牛顿在前人研究的基础上总结、推理出来的，具有普遍性。
式中的G 是一 个比例常数，其大小是卡文迪许通过实验测量出来的。
问题3：如何理解万有引力定律的适用条件？例3、如图1所示，两个半径分别为r 1和r 2的球，均匀分布的质量分别为m 1和m 2， 两球之间的距离为r ，则两球间的万有引力大小为（ ）A ．122Gm m r B ．()122Gm m r r + C ．()1222Gm m r r + D ．()12212Gm m r r r ++高一物理讲义万有引力定律及其简单应用f GF图2练习3、（多选题）关于万有引力和万有引力定律的理解正确的（ ）A ．不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力B ．只适用于天体，不适用于地面物体C ．太阳对地球的万有引力和地球对太阳的万有引力大小相等D ．用122m m F Gr =求两个质量分布均匀的球体间万有引力时，r 是两球心间的距离 点评：万有引力定律适用于质点间的相互作用。
对于质量均匀分布的球体，在应用万有引力公式求解时，公式中的r 为两球心之间的距离。
问题4：卡文迪许实验有何意义？例4、（多选题）关于引力常量G ，下列说法正确的是（ ）A ．G 值的测出使万有引力定律有了真正的实用价值B ．引力常量G 的大小与两物体质量的乘积成反比，与两物体间距离的平方成正比C ．引力常量G 的物理意义是，两个质量都是1kg 的物体相距1 m 时的相互吸引力为6.67×10－11ND ．引力常量G 是不变的，其值大小与单位制的选择无关 练习4、关于万有引力常量G ，以下说法错误的是（ ）A ．G 的数值6.67×10-11只适应国际单位B ．它适合于任何两个质点或天体之间的引力大小的计算C ．它的数值首次由牛顿测出D ．引力常量很小，导致很难察觉到日常接触的物体间有万有引力点评：卡文迪许扭秤实验证明了万有引力的存在及正确性，使万有引力定律有了存在的价值。
由于引力常量很小，两个1kg 的物体相距1m 所受的万有引力才6.67×10-11N ，所以很难觉察日常接触的两物体间的万有引力。
问题5：万有引力大小与哪些因素有关？例5、对于相隔一定距离的两个质点，要使它们之间的万有引力变为原来的2倍，可以采用的办法是（ ）A ．仅把两者的质量都增大2倍B ．仅把两者的质量都增大到原来的2倍C ．仅把两者的距离减小到原来的12D ．仅把两者的距离增大到原来的2倍练习5、一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是它在地球上所受的万有引力大小的（ ） A ．14倍 B ．12倍 C ．2.0倍 D ．4.0倍点评：万有引力大小与两物体的质量及它们的间距有关。
（三）万有引力定律的应用 1、重力与万有引力的区别地面上的物体随地球自转需要向心力，这个力就是万有引力的一个分力，另一个分力的大小 才等于重力，除两极外，重力都比万有引力小。
如图2所示。
可以看出当物体由赤道向两极移动 的过程中，向心力减小，重力增大，只有物体在两极时物体所受的万有引力才等于重力。
重力与万有引力虽然有差别，但在粗略的计算中，往往认为重力的大小近似等于万有引力的大小。
即：2MmmgGR =，式中R 为地球的半径，M 为地球的质量，m 为物体的质量。
问题6：重力就是万有引力吗？ 例6、以下说法中正确的是（ ）A ．质量为m 的物体在地球上任何地方其重力都一样B ．把质量为m 的物体从地面移到高空中，其重力变小C ．同一物体在赤道上的重力比在两极处重力大D ．同一物体在任何地方重力都是相同的练习6、对于在地球上的物体所受的重力和地球对它的引力的关系，下列说法中正确的是（ ）A ．这两个力是同一个力B ．在忽略地球的自转影响时，重力就是定值，与物体所处的高度和纬度都无关C ．由于地球的自转，物体在纬度越高的地方，重力越大D ．由于地球的自转，物体在纬度越高的地方，重力越小 点评：重力只是万有引力的一个分力，它随纬度的增加而增加，随高度的增加而减小。
2、重力加速度随高度的变化：若物体离地面的高度h ，则物体在高h 处的重力为：()2Mmmg GR h '=+，重力加速度为：g '= （用R 、g 、h 表示），即重力加速度随高度的增加而 。
问题7：重力加速度随高度是如何变化的？例7、某行星的质量和半径分别约为地球的110和12，地球表面的重力加速度为g ，则该行星表面的重力加速度约为（ ） A ．0.2gB ．0.4gC ．2.5gD ．5g练习7、离地面某一高处的重力加速度是地球表面的一半，若地球半径为R ，则该处距地球表面的距离为（ ）A ．2RB ．12R C ．2RD ．()21R -点评：重力加速度随高度的增加而减小，这个规律不仅适用于地球吸引范围的物体，也适用于其它天体引力范围的物体。
3、一个天体绕另一个天体做圆周运动的规律卫星绕行星（或行星绕恒星）圆周运动的向心力由行星对卫星（或恒星对行星）的万有引力提供，即：22222Mm v πG ma m mr ωmr r r T ⎛⎫==== ⎪⎝⎭，其中M 是中心天体的质量，而m 是绕行天体的质量。
问题8：一个天体绕另一个天体运行时的向心力由什么力提供？例8、两颗小行星都绕太阳做圆周运动，它们的周期分别是T 和3T ，则它们绕太阳运转时（ ）A ．轨道半径之比是1︰3B ．轨道半径之比是1︰39C ．速度之比是：1︰4D ．受太阳的引力之比是9︰7练习8、下列说法中正确的是（ ）A ．2Fmr ω=，人造地球卫星轨道半径增大到2倍时，向心力也增大到2倍B ．因2v F m r =，人造地球卫星轨道半径增大到2倍时，向心力减小为原来的1/2C ．因2GMmF r=，人造地球卫星轨道半径增大到2倍时，向心力减小为原来的1/4 D ．仅知道卫星轨道半径的变化，无法确定向心力的变化4、估算天体质量的方法：（1）利用某星球表面重力与万有引力的关系：___________，估算该星球的质量_________。
（2）已知一个星体绕中心天体圆周运动的周期T 及轨道半径r ，可求出中心天体的质量为______________。
问题9：估算天体的质量有哪些方法？例9、若已知行星绕太阳公转的半径为r ，公转周期为T ，引力常量为G ，则由此可求出（ ）A ．该行星的质量B ．太阳的质量C ．该行星的密度D ．太阳的密度练习9、（多选题）为了估算一个天体的质量，需要知道绕该天体做匀速圆周运动的另一星球的条件是（ ） A ．运转周期和轨道半径B ．质量和运转周期C ．轨道半径和环绕速度D ．环绕速度和质量点评：天体的质量可以由2gR M G=、2324r M GT π=等估算。
5、估算天体密度的方法（1）已知一个星体绕中心天体圆周运动的周期T 、轨道半径r 及中心天体的半径R ，则中心天体的密度可以表示为__________；（由M V ρ=、2324r M GT π=、343V R π=求解）（2）对于靠近星球表面运行的卫星，R ≈r ，则星球的密度可以表示为___________。
问题10：估算天体的密度有哪些方法？例10、有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该星球的质量是地球质量的（ ）A ．1/4B ．4倍C ．16倍D ．64倍练习10、一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅需要（ ） A ．测定飞船的运行周期 B ．测定飞船的环绕半径 C ．测定行星的体积D ．测定飞船的运动速度点评：星球的密度可以由3233r GT R πρ=估算，对靠近星球表面的卫星，上式可化为：23GTπρ=。
三、即时反馈1、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图3所示，F 1和F 2 是椭圆轨道的两个焦点， 行星在A 点的速率比在B 点的大，则太阳是位于（ ）A ．F 2B ．AC ．F 1D ．B2、甲、乙两个质点间的万有引力大小为F ，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的2倍， 同时，它们之间的距离减为原来的1/2，则甲、乙两物体间的万有引力大小将变为（ ）A ．FB ．F /2C ．8FD ．4F图33、火星绕太阳的公转周期约是金星绕太阳公转周期的3倍，则火星轨道半径与金星轨道半径之比约为（ ）A ．2︰1B ．3︰1C ．6︰1D ．9︰14、（多选题）在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（ ）A ．伽利略发现了行星运动的规律B ．卡文迪许通过实验测出了引力常量C ．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因D ．笛卡尔对牛顿第一定律的建立做出了贡献 5、关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是（ ）A ．轨道半径越大，速度越小，周期越长B ．轨道半径越大，速度越大，周期越短C ．轨道半径越大，速度越大，周期越长D ．轨道半径越小，速度越小，周期越长6、A 、B 两颗行星，质量之比A B M p M =，半径之比A BRq R =，则两行星表面的重力加速度之比为 （ ） A ．pqB ．2pqC ．2pq D ．pq 7、已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M （引力常量G 为已知）（ ）A ．月球绕地球运行的周期T 1及月球到地球中心的距离R 1B ．地球绕太阳运行周期T 2及地球到太阳中心的距离R 2C ．地球绕太阳运行的速度v 3及地球到太阳中心的距离R 3D ．地球表面的重力加速度g 及地球到太阳中心的距离R 48、地球表面的平均重力加速度为g ，地球半径为R ，引力常量为G ，可以用下述哪个式子来估算地球的平均密度（ ）A ．24gR Gπ B ．34gRGπC ．g RGD ．2g R G四、课时过关1、两个质量均匀的球体，相距r ，它们之间的万有引力为10-8N ，若它们的质量、距离都增加为原来的2倍，则它们间的万有引力为（ ） A ．4×10-8NB ．10-8NC ．16×10-8ND ．10-4N2、关于人造地球卫星所受的向心力与轨道半径r 的关系，下列说法中正确的是（ ）A ．由2/F mv r =可知，向心力与r 成反比B ．由2F mr ω=可知，向心力与r 成正比 C ．由2/F GMm r =可知，向心力与r 2成反比 D ．由F ma =可知，向心力与r 无关3、一个物体在地球表面所受重力为G ，则距地面高度为地球半径的2倍时，所受的引力为（ ）A ．2G B ．3G C ．4G D ．9G4、研究表明，月球的密度和地球的密度差不多，当卫星贴近月球表面做匀速圆周运动时，下列物理量的大小跟卫星贴近地球表面做匀速圆周运动时差不多的是（ ）A ．角速度B ．线速度C ．向心加速度D ．向心力5、（多选题）由于轨道调整的需要，“嫦娥二号”绕月做圆周运动的半径减小，则它的（ ） A ．线速度变小 B ．加速度变大C ．周期变大D ．向心力变大五、课后练习1、引力常量为G ，地球质量为M ，把地球当作球体，半径为R ，忽略地球的自转，则地球表面的重力加速度大小为（ ） A ．GMRg=B ．2GMR g =C ．g=GRD ．缺少条件，无法算出地面重力加速度2、地球半径为R 0，地面重力加速度为g 0，那么离地面高h 处的重力加速度是（ ） A ．()220020R h g R h ++B ．00R g R h+C ．()2020h g R h +D ．()20020R g R h +3、（多选题）假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则（ ）A ．根据公式v=ωr ，可知卫星运动的线速度增大到原来的2倍B ．根据公式2v F m r =，可知卫星所需的向心力将减小到原来的12C ．根据公式2MmF G r=，可知地球提供的向心力将减小到原来的14D ．根据上述选项B 和C 给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的22高一物理讲义万有引力定律及其简单应用参考答案二、学习内容（一）开普勒三定律 1、椭圆，焦点 2、面积3、周期，半长轴，正例1、AD 练习1、BD（二）万有引力定律1、任意，质量，吸引力，乘积，正，距离，反，122m m G r 2、质点间的相互作用 例2、BD 练习2、AC例3、D 练习3、CD例4、AC 练习4、C 例5、B 练习5、C （三）万有引力定律的应用 例6、B 练习6、C 2、()22R gR h +，减小 例7、B 练习7、D例8、B练习8、C4、（1）2mMG mg R=，2gR M G =（2）2324r M GT π=；例9、B练习9、AC5、（1）3233rGT R πρ=（2）23GT πρ=例10、D练习10、A三、即时反馈 1、A 2、C 3、A 4、BD 5、A 6、C 7、A 8、B四、课时过关 1、B 2、C 3、D 4、A 5、BD五、课后练习1、B2、D3、CD图1一、学习要点1、理解万有引力定律并能够计算卫星的环绕速度；2、知道第二宇宙速度和第三宇宙速度及其含义；3、了解万有引力定律对航天技术发展的重大贡献。