内蒙古呼和浩特市回民中学万有引力与宇宙单元测试卷 (word版,含解析)
呼和浩特下册万有引力与宇宙单元测试卷 (word版,含解析)
一、第七章万有引力与宇宙航行易错题培优（难）1．中国火星探测器于2020年发射，预计2021年到达火星（火星与太阳的距离大于地球与太阳的距离），要一次性完成“环绕、着陆、巡视”三步走。
现用h表示探测器与火星表面的距离，a表示探测器所受的火星引力产生的加速度，a随h变化的图像如图所示，图像中a1、a2、h0为已知，引力常量为G。
下列判断正确的是（）A．火星绕太阳做圆周运动的线速度小于地球绕太阳做圆周运动的线速度B．火星表面的重力加速度大小为a2C1021aa a-D．火星的质量为22120212a a hGa a-【答案】ABC【解析】【分析】【详解】A．根据22Mm vG mr r=知GMvr=轨道半径越大线速度越小，火星与太阳的距离大于地球与太阳的距离，所以火星绕太阳做圆周运动的线速度小于地球绕太阳做圆周运动的线速度，故A正确；B．分析图象可知，万有引力提供向心力知2MmG mar=r越小，加速度越大，当h=0时的加速度等于火星表面的重力加速度大小，大小为a2，故B 正确；CD．当h=h0时，根据120()MmGma R h =+22MmGma R = 得火星的半径0R =火星的质量220h M G=故C 正确，D 错误。
故选ABC 。
2．下列说法正确的是（ ）A ．球场上，一小球自由下落触地后，小球上下运动过程做的是简谐振动B ．用竖直轻弹簧连接的小球，在弹性限度内，不计空气阻力，小球上下运动过程做的是简谐振动C ．在同一栋高楼，将一在底层走时准确的摆钟移至高层后，摆钟显示的时间变慢D ．高速飞离地球的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变快 E.弹簧振子做简谐振动，振动系统的势能与动能之和保持不变 【答案】BCE 【解析】 【分析】 【详解】A ．球场上，一小球自由下落触地后，小球上下运动过程所受力为恒力，不满足F =-kx ，固做的是简谐振动，选项A 错误；B ．用竖直轻弹簧连接的小球，在弹性限度内，不计空气阻力，小球上下运动过程满足F =-kx ，做的是简谐振动，选项B 正确； C．根据2T =在同一栋高楼，将一在底层走时准确的摆钟移至高层后，由于g 变小，则摆钟显示的时间变慢，选项C 正确；D．根据爱因斯坦相对论可知，时间间隔的相对性t =船中的宇航员认为地球上的时钟变慢，选项D 错误；E ．弹簧振子做简谐振动，弹簧的弹性势能和动能相互转化，振动系统的势能与动能之和保持不变，选项E 正确。
内蒙古呼和浩特市回民中学2024届高三第三次测评物理试卷含解析
内蒙古呼和浩特市回民中学2024届高三第三次测评物理试卷考生须知：1．全卷分选择题和非选择题两部分，全部在答题纸上作答。
选择题必须用2B 铅笔填涂；非选择题的答案必须用黑色字迹的钢笔或答字笔写在“答题纸”相应位置上。
2．请用黑色字迹的钢笔或答字笔在“答题纸”上先填写姓名和准考证号。
3．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，在草稿纸、试题卷上答题无效。
一、单项选择题：本题共6小题，每小题4分，共24分。
在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1、图中实线是某电场中一簇未标明方向的电场线，虚线是一带电粒子仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，a 、b 是轨迹上的两点。
根据此图不能作出判断的是（ ）A ．a 、b 两点中，哪点的电势较高B ．a 、b 两点中，哪点的电场强度较大C ．带电粒子在a 、b 两点的加速度哪点较大D ．带电粒子在a 、b 两点的电势能哪点较大2、如图所示，直线a b 、和直线、c d 是处于匀强电场中的两组平行线，M 、N 、P 、Q 是它们的交点，四点处的电势分别为M N P Q ϕϕϕϕ、、、。
一质子由M 点分别运动到Q 点和P 点的过程中，电场力所做的负功相等。
下列说法正确的是（ ）A ．直线a 位于某一等势面内，M Q ϕϕ<B ．直线c 位于某一等势面内，>M P ϕϕC ．若质子由M 点运动到N 点，电场力做正功D ．若质子由P 点运动到Q 点，电场力做负功3、仰卧起坐是《国家学生体质健康标准》中规定的女生测试项目之一。
根据该标准高三女生一分钟内完成 55 个以上仰卧起坐记为满分。
若某女生一分钟内做了 50 个仰卧起坐，其质量为 50kg ，上半身质量为总质量的 0.6 倍，仰卧起坐时下半身重心位置不变，g 取10m/s2 。
则测试过程中该女生克服重力做功的平均功率约为（ ）A ．10WB ．40WC ．100WD ．200W4、如图所示，其中电流表A 的量程为0.6A ，表盘均匀划分为30个小格，每一小格表示0.02A ；R 1的阻值等于电流表内阻的12；R 2的阻值等于电流表内阻的4倍。
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-新人教版高中必修2物理试题
万有引力与航天第1卷(选择题 共48分)一、选择题 (此题有16小题，每一小题3分，共48分．其中1～11题为单项选择题，12～16题为多项选择题，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，如下说法正确的答案是( )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 ．牛顿通过比拟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，对万有引力定律进展了“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；牛顿通过比拟月球公转的向心加速度和地球外表的重力加速度，对万有引力定律进展了“月－地检验〞，故C 项错误；牛顿发现了万有引力定律之后，第一次通过实验比拟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、乙两颗卫星以一样的轨道半径分别绕质量为M 和2M 的行星做匀速圆周运动，如下说法正确的答案是( )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，应当选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屡次变轨，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．如下说法正确的答案是( )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]地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍．假设某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其外表的高度是其半径的2.5倍，如此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]如下列图，“嫦娥三号〞探测器发射到月球上要经过屡次变轨，最终降落到月球外表上，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．如下说法正确的答案是 ( )A ．探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度大于月球外表的重力加速度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外表时的万有引力，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外表的重力加速度，故A 项错误；根据万有引力提供向心力有GMmr 2＝ma ，距月心距离一样，如此加速度一样，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〞卫星在距月球外表高度为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．假设以R 表示月球的半径，忽略月球自转与地球对卫星的影响．如此如下说法不正确的答案是( )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 ．物体在月球外表自由下落的加速度大小为4π2R ＋h 3R 2T 2D ．由于月球外表是真空，“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 ＋h3R 2T 2，C 项正确；由于月球外表是真空，“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]如下列图，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，如下说法正确的答案是( )A ．轨道半径越大，周期越短B ．轨道半径越大，速度越大C ．假设测得周期和张角，可得到星球的平均密度D ．假设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，如此C 项正确，D 项错误．答案：C8．[2019·某某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 如下列图两位置．假设卫星均顺时针运行，地球外表处的重力加速度为g ，地球半径为R ，不计卫星间的相互作用力．如下说法正确的答案是 ( )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，轨道半径一样，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．人类向宇宙空间开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个局部，窗口和人造陆地交织分布，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，以后如此在“太空城〞内形成与地球一样的生态环境．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，如下说法不正确的答案是( )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]研究明确，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，如此地球同步卫星的公转周期变大．由GMmR ＋h2＝m4π2T 2(R＋h )，得h ＝3GMT 24π2－R ，T 变大，h 变大，A 项正确；由GMm r 2＝ma ，得a ＝GMr2，r 增大，a 减小，B 项错误；由GMm r 2＝mv 2r，得v ＝GM r ，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．卫星轨道半径为r ，飞行方向与地球的自转方向一样，设地球的自转角速度为ω0，地球半径为R ，地球外表重力加速度为g ，某时刻卫星通过这一赤道纪念碑的正上方，如此该卫星过多长时间再次经过这个位置( )A.2πgR 2r 3B.2πω0＋gR 2r 3C.2πω0－gR 2r 3D.2πgR2r 3－ω0解析：用ω表示卫星的角速度，用m 、M 分别表示卫星与地球的质量，如此有GMm r2＝mω2r ，在地面上，有G Mm 0R 2＝m 0g ，联立解得ω＝gR 2r 3，卫星高度低于同步卫星高度，如此ω>ω0，用t 表示所需时间，如此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．引力常量为G ，如下说法正确的答案是( )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·某某杨村一中期末考试]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．如下列图，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 点做周期一样的匀速圆周运动．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.如此可知( )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 点做周期一样的匀速圆周运动，故由ω＝2πT知，它们具有一样的角速度，故A 项错误；双星靠相互之间的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律与万有引力定律可得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·某某市新华中学期末考试]如下列图，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)．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．如此( )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 Δθ32GT2解析：恒星C 与B 具有一样的角速度，如此角速度为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GMmr ＋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答案是( ) 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〞，外表温度很低，上面绝大多数物质只能是固态或液态，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 ．冥王星外表的重力加速度一定小于地球外表的重力加速度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，故无法比拟外表的重力加速度大小，故C 项错误；根据公式GMm R 2＝m v 2R，如此第一宇宙速度为v＝GMR，两者的质量关系、半径关系未知，故无法比拟第一宇宙速度大小，故D 项错误． 答案：AB第2卷(非选择题 共52分)二、计算题(此题有4小题，共52分)17．(10分)一飞船在某星球外表附近，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动，速率为v 1.飞船在离该星球外表高度为h 处时，做匀速圆周运动的速率为v 2.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)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)在该星球和地球外表附近，以同样的初速度分别竖直上抛同一个物体，如此上升的最大高度之比是多少？(2)假设从地球外表附近某处(此处高度较小)平抛一个物体，射程为60 m ，如此在该星球上，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)在该星球和地球外表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 MmR2 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 02hR 2GM可得：x 星x 地＝R 2星R 2地·M 地M 星＝16如此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．假设探测器在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(如下列图)，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)vt2πN (2)vsin θ220．[2019·福建厦门一中期中考试](14分)如下列图，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 .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，假设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.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．(计算结果保存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，其角速度大小一样，周期也一样，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)假设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 月假设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T 2T 1＝ M 地＋m 月M 地，得T 22T 21＝M 地＋m 月M 地≈1.012. 答案：(1)2πL 3G M ＋m (2)1.012。
高中物理万有引力与航天试题(有答案和解析)
高中物理万有引力与航天试题(有答案和解析)一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1．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 ．求：(1)A 星球做圆周运动的半径R 和B 星球做圆周运动的半径r ； (2)两星球做圆周运动的周期．【答案】（1） R=m M M +L, r=m Mm+L,（2）()3L G M m +【解析】（1）令A 星的轨道半径为R ，B 星的轨道半径为r ，则由题意有L r R =+两星做圆周运动时的向心力由万有引力提供，则有：2222244mM G mR Mr L T Tππ==可得 RMr m＝，又因为L R r =+ 所以可以解得：M R L M m =+,mr L M m=+； （2）根据（1）可以得到：2222244mM MG m R m L L T T M m ππ==⋅+则：()()23342L L T M m GG m M π==++ 点睛：该题属于双星问题，要注意的是它们两颗星的轨道半径的和等于它们之间的距离，不能把它们的距离当成轨道半径．2．a 、b 两颗卫星均在赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，a 为近地卫星，b 卫星离地面高度为3R ，己知地球半径为R ，表面的重力加速度为g ，试求： （1）a 、b 两颗卫星周期分别是多少？ （2） a 、b 两颗卫星速度之比是多少？（3）若某吋刻两卫星正好同时通过赤道同--点的正上方，则至少经过多长时间两卫星相距最远？【答案】（1）2，16（2）速度之比为2【解析】【分析】根据近地卫星重力等于万有引力求得地球质量，然后根据万有引力做向心力求得运动周期；卫星做匀速圆周运动，根据万有引力做向心力求得两颗卫星速度之比；由根据相距最远时相差半个圆周求解；解：（1）卫星做匀速圆周运动，F F =引向， 对地面上的物体由黄金代换式2MmGmg R= a 卫星2224aGMm m R R T π=解得2a T =b 卫星2224·4(4)bGMm m R R T π=解得16b T = （2）卫星做匀速圆周运动，F F =引向，a 卫星22a mv GMm R R=解得a v =b 卫星b 卫星22(4)4Mm v G m R R=解得v b =所以2abV V = （3）最远的条件22a bT T πππ-=解得t =3．某星球半径为6610R m =⨯，假设该星球表面上有一倾角为30θ=︒的固定斜面体，一质量为1m kg =的小物块在力F 作用下从静止开始沿斜面向上运动，力F 始终与斜面平行，如图甲所示．已知小物块和斜面间的动摩擦因数33μ=，力F 随位移x 变化的规律如图乙所示（取沿斜面向上为正方向）．已知小物块运动12m 时速度恰好为零，万有引力常量11226.6710N?m /kg G -=⨯，求（计算结果均保留一位有效数字）（1）该星球表面上的重力加速度g 的大小； （2）该星球的平均密度． 【答案】26/g m s =，【解析】 【分析】 【详解】（1）对物块受力分析如图所示；假设该星球表面的重力加速度为g ，根据动能定理，小物块在力F 1作用过程中有：211111sin 02F s fs mgs mv θ--=- N mgcos θ= f N μ=小物块在力F 2作用过程中有：222221sin 02F s fs mgs mv θ---=-由题图可知：1122156?3?6?F N s m F N s m ====，；， 整理可以得到： (2)根据万有引力等于重力：，则：，，代入数据得4．地球同步卫星，在通讯、导航等方面起到重要作用。
高中物理万有引力与航天练习题及答案及解析.docx
高中物理万有引力与航天练习题及答案及解析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1． 如图所示，返回式月球软着陆器在完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱．已知月球表面的重力加速度为 g ，月球的半径为月球中心的距离为 r ，引力常量为 G ，不考虑月球的自转．求：R ，轨道舱到（ 1）月球的质量 M ；（ 2）轨道舱绕月飞行的周期 T ．22 r r【答案】 （1） MgR（ 2） T gGR【解析】【分析】月球表面上质量为m 1 的物体 ，根据万有引力等于重力可得月球的质量；轨道舱绕月球做圆周运动，由万有引力等于向心力可得轨道舱绕月飞行的周期 ；【详解】解： (1)设月球表面上质量为m 1 的物体 ，其在月球表面有 ： GMm1m 1g GMm 1m 1gR 2R 2gR 2月球质量 ： MG(2)轨道舱绕月球做圆周运动，设轨道舱的质量为m2Mm2 2由牛顿运动定律得：G Mmm2πr Gm(rr 2)r 2TT2 r r解得： TgR2 ． 中国计划在 2017 年实现返回式月球软着陆器对月球进行科学探测，宇航员在月球上着陆后，自高 h 处以初速度 v 0 水平抛出一小球，测出水平射程为L （这时月球表面可以看作是平坦的），已知月球半径为R ，万有引力常量为 G ，求：（1 ）月球表面处的重力加速度及月球的质量M 月 ；（2 ）如果要在月球上发射一颗绕月球运行的卫星，所需的最小发射速度为多大？（3 ）当着陆器绕距月球表面高H 的轨道上运动时，着陆器环绕月球运动的周期是多少 ?【答案】（ 1 2hV 02 R 2 （ 2） V 0 2hR （ 3 L( R H ) 2(R H )） M） ThGL 2LRV 0【解析】 【详解】（1）由平抛运动的规律可得：h1 gt 22L v 0tg2hv 02L2由GMmmgR 22hv 02 R 2MGL 2（ 2）GM RGv 0 2hRv 1L R（3）万有引力提供向心力，则GMm2m RH2 2TR H解得：L RH2 R HThRv 03． 人类第一次登上月球时，宇航员在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同 一个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 ．（1）求月球表面的自由落体加速度大小g 月；（2）若不考虑月球自转的影响，求月球的质量M 和月球的 “第一宇宙速度 ”大小 v ．【答案】（ 1） g 月2h 2hR 2 2hRt 2 （2） MGt 2； vt【解析】 【分析】（ 1）根据自由落体的位移时间规律可以直接求出月球表面的重力加速度；（ 2）根据月球表面重力和万有引力相等，利用求出的重力加速度和月球半径可以求出月球的质量 M ； 飞行器近月飞行时，飞行器所受月球万有引力提供月球的向心力，从而求出“第一宇宙速度”大小．【详解】（1）月球表面附近的物体做自由落体运动h ＝1g 月 t 22月球表面的自由落体加速度大小g 月＝2ht 2（2）若不考虑月球自转的影响GMm2 ＝mg 月R月球的质量 M ＝2hR 2Gt 2质量为 m' 的飞行器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动 m ′g v 2月＝ m ′R2hR月球的 “第一宇宙速度 ”大小 v ＝ g 月R ＝【点睛】结合自由落体运动规律求月球表面的重力加速度，根据万有引力与重力相等和万有引力提供圆周运动向心力求解中心天体质量和近月飞行的速度v ．4． 土星是太阳系最大的行星，也是一个气态巨行星。
人教版高一物理必修2第六章《万有引力与航天》测试卷
第六章《万有引力与航天》测试卷一、单选题(共15小题)1.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行，轨道半径为r.关于该三星系统的说法中正确的是()①在稳定运行情况下，大星体提供两小星体做圆周运动的向心力①在稳定运行情况下，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①小星体运行的周期为T＝①大星体运行的周期为T＝A． ①①B． ①①C． ①①D． ①①2.两个质量均为m的星体，其连线的垂直平分线为MN，O为两星体连线的中点，如图所示，一物体从O沿OM方向运动，则它所受到的万有引力大小F随距离r的变化情况大致正确的是(不考虑其他星体的影响)()A．B．C．D．3.关于经典力学的局限性，下列说法正确的是()A．经典力学适用于宏观低速运动的物体B．经典力学只适用于像地球和太阳这样大的宏观物体C．火车提速后，有关速度问题就不能用经典力学来处理D．由于经典力学有局限性，所以一切力学问题只能用相对论力学来解决4.据报道，在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，设其质量为地球质量的k倍，其半径为地球半径的p倍，由此可推知该行星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为()A．B．C．D．5.如图所示，地球半径为R，O为球心，A为地球表面上的点，B为O、A连线间的中点．设想在地球内部挖掉一以B为圆心，半径为的球，忽略地球自转影响，将地球视为质量分布均匀的球体．则挖出球体后A点的重力加速度与挖去球体前的重力加速度之比为()A．B．C．D．6.太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，这个向心力大小()A．与行星距太阳的距离成正比B．与行星距太阳的距离成反比C．与行星距太阳的距离的平方成反比D．只与太阳质量成正比，与行星质量无关7.科学发展史上，开普勒第三定律为万有引力定律的建立起到了很大的推动作用，开普勒三定律的发现中，除开普勒以外，另一位作出巨大贡献的物理学家是()A．牛顿B．哥白尼C．哈雷D．第谷8.2015年6月26日14时22分“高分八号”卫星在我国太原卫星发射中心成功发射升空，卫星顺利进入预定轨道(轨道半径小于月球的轨道半径)．“高分八号”卫星是高分辨率对地观测系统国家科技重大专项安排的光学遥感卫星，主要应用于国土普查、城市规划、土地确权、路网设计、农作物估产和防灾减灾等领域，可为“一带一路”战略实施等提供信息保障，关于“高分八号”卫星，下列说法错误的是()A．卫星绕地球运行的周期比月球的小B．卫星绕地球运行的线速度比月球的小C．已知卫星绕地球运动的角速度和线速度可求出地球的质量D．已知卫星绕地球运动的角速度和轨道半径可求出地球的质量9.20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域。
物理高一下册 万有引力与宇宙检测题(Word版 含答案)(1)
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．对于两颗卫星公转，根据牛顿第二定律有
解得加速度为 ，而东方红二号的轨道半径更大，则 ；东方红二号卫星为地球同步卫星，它和赤道上随地球自转的物体具有相同的角速度，由匀速圆周运动的规律
且东方红二号卫星半径大，可得 ，综合可得 ，故A错误，B正确；
A．水星探测器在P、Q两点变轨的过程中速度均减小
B．水星探测器在轨道II上运行的周期小于T
C．水星探测器在轨道I和轨道II上稳定运行经过P时加速度大小不相等
D．若水星探测器在轨道II上经过P点时的速度大小为vP，在轨道Ⅲ上做圆周运动的速度大小为v3，则有v3>vP
【答案】ABD
【解析】
【分析】
【详解】
故选ABD。
2．假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是( )
A．地球的向心力变为缩小前的一半
B．地球的向心力变为缩小前的
C．地球绕太阳公转周期与缩小前的相同
D．地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半
【答案】BC
【解析】
A．返回舱返回时，在月球表面的最大发射速度为
B．返回舱在返回过程中克服引力做的功是
C．返回舱与轨道舱对接时应具有的动能为
D．宇航员乘坐的返回舱至少需要获得 能量才能返回轨道舱
【答案】BC
【解析】
【分析】
【详解】
A．返回舱在月球表面飞行时，重力充当向心力
解得
已知轨道舱离月球表面具有一定的高度，故返回舱要想返回轨道舱，在月球表面的发射速度一定大于 ，故A错误；
A、B、由于天体的密度不变而半径减半，导致天体的质量减小，所以有：
内蒙古自治区万有引力与宇宙达标检测卷(Word版 含解析)
一、第七章 万有引力与宇宙航行易错题培优（难）1．2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A 点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B 为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有A ．在轨道Ⅱ上经过A 的速度小于经过B 的速度B ．在轨道Ⅱ上经过A 的动能小于在轨道Ⅰ上经过A 的动能C ．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D ．在轨道Ⅱ上经过A 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A 的加速度 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】本题考查人造地球卫星的变轨问题以及圆周运动各量随半径的变化关系．22v Mmm G r r=，得GM v r =的距离减小而增大，所以远地点的线速度比近地点的线速度小，v A <v B ，A 项正确；人造卫星从椭圆轨道Ⅱ变轨到圆形轨道Ⅰ，需要点火加速，发生离心运动才能实现，因此v A Ⅱ<v A Ⅰ，所以E KA Ⅱ<E KA Ⅰ，B 项正确；222Mm mr G T r π⎛⎫= ⎪⎝⎭，得234r T GM π=心距离越大，周期越大，因此T Ⅱ<T Ⅰ,C 项正确；人造卫星运动的加速度由万有引力提供，而不管在轨道Ⅱ还是在轨道Ⅰ，两者的受力是相等的，因此加速度相等，D 项错误．2．2020年也是我国首颗人造卫星“东方红一号”成功发射50周年。
1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星“东方红一号”，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km ，远地点高度约为2060km ；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km 的地球同步轨道上。
设东方红一号在近地点的加速度为1a ，线速度1v ，东方红二号的加速度为2a ，线速度2v ，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为3a ，线速度3v ，则下列大小关系正确的是（ ） A ．213a a a >> B ．123a a a >>C ．123v v v >>D ．321v v v >>【答案】BC 【解析】【分析】 【详解】AB ．对于两颗卫星公转，根据牛顿第二定律有2MmGma r = 解得加速度为2GMa r=，而东方红二号的轨道半径更大，则12a a >；东方红二号卫星为地球同步卫星，它和赤道上随地球自转的物体具有相同的角速度，由匀速圆周运动的规律 2a r ω=且东方红二号卫星半径大，可得23a a >，综合可得123a a a >>，故A 错误，B 正确；CD ．假设东方红一号卫星过近地点做匀速圆周运动的线速度为1v '，需要点火加速变为椭圆轨道，则11v v '>；根据万有引力提供向心力有 22Mm v G m r r= 得卫星的线速度GM v r=可知，东方红二号的轨道半径大，则12v v '>；东方红二号卫星为地球同步卫星，它和赤道上随地球自转的物体具有相同的角速度，由匀速圆周运动的规律有v r ω=且东方红二号卫星半径大，可得23v v >，综上可得1123v v v v '>>>，故C 正确，D 错误。
【单元练】内蒙古呼和浩特市高中物理必修2第七章【万有引力与宇宙航行】(含解析)
一、选择题1．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E 运行，在P 点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。
下列说法正确的是（ ）A ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的速度都相同B ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的加速度都相同C ．卫星在轨道1的任何位置都具有相同的加速度D ．卫星在轨道2的任何位置都具有相同的速度B 解析：BA ．卫星从轨道1在P 点加速才能进入轨道2，则卫星在轨道2上P 点的速度大于在轨道1上P 点的速度，A 错误；B ．根据2MmGma r = 解得2GMa r =可知，不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的加速度都相同，B 正确； C ．根据2MmGma r = 解得2GM a r=可知，卫星在轨道1的不同位置具有的加速度不同，C 错误；D ．卫星在轨道2的任何位置都具有相同大小的速度，但是方向不同，D 错误。
故选B 。
2．2020年12月17日，嫦娥五号成功返回地球，创造了我国到月球取土的伟大历史。
如图所示，嫦娥五号取土后，在P 点处由圆形轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ，以便返回地球。
已知嫦娥五号在圆形轨道Ⅰ的运行周期为T 1，轨道半径为R ；椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a ，经过P 点的速率为v ，运行周期为T 2。
已知月球的质量为M ，万有引力常量为G ，则（ ）A ．3132T T a R=B ．GMv a =C ．GMv R=D ．23214πR M GT = D解析：DA ．根据开普勒第三定律32r k T= 可得3132T T R a=故A 错误；B ．轨道Ⅱ是椭圆轨道，嫦娥五号在轨道运行时速度大小不断变化，故B 错误；C ．嫦娥五号在圆形轨道ⅠGMR，由圆形轨道Ⅰ转入椭圆轨道是需要点火加速，故GMv R>C 错误； D ．由22214GMm m R R T π= 可得23214πR M GT =故D 正确。
故选D 。
3．2013年6月20日，我国首次实现太空授课，航天员王亚平在飞船舱内与地面学生实时交流了51分钟。
包头市高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试(包含答案解析)
一、选择题1．如下图所示，惯性系S中有一边长为l的立方体，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上观察该立方体的形状是（）A ．B ．C ．D ．2．2020年10月22日，俄“联盟MS-16”载人飞船已从国际空间站返回地球，在哈萨克斯坦着陆。
若载人飞船绕地球做圆周运动的周期为090minT=，地球半径为R、表面的重力加速度为g，则下列说法正确的是（）A．飞船返回地球时受到的万有引力随飞船到地心的距离反比例增加B．飞船在轨运行速度一定大于7.9km/sC．飞船离地高度大于地球同步卫星离地高度D．该飞船所在圆轨道处的重力加速度为42 3416πR gT3．假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的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，则地球的半径为（）A．22()4g g Tπ-B．22()4g g Tπ+C．224g TπD．224gTπ4．如图所示的三个人造地球卫星，则说法正确的是（）A．卫星可能的轨道为a、b、cB．卫星可能的轨道为a、cC．同步卫星可能的轨道为a、cD．同步卫星可能的轨道为a、b5．通过观察冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。
假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。
这两个物理量可以是（）A．卫星的质量和线速度B．卫星的质量和轨道半径C．卫星的质量和角速度D．卫星的运行周期和轨道半径6．1789年英国物理学家卡文迪许测出引力常量G，因此卡文迪许被人们称为“能称出地球质量的人”。
若已知引力常量为G，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，地球上一个昼夜的时间为1T（地球自转周期），一年的时间为2T（地球公转周期），地球中心到月球中心的距离为1L，地球中心到太阳中心的距离为2L。
下列说法正确的是（）A．由以上数据不能求出地球的质量B．由以上数据不能求出太阳的质量C．由以上数据不能求出月球的质量D．由题中数据可求月球的密度7．电影《流浪地球》深受观众喜爱，地球最后找到了新的家园，是一颗质量比太阳大一倍的恒星。
【单元练】呼和浩特市第二中学高中物理必修2第七章【万有引力与宇宙航行】知识点复习(含解析)
一、选择题1．“木卫二”在离木星表面高h 处绕木星近似做匀速圆周运动，其公转周期为T ，把木星看作一质量分布均匀的球体，木星的半径为R ，万有引力常量为G 。
若有另一卫星绕木星表面附近做匀速圆周运动，则木星的质量和另一卫星的线速度大小分别为（ ）A ．()3222R h GTπ+ B ．()3222R h GT π+C ．()3224R h GTπ+D ．()3224R h GT π+ C 解析：C设木星的质量为M ，卫星的质量为m ，另一卫星的速度为v ，根据题中题中条件可知，另一卫星做圆周运动的半径为木星的半径R ；根据木星与卫星之间的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力有可知：2224GMm R h m R h T π+=+（）（），故可求得木星的质量 2324R h M GT π+=（）；根据 22GMm v m R R =，可求得另一卫星的速度：v ===C 选项正确，ABD 错误。
故选C 。
2．“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是（ ） A ．彗星绕太阳运动的角速度不变B ．彗星在近日点处的线速度大于远日点处的线速度C ．彗星在近日点处的加速度小于远日点处的加速度D ．彗星在近日点处的机械能小于远日点处的机械能B 解析：BA ．根据开普勒第二定律，可知，彗星绕太阳做椭圆运动时，轨道半径在相等时间内扫过的面积相等，要使面积相等，半径越小，在相等时间内彗星转过的圆心角越大，因此彗星的角速度越大，由此可知，彗星的角速度是变化的，故A 错误；B ．彗星绕太阳做椭圆运动时，轨道半径在相等时间内扫过的面积相等，要使面积相等，半径越小，在相等时间内，彗星转过的弧长越大，彗星的线速度越大，即在近日点，彗星的线速度大，故B 正确；C ．太阳与彗星的质量不变，在近日点两者间的距离小，由万有引力定律可知，彗星受到的引力大，由牛顿第二定律可知，力越大，加速度越大，所以彗星在近日点的加速度大于在远日点的加速度，故C 错误；D ．彗星绕太阳运行的过程中，只有万有引力做功，其机械能是守恒的，即彗星在近日点处的机械能等于远日点处的机械能，故D 错误。
内蒙古呼和浩特市回民中学第三章 相互作用——力单元测试卷 (word版,含解析)
一、第三章 相互作用——力易错题培优（难）1．如图所示，斜面体置于粗糙水平地面上，斜面体上方水平固定一根光滑直杆，直杆上套有一个滑块．滑块连接一根细线，细线的另一端连接一个置于斜面上的光滑小球．最初斜面与小球都保持静止，现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A 点，如果整个过程斜面保持静止，小球未滑离斜面，滑块滑动到A 点时细线恰好平行于斜面，则下列说法正确的是（ ）A ．斜面对小球的支持力逐渐减小B ．细线对小球的拉力逐渐增大C ．滑块受到水平向右的外力逐渐增大D ．水平地面对斜面体的支持力保持不变【答案】C【解析】【分析】【详解】AB ．对小球受力分析可知，沿斜面方向cos sin T mg αθ=在垂直斜面方向sin cos N F T mg αθ+=（其中α是细线与斜面的夹角，θ为斜面的倾角），现对滑块施加水平向右的外力使其缓慢向右滑动至A 点，α变小，则细线对小球的拉力T 变小，斜面对小球的支持力N F 变大，故A B 错误；C ．对滑块受力分析可知，在水平方向则有sin cos()cos()sin (cos tan sin )cos mg F T mg θαθαθθθαθα+=+==- 由于α变小，则有滑块受到水平向右的外力逐渐增大，故C 正确；D ．对斜面和小球为对象受力分析可知，在竖直方向则有sin()N mg Mg F T θα'+=++由于()αθ+变小，所以水平地面对斜面体的支持力逐渐增大，故D 错误。
故选C 。
2．内壁光滑的球体半径为R ，一长度小于直径的轻杆两端固定质量分别为m A 、m B 的小球A 、B 。
将轻秆置于球体内部后。
最终静止在图示位置不动，球心O 与轩在同一竖直平面内，过球心O 竖直向下的半径与杆的交点为M ，2R OM =。
下列判断正确的是（ ）A ．AB m m <B ．球体内壁对A 球的支持力A A 2N m g =C ．轻杆对B 球的支持力有可能小于B 球的重力D ．若增大m A ，θ角会增大 【答案】B【解析】【分析】【详解】 A ．假设两球质量相等，则杆应处于水平位置，现A 位于B 的下方，可知m A ＞m B ．故A 错误；B ．以A 球为研究对象，A 球受到重力m A g 、球体内壁对A 球的支持力N A 、杆的压力F 。
呼和浩特市高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试卷(有答案解析)
一、选择题1．2019年1月3日，“嫦娥四号”成为了全人类第一个在月球背面成功实施软着陆的探测器。
为了减小凹凸不平的月面可能造成的不利影响，“嫦娥四号”采取了近乎垂直的着陆方式，测得“嫦娥四号”近月环绕周期为T ，已知月球半径为R ，引力常量为G ，则下列说法正确的是（ ）A ．“嫦娥四号”着陆前的时间内处于失重状态B ．“嫦城四号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的速度为7.9 km/sC ．月球表面重力加速度224πRg T =D ．月球的密度为24πGT ρ=2．“嫦娥三号”是我国第一个月球软着陆无人探测器，当它在距月球表面为100m 的圆形轨道上运行时，周期为18mim 。
已知月球半径和引力常量，由此不能推算出（ ） A ．月球的质量 B ．“嫦娥三号”的质量C ．月球的第一宇宙速度D ．“嫦娥三号”在该轨道上的运行速度3．如图所示，甲、乙为两颗轨道在同一平面内的地球人造卫星，其中甲卫星的轨道为圆形，乙卫星的轨道为椭圆形，M 、N 分别为椭圆轨道的近地点和远地点，P 点为两轨道的一个交点，圆形轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等。
以下说法正确的是（ ）A ．卫星乙在M 点的线速度小于在N 点的线速度B ．卫星甲在P 点的线速度小于卫星乙在N 点的线速度C ．卫星甲的周期等于卫星乙的周期D ．卫星甲在P 点的加速度大于卫星乙在P 点的加速度4．“神舟十一号”飞船于2016年10月17日发射，对接“天宫二号”。
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 ，则飞船所在处的重力加速度大小为（ ）A ．0B ．()2GMR h + C ．()2GMmR h + D ．2GMh 5．根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动知识知：太阳对行星的引力F ∝2m，行星对太阳的引力F ′∝2Mr，其中M 、m 、r 分别为太阳质量、行星质量和太阳与行星间的距离。
下列说法正确的是( )A ．F 和F ′大小相等，是一对作用力与反作用力B ．F 和F ′大小相等，是一对平衡力C ．F 和F ′大小相等，是同一个力D ．由F ∝2m和F ′∝2M r知F :F ′=m :M 6．卫星甲、乙、丙在如图所示的三个椭圆轨道上绕地球运行，卫星甲和乙的运行轨道在Р点相切。
内蒙古高三物理 单元知识点测试29《万有引力定律》新人教版
内蒙古新人教版物理高三单元测试29：《万有引力定律》学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________须知事项：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〔选择题共45分〕一、选择题〔此题共15小题，每一小题3分，共45分。
在每一小题给出的四个选项中。
有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。
全部选对的得3分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分〕1.在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R．地面上的重力加速度为g，如此( )A．卫星运动的加速度为4gB．卫星运动的速度为gR2C．卫星运动的周期为gR24 D. 卫星的动能为mgR212.假设人造地球卫星均在高度不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，地球半径为R，质量为M，下述判断正确的答案是( )A．人造地球卫星匀速圆周运动的线速度都不超过V＝RGMB．人造地球卫星的运行周期都不超过T＝2πRGMRC.人造地球卫星的圆心必定与地心重合D．地球同步卫星可相对地面静止在的正上空3.2008年9月25日，我国利用“神州七号〞飞船将翟志刚、刘伯明、景海鹏三名宇航员送入太空。
设宇航员测出自己绕地球做匀速圆周运动的周期为T，离地高度为H，地球半径为R，如此根据T、H、R和引力常量G，能计算出的物理量是( )A．地球的质量 B．地球的平均密度C．飞船所需的向心力D．飞船线速度的大小4.我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建立空间站，如下列图，关闭动力的航天飞机在月球引力作用正向月球靠近，并将与空间站在B 处对接，空间站绕月轨道半经r ，周期T ，引力常量为G ，如下说法正确的答案是〔 〕A ．图中航天飞机正加速飞向B 处B ．航天飞机在B 处由椭圆轨道，进入空间站轨道必须点火减速C ．根据题中条件可以算出月球质量D ．根据题中条件可以算出空间站受到月球引力大小5.如图，地球赤道上的山丘e ，近地资源卫星p 和同步通信卫星q 均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。
内蒙古自治区呼和浩特市回民中学2020-2021学年高二物理月考试卷含解析
内蒙古自治区呼和浩特市回民中学2020-2021学年高二物理月考试卷含解析一、选择题：本题共5小题，每小题3分，共计15分．每小题只有一个选项符合题意1. 发生多普勒效应是因为A．波源的频率发生了变化B．波源的振幅发生了变化C．观察者接收的频率发生了变化 D．观察者接收的振幅发生了变化参考答案：C2. 如图所示，两块小木块A和B，中间夹上轻弹簧，用线扎在一起，放在光滑的水平台面上，烧断线，弹簧将木块A、B弹出，最后落到水平地面上，根据图中的有关数据，可以判定下列说法中正确的有（弹簧原长远小于桌面长度）：A．木块A先落到地面上B．弹簧推木块时，两木块加速度之比aA:aB=1:2C．从烧断线时到两木块滑离桌面前，两木块各自所受合冲量之比IA∶IB=l∶2D．两木块在空中飞行时所受的冲量之比IA′:IB′=2:1参考答案：3. 物体受到的合力的冲量的大小为6 N·s，这说明( )A. 物体的动量可能在减小B. 物体的动量可能在增大C. 物体的动量大小也可能不变D. 物体的动量大小一定变化参考答案：ABC【详解】若物体受到的冲量方向与速度方向相反，则物体的动量会减小；若物体受到的冲量方向与速度方向相同，则物体的动量会增加；若物体受到的冲量方向与速度方向垂直，则物体的动量会不变；故选项ABC正确，D错误.4. 穿过闭合回路的磁通量随时间t变化的图象分别如图①～④所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是A．图①中，回路产生的感应电动势恒定不变B．图②中，回路产生的感应电动势一直在变大C．图③中，回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于t1～t2时间内产生的感应电动势D．图④中，回路产生的感应电动势先变小再变大参考答案：D5. 关于液体的表面张力，下列说法正确的A．由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离小于r0B．由于液体的表面张力使表面层内液体分子间的平均距离大于r0C．产生表面张力的原因是表面层内液体分子间只有引力没有斥力D．表面张力使液体的表面有收缩的趋势参考答案：D二、填空题：本题共8小题，每小题2分，共计16分6. 如图所示为向右传播的一列简谐波在某一时刻的图象，已知波速为4.8 m/s，其他相关数据可由图中读出．那么，在传播过程中，质点P在1 s内通过的路程为__ ____m．参考答案：7. 如图所示，A、B、C、D是匀强电场中一正方形的四个顶点。
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一、第七章 万有引力与宇宙航行易错题培优（难）1．假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是( ) A ．地球的向心力变为缩小前的一半 B ．地球的向心力变为缩小前的C ．地球绕太阳公转周期与缩小前的相同D ．地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半 【答案】BC 【解析】A 、B 、由于天体的密度不变而半径减半，导致天体的质量减小，所以有：3/4328r MM ρπ⎛⎫==⎪⎝⎭ 地球绕太阳做圆周运动由万有引力充当向心力．所以有：//221G162M M M M G R R =⎛⎫ ⎪⎝⎭日日地地， B正确，A 错误； C 、D 、由//2/224G22M M R M T R π⎛⎫= ⎪⎝⎭⎛⎫ ⎪⎝⎭日地地，整理得：23?4T r GMπ=C 正确；D错误； 故选BC ．2．2020年也是我国首颗人造卫星“东方红一号”成功发射50周年。
1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星“东方红一号”，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km ，远地点高度约为2060km ；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km 的地球同步轨道上。
设东方红一号在近地点的加速度为1a ，线速度1v ，东方红二号的加速度为2a ，线速度2v ，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为3a ，线速度3v ，则下列大小关系正确的是（ ） A ．213a a a >> B ．123a a a >>C ．123v v v >>D ．321v v v >>【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB ．对于两颗卫星公转，根据牛顿第二定律有2MmGma r = 解得加速度为2GMa r =，而东方红二号的轨道半径更大，则12a a >；东方红二号卫星为地球同步卫星，它和赤道上随地球自转的物体具有相同的角速度，由匀速圆周运动的规律 2a r ω=且东方红二号卫星半径大，可得23a a >，综合可得123a a a >>，故A 错误，B 正确；CD ．假设东方红一号卫星过近地点做匀速圆周运动的线速度为1v '，需要点火加速变为椭圆轨道，则11v v '>；根据万有引力提供向心力有 22Mm v G m r r=得卫星的线速度v =可知，东方红二号的轨道半径大，则12v v '>；东方红二号卫星为地球同步卫星，它和赤道上随地球自转的物体具有相同的角速度，由匀速圆周运动的规律有v r ω=且东方红二号卫星半径大，可得23v v >，综上可得1123v v v v '>>>，故C 正确，D 错误。
故选BC 。
3．2020年5月24日，中国航天科技集团发文表示，我国正按计划推进火星探测工程，瞄准今年7月将火星探测器发射升空。
假设探测器贴近火星地面做匀速圆周运动时，绕行周期为T ，已知火星半径为R ，万有引力常量为G ，由此可以估算（ ） A ．火星质量 B ．探测器质量 C ．火星第一宇宙速度 D ．火星平均密度【答案】ACD 【解析】 【分析】本题考查万有引力与航天，根据万有引力提供向心力进行分析。
【详解】A ．由万有引力提供向心力2224Mm G m R R Tπ= 可求出火星的质量2324R M GT π=故A 正确；B ．只能求出中心天体的质量，不能求出探测器的质量，故B 错误；C ．由万有引力提供向心力，贴着火星表面运行的环绕速度即火星的第一宇宙速度，即有22Mm v G m R R= 求得2Rv Tπ==故C 正确；D ．火星的平均密度为232234343R M GT V GT R ππρπ=== 故D 正确。
故选ACD 。
4．宇宙中两颗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,而不至于因万有引力的作用吸引到一起．设两者的质量分别为m 1和m 2且12m m >则下列说法正确的是( )A ．两天体做圆周运动的周期相等B ．两天体做圆周运动的向心加速度大小相等C ． m 1的轨道半径大于m 2的轨道半径D ． m 2的轨道半径大于m 1的轨道半径 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】A ．双星围绕两者连线上的某一点做匀速圆周运动，故两者周期相同，所以A 正确；B ．双星间万有引力提供各自圆周运动的向心力有m 1a 1=m 2a 2因为两星质量不等，故其向心加速度不等，所以B 错误； CD ．双星圆周运动的周期相同故角速度相同，即有m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2所以m 1r 1=m 2r 2，又因为m 1＞m 2，所以r 1＜r 2，所以C 错误，D 正确。
故选AD 。
5．如图所示，a 为地球赤道上的物体，b 为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c 为地球同步卫星。
关于a 、b 、c 做匀速圆周运动的说法正确的是（ ）A ．向心力关系为F a >F b >F cB ．周期关系为T a =T c <T bC ．线速度的大小关系为v a <v c <v bD ．向心加速度的大小关系为a a <a c <a b【答案】CD 【解析】 【分析】 【详解】A ．三颗卫星的质量关系不确定，则不能比较向心力大小关系，选项A 错误；B ．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期，即a c T T =卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得2224πGMm m r r T= 得32πr T GM=由于c b r r >，则c b T T >所以a cb T T T =>故B 错误；C ．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，即a c ωω=由于a c r r >，根据v r ω=可知c a v v >卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得22GMm v m r r= 得GMv r=由于c b r r >，则c b v v <所以b c a v v v >>故C 正确；D ．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，即a c ωω=由于a c r r >，根据2a r ω=可知c a a a >卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得2GMmma r= 得2GMa r =由于c b r r >，则c b a a <所以b c a a a a >>故D 正确。
故选CD 。
6．我国探月探测器“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射升空，此飞行轨道示意图如图所示，探测器从地面发射后奔向月球，在P 点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，Q 为轨道Ⅱ上的近月点。
下列关于“嫦娥三号”的运动，正确的说法是（ ）A ．在轨道Ⅱ上经过P 的速度小于在轨道Ⅰ上经过P 的速度B ．在轨道Ⅱ上经过P 的加速度小于在轨道Ⅰ上经过P 的加速度C ．发射速度一定大于7.9 km/sD ．在轨道Ⅱ上从P 到Q 的过程中速率不断增大 【答案】ACD 【解析】 【分析】 【详解】A ．从轨道Ⅰ上的P 点进入轨道Ⅱ需减速，使得万有引力大于向心力，做近心运动，所以轨道Ⅱ上经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度，故A正确；B．在两个轨道上在P点所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律知，在轨道Ⅱ上经过P的加速度等于于在轨道Ⅰ上经过P的加速度，故B错误；C．地球的第一宇宙速度为7.9km/s，这是发射卫星的最小速度，发射速度如果等于7.9km/s，卫星只能贴近地球表面飞行，要想发射到更高的轨道上，发射速度应大于7.9km/s，故C正确；D．在轨道Ⅱ上运动过程中，只受到月球的引力，从P到Q的过程中，引力做正功，动能越来越大，速率不断增大，故D正确。
故选ACD。
7．电影《流浪地球》讲述的是面对太阳快速老化膨胀的灾难，人类制定了“流浪地球”计划，这首先需要使自转角速度大小为ω的地球停止自转，再将地球推移出太阳系到达距离太阳最近的恒星（比邻星）。
为了使地球停止自转，设想的方案就是在地球赤道上均匀地安装N台“喷气”发动机，如图所示（N较大，图中只画出了4个）。
假设每台发动机均能沿赤道的切线方向提供大小恒为F的推力，该推力可阻碍地球的自转。
已知描述地球转动的动力学方程与描述质点运动的牛顿第二定律方程F=ma具有相似性，为M=Iβ，其中M 为外力的总力矩，即外力与对应力臂乘积的总和，其值为NFR；I为地球相对地轴的转动惯量；β为单位时间内地球的角速度的改变量。
将地球看成质量分布均匀的球体，下列说法中正确的是（）A．在M=Iβ与F=ma的类比中，与质量m对应的物理量是转动惯量I，其物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度B．地球自转刹车过程中，赤道表面附近的重力加速度逐渐变小C．地球停止自转后，赤道附近比两极点附近的重力加速度大D．地球自转刹车过程中，两极点的重力加速度逐渐变大E.这些行星发动机同时开始工作，使地球停止自转所需要的时间为I NFF.若发动机“喷气”方向与地球上该点的自转线速度方向相反，则地球赤道地面的人可能会“飘”起来G.在M=Iβ与F =ma 的类比中，力矩M 对应的物理量是m ，其物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度 H.β的单位应为rad/sI.β-t 图象中曲线与t 轴围成的面积的绝对值等于角速度的变化量的大小 J.地球自转刹车过程中，赤道表面附近的重力加速度逐渐变大K.若停止自转后，地球仍为均匀球体，则赤道处附近与极地附近的重力加速度大小没有差异【答案】AFIJK 【解析】 【分析】 【详解】A ．I 为刚体的“转动惯量”，与平动中的质量m 相对应，表征刚体转动状态改变的难易程度，故在本题中的物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度，故A 正确； BJ ．地球自转刹车过程中，万有引力提供赤道表面附近的重力加速度和物体做圆周运动的向心力，则22MmGmg m r rω-=故赤道表面附近的重力加速度逐渐增大，故B 错误，J 正确；C ．地球视为均匀球体地球停止自转后，万有引力提供重力加速度，故赤道附近和两极点附近的重力加速度一样大，故C 错误；D ．地球自转刹车过程中，；两极点处万有引力提供重力加速度，故两极点的重力加速度保持不变，故D 错误； EHI ．由题意可知M I β=，M NFR =解得NFR Iβ=且t tωωβ∆-==∆ 故β的单位为2rad/s ，由β的定义式可知，β-t 图象中曲线与t 轴围成的面积的绝对值等于角速度的变化量的大小，且联立解得I t NFRω=故EH 错误，I 正确；F ．若发动机“喷气”方向与地球上该点的自转线速度方向相反，则地球的自转角速度变大，则人跟地球一起做圆周运动所需的向心力变大，当万有引力不足以提供向心力时，人会飘起来，故F 正确；G ．在M=Iβ与F =ma 的类比中，力矩M 对应的物理量是F ，表征外力对刚体的转动效果，故G 错误；故选AFIJK 。