人教版高中物理必修二高一《第六章万有引力定律天》单元测试1
人教版高中物理必修二第六单元《万有引力定律》测试卷
5、一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，飞船只受到引力的作用，已知引力常量为Ｇ，要测定该行星的密度，仅仅只需测出下列哪一个量Ａ.飞船绕行星运行的周期；Ｂ.飞船运行的轨道半径Ｃ.飞船运行时的速度大小；Ｄ.该行星的质量6、金星的半径是地球的0.95倍，质量是地球的0.82倍，已知地球的第一宇宙速度7.9km/s,估算金星的“第一宇宙速”大约为A.1.9km/sB. 7.3km/sC. 7.9km/sD. 11.2km/s二、多项选择题（本题共4小题，每小题4分，共16分，在每小题给出的四个选项中，有两个以上选项正确，全部选对得4分，选对但不全得2分，有错或不答得零分）7、如图所示，光滑的水平面上，小球m在拉力F的作用下做匀速圆周运动，若小球到达B点时F突然发生变化，下列关于小球的运动的说法正确的是A. F突然消失，小球将沿轨迹Ba做离心运动B. F突然变小，小球将沿轨迹Ba做离心运动C. F突然变大，小球将沿轨迹Bc做向心运动D. F突然变小，小球将沿轨迹Bb做离心运动8、对地球同步卫星，下列说法正确的是A.只能定点在赤道的正上方，质量不同的同步卫星轨道半径都相同B.运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止C.轨道半径都相同，以第一宇宙速度运行D.可在我国的北京上空运行9、我国发射的“神舟六号”载人飞船，与“神舟五号”飞船相比，它在更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示，下列说法中正确的是A．“神舟六号”的速度较小 B．“神舟六号”的速度较大C．“神舟六号”的周期更短 D．“神舟六号”的加速度更小10、航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点短时间开动小型发动机进行变轨，从圆形轨道Ⅰ进入椭圆道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示。
下列说法中正确的有A．在轨道Ⅱ上经过A的速度大于经过B的速度B．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道I经过A的速度C．在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度班级姓名座号成绩第Ⅱ卷一、单项选择题（5’×6=30分）二、双项选择题（6’×4=24分）题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案三、实验题（3’×4=12分）11.在做“研究平抛物体的运动”实验中，要求在安装实验装置时斜槽末端的切线必须是水平的，这样做的目的是；如图所示，小球A沿轨道滑下，离开轨道末端（末端水平）时撞开轻质接触式开关S，被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。
2018学年度高一物理(人教版)必修二 第六章 万有引力与航天 单元测试(含答案及解析)
2018学年高一物理（人教版）必修2单元测试第六章万有引力与航天一、单选题（本大题共11小题，共44.0分）1. 下列说法中正确的是（）A. 万有引力、电磁相互作用是远（长）程力，强相互作用、弱相互作用是近（短）程力B. 物体的重心一定在物体的几何中心C. 地球表面的重力加速度随纬度增大而减小，在南、北两极重力加速度最小D. 重力的方向总是指向地心【答案】A【解析】【详解】试题分析：万有引力、电磁相互作用是远（长）程力，强相互作用、弱相互作用是近（短）程力，A正确；质量分布均匀、形状规则的物体的重心在物体的几何重心，B错误；地球表面的重力加速度随纬度增大而增大，在南、北两极重力加速度最大，C错误；重力的方向是竖直向下，D错误．考点：重心、力的概念及其矢量性【名师点睛】重力的方向是竖直向下，质量分布均匀、形状规则的物体的重心在物体的几何重心，重力加速度从赤道向两极逐渐增大．2. 万有引力常量G的单位是（）A. N•kg2/m2B. kg2/N•m2C. N•m2/kg2D. m2/N•kg2【答案】C【解析】【详解】万有引力定律F=G，公式中，质量m的单位为kg，距离r的单位为m，引力F的单位为N，由公式推导得出，G的单位为N•m2/kg2．故C正确，ABD错误；故选C．3. 轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星被称为极地轨道卫星，它运行时能到达南北极区的上空，需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道如图，若某颗极地轨道卫星从北纬45°的正上方按图示方向首次运行到南纬45°的正上方用时45分钟，则（）A .该卫星运行速度一定小于7.9km/sB. 该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比为1：4C. 该卫星加速度与同步卫星加速度之比为2：1D. 该卫星的机械能一定小于同步卫星的机械能 【答案】AB 【解析】【分析】根据题意求出卫星的周期，卫星绕地球做圆周运动万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律求出线速度、轨道半径、加速度，然后分析答题。
人教版高中物理必修二第六章万有引力与航天测试题
高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）第六章万有引力与航天测试题、选择题（本题共10小题，每小题6分，共60分）1. 下面说法中正确的有（）A .第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B •经典力学只适用于高速运动和宏观世界C.海王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的D •牛顿在《自然哲学的数学原理》中发表了万有引力定律并给出了引力常量的值2•关于万有引力定律和引力常量的发现，下列说法中正确的是（）A •万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的B •万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的C.万有引力定律是由伽利略发现的，而引力常量是由牛顿测定的D •万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的3. 美国的大鸟”贞察卫星可以发现地面上边长仅为0.36 m的方形物体，它距离地面高度仅有16 km，理论和实践都表明：卫星离地面越近，它的分辨率就越高，那么分辨率越高的卫星（）A .向心加速度一定越大B .角速度一定越小C.周期一定越大 D .线速度一定越大4. 2009年2月10日，美国一颗商用通信卫星与俄罗斯一颗已经报废的卫星在西伯利亚上空相撞，产生大约12 000块太空碎片，假设这些太空碎片都围绕地球做匀速圆周运动，则（）A .质量越大的碎片速度越大B .质量越小的碎片速度越大C.离地球越远的碎片速度越大 D .离地球越近的碎片速度越大6.地球赤道上的物体重力加速度为 g ,物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a ,要使赤道上的物体 飘”起来，则地球的转速应为原来的（ ）A . g/a 倍B . ,'（g + a ）/a 倍C . J （g -a ）/a 倍D . ^/ga 倍«；7.如图1所示，实线圆表示地球，竖直虚线 a 表示地轴，虚线圆b 、c 、町］d 、e 表示地球卫星可能的轨道，对于此图以下说法正确的有（），小5.一行星绕恒星做圆周运动。
人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》单元测试题(解析版)
人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》单元测试题（解析版）一、单项选择题(每题只要一个正确答案)1.物理学开展历史中，在先人研讨基础上经过多年的尝试性计算，首先宣布行星运动的三个定律的迷信家是()A．哥白尼B．第谷C．伽利略D．开普勒2.经过一个减速装置对电子加一很大的恒力，使电子从运动末尾减速，那么对这个减速进程，以下描画正确的选项是()A．依据牛顿第二定律，电子将不时做匀减速直线运动B．电子先做匀减速直线运动，后以光速做匀速直线运动C．电子末尾近似于匀减速直线运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用D．电子是微观粒子，整个减速进程基本就不能用牛顿运动定律解释3.卫星绕某一行星的运动轨道可近似看成是圆轨道，观察发现每经过时间t，卫星运动所经过的弧长为L，该弧长对应的圆心角为θ弧度，如下图．万有引力常量为G，由此可计算出太阳的质量为()A．M＝B．M＝C．D．4.宇宙中有这样一种三星系统，系统由两个质量为m的小星体和一个质量为M的大星体组成，两个小星体围绕大星体在同一圆形轨道上运转，轨道半径为r.关于该三星系统的说法中正确的选项是 ( )①在动摇运转状况下，大星体提供两小星体做圆周运动的向心力②在动摇运转状况下，大星体应在小星体轨道中心，两小星体在大星体相对的两侧③小星体运转的周期为T＝④大星体运转的周期为T＝A．①③ B．②③ C．①④ D．②④5.设在地球上和某天体上以相反的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k(均不计阻力)，且地球与该天体的半径之比也为k，那么地球与此天体的质量之比为()A． 1B．k2C．k D．6.我国绕月探测工程的预先研讨和工程实施已取得重要停顿．设地球、月球的质量区分为m1、m2，半径区分为R1、R2，天然地球卫星的第一宇宙速度为v，对应的盘绕周期为T，那么盘绕月球外表左近圆轨道飞行的探测器的速度和周期区分为()A．v，T B．v，TC．v，T D．v，T7.土星周围有美丽壮观的〝光环〞，组成环的颗粒是大小不等、线度从1 μm到10 m的岩石、尘埃，相似于卫星，它们与土星中心的距离从7.3×104km延伸到1.4×105km.环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14 h，引力常量为6.67×10－11N·m2/kg2，那么土星的质量约为(预算时不思索环中颗粒间的相互作用)()A． 9.0×1016kg B． 6.4×1017kg C． 9.0×1025kg D． 6.4×1026kg8.一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星外表飞行，要测定该行星的密度，仅仅需求()A．测定飞船的运转周期B．测定飞船的盘绕半径C．测定行星的体积D．测定飞船的运转速度9.甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运转高度低于甲的运转高度，两卫星轨道均可视为圆轨道．以下判别正确的选项是()A．乙的周期大于甲的周期B．乙的速度大于第一宇宙速度C．甲的减速度小于乙的减速度D．甲在运转时能经过北极的正上方10.冥王星与其左近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O 做匀速圆周运动．由此可知，冥王星绕O点运动的()．A．轨道半径约为卡戎的B．角速度大小约为卡戎的C．线速度大小约为卡戎的7倍D．向心力大小约为卡戎的7倍11.火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运转，依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．火星和木星绕太阳运转速度的大小一直不变C．太阳位于木星运转椭圆轨道的某焦点上D．相反时间内，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12.某星球的半径为R，在其外表上方高度为aR的位置，以初速度v0水平抛出一个金属小球，水平射程为bR，a，b均为数值极小的常数，那么这个星球的第一宇宙速度为()A．v0B．v0C．v0D．v013.关于我国发射的〝亚洲一号〞地球同步通讯卫星的说法，正确的选项是()A．假定其质量加倍，那么轨道半径也要加倍B．它在北京上空运转，故可用于我国的电视广播C．它以第一宇宙速度运转D．它运转的角速度与地球自转角速度相反14.天然卫星盘绕地球运转的速率v＝，其中g为空中处的重力减速度，R为地球半径，r为卫星离地球中心的距离．以下说法正确的选项是()A．从公式可见，盘绕速度与轨道半径成正比B．从公式可见，盘绕速度与轨道半径的平方根成正比C．从公式可见，把天然卫星发射到越远的中央越容易D．以上答案都不对15.如下图，A为地球赤道上的物体，B为地球同步卫星，C为地球外表上北纬60°的物体．A、B的质量相反．那么以下关于A、B和C三个物体的说法中，正确的选项是()A．A物体遭到的万有引力小于B物体遭到的万有引力B．B物体的向心减速度小于A物体的向心减速度C．A、B两物体的轨道半径的三次方与周期的二次方的比值相反D．A和B线速度的比值比C和B线速度的比值大，都小于1二、多项选择题(每题至少有两个正确答案)16.(多项选择)2021年12月2日，我国探月卫星〝嫦娥三号〞在西昌卫星发射中心成功发射升空，飞行轨道表示图如下图．〝嫦娥三号〞从空中发射后奔向月球，先在轨道∶上运转，在P点从圆形轨道∶进入椭圆轨道∶，Q为轨道∶上的近月点，那么〝嫦娥三号〞在轨道∶上()〝嫦娥三号〞飞行轨道表示图A．运转的周期小于在轨道∶上运转的周期B．从P到Q的进程中速率不时增大C．经过P的速度小于在轨道∶上经过P的速度D．经过P的减速度小于在轨道∶上经过P的减速度17.(多项选择)假设地球自转角速度增大，关于物体所受的重力，以下说法正确的选项是()A．放在赤道空中上的物体的万有引力不变B．放在两极空中上的物体的重力不变C．放在赤道空中上的物体的重力减小D．放在两极空中上的物体的重力添加18.(多项选择)〝嫦娥一号〞探月卫星发起机封锁，轨道控制完毕，卫星进上天月转移轨道，图中MN之间的一段曲线表示转移轨道的一局部，P是轨道上的一点，直线AB过P点且和两边轨道相切，以下说法中正确的选项是()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点时减速度为019.2021年中国将发射〝天宫二号〞空间实验室，并发射〝神舟十一号〞载人飞船和〝天舟一号〞货运飞船，与〝天宫二号〞交会对接．〝天宫二号〞估量由〝长征二号F〞改良型无人运载火箭或〝长征七号〞运载火箭从酒泉卫星发射中心发射升空，由长征运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，B点距离空中的高度为h，地球的中心位于椭圆的一个焦点上．〝天宫二号〞飞行几周后停止变轨进人预定圆轨道，如下图．〝天宫二号〞在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，引力常量为G，地球半径为R.那么以下说法正确的选项是()A．〝天宫二号〞从B点沿椭圆轨道向A点运转的进程中，引力为动力B．〝天宫二号〞在椭圆轨道的B点的向心减速度大于在预定圆轨道上B点的向心减速度C．〝天宫二号〞在椭圆轨道的B点的速度大于在预定圆轨道上B点的速度D．依据标题所给信息，可以计算出地球质量20.(多项选择)在中国航天骄人的业绩中有这些记载：〝天宫一号〞在离空中343 km的圆形轨道上飞行；〝嫦娥一号〞在距月球外表高度为200 km的圆形轨道上飞行；〝北斗〞卫星导航系统由〝同步卫星〞(地球运动轨道卫星，在赤道平面，距赤道的高度约为 36 000千米)和〝倾斜同步卫星〞(周期与地球自转周期相等，但不定点于某地上空)等组成．那么以下剖析正确的选项是()A．设〝天宫一号〞绕地球运动的周期为T，用G表示引力常量，那么用表达式求得的地球平均密度比真实值要小B．〝天宫一号〞的飞行速度比〝同步卫星〞的飞行速度要小C．〝同步卫星〞和〝倾斜同步卫星〞同周期、同轨道半径，但两者的轨道平面不在同一平面内D．〝嫦娥一号〞与地球的距离比〝同步卫星〞与地球的距离小三、填空题21.地球半径为R，质量为M，自转周期为T.一个质量为m的物体放在赤道处的海平面上，那么物体遭到的万有引力F＝______，重力G＝______.22.对太阳系的行星，由公式＝，F＝，＝k可以失掉F＝________，这个公式说明太阳对不同行星的引力，与________成正比，与________成正比．23.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，假定用TA、TB、TC；v A、v B、v C；区分表示三者周期，线速度，那么满足________，________.24.据报道，美国方案2021年末尾每年送15 000名游客上太空旅游．如下图，当航天器围绕地球做椭圆运转时，近地点A的速率________(填〝大于〞〝小于〞或〝等于〞)远地点B的速率．25.如下图是某行星围绕太阳运转的表示图，那么行星在A点的速率________在B点的速率.四、计算题26.假定几年后，你作为航天员登上了月球外表，假设你月球半径R，那么你用一个弹簧测力计和一个质量的砝码m，能否测出月球的质量M？怎样测定？27.宇宙中两个相距较近的天体称为〝双星〞，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，但两者不会因万有引力的作用而吸引到一同．设两者的质量区分为m1和m2，两者相距为L.求：(1)双星的轨道半径之比；(2)双星的线速度之比；(3)双星的角速度．答案解析1.【答案】D【解析】哥白尼提出了日心说，第谷对行星停止了少量的观察和记载，开普勒在第谷的观察记载的基础上提出了行星运动的三个定律，选项D正确，A、B、C错误.2.【答案】C【解析】电子在减速装置中由运动末尾减速，末尾阶段速度较低，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以以为在它被减速的最后阶段，它做匀减速直线运动．随着电子的速度越来越大，接近光速时，相对论效应越来越大，质量加大，它不再做匀减速直线运动，牛顿运动定律不再适用．3.【答案】B【解析】线速度为v＝∶角速度为ω＝∶依据线速度和角速度的关系公式，有v＝ωr∶卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，依据牛顿第二定律，有G＝mvω∶联立解得M＝，应选项B正确．4.【答案】B【解析】三星应该在同不时线上，并且两小星体在大星体相对的两侧，只要这样才干使某一小星体遭到大星体和另一小星体的引力的合力提供向心力．由G＋G＝mr2，解得小星体的周期T＝，所以选项B正确．5.【答案】C【解析】在地球上：h＝某天体上；h′＝由于＝k所以＝k依据G＝mg，G＝mg′可知＝又由于＝k联立得：＝k6.【答案】A【解析】由向心力公式＝，＝，两式联立，得v2＝v；由T2＝，T＝，两式联立，得T2＝T，故A项正确．7.【答案】D【解析】环的外缘颗粒绕土星做圆周运动，依据万有引力提供向心力，列出等式：G＝mR()2M＝，其中R为轨道半径，大小为1.4×105km，T为周期，约为14 h.代入数据得：M≈6.4×1026kg.8.【答案】A【解析】取飞船为研讨对象，由G＝mR及M＝πR3ρ，知ρ＝，应选A.9.【答案】C【解析】天然卫星绕地球做匀速圆周运动，依据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有：G＝m＝mω2r＝m()2r＝ma解得：v＝∶T＝2π∶a＝∶由∶∶∶式可以知道，天然卫星的轨道半径越大，线速度越小、周期越大、减速度越小，由于甲卫星的高度大，轨道半径大，故甲卫星的线速度小、周期大，减速度小；第一宇宙速度是近地圆轨道的盘绕速度，也是圆轨道运转的最大速度；那么C正确；甲只能在赤道上空，那么D错误，应选C.10.【答案】A【解析】设冥王星和卡戎的质量区分为m1和m2，轨道半径区分为r1和r2，它们之间的距离为L.冥王星和卡戎绕它们连线上的某点做匀速圆周运动，转动周期和角速度相反，选项B错误；关于冥王星有＝m1ω2r1，关于卡戎有＝m2ω2r2，可知m1ω2r1＝m2ω2r2，故＝＝，选项A正确；又线速度v＝ωr，故线速度大小之比＝＝，选项C错误；因两星的向心力均由它们之间的万有引力提供，故大小相等，选项D错误．11.【答案】C【解析】依据开普勒第三定律，＝k，k为常量，火星与木星公转的半径不等，所以火星与木星公转周期不相等，故A错误；开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳与行星的连线在相反时间内扫过的面积相等．行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不时变化，故B错误；相反时间内，太阳行星的连线在相反时间内扫过的面积相等是对同一个行星而言，故D错误；开普勒第一定律的内容为一切行星区分沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，故C正确．12.【答案】A【解析】设该星球外表重力减速度为g，小球落地时间为t，抛出的金属小球做平抛运动，依据平抛运动规律得aR＝gt2，bR＝v0t，联立以上两式解得g＝，第一宇宙速度即为该星球地表卫星线速度，依据地表卫星重力充任向心力得mg＝m，所以第一宇宙速度v＝＝＝v0，应选项A正确．13.【答案】D【解析】由G＝m得r＝，可知轨道半径与卫星质量有关，A错．同步卫星的轨道平面必需与赤道平面重合，即在赤道上空运转，不能在北京上空运转，B错．第一宇宙速度是卫星在最低圆轨道上运转的速度，而同步卫星在高轨道上运转，其运转速度小于第一宇宙速度，C错．所谓〝同步〞就是卫星坚持与空中赤道上某一点相对运动，所以同步卫星的角速度与地球自转角速度相反，D对．14.【答案】B【解析】由于g是地球外表处的重力减速度，R是地球半径，都是定值，依据v＝可得盘绕速度与轨道半径的平方根成正比，B正确，A、D错误；虽然r越大，v越小，但把卫星发射到越远的中央火箭会有更多的动能转化为重力势能，需求的发射速度就越大，C错误．15.【答案】D【解析】依据万有引力定律F＝G，且A、B的质量相反，可知，间距越大的，引力越小，因此A物体遭到的万有引力大于B物体遭到的万有引力，故A错误；由an＝ω2r，因A与B的角速度相反，当半径越大时，那么向心减速度越大，故B错误；A在地球外表，不是盘绕地球做匀速圆周运动，因此不满足开普勒第三定律，故C错误；依据v＝ωr，可知，B点线速度最大，而C的线速度最小，因此A与B的线速度之比，C与B的线速度之比，均小于1，再依据同步卫星轨道半径约是地球半径的5.7倍，那么＝，C为地球外表上北纬60°的物体，那C轨道半径为地球半径的一半，那么＝，因此＝，故D正确．16.【答案】ABC【解析】依据开普勒第三定律＝k，可判别嫦娥三号卫星在轨道∶上的运转周期小于在轨道∶上的运转周期，A正确；由于P点是远地点，Q点是近地点，故从P点到Q点的进程中速率不时增大，B正确；依据卫星变轨特点可知，卫星在P点从圆形轨道∶进入椭圆轨道∶要减速，C正确；依据牛顿第二定律和万有引力定律可判别在P点，卫星的减速度是相反的，D错误．17.【答案】ABC【解析】地球自转角速度增大，物体遭到的万有引力不变，选项A正确；在两极，物体遭到的万有引力等于其重力，那么其重力不变，选项B正确，D错误；而对放在赤道空中上的物体，F万＝G＋mω2R，由于ω增大，那么G重减小，选项C正确．重18.【答案】BCD19.【答案】AD【解析】〝天宫二号〞从B点沿椭圆轨道向A点运转的进程中，速度是变大的，故遭到的地球引力为动力，所以A正确；在B点〝天宫二号〞发生的减速度都是由万有引力发生的，由于同在B 点万有引力大小相等，故不论在哪个轨道上运动，在B点时万有引力发生的减速度大小相等，故B 错误；〝天宫二号〞在椭圆轨道的B点的减速后做离心运动才干进入预定圆轨道，故〝天宫二号〞在椭圆轨道的B点的速度小于在预定圆轨道的B点的速度，故C错误；〝天宫二号〞在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，故周期为T＝，依据万有引力提供向心力G＝m，得地球的质量M＝＝，故D正确．20.【答案】AC【解析】设地球轨道半径为R，〝天宫一号〞的轨道半径为r，运转周期为T，地球密度为ρ，那么有＝m()2r，M＝ρ·，解得ρ＝，A正确；轨道半径小，运动速度大，B错误；〝同步卫星〞和〝倾斜同步卫星〞周期相反，那么轨道半径相反，轨道平面不同，C正确；〝嫦娥一号〞绕月球运动，与地球距离大于同步卫星与地球距离，D错误．21.【答案】－【解析】依据万有引力定律的计算公式，得F万＝.物体的重力等于万有引力减去向心力，即mg＝F万－F向＝－.22.【答案】行星的质量行星和太阴间距离的二次方【解析】＝k与F＝得F＝，再与＝k联立消去T可以失掉F＝，这个公式说明太阳对不同行星的引力与行星的质量成正比，与行星和太阴间距离的二次方成正比．23.【答案】TA＝TC＞TB v B＞v C＞v A【解析】卫星A为同步卫星，周期与C物体周期相等，依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比拟，角速度相等，由v＝ωr，可知v A＜v C；BC比拟，同为卫星，由天然卫星的速度公式v＝，可知v B＞v C，故TA＝TC＞TB，v B＞v C＞v A.24.【答案】大于【解析】25.【答案】大于【解析】26.【答案】将砝码挂在弹簧测力计上，测出弹簧测力计的读数F，由F＝mg月，得g月＝①在月球外表，砝码的重力应等于月球的引力，mg月＝G，那么M＝，②将①代入②，解得M＝＝.故能测出月球的质量，用弹簧测力计测出砝码的重力F，依据表达式M＝求出月球质量．【解析】将砝码挂在弹簧测力计上，测出弹簧测力计的读数F，由F＝mg月，得g月＝①在月球外表，砝码的重力应等于月球的引力，mg月＝G，那么M＝，②将①代入②，解得M＝＝.故能测出月球的质量，用弹簧测力计测出砝码的重力F，依据表达式M＝求出月球质量．27.【答案】(1)(2)(3)【解析】这两颗星必需各自以一定的速度绕某一中心转动才不至于因万有引力而被吸引在一同，从而坚持两星间距离L不变，且两者做匀速圆周运动的角速度ω必需相反．如下图，两者轨迹圆的圆心为O，圆半径区分为R1和R2.由万有引力提供向心力，有G＝m1ω2R1①G＝m2ω2R2②(1)由，得＝.(2)由于v＝ωR，所以＝＝.(3)由几何关系知R1＋R2＝L③联立①②③式解得ω＝.。
2018年高一物理人教版必修二 第六章万有引力与航天单元检测及解析
2018年高一物理人教版必修二 第六章万有引力与航天单元检测注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上第I 卷（选择题）一、选择题（题型注释）1.关于开普勒第三定律的表达式a 3T 2=k 的理解正确的是( )A. k 与a 3成正比B. k 与T 2成反比C. k 值与a 和T 都有关系D. k 值只与中心天体有 2.关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是()A. 所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动，太阳处在一个焦点上B. 所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等C. 离太阳越近的行星的运动周期越长D. 行星绕太阳在椭圆轨道上运动时，线速度大小始终不变3.如图所示，将质量为m 的物体（可看作质点），放在离地面高度为h 的p 点，已知地球半径为R 、质量为M ，万有引力常量为G ，则物体受到地球的万有引力大小为A. F =G MmR 2 B. F =GMmℎ2C. F=GMmR+ℎD. F=G Mm (R+ℎ)24.火星的质量和半径分别为地球的110和12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( )A. 0.2 gB. 0.4 gC. 2.5 gD. 5 g5.已知某天体的第一宇宙速度为8 km/s ，设该星球半径为R ，则在距离该星球表面高度为3R 的轨道上做匀速圆周运动的宇宙飞船的运行速度为（ ）A. 2km/sB. 4 km/sC. 4km/sD. 8 km/s6.我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。
假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是A. 使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B. 使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C. 飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D. 飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接7.地球的第一宇宙速度约为8km/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，则该行星的第一宇宙速度约为（）A. 4km/sB. 8km/sC. 16km/sD. 32km/s8.两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，质量之比为1：2，轨道半径之比为1：2，则()A. 线速度大小之比为1：√2B. 运行的周期之比为1：2C. 向心加速度大小之比为4：1D. 它们的向心力大小之比为4：19.“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.之后，卫星在P点又经过两次变轨，最后在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动.对此，下列说法正确的是A. 卫星在轨道Ⅲ上运动的速度大于月球的第一宇宙速度B. 卫星在轨道Ⅱ上运动周期比在轨道Ⅰ上长C. 卫星在轨道Ⅱ上运动到P点的速度大于沿轨道Ⅰ运动到P点的速度D. 卫星在轨道Ⅲ上运动到P点的加速度等于沿轨道Ⅱ运动到P点的加速度10.三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，某时刻A、B相距最近，如图所示．已知地球自转周期为T1，B的周期为T2，则下列说法正确的是A. A加速可追上同一轨道上的CB. 经过时间T1T2，A、B相距最远2(T1−T)2C. A、C向心加速度大小相等，且大于B的向心加速度D. A、B与地心连线在相同时间内扫过的面积不等11.2011年9月29日，我国自行设计、制造“天宫一号”空间实验室发射成功，开创了我国航天事业的新纪元。
人教版高中物理必修二高一《第六章万有引力定律天》单元测试1
（精心整理，诚意制作）一、选择题（不定项）1、对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A 、公式中G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B 、当r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C 、m 1与m 2受到的引力总是大小相等的，而与m 1,m 2是否相等无关D 、m 1与m 2受到的引力总是大小相等，方向相反的，是一对平衡力 2、关于第一宇宙速度，下列说法哪些是正确的？A 、它是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运行速度B 、这是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度C 、它是人造卫星绕地球飞行所需的最小水平发射速度D 、它是人造卫星绕地球运动的最大运行速度3、我国发射的风云一号气象卫星是极地卫星，卫星飞过两极上空，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为12h ；我国发射的风云二号气象卫星是地球同步卫星，周期是24h ，由此可知，两颗卫星相比较A ．风云一号气象卫星距地面较近B ．风云一号气象卫星距地面较远C ．风云一号气象卫星的运动速度较大D ．风云一号气象卫星的运动速度较小4、人造地球卫星在轨道上作匀速圆周运动,它所受到向心力F 跟轨道半径r 之间的关系是A 、由公式F mv r =2可知F 与r 成反比; B 、由公式F m r =⋅ω2可知F 与r 成正比; C 、由公式F m v =⋅⋅ω 可知F 跟r 无关;D 、由公式F GMmr =2 可知F 跟r 2成反比.5、20xx 年10月15日，我国成功地发射了“神舟五号”载人飞船，经过21小时的太空飞行，返回舱于次日安全着陆。
已知飞船在太空中运行的轨道是一个椭圆，椭圆的一个焦点是地球的球心，如图4所示，飞船在飞行中是无动力飞行，只受到地球的万有引力作用，在飞船从轨道的A 点沿箭头方向运行到B 点的过程中，以下说法正确的是：A 、飞船的速度逐渐增大B 、飞船的速度逐渐减小C 、飞船的机械能守恒D 、飞船的机械能逐渐增大。
高中物理第六章万有引力与航天单元检测卷含解析新人教版必修
第六章单元检测卷(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10个小题，每小题4分，共40分)1．第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度，则有( ) A．被发射的物体质量越大，第一宇宙速度越大B．被发射的物体质量越小，第一宇宙速度越大C．第一宇宙速度与被发射物体的质量无关D．第一宇宙速度与地球的质量有关2．美国的“大鸟”侦察卫星可以发现地面上边长仅为0.36m的方形物体，它距离地面高度仅有16km，理论和实践都表明：卫星离地面越近，它的分辨率就越高，那么分辨率越高的卫星( )A．向心加速度一定越大B．角速度一定越小C．周期一定越大D．线速度一定越大3．卫星在到达预定的圆周轨道之前，运载火箭的最后一节火箭仍和卫星连接在一起(卫星在前，火箭在后)，先在大气层外某一轨道a上绕地球做匀速圆周运动，然后启动脱离装置，使卫星加速并实现星箭脱离，最后卫星到达预定轨道b，关于星箭脱离后，下列说法正确的是( )A．预定轨道b比某一轨道a离地面更高，卫星速度比脱离前大B．预定轨道b比某一轨道a离地面更低，卫星的运行周期变小C．预定轨道b比某一轨道a离地面更高，卫星的向心加速度变小D．卫星和火箭仍在同一轨道上运动，卫星的速度比火箭大4．火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆．已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比( ) A．火卫一距火星表面较近B．火卫二的角速度较大C．火卫一的运动速度较大D．火卫二的向心加速度较大5．火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目．假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期为T1，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T2，火星质量与地球质量之比为p，火星半径与地球半径之比为q，则T1和T2之比为( )A.qp3B.1pq3C.pq3D.q3p6．把火星和地球都视为质量均匀分布的球体．已知地球半径约为火星半径的2倍，地球质量约为火星质量的10倍．由这些数据可推算出( )A．地球表面和火星表面的重力加速度之比为5∶1B．地球表面和火星表面的重力加速度之比为10∶1C．地球和火星的第一宇宙速度之比为5∶1D．地球和火星的第一宇宙速度之比为10∶17．有两颗质量相同的人造卫星，其轨道半径分别是r A、r B，且r A＝r B/4，那么下列判断中正确的是( )A．它们的周期之比T A∶T B＝1∶4 B．它们的线速度之比v A∶v B＝8∶1 C．它们所受的向心力之比F A∶F B＝8∶1 D．它们的角速度之比ωA∶ωB＝8∶1 8．已知万有引力常量为G，在太阳系中有一颗行星的半径为R，若在该星球表面以初速度v0竖直上抛一物体，则该物体上升的最大高度为H.已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略不计．则根据这些条件，可以求出的物理量是( )A．该行星的密度B．该行星的自转周期C．该星球的第一宇宙速度D．该行星附近运行的卫星的最小周期9．2009年2月11日，一颗美国商业卫星与一颗俄罗斯废弃的军用通信卫星在俄罗斯的西伯利亚北部上空790km处发生碰撞，两颗卫星的质量分别为450kg和560kg，若近似认为这两颗卫星的轨道为匀速圆周运动轨道，且相撞前两颗卫星都在各自预定的轨道上运行．则关于这两颗卫星的描述正确的是( )A．这两颗卫星均为地球同步卫星B．这两颗卫星的运行速度均大于7.9km/sC．这两颗卫星的运行周期是相同的D．这两颗卫星的向心加速度的大小是相同的10.图1如图1所示，卫星A、B、C在相隔不远的不同轨道上，以地心为中心做匀速圆周运动，且运动方向相同，若某时刻三颗卫星恰好在同一直线上，则当卫星B经过一个周期时，下列关于三颗卫星的位置说法中正确的是( )A．三颗卫星的位置仍然在同一条直线上B．卫星A位置超前于B，卫星C位置滞后于BC．卫星A位置滞后于B，卫星C位置超前于BD．由于缺少条件，无法确定它们的位置关系题1234567891011．火星的半径是地球半径的1/2，火星质量约为地球质量的1/10，忽略火星和地球的自转，如果地球上质量为60kg的人到火星上去，则此人在火星表面的质量是________kg，所受的重力是________N；在火星表面上由于火星的引力产生的加速度是________m/s2.在地球表面上可举起60 kg杠铃的人，到火星上用同样的力可举起质量是________kg 的杠铃．(g取9.8 m/s2)12．1969年7月21日，美国宇航员阿姆斯特朗在月球上留下了人类第一只脚印，迈出了人类征服月球的一大步．在月球上，如果阿姆斯特朗和同伴奥尔德林用弹簧秤称量出质量为m的仪器的重力为F；而另一位宇航员科林斯驾驶指令舱，在月球表面附近飞行一周，记下时间为T，根据这些数据写出月球质量的表达式M＝________.三、计算题(本题共4个小题，共44分)13.(10分)2008年10月我国发射的“月球探测轨道器”LRO，每天在距月球表面50km的高空穿越月球两极上空10次．若以T表示LRO在离月球表面高h处的轨道上做匀速圆周运动的周期，以R表示月球的轨道半径，求：(1)LRO运行时的加速度a；(2)月球表面的重力加速度g.14．(10分)已知一只静止在赤道上空的热气球(不计气球离地高度)绕地心运动的角速度为ω0，在距地面h高处圆形轨道上有一颗人造地球卫星．设地球质量为M，半径为R，热气球的质量为m，人造地球卫星的质量为m1.根据上述条件，有一位同学列出了以下两个式子：对热气球有：G Mm R2＝mω20R 对人造地球卫星有：GMm 1R ＋h2＝m 1ω2(R ＋h )进而求出了人造地球卫星绕地球运行的角速度ω.你认为这个同学的解法是否正确？若认为正确，请求出结果；若认为不正确，请补充一 个条件后，再求出ω.15.(12分)2005年10月12日，我国成功地发射了“神舟六号”载人飞船，飞船进入轨道运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行，经过了近5天的运行后，飞船的返回舱顺利降落在预定地点．设“神舟六号”载人飞船在圆轨道上绕地球运行n 圈所用的时间为t ，若地球表面重力加速度为g ，地球半径为R ，求： (1)飞船的圆轨道离地面的高度； (2)飞船在圆轨道上运行的速率．16．(12分)A 、B 两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做匀速圆周运动．地球半径为R ，A 卫星离地面的高度为R ，B 卫星离地面高度为3R ，则： (1)A 、B 两卫星周期之比T A ∶T B 是多少？(2)若某时刻两卫星正好通过地面同一点的正上方，则A 卫星至少经过多少个周期两卫星相距最远？第六章 万有引力与航天1．CD [第一宇宙速度v ＝GMR与地球质量M 有关，与被发射物体的质量无关．] 2．AD [由万有引力提供向心力有GMm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r ＝ma n ，可得a n ＝GM r2，r 越小，a n 越大，A 正确；v ＝GMr ，r 越小，v 越大，D 正确；ω＝GMr 3，r 越小，ω越大，B 错误；T ＝4π2r3GM，r 越小，T 越小，C 错误．]3．C [火箭与卫星脱离时，使卫星加速，此时G Mm r 2<m v 2r，卫星将做离心运动，到达比a更高的预定轨道；由G Mmr 2＝ma n 得a n ＝GM r2，即r 越大，卫星的向心加速度越小．]4．AC [由万有引力提供向心力可得G Mm r 2＝m (2πT )2r ，即T 2＝4π2r 3GM，知选项A 是正确的；同理可得v 2＝GM r ，知选项C 是正确的；由ω＝2πT 知选项B 是错误的；由a n ＝F 万m ＝GMm r 2m ＝GM r2，可知选项D 是错误的．]5．D [设中心天体的质量为M ，半径为R ，当航天器在星球表面飞行时，由G Mm R2＝m (2πT)2R和M ＝ρV ＝ρ·43πR 3解得ρ＝3πGT2，即T ＝3πρG∝1ρ，又因为ρ＝M V ＝M 43πR 3∝MR 3，所以T ∝R 3M .代入数据得T 1T 2＝q 3p.选项D 正确．] 6．C [设地球质量为M ，半径为R ，火星质量为M ′，半径为R ′，根据万有引力定律有G Mm R 2＝mg ，G M ′m ′R ′2＝m ′g ′，g g ′＝MR ′2M ′R 2＝52， 又G Mm R 2＝mv 2R，v ＝GMR，同理有v ′＝GM ′R ′，vv ′＝MR ′M ′R＝5，故选C.] 7．D [由G Mm r 2＝ma n ＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T2r 知D 对．]8．ACD [由题意知，行星表面的重力加速度g ＝v 202H ，而g ＝G M R 2，所以M ＝v 20R22GH，密度ρ＝M43πR 3＝3v 28πGHR ，A 对．第一宇宙速度v ＝gR ＝v 20R2H ＝v 0R2H，C 对．行星附近卫星的最小周期T ＝2πrv＝2πR g ＝2πv 02RH ，D 对．] 9．CD [俄罗斯的西伯利亚北部在北半球，经过其上空的卫星是非同步卫星，A 错；因其轨道半径大于地球半径，故运行速度均小于7.9 km/s ，B 错；因轨道半径相同，所以它们的周期是相同的，向心加速度的大小也相同，C 、D 正确．]10．B [由G Mm r 2＝m 4π2T2r 得T ＝2πr 3GM，因r A <r B <r C ，故T A <T B <T C ，B 对．] 11．60 235.2 3.92 150解析 人在地球上质量为60kg ，到火星上质量仍为60kg.忽略自转时，火星(地球)对物体的引力就是物体在火星(地球)上所受的重力，则人在火星上所受的重力为mg 火＝G M 火m R 2火＝G 110M 地m14R 2地＝＝25mg 地＝235.2N火星表面上的重力加速度为g 火＝25g 地＝3.92m/s 2人在地球表面和在火星表面用同样的力举起物体的重力相等，设在火星上能举起物体的质量为m ′，则有mg 地＝m ′g 火，m ′＝g 地g 火m ＝9.83.92×60kg＝150kg 12.T 4F 316π4Gm3 解析 在月球表面质量为m 的物体重力近似等于物体受到的万有引力．设月球的半径为R ，则由F ＝GMmR2，得R ＝GMm F① 设指令舱的质量为m ′，指令舱在月球表面飞行，其轨道半径等于月球半径，做圆周运动的向心力等于万有引力，则有GMm ′R 2＝m ′(2πT)2R ② 由①②得M ＝T 4F 316π4Gm3.13．(1)(R ＋h )4π2T2 (2)4π2R ＋h 3T 2R 2解析 (1)LRO 运行时的加速度 a ＝(R ＋h )ω2＝(R ＋h )4π2T2.①(2)设月球的质量为M ，LRO 的质量为m ，根据万有引力定律与牛顿第二定律有G Mm R ＋h2＝ma ②在月球表面附近的物体m ′受的重力近似等于万有引力，即G Mm ′R 2＝m ′g ③ 由①②③式得g ＝4π2R ＋h 3T 2R2.14．见解析解析 不正确．热气球不同于人造卫星，热气球静止在空中是因为浮力与重力平衡，它绕地心运动的角速度应等于地球自转的角速度．(1)若补充地球表面的重力加速度为g ，可以认为热气球受到的万有引力近似等于其重力，则有G Mm R2＝mg与第二个等式联立可得ω＝R R ＋hgR ＋h.(2)若补充同步卫星的离地高度为H ，有：GMm ′R ＋H2＝m ′ω20(R ＋H )与第二个等式联立可得ω＝ω032R H R h15．(1)3gR 2t 24π2n 2－R (2)32πngR 2t解析 (1)飞船在轨道上做圆周运动，运动的周期T ＝tn，设飞船做圆周运动距地面的高度为h ，飞船的质量为m ，万有引力提供飞船做圆周运动的向心力，即GMm R ＋h2＝m4π2R ＋hT 2，而地球表面上质量为m ′的物体受到的万有引力近似等于物体的重力，即GMm ′R 2＝m ′g ，联立解得h ＝3gR 2t 24π2n2－R . (2)飞船运行的速度v ＝2πR ＋hT ，所以v ＝32πngR 2t. 16．(1)1∶2 2 (2)0.77 解析 (1)由T ＝4π2r3GM得T A ＝4π22R3GM，T B ＝4π24R3GM，所以T A ∶T B ＝1∶2 2.(2)设经过时间t 两卫星相距最远，则t T A ＝t T B ＋12即t T A ＝t 22T A ＋12，所以t ＝4＋27T A ≈0.77T A ，故A 卫星至少经过0.77个周期两卫星相距最远．。
人教版高一物理必修2 第六章万有引力与航天 单元测试
高一物理人教版必修2 第六章万有引力与航天单元测试学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）1.2016年10月17日，我国自主研发的神舟十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心由长征二号运载火箭发射升空．“神舟11号”发射后首先进入椭圆形轨道绕地球运行，理论上其发射速度为A. 7.9km/sB. 11.2km/sC. 16.7km/sD. 大于7.9km/s且小于11.2km/s2.如图所示，a为放在地球赤道上随地球表面一起转动的物体，b为处于地面附近近地轨道上的卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，若a、b、c、d的质量相同，地球表面附近的重力加速度为g．则下列说法正确的是（）A. a和b的向心加速度都等于重力加速度gB. a的角速度最大C. c距离地面的高度不是一确定值D. d是三颗卫星中动能最小，机械能最大的3.2013年6月13日，“神州十号”飞船和“天宫一号”飞行器成功自动对接，航天员聂海胜、张晓光、王亚平在“天宫一号”中处于完全失重状态（如图），对于太空舱中的航天员，下列说法正确的是（）A. 航天员处于平衡状态B. 航天员不受任何力的作用C. 航天员的加速度恒定不变D. 航天员受到地球的引力作用4.请阅读下列材料，回答第9～12小题“神舟十一号”载人飞船，于 2016年10月19日3时31分，与“天宫二号”空间实验室成功实现自动交会对接，为我国未来空间站建设进行科学的技术验证，为实现我国从航天大国走向航天强国的中国梦典定了坚实的基础．“天宫二号”围绕地球做圆周运动，是由于受到万有引力作用，我国罗俊院士团队的引力实验室因其算出世界最精确的万有引力常数而被外国专家称为世界“引力中心”，关于万有引力定律的公式，下列正确的是（）A. F=kxB. F=GC. F=maD. F=k5.如图所示，两颗人造地球卫星A、B绕地心O做匀速圆周运动，已知A为同步卫星，B为近地卫星．则正确的判断是（）A. 角速度大小的关系是ωA＞ωBB. 卫星A的周期为24小时小于卫星B的周期C. 向心加速度大小的关系是a A＜a BD. 卫星B的线速度大小为第一宇宙速度且小于卫星A的速度6.神舟八号飞船绕地球做匀速圆周运动时，飞行轨道在地球表面的投影如图所示，图中标明了飞船相继飞临赤道上空所对应的地面的经度．设神舟八号飞船绕地球飞行的轨道半径为r1，地球同步卫星飞行轨道半径为r2．则r：r等于（）A. 1：24B. 1：156C. 1：210D. 1：2567.图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命．图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心，轨道半径之比为1：4．若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则在图示轨道上，（）A. “轨道康复者”的速度大于7.9 km/sB. “轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍C. “轨道康复者”的周期是3 h，且两者均从图示位置开始经1.5 h与同步卫星距离最近D. 若要对该同步卫星实施拯救，“轨道康复者”应加速，然后与同步卫星对接8.嫦娥一号探月卫星沿地月转移轨道达到月球，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．之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200km、周期127分钟的圆形轨道III上绕月球做匀速圈周运动．若已知月球的半径R月和引力常量G，则（）A. 卫星经过P点的速度，轨道Ⅰ比轨道Ⅱ小B. 卫星经过P点的加速度，轨道Ⅰ比轨道Ⅱ大C. 可估算卫星的质量D. 可估算月球的质量9.宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船做圆周运动的向心加速度大小为（）A. 0B.C.D.二、多选题（本大题共6小题，共30.0分）10.经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。
人教版高中物理必修二第六章 万有引力和航天测试含答案
绝密★启用前2020年秋人教版高中物理必修二第六章万有引力与航天测试本试卷共100分，考试时间90分钟。
一、单选题(共10小题，每小题4.0分,共40分)1.美国宇航局宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星——“开普勒－226”，其直径约为地球的2.4倍．至今其确切质量和表面成分仍不清楚，假设该行星的密度和地球相当，根据以上信息，估算该行星的第一宇宙速度等于()A． 3.3×103m/sB． 7.9×103m/sC． 1.2×104m/sD． 1.9×104m/s2.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，估算出火星与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3.“月－地检验”的结果说明()A．地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力B．地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同一种性质的力C．地面物体所受地球的引力只与物体的质量有关，即G＝mgD．月球所受地球的引力只与月球质量有关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5.下列说法正确的是()A．“科学总是从正确走向错误”表达的并不是一种悲观失望的情绪B．提出“日心说”人是托勒密C．开普勒通过天文观测，发现了行星运动的三定律D．托勒密的“日心说”阐述了宇宙以太阳为中心，其它星体围绕太阳旋转6.设地球自转周期为T，质量为M，引力常量为G.假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R.同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为()A．B．C．D．7.某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2之间的距离为r，已知引力常量为G，由此可求出S2的质量为()A．B．C．D．8.(多选)a是静置在地球赤道上的物体，b是近地卫星，c是地球同步卫星，a、b、c在同一平面内绕地心做逆时针方向的圆周运动，某时刻，它们运行到过地心的同一直线上，如图所示．一段时间后，它们的位置可能是图中的()A．B．C．D．9.经长期观测，人们在宇宙中已经发现了双星系统．双星系统由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1∶m2＝3∶2，下列说法中正确的是()．A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为3∶2B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3∶2C．m1做圆周运动的半径为LD．m2做圆周运动的半径为L10.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，则太阳位于()A．F2B．AC．F1D．B二、多选题(共4小题，每小题5.0分,共20分)11.(多选)关于重力和万有引力，下列说法正确的是()A．重力在数值上等于物体与地球间的万有引力B．重力是由于地球的吸引而使物体受到的力C．由于万有引力的作用，人造地球卫星绕地球转动而不离去D．地球和月亮虽然质量很大，但由于它们的距离也很大，所以它们间的万有引力不大12.(多选)随着太空探测的发展，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倍D．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倍13.(多选)如图所示，牛顿在思考万有引力定律时就曾设想，把物体从高山上O点以不同的速度v 水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远.如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，则下列说法正确的是()A．以v<7.9 km/s的速度抛出的物体可能落在A点B．以v<7.9 km/s的速度抛出的物体将沿B轨道运动C．以7.9 km/s<v<11.2 km/s的速度抛出的物体可能沿C轨道运动D．以11.2 km/s<v<16.7 km/s的速度抛出的物体可能沿C轨道运动14.(多选)有甲乙两颗近地卫星均在赤道平面内自西向东绕地球做匀速圆周运动，甲处于高轨道，乙处于低轨道，并用绳子连接在一起，下面关于这两颗卫星的说法正确的是()A．甲卫星一定处在乙卫星的正上方B．甲卫星的线速度小于乙卫星的线速度C．甲卫星的加速度大于乙卫星的加速度D．甲卫星的周期小于乙卫星的周期三、计算题(共4小题，每小题10.0分,共40分)15.事实证明，行星与恒星间的引力规律也适用于其他物体间，已知地球质量约为月球质量的81倍，宇宙飞船从地球飞往月球，当飞至某一位置时(如图)，宇宙飞船受到地球与月球引力的合力为零。
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 .。
高中物理人教版必修2习题：第六章 万有引力与航天 第1节 行星的运动 含答案
6.1 行星的运动1.根据开普勒行星运动规律推论出下列结论中，哪个是错误的( ) A.人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上B.同一卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相同C.不同卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相同D.同一卫星绕不同行星运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等 2．银河系中有两颗行星环绕某恒星运转，从天文望远镜中观察它们的运转周期为27：1，则它们的轨道半长轴比是（ ）A. 3：1B. 9：1C. 27：1D. 1：9 3．下列说法中符合开普勒对行星绕太阳运动的描述是( )A.所有的行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动B.行星绕太阳运动时，太阳在椭圆的一个焦点上C.行星从近日点向远日点运动时，速率逐渐增大D.离太阳越远的行星，公转周期越长 5．两个质量分别是m 1和m 2的行星，它们绕太阳运行的轨道半径分别等于，则它们运行周期的比等于（ ）A ．3/221R R ⎛⎫ ⎪⎝⎭B. 3/212R R ⎛⎫ ⎪⎝⎭C.12m m D. 21m m 6. 我国的人造卫星围绕地球的运动，有近地点和远地点，由开普勒定律可知卫星在远地点运动速率比近地点运动的速率小，如果近地点距地心距离为R 1，远地点距地心距离为R 2，则该卫星在远地点运动速率和近地点运动的速率之比为（ ） A ．12R R B. 21RR 12R R 21R R 7．下面关于丹麦天文学家第谷，对行星的位置进行观察所记录的数据，说法正确的是( )A ．这些数据在测量记录时误差相当大B ．这些数据说明太阳绕地球运动C ．这些数据与以行星绕太阳做匀速圆周运动为模型得到的结果相吻合D ．这些数据与行星绕太阳做椭圆运动为模型得到的结果相吻合8．某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的1／3，则此卫星运行的周期大约是( )A．1～4天之间B．4～8天之间 C．8～16天之间 D．16～20天之间9．关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是 ( )A．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处C．离太阳越近的行星运动周期越长D．所有行星的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10．太阳系的行星与太阳之间的平均距离越大，它绕太阳公转一周所用的时间 ( ) A．越长 B．越短 C．相等 D．无法判断11．关于开普勒行星运动定律的公式32RkT=，下列说法正确的是（）A．k是一个与行星无关的量B．若地球绕太阳运转的半长轴为R，周期为T，月球绕地球运转的半长轴为R1，周期为T1，则331221RRT T=。
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。
人教版高中物理必修二第六章万有引力与航天测试(含答案)
绝密★启用前2020年秋人教版高中物理必修二第六章万有引力与航天测试本试卷共100分，考试时间90分钟。
一、单选题(共10小题，每小题4.0分,共40分)1.美国宇航局宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星——“开普勒－226”，其直径约为地球的2.4倍．至今其确切质量和表面成分仍不清楚，假设该行星的密度和地球相当，根据以上信息，估算该行星的第一宇宙速度等于()A． 3.3×103m/sB． 7.9×103m/sC． 1.2×104m/sD． 1.9×104m/s2.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，估算出火星与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3.“月－地检验”的结果说明()A．地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力B．地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同一种性质的力C．地面物体所受地球的引力只与物体的质量有关，即G＝mgD．月球所受地球的引力只与月球质量有关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5.下列说法正确的是()A．“科学总是从正确走向错误”表达的并不是一种悲观失望的情绪B．提出“日心说”人是托勒密C．开普勒通过天文观测，发现了行星运动的三定律D．托勒密的“日心说”阐述了宇宙以太阳为中心，其它星体围绕太阳旋转6.设地球自转周期为T，质量为M，引力常量为G.假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R.同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为()A．B．C．D．7.某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2之间的距离为r，已知引力常量为G，由此可求出S2的质量为()A．B．C．D．8.(多选)a是静置在地球赤道上的物体，b是近地卫星，c是地球同步卫星，a、b、c在同一平面内绕地心做逆时针方向的圆周运动，某时刻，它们运行到过地心的同一直线上，如图所示．一段时间后，它们的位置可能是图中的()A．B．C．D．9.经长期观测，人们在宇宙中已经发现了双星系统．双星系统由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1∶m2＝3∶2，下列说法中正确的是()．A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为3∶2B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3∶2C．m1做圆周运动的半径为LD．m2做圆周运动的半径为L10.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，则太阳位于()A．F2B．AC．F1D．B二、多选题(共4小题，每小题5.0分,共20分)11.(多选)关于重力和万有引力，下列说法正确的是()A．重力在数值上等于物体与地球间的万有引力B．重力是由于地球的吸引而使物体受到的力C．由于万有引力的作用，人造地球卫星绕地球转动而不离去D．地球和月亮虽然质量很大，但由于它们的距离也很大，所以它们间的万有引力不大12.(多选)随着太空探测的发展，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倍D．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倍13.(多选)如图所示，牛顿在思考万有引力定律时就曾设想，把物体从高山上O点以不同的速度v 水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远.如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星，则下列说法正确的是()A．以v<7.9 km/s的速度抛出的物体可能落在A点B．以v<7.9 km/s的速度抛出的物体将沿B轨道运动C．以7.9 km/s<v<11.2 km/s的速度抛出的物体可能沿C轨道运动D．以11.2 km/s<v<16.7 km/s的速度抛出的物体可能沿C轨道运动14.(多选)有甲乙两颗近地卫星均在赤道平面内自西向东绕地球做匀速圆周运动，甲处于高轨道，乙处于低轨道，并用绳子连接在一起，下面关于这两颗卫星的说法正确的是()A．甲卫星一定处在乙卫星的正上方B．甲卫星的线速度小于乙卫星的线速度C．甲卫星的加速度大于乙卫星的加速度D．甲卫星的周期小于乙卫星的周期三、计算题(共4小题，每小题10.0分,共40分)15.事实证明，行星与恒星间的引力规律也适用于其他物体间，已知地球质量约为月球质量的81倍，宇宙飞船从地球飞往月球，当飞至某一位置时(如图)，宇宙飞船受到地球与月球引力的合力为零。
人教版高中物理必修2第6章万有引力与航天习题含答案
2020春人教版物理必修二第6章万有引力与航天习题含答案必修二第6章万有引力与航天一、选择题1、2017年10月19日，“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间实验室在太空成功实现交会对接．若对接前的某段时间内“神舟十一号”和“天宫二号”处在同一圆形轨道上顺时针运行，如图所示，“神舟十一号”要想追上“天宫二号”，并能一起沿原来的圆形轨道继续顺时针运动，下列方法中可行的是()A．沿运动方向喷气B．沿运动方向相反的方向喷气C．先沿运动方向喷气，再沿与运动方向相反的方向喷气D．先沿与运动方向相反的方向喷气，再沿运动方向喷气2、太阳系中的八大行星的轨道均可以近似看成圆轨道．下面的图中4幅图是用来描述这些行星运动所遵循的某一规律的图象．图中坐标系的横轴是lg(TT0)，纵轴是lg(RR0)．这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T0和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径．下列4幅图中正确的是()3、地球的半径为R ，地球表面处物体所受的重力为mg ，近似等于物体所受的万有引力．关于物体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是( )A ．离地面高度R 处为mg 2B ．离地面高度R 处为mg 3C ．离地面高度R 处为mg 4D ．以上说法都不对4、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、2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用h 表示探测器与地球表面的距离,F 表示它所受的地球引力,能够描述F 随h 变化关系的图象是( )6、（多选）如图所示A.B.C 是在地球大气层外,圆形轨道上运行的三颗人造卫星,B.C 离地面的高度小于A 离地面的高度,A.B 的质量相等且大于C 的质量.下列说法中正确的是（ ）A. B.C 的线速度大小相等,且大于A 的线速度B. B.C 的向心加速度大小相等,且小于A 的向心加速度C. B.C 运行周期相同,且小于A 的运行周期D. B 的向心力大于A 和C 的向心力7、20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域。
2019_2020学年高中物理第六章万有引力与航天检测试卷含解析新人教版必修2
万有引力与航天第Ⅰ卷(选择题 共48分)一、选择题 (本题有16小题，每小题3分，共48分．其中1～11题为单选题，12～16题为多选题，选对但不全得2分)1．[2019·山西大同一中期末考试]关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程，下列说法正确的是( )A ．第谷通过整理大量的天文观测数据得到行星运动规律B ．开普勒指出，地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的引力C ．牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度，对万有引力定律进行了“月－地检验”D ．卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了引力常量的数值 解析：开普勒对天体的运行做了多年的研究，最终得出了行星运行三大定律，故A 项错误；牛顿认为行星绕太阳运动是因为受到太阳的引力作用，引力大小与行星到太阳的距离的二次方成反比，故B 项错误；牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球表面的重力加速度，对万有引力定律进行了“月－地检验”，故C 项错误；牛顿发现了万有引力定律之后，第一次通过实验比较准确地测出引力常量的科学家是卡文迪许，故D 项正确．答案：D2．[2019·陕西西安高级中学期末考试]如图，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M 和2M 的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )A ．甲的向心加速度比乙的小B ．甲的运行周期比乙的小C ．甲的角速度比乙的大D ．甲的线速度比乙的大解析：由万有引力提供向心力得G Mm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝ma ＝m 4π2T 2r ，变形得a ＝GM r2，v ＝GMr，ω＝GMr 3，T ＝2πr 3GM，只有周期T 和M 成减函数关系，而a 、v 、ω和M 成增函数关系，故选A 项．答案：A3．[2019·湖北仙桃中学期末考试]如图是“嫦娥一号”奔月示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测．下列说法正确的是( )A ．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B ．在绕月圆轨道上，卫星运动周期与卫星质量有关C ．卫星受到的月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D ．在绕月圆轨道上，卫星受到的地球的引力大于受到的月球的引力解析：第三宇宙速度是卫星脱离太阳系的最小发射速度，所以“嫦娥一号”卫星的发射速度一定小于第三宇宙速度，A 项错误；设卫星轨道半径为r ，由万有引力定律知卫星受到的引力F ＝G Mm r 2，C 项正确；设卫星的周期为T ，由G Mm r 2＝m 4π2T 2r 得T 2＝4π2GMr 3，所以卫星的运行周期与月球质量有关，与卫星质量无关，B 项错误；卫星在绕月轨道上运行时，由于离地球很远，受到的地球引力很小，卫星做圆周运动的向心力主要是由受到的月球引力提供，D 项错误．答案：C4．[2019·浙江乐成公立寄宿学校期末考试]已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍．若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为( )A ．6小时B ．12小时C ．24小时D ．36小时解析：对地球同步卫星有GMm 7R 2＝m (7R )4π2T 2地，解得M ＝4π27R3GT 2地，结合V ＝4πR33解得地球密度为ρ＝3π×73GT 2地，同理可得行星密度为ρ′＝3π× 3.53GT 2行，又因为该行星的平均密度为地球平均密度的一半，即ρ′＝12ρ，联立解得T 地＝2T 行，即T 行＝12小时，故B 项正确．答案：B5．[2019·福建莆田一中期末考试]如图所示，“嫦娥三号”探测器发射到月球上要经过多次变轨，最终降落到月球表面上，其中轨道Ⅰ为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道，P 为两轨道的交点．下列说法正确的是 ( )A ．探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度大于月球表面的重力加速度B ．探测器在轨道Ⅰ经过P 点时的加速度小于在轨道Ⅱ经过P 点时的加速度C ．探测器在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅱ的运行周期D ．探测器在P 点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必须点火加速解析：探测器在轨道Ⅰ运行时的万有引力小于在月球表面时的万有引力，根据牛顿第二定律，探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度小于月球表面的重力加速度，故A 项错误；根据万有引力提供向心力有GMmr 2＝ma ，距月心距离相同，则加速度相同，故探测器在轨道Ⅰ经过P 点时的加速度等于在轨道Ⅱ经过P 点时的加速度，故B 项错误；轨道Ⅰ的半径大于轨道Ⅱ的半长轴，根据开普勒第三定律可知，探测器在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅱ的运行周期，故C 项正确；探测器在P 点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必须减速，故D 项错误．答案：C6．[2019·江苏盐城中学期末考试]“嫦娥三号”卫星在距月球表面高度为h 的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T .计划中，该卫星还在月球上软着陆．若以R 表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响．则下列说法不正确的是( )A ．月球的第一宇宙速度为2πR R ＋h3TRB ．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为4π2RT2C ．物体在月球表面自由下落的加速度大小为4π2R ＋h 3R 2T2D ．由于月球表面是真空，“嫦娥三号”降落月球时，无法使用降落伞减速 解析：设“嫦娥三号”卫星质量为m ，由万有引力定律有GMmR ＋h2＝m ⎝⎛⎭⎪⎫2πT 2·(R ＋h )，又根据公式G Mm ′r 2＝m ′v 2r ，此时r ＝R ，解得月球的第一宇宙速度v ＝2πR R ＋h3TR，故A项正确；“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为a ＝4π2R ＋h T 2，B 项错误；由G Mm 0R2＝m 0g可得g＝GM R 2＝4π2R ＋h3R2T 2，C 项正确；由于月球表面是真空，“嫦娥三号”降落月球时，无法使用降落伞减速，D 项正确．答案：B7．[2019·江西景德镇一中期末考试]如图所示，飞行器P 绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ，下列说法正确的是( )A ．轨道半径越大，周期越短B ．轨道半径越大，速度越大C ．若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D ．若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度解析：设星球质量为M ，半径为R ，飞行器质量为m ，飞行器绕星球转动半径为r ，周期为T ，由G Mm r 2＝m 4π2T 2r 知T ＝2πr 3GM ，r 越大，T 越大，A 项错误；由G Mm r 2＝m v 2r 知v ＝GMr，r 越大，v 越小，B 项错误；由G Mm r 2＝m 4π2T 2r 和ρ＝M 43πR3得ρ＝3πr 3GT 2R 3，又R r ＝sin θ2，所以ρ＝3πGT 2sin3θ2，则C 项正确，D 项错误．答案：C8．[2019·上海市延安中学期末考试]北斗导航系统中有“双星定位系统”，具有导航、定位等功能．有两颗工作卫星均绕地心O 在同一轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为r ，某时刻，两颗工作卫星分别位于轨道上的A 、B 如图所示两位置．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g ，地球半径为R ，不计卫星间的相互作用力．下列说法正确的是 ( )A ．卫星1的线速度一定比卫星2的大B ．卫星1向后喷气就一定能追上卫星2C ．卫星1由位置A 沿轨道运动到位置B 所需的最短时间为t ＝r π3R r gD ．卫星1所需的向心力一定等于卫星2所需的向心力解析：根据万有引力提供向心力有G Mm r 2＝m v 2r ，得v ＝GMr，轨道半径相同，线速度相等，故A 项错误；卫星向后喷气，速度增大，卫星将做离心运动，会离开原来的圆轨道，所以卫星1在原轨道加速不会追上卫星2，故B 项错误；根据万有引力提供向心力有G Mmr2＝mω2r ，得ω＝GM r 3，由m 0g ＝G Mm 0R 2，得GM ＝R 2g ，所以ω＝gR 2r 3，故卫星1由位置A 运动到位置B 所需的最短时间t ＝π3ω＝r π3Rrg，故C 项正确；由于不知道两卫星的质量关系，故两卫星的向心力大小不能确定，故D 项错误．答案：C9．人类向宇宙空间发展最具可能的是在太阳系内地球附近建立“太空城”．设想中的一个圆柱形“太空城”，其外壳为金属材料，长1 600 m ，直径200 m ，内壁沿纵向分隔成6个部分，窗口和人造陆地交错分布，陆地上覆盖1.5 m 厚的土壤，窗口外有巨大的铝制反射镜，可调节阳光的射入，城内部充满空气，“太空城”内的空气、水和土壤最初可从地球和月球运送，以后则在“太空城”内形成与地球相同的生态环境．为了使“太空城”内的居民能如地球上一样具有“重力”，以适应人类在地球上的行为习惯，“太空城”将在电力的驱动下，绕自己的中心轴以一定的角速度转动．如图为“太空城”垂直中心轴的截面，下列说法不正确的是( )A ．“太空城”内物体所受的“重力”方向一定通过垂直中心轴截面的圆心B ．人随“太空城”自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供C ．“太空城”内的居民不能运用天平准确测出质量D ．“太空城”绕自己的中心轴转动的角速度越大，“太空城”的居民受到的“重力”越大解析：“太空城”内物体做匀速圆周运动，向心力指向圆心，故其所受的“重力”方向一定通过垂直中心轴截面的圆心，故A 项正确；“太空城”内物体做匀速圆周运动，人随“太空城”自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供，故B 项正确；天平的测量原理是等臂杠杆，故“太空城”内的居民可以运用天平准确测出质量，故C 项错误；等效重力等于向心力，故G ′＝mrω2，故“太空城”绕自己的中心轴转动的角速度越大，“太空城”的居民受到的“重力”越大，故D项正确．答案：C10．[2019·四川绵阳东辰国际学校期末考试]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小时．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( )A．距地面的高度变大 B．向心加速度变大C．线速度变大 D．角速度变大解析：地球的自转周期变大，则地球同步卫星的公转周期变大．由GMmR＋h2＝m4π2T2(R ＋h)，得h＝3GMT24π2－R，T变大，h变大，A项正确；由GMmr2＝ma，得a＝GMr2，r增大，a减小，B项错误；由GMmr2＝mv2r，得v＝GMr，r增大，v减小，C项错误；由ω＝2πT可知，角速度减小，D项错误．答案：A11．[2019·湖北荆门模拟考试]如图是厄瓜多尔境内的“赤道纪念碑”．设某人造地球卫星在赤道上空飞行，卫星的轨道平面与地球赤道重合，飞行高度低于地球同步卫星．已知卫星轨道半径为r，飞行方向与地球的自转方向相同，设地球的自转角速度为ω0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，某时刻卫星通过这一赤道纪念碑的正上方，则该卫星过多长时间再次经过这个位置( )A.2πgR2r3B.2πω0＋gR2r3C.2πω0－gR2r3D.2πgR2r3－ω0解析：用ω表示卫星的角速度，用m、M分别表示卫星及地球的质量，则有GMmr2＝mω2r，在地面上，有GMm0R2＝m0g，联立解得ω＝gR2r3，卫星高度低于同步卫星高度，则ω>ω0，用t 表示所需时间，则ωt －ω0t ＝2π，所以t ＝2πω－ω0＝2πgR 2r 3－ω0，D 项正确．答案：D12．[2019·华南师大附中期末考试]2015年8月14日消息，据英国《每日邮报》报道，科学家们的最新研究发现，在我们太阳系的早期可能曾经还有过另外一颗行星，后来可能是在与海王星的冲撞中离开了太阳系．由于撞击，导致海王星自身绕太阳做圆周运动的轨道半径变大．已知引力常量为G ，下列说法正确的是( )A ．被撞击后正离开太阳系的行星受到太阳的引力越来越小B ．如果知道行星被撞击前的轨道半径和周期，就可以求出该行星的质量C ．海王星变轨到新的轨道上，运行速度变大D ．海王星变轨到新的轨道上，运行周期变大解析：根据万有引力定律F 万＝G Mmr2，被撞击后正离开太阳系的行星受到太阳的引力越来越小，A 项正确；如果知道行星被撞击前的轨道半径和周期，只能求出太阳的质量，无法求出行星的质量，B 项错误；根据万有引力充当向心力得G Mm 海r 2＝m 海v 2r ＝m 海4π2T2r ，可得v ＝GM r，T ＝2πr 3GM，可见海王星运行速度变小，运行周期变大，C 项错误，D 项正确． 答案：AD13．[2019·天津杨村一中期末考试]经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图所示，两颗星球A 、B 组成的“双星系统”，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O 点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L ，A 、B 质量之比为m 1m 2＝3 2.则可知( )A ．A 、B 做圆周运动的角速度之比为3 2 B ．A 、B 做圆周运动的线速度之比为2 3C ．B 做圆周运动的半径为25LD ．A 做圆周运动的半径为25L解析：因两颗星球组成的“双星系统”，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O 点做周期相同的匀速圆周运动，故由ω＝2πT知，它们具有相同的角速度，故A 项错误；双星靠相互之间的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律及万有引力定律可得Gm 1m 2L2＝m 1ω2r 1和Gm 1m 2L 2＝m 2ω2r 2，解得m 1r 1＝m 2r 2，所以运动半径之比为r 1r 2＝m 2m 1＝23，由v ＝ωr 知线速度之比为v 1v 2＝r 1r 2＝23，又因r 1＋r 2＝L ，所以A 做圆周运动的半径为r 1＝25L ，r 2＝35L ，故B 、D 两项正确，C 项错误．答案：BD14．[2019·天津市新华中学期末考试]如图所示，某双星系统由质量不相等的B 、C 两颗恒星组成，质量分别是M 、m (M >m )，它们围绕共同的圆心O 做匀速圆周运动．从地球所在处A 点看过去，双星运动的平面与AO 垂直，AO 距离恒为L .观测发现质量较大的恒星B 做圆周运动的周期为T ，运动范围的最大张角为Δθ(单位是弧度)．已知引力常量为G ，Δθ很小，可认为sin Δθ＝tan Δθ＝Δθ，忽略其他星体对双星系统的作用力．则( )A ．恒星C 的角速度大小为2πTM mB ．恒星C 的轨道半径大小为ML Δθ2m C ．恒星C 的线速度大小为πML ΔθmTD ．两颗恒星的质量m 和M 满足关系式m 3m ＋M2＝π2L Δθ32GT 2解析：恒星C 与B 具有相同的角速度，则角速度为ω＝2πT，A 项错误；恒星B 的轨道半径为R ＝L tan Δθ2＝12L Δθ，对恒星系统有mω2r ＝Mω2R ，解得恒星C 的轨道半径大小为r＝ML Δθ2m ，B 项正确；恒星C 的线速度大小为v 1＝ωr ＝2πT ·ML Δθ2m ＝πML ΔθmT，C 项正确；对恒星系统有G Mmr ＋R2＝mω2r ＝Mω2R ，解得GM ＝ω2r (r ＋R )2，Gm ＝ω2R (r ＋R )2，相加得G (M ＋m )＝ω2(R ＋r )3，联立可得，m 3m ＋M2＝π2L Δθ32GT2，D 项正确．答案：BCD15．关于地球同步卫星的说法正确的是( ) A ．所有地球同步卫星一定在赤道上空 B ．不同的地球同步卫星，离地高度不同 C ．所有地球同步卫星的向心加速度大小一定相等 D ．所有地球同步卫星受的向心力大小一定相等解析：地球同步卫星一定位于赤道上方，周期一定，离地面高度一定，向心加速度大小一定，所以A 、C 两项正确，B 项错误；不同的地球同步卫星质量不一定相等，由F ＝GMm r 2知，不同地球同步卫星所受向心力也不一定相等，D 项错误．答案：AC16．[2019·湖南长沙市南雅中学期末考试]2015年人类首次拍摄到冥王星的高清图片，为人类进一步探索太阳系提供了宝贵的资料，冥王星已被排除在地球等八大行星行列之外，它属于“矮行星”，表面温度很低，上面绝大多数物质只能是固态或液态，已知冥王星的质量远小于地球的质量，绕太阳的公转半径远大于地球的公转半径．根据以上信息可以确定( )A ．冥王星公转的周期一定大于地球的公转周期B ．冥王星的公转速度一定小于地球的公转速度C ．冥王星表面的重力加速度一定小于地球表面的重力加速度D ．冥王星上的第一宇宙速度一定小于地球上的第一宇宙速度解析：根据GMm r 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r 得T ＝4π2r3GM，轨道半径越大，周期越大，可知冥王星的公转周期一定大于地球的公转周期，故A 项正确；根据GMm r 2＝m v 2r，可以得到v ＝GMr，轨道半径越大，速度越小，故B 项正确；根据G Mm R 2＝mg 得g ＝GMR 2，两者的质量关系、半径关系未知，故无法比较表面的重力加速度大小，故C 项错误；根据公式GMm R 2＝m v 2R ，则第一宇宙速度为v ＝GMR，两者的质量关系、半径关系未知，故无法比较第一宇宙速度大小，故D 项错误． 答案：AB第Ⅱ卷(非选择题 共52分)二、计算题(本题有4小题，共52分)17．(10分)一飞船在某星球表面附近，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动，速率为v 1.飞船在离该星球表面高度为h 处时，做匀速圆周运动的速率为v 2.已知引力常量为G ，试求该星球的平均密度．解析：设星球的半径为R ，质量为M由题意知G Mm R 2＝m v 21RGMmR ＋h2＝mv 22R ＋h又ρ＝M V ，V ＝43πR 3联立解得该星球的密度ρ＝3v 21v 21－v 2224πGv 42h2.答案：3v 21v 21－v 2224πGv 42h218．[2019·桂林中学高一月考](14分)已知某星球的质量为地球质量的9倍，半径为地球半径的一半．(1)在该星球和地球表面附近，以同样的初速度分别竖直上抛同一个物体，则上升的最大高度之比是多少？(2)若从地球表面附近某处(此处高度较小)平抛一个物体，射程为60 m ，则在该星球上，从同样的高度以同样的初速度平抛同一物体，射程是多少？解析：(1)在该星球和地球表面附近竖直上抛的物体上升的最大高度分别为h 星＝v 202g 星h 地＝v 202g 地重力等于万有引力，即mg ＝G Mm R2可得：h 星h 地＝g 地g 星＝M 地M 星×R 2星R 2地＝136(2)由物体做平抛运动得x ＝v 0t ，h ＝12gt 2重力等于万有引力，即mg ＝G Mm R2 解得：x ＝v 02hR2GM可得：x 星x 地＝R 2星R 2地·M 地M 星＝16则x 星＝16x 地＝10 m. 答案：(1)136 (2)10 m19．[2019·山东烟台一中期末考试](14分)2016年7月5日，美国宇航局召开新闻发布会，宣布已跋涉27亿千米的朱诺号木星探测器进入木星轨道．若探测器在t 秒内绕木星运行N 圈，且这N 圈都是绕木星在同一个圆周上运行，其运行速率为v .探测器上的照相机正对木星拍摄整个木星时的视角为θ(如图所示)，设木星为一球体．求：(1)木星探测器在上述圆形轨道上运行时的轨道半径；(2)木星的第一宇宙速度． 解析：(1)设木星探测器在题述圆形轨道运行时，轨道半径为r ，由v ＝2πr T，可得r ＝vT 2π由题意可知，T ＝t N联立解得r ＝vt2πN(2)探测器在圆形轨道上运行时，设木星的质量为M ，探测器的质量为m ，万有引力提供向心力，得G mM r 2＝m v 2r设木星的第一宇宙速度为v 0，有G m ′M R 2＝m ′v 20R 联立解得v 0＝ r Rv 由题意可知R ＝r sin θ2， 解得v 0＝vsin θ2.答案：(1)vt 2πN (2)vsin θ220．[2019·福建厦门一中期中考试](14分)如图所示，质量分别为m 和M 的两个星球A 和B 在引力作用下都绕O 点做匀速圆周运动，星球A 和B 两者中心之间距离为L .已知A 、B 的中心和O 三点始终共线，A 和B 分别在O 的两侧．引力常量为G .(1)求两星球做圆周运动的周期；(2)在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A 和B ，月球绕其轨道中心运行的周期记为T 1.但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T 2.已知地球和月球的质量分别为 5.98×1024 kg 和7.35×1022 kg.求T 2与T 1两者平方之比．(计算结果保留4位有效数字)解析：(1)两星球围绕同一点O 做匀速圆周运动，其角速度大小相同，周期也相同，其所需向心力由两者间的万有引力提供，设A 、B 的轨道半径分别为r 2、r 1，由牛顿第二定律知：对于B 有G Mm L 2＝M 4π2T2r 1 对于A 有G Mm L 2＝m 4π2T2r 2 又r 1＋r 2＝L联立解得T ＝2π L 3G M ＋m. (2)若认为地球和月球都围绕中心连线某点O 做匀速圆周运动，根据题意可知M地＝5.98×1024 kg ，m 月＝7.35×1022 kg ，地月距离设为L ′，由(1)可知地球和月球绕其轨道中心的运行周期为T 1＝2π L ′3G M 地＋m 月若认为月球围绕地心做匀速圆周运动，由万有引力定律和牛顿第二定律得GM 地m 月L ′2＝m 月4π2T 22L ′解得T 2＝2πL ′3GM 地故T2T1＝M地＋m月M地，得T22T21＝M地＋m月M地≈1.012.答案：(1)2πL3G M＋m(2)1.012。
人教版高一物理必修二第六章万有引力定律 专题测试
专题测试：万有引力定律(满分100分，100分钟完成) 班级_______姓名_______第Ⅰ卷(选择题 共48分)一、选择题：本大题共8小题，每小题4分，共32分。
在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确，选对的得4分，选错或不选的得0分。
1．某行星绕太阳运行的轨道如图1所示，F 1、F 2是椭圆的两个焦点。
已知行星在轨道上A 点的速率比在B 点的速率大，则太阳是位于（ ） A ．F 1 B ．F 2 C ．AD ．B2．两个物体之间的万有引力大小为F 1，若两物体之间的距离减小x ，物体仍可视为质点，此时两个物体之间的万有引力大小为F 2，根据上述条件可以计算（ ）A ．两物体的质量B ．万有引力常量C ．两物体之间的距离D ．条件不足，无法计算上述中的任一个量3．一个物体在地球表面重16N ，它在以5m/s 2的加速度加速上升的火箭中的视重为9N ，则此时火箭离地面的高度为地球半径的几倍（ ） A ．1 B ．3C ．5D ．74．月球表面重力加速度只有地球表面重力加速度的1/6，一根绳子在地球表面能拉着3kg 的重物产生最大为10m/s 2的竖直向上的加速度，g 地＝10m/s 2，将重物和绳子均带到月球表面，用该绳子能使重物产生沿月球表面竖直向上的最大加速度为（ ）A ．60m/s 2B ．20m/s 2C ．18.3m/s 2D ．10m/s 25．关于第一宇宙速度，下列说法中不正确．．．的是（ ）A ．它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度B ．实际卫星做匀速圆周运动的速度大于第一宇宙速度C ．它是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度D ．它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度6．同步地球卫星相对地面静止不动，犹如悬在高空中，下列说法错误．．的是 （ ）A ．同步卫星处于平衡状态B ．同步卫星的速率是唯一的C ．各国的同步卫星都在同一圆周上运行D ．同步卫星加速度大小是唯一的7．环绕地球表面的人造卫星的速度为v 0，此时周期为T 0。
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高中物理学习材料
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一、选择题（不定项）
1、对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
A 、公式中G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的
B 、当r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大
C 、m 1与m 2受到的引力总是大小相等的，而与m 1,m 2是否相等无关
D 、m 1与m 2受到的引力总是大小相等，方向相反的，是一对平衡力 2、关于第一宇宙速度，下列说法哪些是正确的？
A 、它是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运行速度
B 、这是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度
C 、它是人造卫星绕地球飞行所需的最小水平发射速度
D 、它是人造卫星绕地球运动的最大运行速度
3、我国发射的风云一号气象卫星是极地卫星，卫星飞过两极上空，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为12h ；我国发射的风云二号气象卫星是地球同步卫星，周期是24h ，由此可知，两颗卫星相比较 A ．风云一号气象卫星距地面较近 B ．风云一号气象卫星距地面较远
C ．风云一号气象卫星的运动速度较大
D ．风云一号气象卫星的运动速度较小 4、人造地球卫星在轨道上作匀速圆周运动,它所受到向心力F 跟轨道半径r 之间的关系是
A 、由公式F mv r
=2
可知F 与r 成反比;
B 、由公式F m r =⋅ω2 可知F 与r 成正比;
C 、由公式F m v =⋅⋅ω 可知F 跟r 无关;
D 、由公式F G
Mm
r
=2 可知F 跟r 2成反比.
5、2003年10月15日，我国成功地发射了“神舟五号”载人飞船，经过21小时的太空飞行，返回舱于次日安全着陆。
已知飞船在太空中运行的轨道是一个椭圆，椭圆的一个焦点是地球的球心，如图4所示，飞船在飞行中是无动力飞行，只受到地球的万有引力作用，在飞船从轨道的A 点沿箭头方向运行到B 点的过程中，以下说法
正确的
是：
A 、飞船的速度逐渐增大
B 、飞船的速度逐渐减小
C 、飞船的机械能守恒
D 、飞船的机械能逐渐增大。
6、常用的通讯卫星是地球同步卫星，它定位于地球赤道正上方。
已知某同步卫星离地面的高度为h ，地球自转的角速度为ω，地球半径为R ，地球表面附近的重力加速度为0g ，该同步卫星运动的加速度的大小为 A ．0 B ．0g C ．h 2ω D ．)(2
h R +ω
7、如右图所示是甲、乙两球做匀速圆周运动的向心加速度随半径变化的关系图线，则下列说法正确的是
( ) A. 甲球运动时线速度大小保持不变; B. 乙球运动时线速度大小保持不变; C. 甲球运动时角速度大小保持不变; D. 乙球运动时角速度大小保持不变. 8、对于人造地球卫星,下列说法中正确的是 A. 卫星质量越大,离地越近,速度越大,周期越短; B. 卫星质量越小,离地越近,速度越大,周期越长; C. 卫星质量越大,离地越近,速度越小,周期越短;
D. 与卫星质量无关,离地越远,速度越小,周期越长.
9、如右图所示,a 、b 、c 是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,a 、b 质量相同,且小于c 的质量,则 A 、b 所需向心力最大;
B 、b 、c 周期相等,且大于a 的周期.
C 、b 、c 向心加速度相等,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.
10、两颗人造地球卫星，都在圆形轨道上运行，它们的质量相等，轨道
半径之比
221=r r ，则它们的动能之比2
1E E
等于 A 、 2 B 、
2 C 、
2
1
D 、4 11、 一颗小行星环绕太阳作匀速圆周运动的半径是地球环绕半径的4倍,则它的环绕周期是 A. 1年; B. 2年; C. 4年; D. 8年.
12、在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q 点通过改变卫星
速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ。
则 A 、该卫星的发射速度必定大于11.2km/s
B 、卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9km/s
C 、在轨道Ⅰ上，卫星在P 点的速度大于在Q 点的速度
D 、卫星在Q 点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
13、同步卫星相对于地面静止不动,就象悬在空中一样.下列说法中正确的是
A. 同步卫星处于平衡状态;
B. 同步卫星绕地心的角速度跟地球自转的角速度相等;
C. 同步卫星的线速度跟地面上观察点的线速度相等;
R
1 2
1 甲
a 2 乙
D. 所有同步卫星离地面的高度和运行速率都相同.
14、地球半径为R ，在离地面h 高度处与离地面H 高度处的重力加速度之比为
A ．22h H
B ．h H
C ．H R h
R ++ D ．2
2)
()(h R H R ++ 15、月球表面的重力加速度是地球表面的1/6，月球半径是地球半径的1/4，则在月球表面作匀速圆周运动的登月舱的线速度是地球第一宇宙速度的
A ．
241 B ．126 C ．246 D ．12
1
16、某人在一星球上以速度v 0竖直上抛一物体,经t 秒钟后物体落回手中,已知星球半径为R,那么使物体不再落回
星球表面,物体抛出时的速度至少为
17、地球同步卫星到地心距离r 可由2
223
4π
c
b a r =求出，已知式中a 的单位是m ，b 的单是s ，
c 的单位是m /s 2，则
A ．a 是地球半径，b 是地球自转周期，c 是地球表面重力加速度
B ．a 是地球半径，b 是同步卫星绕心运动的周期，c 是同步卫星的加速度
C ．a 是赤道周长，b 是地球自转周期，c 是同步卫星的加速度
D ．a 是赤道周长，b 是同步卫星绕地心运动的周期，c 是地球表面加速度
二、论述题：
18、两颗人造地球卫星质量的比m m 1212::=，轨道半径之比r r 1231::=。
求这两颗卫星运行的周期之比；线速度之比；角速度之比；向心加速度之比；向心力之比。
19．地球质量为M ，半径为R ，万有引力常量为G 发射一颗绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星，卫星的速度称
为第一宇宙速度。
（1）试推导由上述各量表达的第一宇宙速度的计算式，要求写出推导依据和过程；
（2）若已知第一宇宙速度大小为V=7.9km/s ，地球半径R=6.4×103km ，万有引力常数G=6.67×10
－11
N·m 2/k
求地球的质量。
（保留两位有效数值）
20、卫星绕某行星做匀速圆周运动，已知行星表面的重力加速度为行g ，行星的质量M 与卫星的质量m 之比M/m = 81, 行星的半径行R 与卫星的半径卫R 之比行R /卫R ＝3.6，行星与卫星之间的距离r 与行星的半径行R 之比r/行R ＝
60，设卫星表面的重力加速度为卫g ，则在卫星表面有：卫mg r Mm
G
=2
. 经过计算得出：卫星表面的重力加速度为行星表面的重力加速度的三千六百分之一，上述结果是否正确？若正确，请列式证明；若错误，请求出正确结果.
21、物体沿质量为M 、半径为R 星球的表面做匀速圆周运动所需的速度v 1叫做该星球第一宇宙速度；只要物体在该星球表面具有足够大的速度v 2，就可以脱离该星球的万有引力而飞离星球（即到达到距星球无穷远处），这个速度叫做该星球第二宇宙速度。
理论上可以证明122v v =。
一旦该星球第二宇宙速度的大小超过了光速C=3.0×108m ，
则该星球上的任何物体（包括光子）都无法摆脱该星球的引力，于是它就将与外界断绝了一切物质和信息的交流。
从宇宙的其他部分看来，它就像是消失了一样，这就是所谓的“黑洞”。
试分析一颗质量为M =2.0×1031
kg 的恒星，
当它的半径坍塌为多大时就会成为一个“黑洞”？（计算时取引力常量G =6.7×10-11N m 2/kg 2
，答案保留一位有效数字．）
22、宇航员在某星球表面，将一小球从离地面h 高处以初速0v 水平抛出，测出小球落地点与抛出点间的水平位移为
s ，若该星球的半径为R ，万有引力恒量为G ，求该星球的密度。
23、在某星球上，宇航员用弹簧秤称得质量m 的砝码重为F ，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期是T ，根据上述数据，试求该星球的质量。
一、选择题
二、论述题：
20、解：所得结果是错
误的.
在卫星表面，由物体所受的万有引力等于物体的重力有2卫卫＝R m G
g 同理有 2
行
行＝R M G g 则
25
46.3811(2
2＝）（＝）＝卫行行卫R R M m g g 21.m C GM R 4
2
831112103)
100.3(100.2107.622⨯=⨯⨯⨯⨯⨯==- 22、2
2
023GRs
h
v πρ= 23、3
44
3Gm
16T F M π=∴。