万有引力与航天单元检测(二)
高中物理必修二《万有引力与航天》单元测试题(最新整理含答案)
高中物理必修二《万有引力与航天》单元测试题(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分)1.某行星绕太阳运动的轨道如图所示，则以下说法不正确的是()A．太阳一定在椭圆的一个焦点上B．该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都大C．该行星在c点的速度比在a、b两点的速度都大D．行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的2．地球对物体的引力大小等于物体对地球的引力，但我们总是看到物体落向地球而地球并不向物体运动，这是因为()A．万有引力定律不适用于地球和物体B．牛顿第三定律不适用于地球和物体C．以地球上的物体作为参考系，看不到地球向物体运动，如果以太阳为参考系，就可以看到地球向物体运动D．地球的质量太大，产生的加速度很小，即便以太阳为参照物，也看不到地球向物体运动3．有一质量分布均匀的球状行星，设想把一物体放在该行星的中心位置，则此物体与该行星间的万有引力是()A．零B．无穷大C．无穷小D．无法确定4．宇宙飞船进入一个围绕太阳运动的近乎圆形的轨道上运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是() A．3年B．9年C．27年D．81年5．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，则可用下列哪一式来估算地球的密度()A.3g4πRG B.3g4πR2GC.gRG D.gR2G6．英国《每日邮报》称，英国学者通过研究确认“超级地球”“格利泽581d”的体积约为地球体积的27倍，密度约为地球密度的13.已知地球表面的重力加速度为g，地球的第一宇宙速度为v，将“格利泽581d”视为球体，可估算() A．“格利泽581d”表面的重力加速度为2gB．“格利泽581d”表面的重力加速度为3gC．“格利泽581d”的第一宇宙速度为2vD．“格利泽581d”的第一宇宙速度为3v7．冥王星与其附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1 7B．角速度大小约为卡戎的1 7C．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8．如果火星的质量为地球质量的19，火星的半径为地球半径的12.那么关于火星探测器，下列说法中正确的是()A．探测器的发射速度只有达到了第三宇宙速度才可以发射成功B．火星的密度是地球密度的8 9C．探测器在火星表面上的重力是在地球表面上重力的2 9D．火星探测器环绕火星运行的最大速度为绕地球运行的第一宇宙速度的2倍9．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．下列说法正确的是()A ．太阳对各小行星的引力相同B ．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C ．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D ．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值10．如图所示，a 为放在赤道上随地球一起自转的物体，b 为同步卫星，c 为一般卫星，d 为极地卫星．设b 、c 、d 三卫星距地心的距离均为r ，做匀速圆周运动．则下列说法正确的是( )A ．a 、b 、c 、d 线速度大小相等B ．a 、b 、c 、d 角速度大小相等C ．a 、b 、c 、d 向心加速度大小相等D ．若b 卫星升到更高圆轨道上运动，则b 仍可能与a 物体相对静止二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分)11．质量为m 的人造地球卫星，在半径为r 的圆轨道上绕地球运行时，其线速度为v ，角速度为ω，取地球质量为M ，当这颗人造地球卫星在轨道半径为2r 的圆轨道上绕地球运行时，则( )A ．根据公式v ＝GM r ，可知卫星运动的线速度将减少到v 2B ．根据公式F ＝m v 2r ，可知卫星所需的向心力将减小到原来的12C ．根据公式ω＝v r ，可知卫星的角速度将减小到ω2D ．根据F ＝G Mm r 2，可知卫星的向心力减小为原来的1412．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，向心加速度为a 1，b 处于地面附近近地轨道上，正常运行速度为v 1，c 是地球同步卫星，离地心距离为r，运行速率为v2，加速度为a2，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如下图，地球的半径为R，则有()A．a的向心加速度等于重力加速度gB．d的运动周期有可能是20小时C.a1a2＝RrD.v1v2＝r R13．如图所示为一卫星绕地球运行的轨道示意图，O点为地球球心，已知引力常量为G，地球质量为M，OA＝R，OB＝4R，下列说法正确的是()A．卫星在A点的速率v A＝GM RB．卫星在B点的速率v B＜Gm 4RC．卫星在A点的加速度a A＝GM R2D．卫星在B点的加速度a B＜GM 16R214.由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在三角形所在平面内以相同角速度做匀速圆周运动．如图所示，三颗星体的质量均为m，三角形的边长为a，引力常量为G，下列说法正确的是()A．每个星体受到引力大小均为3Gm2 a2B．每个星体的角速度均为3Gm a3C．若a不变，m是原来的两倍，则周期是原来的1 2D．若m不变，a是原来的4倍，则线速度是原来的1 2三、非选择题(本题共4小题，共46分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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) 15．(10分)设想着陆器完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱，其过程如图所示．设轨道舱的质量为m，月球表面的重力加速度为g，月球的半径为R，轨道舱到月球中心的距离为r，引力常量为G，试求：(1)月球的质量；(2)轨道舱的速度和周期．16．(12分)某航天飞机在地球赤道上空飞行，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，在某时刻航天飞机通过赤道上某建筑物的上方，求它下次通过该建筑物上方所需的时间．17．(12分)人造地球卫星P绕地球球心做匀速圆周运动，已知P卫星的质量为m，距地球球心的距离为r，地球的质量为M，引力常量为G，求：(1)卫星P与地球间的万有引力的大小；(2)卫星P的运行周期；(3)现有另一地球卫星Q，Q绕地球运行的周期是卫星P绕地球运行周期的8倍，且P、Q的运行轨迹位于同一平面内，如图所示，求卫星P、Q在绕地球运行过程中，两卫星间相距最近时的距离．18．(12分)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v0抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡另一点Q上，斜坡的倾角α，已知该星球的半径为R ，引力常量为G ，已知球的体积公式是V ＝43πR 3.求：(1)该星球表面的重力加速度g ；(2)该星球的密度；(3)该星球的第一宇宙速度．高中物理必修二《万有引力与航天》单元测试题参考答案一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分)1.某行星绕太阳运动的轨道如图所示，则以下说法不正确的是()A．太阳一定在椭圆的一个焦点上B．该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都大C．该行星在c点的速度比在a、b两点的速度都大D．行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的解析：由开普勒第一定律知，太阳一定位于椭圆的一个焦点上，A正确；由开普勒第二定律知太阳与行星的连线在相等时间内扫过的面积是相等的，因为a 点与太阳的连线最短，b点与太阳的连线最长，所以行星在a点速度最大，在b 点速度最小，选项B、D正确，C错误．答案：C2．地球对物体的引力大小等于物体对地球的引力，但我们总是看到物体落向地球而地球并不向物体运动，这是因为()A．万有引力定律不适用于地球和物体B．牛顿第三定律不适用于地球和物体C．以地球上的物体作为参考系，看不到地球向物体运动，如果以太阳为参考系，就可以看到地球向物体运动D．地球的质量太大，产生的加速度很小，即便以太阳为参照物，也看不到地球向物体运动解析：万有引力是普遍适用的，A错误．两物体之间的万有引力也是一对作用力与反作用力，同样遵循牛顿第三定律，B错误．地球的质量太大，产生的加速度很小，即便以太阳为参照物，也看不到地球向物体运动，C错误，D正确．答案：D3．有一质量分布均匀的球状行星，设想把一物体放在该行星的中心位置，则此物体与该行星间的万有引力是()A．零B．无穷大C．无穷小D．无法确定解析：许多同学做此题时，直接将r＝0代入公式F＝GMmr2，得出F为无穷大的错误结论．这是因为当物体位于行星中心时，行星不能再视为质点．如图所示，将行星分成若干关于球心O对称的质量小块，其中每一小块均可视为质点．现取同一直径上关于O对称的两个小块m、m′，它们对球心处物体的万有引力大小相等，方向相反，其合力为零．由此推广到行星中所有的其他质量小块．因此行星与物体间存在着万有引力，但这些力的合力为零．故正确选项为A.答案：A4．宇宙飞船进入一个围绕太阳运动的近乎圆形的轨道上运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是() A．3年B．9年C．27年D．81年解析：开普勒第三定律中的公式R3T2＝k，解得：T＝R3k.一颗小行星围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是地球轨道半径的9倍，小行星绕太阳运行的周期是地球周期的27倍，即小行星绕太阳运行的周期是27年．故选C.答案：C5．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，则可用下列哪一式来估算地球的密度()A.3g4πRG B.3g4πR2GC.gRG D.gR2G解析：对于地面上的物体，有mg＝GMmR2，又知M＝43πR3ρ，整理得ρ＝3g4πRG，A正确．答案：A6．英国《每日邮报》称，英国学者通过研究确认“超级地球”“格利泽581d”的体积约为地球体积的27倍，密度约为地球密度的13.已知地球表面的重力加速度为g ，地球的第一宇宙速度为v ，将“格利泽581d ”视为球体，可估算( )A ．“格利泽581d ”表面的重力加速度为 2gB ．“格利泽581d ”表面的重力加速度为 3gC ．“格利泽581d ”的第一宇宙速度为 2vD ．“格利泽581d ”的第一宇宙速度为 3v解析：由万有引力与重力关系有：GMm R 2＝mg ，M ＝ρV ，V ＝43πR 3，解三式得：g ＝43G πρR .由“格利泽”与地球体积关系及体积公式可知，格利泽半径为地球半径的3倍，由题意可知，格利泽表面的重力加速度与地球表面的重力加速度相等，A 、B 项错；由第一宇宙速度定义式v ＝gR 可知，格利泽的第一宇宙速度为3v ，C 项错，D 项正确．答案：D7．冥王星与其附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17B ．角速度大小约为卡戎的17C ．线速度大小约为卡戎的7倍D ．向心力大小约为卡戎的7倍解析：做双星运动的星体相互间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，即F 万＝m 1ω2r 1＝m 2ω2r 2，得m 1m 2＝r 2r 1，故A 正确；双星运动的角速度相同，故B 错误；由v ＝ωr 可知冥王星的线速度为卡戎的17，故C 错误；两星间的向心力为两者间的万有引力且等值反向，故D 错误．答案：A8．如果火星的质量为地球质量的19，火星的半径为地球半径的12.那么关于火星探测器，下列说法中正确的是( )A ．探测器的发射速度只有达到了第三宇宙速度才可以发射成功B ．火星的密度是地球密度的89C ．探测器在火星表面上的重力是在地球表面上重力的29D ．火星探测器环绕火星运行的最大速度为绕地球运行的第一宇宙速度的2倍解析：探测器发射速度达到第二宇宙速度即可，A 错；ρ＝M43πR3，ρ火ρ地＝M 火M 地·⎝ ⎛⎭⎪⎫R 地R 火3＝19×8＝89，B 对；由GMm R 2＝mg 知g 火g 地＝M 火M 地·⎝ ⎛⎭⎪⎫R 地R 火2＝19×4＝49，C 错；由GMmR 2＝m v 2R 得v ＝GM R ，v 火v 地＝M 火M 地·R 地R 火＝19×2＝29，D 错．答案：B9．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．下列说法正确的是( )A ．太阳对各小行星的引力相同B ．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C ．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D ．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值 解析：根据万有引力定律F ＝G Mmr 2可知，由于各小行星的质量和各小行星到太阳的距离不同，万有引力不同，选项A 错误；设太阳的质量为M ，小行星的质量为m ，由万有引力提供向心力则G Mm r 2＝m 4π2T 2r ，则各小行星做匀速圆周运动的周期T ＝2πr 3GM ，因为各小行星的轨道半径r 大于地球的轨道半径．所以各小行星绕太阳运动的周期均大于地球的周期(一年)，选项B 错误；向心加速度a ＝F m ＝G Mr 2，内侧小行星到太阳的距离小，向心加速度大，选项C 正确；由G Mm r 2＝m v 2r 得小行星的线速度v ＝GMr ，小行星做圆周运动的轨道半径大于地球的公转轨道半径，线速度小于地球绕太阳公转的线速度，选项D 错误．答案：C10．如图所示，a 为放在赤道上随地球一起自转的物体，b 为同步卫星，c 为一般卫星，d 为极地卫星．设b 、c 、d 三卫星距地心的距离均为r ，做匀速圆周运动．则下列说法正确的是( )A ．a 、b 、c 、d 线速度大小相等B ．a 、b 、c 、d 角速度大小相等C ．a 、b 、c 、d 向心加速度大小相等D ．若b 卫星升到更高圆轨道上运动，则b 仍可能与a 物体相对静止 解析：a 、b 比较，角速度相等，由v ＝ωr ，可知v a ＜v b ，根据线速度公式v ＝GMr ，b 、c 、d 为卫星，轨道半径相同，线速度大小相等，故A 错误；根据ω＝GMr 3，b 、c 、d 为卫星，轨道半径相同，角速度大小相等，a 、b 比较，角速度相等，所以a 、b 、c 、d 角速度大小相等，故B 正确；a 、b 比较，角速度相等，由a ＝ω2r ，a a ＜a b ，根据向心加速度大小公式a ＝GMr 2，b 、c 、d 为卫星，轨道半径相同，向心加速度大小相等，故C 错误；b 为同步卫星，若b 卫星升到更高圆轨道上运动，周期发生变化，b 不可能与a 物体相对静止，故D 错误．故选B.答案：B二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分)11．质量为m 的人造地球卫星，在半径为r 的圆轨道上绕地球运行时，其线速度为v ，角速度为ω，取地球质量为M ，当这颗人造地球卫星在轨道半径为2r 的圆轨道上绕地球运行时，则( )A ．根据公式v ＝GMr ，可知卫星运动的线速度将减少到v 2B ．根据公式F ＝m v 2r ，可知卫星所需的向心力将减小到原来的12C ．根据公式ω＝vr ，可知卫星的角速度将减小到ω2 D ．根据F ＝G Mm r 2，可知卫星的向心力减小为原来的14解析：人造地球卫星绕地球运行时，由万有引力提供向心力，则有G Mmr 2＝m v 2r ，得v ＝GMr ，则知卫星运动的线速度将减小到v 2，故A 正确；卫星运动的线速度将减小到v 2，轨道半径增大到原来的2倍，根据公式F ＝m v 2r ，可知卫星所需的向心力将减小到原来的14，故B 错误；卫星运动的线速度将减小到v 2，轨道半径增大到原来的2倍，根据公式ω＝vr ，可知卫星的角速度将减小到ω22，故C 错误；根据F ＝G Mmr 2，M 和m 不变，r 变为原来的2倍，可知卫星的向心力减小为原来的14，故D 正确．答案：AD12．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，向心加速度为a 1，b 处于地面附近近地轨道上，正常运行速度为v 1，c 是地球同步卫星，离地心距离为r ，运行速率为v 2，加速度为a 2，d 是高空探测卫星，各卫星排列位置如下图，地球的半径为R ，则有( )A ．a 的向心加速度等于重力加速度gB ．d 的运动周期有可能是20小时 C.a 1a 2＝R rD.v 1v 2＝r R解析：地球同步卫星c 的周期与地球自转周期相同，角速度相同，则知a 与c 的角速度相同，根据a ＝ω2r ，知c 的向心加速度大；由ma ＝G Mm r 2，得a ＝GMr 2，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星的向心加速度小于b 的向心加速度，而b 的向心加速度约为g ，故知a 的向心加速度小于重力加速度g ，故A 错误．由开普勒第三定律R 3T 2＝k 知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d 的运动周期大于c 的周期24 h ，故B 错误．a 、c 的角速度相同，由a ＝ω2r 知a 1a 2＝R r ，故C 正确．根据G Mmr 2＝m v 2r ，解得v ＝GMr ，则得v 1v 2＝rR ，故D 正确．答案：CD13．如图所示为一卫星绕地球运行的轨道示意图，O 点为地球球心，已知引力常量为G ，地球质量为M ，OA ＝R ，OB ＝4R ，下列说法正确的是( )A ．卫星在A 点的速率v A ＝ GM RB ．卫星在B 点的速率v B ＜Gm 4RC ．卫星在A 点的加速度a A ＝GMR 2 D ．卫星在B 点的加速度a B ＜GM16R 2解析：卫星在圆轨道上运行时，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：G MmR 2＝ma ＝m v 2R ，解得：v ＝GM R ，a ＝GMR 2. 卫星经过椭圆轨道的A 点时，由于万有引力小于向心力，故做离心运动，故：G MmR 2＜m v 2R ，解得：v ＞GMR ，故A 错误．卫星经过椭圆轨道的B 点时，由于万有引力大于向心力，故做向心运动，故：G Mm（4R ）2＞m v 24R ，解得：v ＜ GM4R ，故B 正确．根据牛顿第二定律，卫星在A 点的加速度：a A ＝GMR 2，故C 正确．根据牛顿第二定律，卫星在B 点的加速度a B ＝GM16R 2，故D 错误．答案：BC14.由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O 在三角形所在平面内以相同角速度做匀速圆周运动．如图所示，三颗星体的质量均为m ，三角形的边长为a ，引力常量为G ，下列说法正确的是( )A ．每个星体受到引力大小均为3Gm 2a 2 B ．每个星体的角速度均为3Gm a 3C ．若a 不变，m 是原来的两倍，则周期是原来的12 D ．若m 不变，a 是原来的4倍，则线速度是原来的12 解析：对任意一个星体，受力分析如图所示，有F 1＝G m 2a 2，F 2＝G m 2a 2，每个星体受到的引力为F ＝2F 1cos 30°＝3G m 2a 2，故A 错误；由几何关系可知，每个星体绕中心做匀速圆周运动的半径r ＝3a 3，根据万有引力提供向心力，有3G m 2a 2＝mω2·33a ，解得ω＝3Gma 3，故B 正确；对每个星体，根据万有引力提供向心力，有3G m 2a 2＝m 4π2T 2·3a3，解得T ＝2πa 33Gm ，若a 不变，m 是原来的两倍，则周期是原来的22，故C 错误；对每个星体，根据万有引力提供向心力，有3G m 2a 2＝m v 23a 3，解得v ＝Gma ，若m 不变，a 是原来的4倍，则线速度是原来的12，故D 正确．答案：BD三、非选择题(本题共4小题，共46分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，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)15．(10分)设想着陆器完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱，其过程如图所示．设轨道舱的质量为m ，月球表面的重力加速度为g ，月球的半径为R ，轨道舱到月球中心的距离为r ，引力常量为G ，试求：(1)月球的质量； (2)轨道舱的速度和周期．解析：(1)设月球的质量为M ，则在月球表面 G Mm R 2＝mg ，得月球质量M ＝g R 2G .(2)设轨道舱的速度为v ，周期为T ，则G Mmr 2＝m v 2r ，解得v ＝Rg r .G Mm r 2＝m 4π2T 2r ，解得T ＝2πr R r g . 答案：(1)g R 2G (2)Rg r 2πr Rr g16．(12分)某航天飞机在地球赤道上空飞行，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 ，在某时刻航天飞机通过赤道上某建筑物的上方，求它下次通过该建筑物上方所需的时间．解析：用ω表示航天飞机的角速度，用m 、M 分别表示航天飞机及地球的质量，则有GMmr 2＝mrω2.航天飞机在地面上，有G MmR 2＝mg . 联立解得ω＝gR 2r 3.若ω＞ω0，即航天飞机高度低于同步卫星高度，用t 表示所需时间， 则ωt －ω0t ＝2π.所以t ＝2πω－ω0＝2πgR 2r 3－ω0.若ω＜ω0，即航天飞机高度高于同步卫星高度，用t 表示所需时间，则ω0t －ωt ＝2π.所以t ＝2πω0－ω＝2πω0－gR 2r 3. 答案：2πgR 2r 3－ω0或2πω0－ gR 2r 317．(12分)人造地球卫星P 绕地球球心做匀速圆周运动，已知P 卫星的质量为m ，距地球球心的距离为r ，地球的质量为M ，引力常量为G ，求：(1)卫星P 与地球间的万有引力的大小；(2)卫星P 的运行周期；(3)现有另一地球卫星Q ，Q 绕地球运行的周期是卫星P 绕地球运行周期的8倍，且P 、Q 的运行轨迹位于同一平面内，如图所示，求卫星P 、Q 在绕地球运行过程中，两卫星间相距最近时的距离．解析：(1)卫星P 与地球间的万有引力F ＝G Mm r 2. (2)由万有引力定律及牛顿第二定律，有G Mmr 2＝m 4π2T 2r ， 解得T ＝2πr 3GM .(3)对P 、Q 两卫星，由开普勒第三定律，可得 r 3T 2＝r 3QT 2Q，又T Q ＝8T ， 因此r Q ＝4r .P 、Q 两卫星和地球共线且P 、Q 位于地球同侧时距离最近，故最近距离为d ＝3r .答案：(1)G Mmr 2 (2)2πr 3GM (3)3r18．(12分)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 落到斜坡另一点Q 上，斜坡的倾角α，已知该星球的半径为R ，引力常量为G ，已知球的体积公式是V ＝43πR 3.求：(1)该星球表面的重力加速度g ； (2)该星球的密度； (3)该星球的第一宇宙速度．解析：(1)小球在斜坡上做平抛运动时： 水平方向上：x ＝v 0t ，① 竖直方向上：y ＝12gt 2，②由几何知识tan α＝yx ，③ 由①②③式得g ＝2v 0tan αt.(2)对于星球表面的物体m 0，有G Mm 0R 2＝m 0g . 又V ＝43πR 3.故ρ＝M V ＝3v 0tan α2πRtG .(3)该星球的第一宇宙速度等于它的近地卫星的运动速度，故G MmR 2＝m v 2R ， 又GM ＝gR 2， 解得v ＝2v 0R tan αt. 答案：(1)2v 0tan αt (2)3v 0tan α2πRtG (3)2v 0R tan αt。
高考物理新力学知识点之万有引力与航天基础测试题(2)
高考物理新力学知识点之万有引力与航天基础测试题(2)一、选择题1．2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行．与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的： （ ） A ．周期变大B ．速率变大C ．动能变大D ．向心加速度变大2．设宇宙中某一小行星自转较快，但仍可近似看作质量分布均匀的球体，半径为R ．宇航员用弹簧测力计称量一个相对自己静止的小物体的重量，第一次在极点处，弹簧测力计的读数为F 1＝F 0；第二次在赤道处，弹簧测力计的读数为F 2＝02F ．假设第三次在赤道平面内深度为2R的隧道底部，示数为F 3；第四次在距行星表面高度为R 处绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中，示数为F 4．已知均匀球壳对壳内物体的引力为零，则以下判断正确的是( ) A ．F 3＝04F ，F 4＝04F B ．F 3＝04F ，F 4＝0 C ．F 3＝154F ，F 4＝0 D ．F 3＝04F ，F 4＝04F3．在地球同步轨道上等间距布置三颗地球同步通讯卫星，就可以让地球赤道上任意两位置间实现无线电通讯，现在地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6．6倍。
假设将来地球的自转周期变小，但仍要仅用三颗地球同步卫星实现上述目的，则地球自转的最小周期约为 A ．5小时B ．4小时C ．6小时D ．3小时4．关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是（ ） A ．它的轨道可以是椭圆B ．各国发射的这种卫星轨道半径都一样C ．它不一定在赤道上空运行D ．它运行的线速度一定大于第一宇宙速度5．如图为中国月球探测工程的形象标志，象征着探测月球的终极梦想。
假想人类不断向月球“移民”，经过较长时间后，月球和地球仍可视为均匀球体，地球的总质量仍大于月球的总质量，月球仍按原轨道运行，则以下说法中正确的是（ ）A ．月地之间的万有引力将变大B ．月球绕地球运动的周期将变小C ．月球绕地球运动的向心加速度将变大D ．月球表面的重力加速度将变小6．设想把质量为m 的物体放置地球的中心，地球质量为M ，半径为R ，则物体与地球间的万有引力是（ ） A ．零B ．无穷大C ．2MmGRD ．无法确定7．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，然后经点火将卫星送入椭圆轨道2，然后再次点火，将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q 点，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，下列说法中正确的是( ).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上的角速度大于在轨道1上的角速度C ．卫星在轨道1上经过Q 点时的加速度大于它在轨道2上经过Q 点时的加速度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 8．如图所示，“天舟一号”处于低轨道，“天宫二号”处于高轨道，则（ ）A ．“天舟一号”的向心加速度小于“天宫二号”的向心加速度B ．“天舟一号”的角速度等于“天宫二号”的角速度C ．“天舟一号”的周期大于“天宫二号”的周期D ．“天舟一号”和“天宫二号”的向心力都由万有引力提供9．因“光纤之父”高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。
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。
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＝.。
万有引力与航天--2-- word答案
万有引力与航天（二）基础题：1、关于地球的第一宇宙速度,下列说法中正确的是( B C )B 、它是近地圆形轨道上人造卫星的运行速度C 、它是能使卫星进入近地轨道的最小发射速度D 、它是能使卫星进入轨道的最大发射速度2、当人造卫星进入轨道作匀速圆周运动后，下列叙述不正确的是（ C ）A 、在任何轨道上运动时，地球球心都在卫星的轨道平面内B 、卫星运动速度一定不超过7.9km/sC 、卫星内的物体仍受重力作用，并可用弹簧秤直接测出所受重力的大小D 、卫星运行时的向心加速度等于卫星轨道所在处的重力加速度3、已知引力常量G 、月球中心到地球中心的距离R 和月球绕地球运行的周期T 。
仅利用 这三个数据，可以估算出的物理量有 ( B D )A ．月球的质量B ．地球的质量C ．地球的半径D ．月球绕地球运行速度的大小4、1970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元。
“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点M 和远地点N 的高度分别为439km 和2384km ，则（ B C ）A 、卫星在M 点的势能大于N 点的势能B 、卫星在M 点的角速度大于N 点的角速度C 、卫星在M 点的加速度大于N 点的加速度D 、卫星在N 点的速度大于7.9km/s5、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( C )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，卫星周期与卫星质量有关C ．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D ．在绕月轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力中等题6、已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390，月球绕地球旋转的周期约为27天.利用上述数据以及日常的天文知识，可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为（ B ）A. 0.2B. 2C. 20D. 200 M N 地球7、英国《新科学家（New Scientist ）》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R 约45km ，质量M和半径R 的关系满足Gc R M 22=（其中c 为光速，G 为引力常量），则该黑洞表面引力加速度的数量级为 ( C )A ．8210m/sB ．10210m/sC ．12210m/sD ．14210m/s 8、一行星绕恒星作圆周运动。
高中物理 第六章 万有引力与航天练习卷 2
第六章章末测试卷[时间：90分钟满分:100分]一、选择题(本题共14小题,每小题4分，共56分，每小题至少有一个选项正确,全部选对的得4分，漏选的得2分，错选的得0分）1．(多选)下列说法正确的是()A．在太空舱中的人受平衡力作用才能处于悬浮状态B．卫星轨道越高，其绕地运动的线速度越大C．地球球心与人造地球卫星的轨道必定在同一平面内D．牛顿发现无论是地面上的物体，还是在天上的物体,都遵循万有引力定律答案CD解析在太空舱中的人处于完全失重状态,A项错误；据v＝错误!可知,轨道越高，环绕速度越小,B项错误;人造地球卫星运行轨道的中心是地球的球心，C项正确；地面、天上的所有物体均遵循万有引力定律，这是牛顿发现的，D项正确．2．地球上相距很远的两位观察者，都发现自己的正上方有一颗人造卫星，相对自己静止不动，则这两位观察者的位置以及两颗人造卫星到地球中心的距离可能是()A．一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相等B．一人在南极,一人在北极,两卫星到地球中心的距离可以不等,但应成整数倍C．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等D．两人都在赤道上,两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍答案C解析观察者看到的都是同步卫星，卫星在赤道上空，到地心的距离相等．3．(2017·河南三市第一次调研）目前，我们的手机产品逐渐采用我国的北斗导航——包含5颗地球同步卫星．设北斗导航系统中某一颗地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a，在该同步卫星运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为g1，地球赤道表面的重力加速度大小为g2,则下列关系正确的是（）A．g2＝a B．g1＝aC．g2－g1＝a D．g2＋g1＝a答案B解析北斗导航系统中某一颗地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律得，向心加速度大小等于在该同步卫星运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小，所以g1＝a＝错误!；在地球表面万有引力近似等于重力，地球赤道表面的重力加速度大小约为g2＝错误!,所以g2〉a，故A、C、D项错误，B项正确．4．如果我们能测出月球表面的加速度g，月球的半径R和月球绕地球运转的周期T,就能根据万有引力定律“称量"月球的质量了．已知引力常量G，用M表示月球的质量，关于月球质量，下列各式正确的是（）A．M＝错误!B．M＝错误!C．M＝错误!D．M＝错误!答案A解析根据月球表面物体的重力和万有引力相等,mg＝错误!，可得月球质量M＝错误!，所以A项正确，B项错误．由月球和地球间的万有引力提供月球绕地球运转的向心力即G错误!＝M（错误!)2r（其中r 为地月距离)可求中心天体地球的质量M地＝错误!,所以C、D项均错．5．(多选）表中是我们熟悉的有关地球和月球的一些数据，仅利用这些信息可以估算出下列那些物理量（）A.地球半径C．地球绕太阳运行的轨道半径D．地球同步卫星离地面的高度答案ABD解析第一宇宙速度v＝错误!可算出地球半径，A项正确．根据错误!＝m错误!r和GM＝gR2可求出月球绕地球运行的轨道半径和地球同步卫星离地面的高度，B、D项正确，由于不知道太阳的质量，不能求出地球绕太阳运行的轨道半径，C项错误．6．(多选）通过电脑制作卫星绕地球做圆周运动的动画，卫星绕地球运动的轨道半径为R,线速度为v,周期为T.下列哪些设计符合事实(）A．若卫星半径从R变为2R,则卫星运行周期从T变为22TB．若卫星半径从R变为2R,则卫星运行线速度从v变为v 2C．若卫星运行线速度从v变为错误!，则卫星运行周期从T变为2T D．若卫星运行周期从T变为8T，则卫星半径从R变为4R答案AD解析据万有引力和牛顿第二定律错误!＝m(错误!)2R。
高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试（含答案解析）（2）
一、选择题1．对于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，下列说法错误的是（）A．卫星做匀速圆周运动的向心力是由地球对卫星的万有引力提供的B．轨道半径越大，卫星线速度越大C．轨道半径越大，卫星线速度越小D．同一轨道上运行的卫星，线速度大小相等2．设两个行星A和B各有一个卫星a和b，且两卫星的圆轨道均很贴近行星表面。
若两行星的质量比M A:M B=p，两行星的半径比R A：R B=q，那么这两个卫星的运行周期之比T a：T b 应为（）A．12q p B．12qqpC．12ppqD．12()p q3．如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬60的正上方按图示方向第一次运行到南纬60的正上方时所用时间为1h，则下列说法正确的是（）A．该卫星的运行速度—定大于7.9km/sB．该卫星与同步卫星的运行半径之比为1:4C．该卫星与同步卫星的运行速度之比为1:2D．该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能4．如图，a、b、c三颗卫星绕地球做匀速圆周运动，已知m a>m b，则下列说法正确的是（）A．a、b受到的万有引力大小相等B．a的向心加速度小于b的向心加速度C．a的周期大于c的周期D．a的线速度大于c的线速度5．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．我国在2020年发射了一颗火星探测卫星，预计2021年7月之前落到火星，对火星展开环绕勘探。
人教版高中物理必修二第六章《万有引力和航天》单元检测题(含答案)
《万有引力与航天》单元检测题一、单选题1．如图所示，a 是地球赤道上的物体，b 是近地气象卫星，c 是地球同步卫星，设它们都绕地心做匀速圆周运动，下列关于它们运行的速度V 、周期T 、向心加速度a 、角速度ω的大小关系正确的是（）A ．a b c v v v >>B ．a b c T T T <<C ．a c b a a a <<D ．a c b ωωω=>2．我国首个火星探测器将于2020年在海南文昌发射场用“长征”五号运载火箭实施发射，一步实现火星探测器的“绕、着、巡”，假设将来中国火星探测器探测火星时，经历如图所示的变轨过程，关于这艘飞船的下列说法正确的是（ ）A ．飞船在轨道Ⅱ上运动时，经过P 点时的速度小于经过Q 点时的速度B ．飞船在轨道Ⅱ上运动时的机械能大于在轨道Ⅲ上运动时所具有的机械能C ．飞船在轨道Ⅲ上运动到P 点时的加速度大于飞船在轨道Ⅱ上运动到P 点时的加速度D ．飞船在轨道I 上经过P 点时的速度小于飞船在轨道Ⅱ上经过P 点时的速度3．2019年1月3日，“嫦娥四号”成功软着陆在月球背面，并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图，揭开了古老月背的神秘面纱。
飞船在月球表面软着陆之前，在靠近月球表面的轨道上运行，若要估算月球的平均密度，唯一要测量的物理量是( )A ．飞船的轨道半径B ．月球的半径C ．飞船的飞行周期D ．飞船的线速度4．两颗人造卫星绕地球逆时针运动，卫星1、卫星2分别沿圆轨道、椭圆轨道运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等，两轨道相交于A、B两点，某时刻两卫星与地球在同一直线上，如图所示，下列说法中正确的是（）A．两卫星在图示位置的速度v2=v1B．卫星2在A处的加速度较大C．两颗卫星在A或B点处可能相遇 D．两卫星永远不可能相遇5．下列关于行星运动说法符合史实的是 ( )A．哥白尼提出了地心说，使人们对宇宙的认识提高到了较客观的新高度B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C．第谷总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律D．牛顿发现了万有引力定律，并且用扭称实验测出了万有引力常量的数值6．如图所示是曾在牛顿著作中出现的一幅关于人造地球卫星的原理图．若卫星的运动可以视为匀速圆周运动，则要确定卫星的最小发射速度，需要知道（）A．引力常量、卫星质量和地球半径 B．引力常量、地球质量和地球半径C．地球表面处重力加速度、卫星质量 D．地球表面处重力加速度、地球自转周期7．由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径减小了，那么卫星的A．速率变大，周期变大B．速率变小，周期不变C．速率变大，周期变小D．速率变小，周期变小8．地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为g/4，则该处距地面球表面的高度为A．-1）R B．R C R D．2R9．2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星），该卫星（）A．入轨后可以位于北京正上方 B．入轨后的速度大于第一宇宙速度C．发射速度大于第二宇宙速度 D．入轨后的加速度小于地面重力加速度10．在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，下列说法正确的是A．伽利略认为只有在一定的条件下，弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比B．牛顿应用“理想斜面实验”推翻了亚里土多德的“力是维持物体运动的原因”观点C．开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律D．库仑用扭称实验测出万有引力常量，由此称他为第一个“测出地球质量”的人11．如图所示，a是静止在地球赤道上的物体，b是探测卫星，c是地球同步卫星，它们在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动，且均沿逆时针方向绕行。
人教版高中物理必修二第六章《万有引力和航天》单元检测题(含答案)
《万有引力与航天》单元检测题一、单选题1．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处于离地很近的近地圆轨道上正常运动；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，则下列说法正确的是A．a的向心加速度等于重力加速度gB．把a直接发射到c运行的轨道上，其发射速度小于第一宇宙速度C．d在相同时间内转过的弧长最长D．d的运动周期有可能是30 h2．2018年12月8日2时23分，“嫦娥四号”探测器用“长征三号”乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空，并于2019年1月3日成功实现月球背面软着陆，执行人类首次巡视月球背面的任务。
“嫦娥四号”飞到月球主要分四步走，第一步为发射入轨段，实现嫦娥四号升空入轨，器箭分离；第二步为地月转移段，实现嫦娥四号进入地月转移轨道；第三步为近月制动段，在地月转移轨道高速飞行的卫星减缓速度，完成“太空刹车减速”，被月球的引力所吸引；第四步为环月飞行段，嫦娥四号环绕月球轨道飞行，实现环月降轨，最后着陆月球。
关于“嫦娥四号”探测器，下列说法正确的是A．根据开普勒第三定律，探测器先后绕地球和月球做椭圆圆轨道运行时，其轨道半长轴的三次方与周期平方的比值是一个定值B．探测器在地球表面的发射速度应该大于第二宇宙速度C．探测器从环月段椭圆轨道进入环月段圆轨道时，探测器的动能减小，机械能减小D．若已知探测器在环月段圆轨道运行的半径R、周期T和引力常量G，可以求出月球的密度3．恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星．中子星的半径较小，一般在7～20 km，但它的密度大得惊人．若某中子星的半径为10 km，密度为1.2×1017kg/m3，已知引力恒量G=6.67×10-11N·m2/kg2，那么该中子星上的第一宇宙速度约为A．6.0 km/s B．6.0×104km/sC．3.0×103km/s D．3.0×102km/s4．2019年1月3日嫦娥四号月球探测器成功软着陆在月球背面．成为人类历史上第一个在月球背面成功实施软着陆的人类探测器．如图所示，已关闭动力的探月卫星在月球引力作用下沿椭圆轨道(图中只画出了一部分)向月球靠近. 并在B处变轨进入半径为r、周期为T的环月圆轨道运行．已知引力常量为G，下列说法不正确的是( )A．图中探月卫星飞向B处的过程中速度越来越大B．图中探月卫星飞向B处的过程中加速度越来越大C．由题中条件可以计算出探月卫星在B处受到月球引力的大小D．由题中条件可以计算出月球的质量5．行星绕太阳做匀速圆周运动所需的向心力是由太阳对行星的万有引力提供，这个力的大小（）A．与行星和太阳间的距离成正比B．与行星和太阳间距离的二次方成正比C．与行星和太阳间的距离成反比D．与行星和太阳间距离的二次方成反比6．2018年7月10日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号甲运载火箭，成功发射北斗卫星导航系统的第32颗卫星。
高中物理必修二《万有引力与航天》单元测试题(含答案)
高中物理必修二《万有引力与航天》单元测试题高一物理阶段性复习质量检测一难度低本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。
考试时间90分钟。
注意事项：1．答卷前将学校、姓名、准考号填写清楚。
2．选择题的每小题选出答案后，用铅笔把机读卡上对应题目的答案标号涂黑。
其它小题用钢笔或圆珠笔将答案写在答题卡上。
第一卷（选择题，共60分）一、选择题(本大题共15小题，每小题4分，共60分。
在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1、开普勒关于行星运动规律的表达式R3/T2=k，以下理解正确的是（）A.k是一个与行星无关的常量B.R代表行星运动的轨道半径C.T代表行星运动的自转周期D.T代表行星绕太阳运动的公转周期2、一行星沿一椭圆轨道绕太阳运动，在由近日点到远日点的过程中，以下说法中正确的是（）A.行星的加速度逐渐减小B.行星的动能逐渐减小C.行星与太阳间的引力势能逐渐增大D.行星与太阳间的引力势能跟动能的和保持不变3、关于万有引力定律，下列说法正确的是（）A.只有天体之间才有万有引力B.牛顿把地球表面的动力学关系应用到天体间，发现了万有引力定律C.万有引力常量G是卡文迪许第一个由实验的方法测定的，它没有单位D.当两个物体之间的距离为0时，万有引力无穷大4、甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲质点的质量不变，乙质点的质量增大为原来的2倍，同时它们间的距离减为原来的1/2，则甲、乙两个质点间的万有引力大小将变为（）A .F Ｂ.F/2 Ｃ.8F Ｄ.4F5、各行星的运动近似看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星（）A.周期越小Ｂ.线速度越小Ｃ.角速度越小Ｄ.向心加速度越小6、一颗小行星环绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星的运转周期是( )A.4年B. 6年 C．8年 D.9年7、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。
最新人教版高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》检测卷(包含答案解析)(2)
一、选择题1．若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”都遵循同样的规律（即“物体受到地球引力的大小与物体到地球中心距离的平方成反比”），在已知地球表面重力加速度、月地距离和地球半径的情况下，还需要知道（ ）A ．地球的质量B ．月球的质量C ．月球公转的周期D ．月球的半径2．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3．2019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 ，月球半径为R ，引力常量为G ，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7.9km/sC ．月球表面的重力加速度g =24πR T D ．月球的密度为ρ=23πGT4．已知一质量为m 的物体分别静止在北极与赤道时对地面的压力差为ΔN ，假设地球是质量分布均匀的球体，半径为R 。
则地球的自转周期为（ ）A ．T mR N ∆B ．T N mR ∆C ．T m N R ∆D ．T R m N ∆5．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。
假设地球绕该恒星做匀速圆周运动，地球中心到这颗恒星中心的距离是地球中心到太阳中心的距离的2倍，则现在地球绕新的恒星与原来绕太阳运动相比，说法正确的是（ ）A．线速度大小是原来的2倍B．角速度大小是原来的2倍C．周期是原来的2倍D．向心加速度大小是原来的2倍6．2020年7月23日12时41分，我国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭成功发射首次火星探测任务，“天问一号”探测器，火箭成功将探测器送入预定轨道，开启火星探测之旅，迈出了我国行星探测第一步。
第六章万有引力与航天单元检测二 附答案
万有引力与航天检测二一、选择题（15小题：每小题4分，共45分．）1．万有引力定律的发现实现了物理学史上的第一次大统一——“地上物理学”和“天上物理学”的统一．它表明天体运动和地面上物体的运动遵循相同的规律．牛顿在发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道运动假想成圆周运动；另外，还应用到了其它的规律和结论，其中有( ）A．牛顿第二定律B．牛顿第三定律C．开普勒的研究成果D．卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常数2．两个质量均匀的球体相距较远的距离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2倍，则它们间的万有引力为（）A．4×10-8N B．10-8N C．2×10-8 N D．10 -4N3．两个质量为M的星体，其连线的垂直平分线为PQ，O为两星体连线的中点．如图所示，一个质量为m的物体从O沿OP方向一直运动下去，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4．一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，认为行星是密度均匀的球体．要确定该行星的密度只需要测量（）A．飞船的轨道半径B．飞船的运行速度C．飞船的运行周期D．行星的质量5．最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕恒星运动一周所用的时间为1200 年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍．假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上两个救据可以求出的量有（）A．恒星质量与太阳质量之比B．恒星密度与太阳密度之比C．行星质量与地球质量之比D．行星运行速度与地球公转速度之比6．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为原来的一半，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1/16C．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7．关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下述说法正确的是（）A．已知它的质量是1.24t，若将它的质量增为2.48t，其同步轨道半径变为原来的2倍B．它的运行速度为7. 9km/sC．它可以定点在北京的正上方，所以我国能利用其进行电视转播D．它距地面的高度约为地球半径的5倍，所以卫星的向心加速度约为其下方地面上物体的重力加速度的1/368．（2009重庆理综）据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为200Km和100Km，运动速率分别为v1和v2，那么v1和v 2的比值为（月球半径取1700Km ） ( )A ．1918B ．1918C ．1819D ．18199．2009年5月11日美国“阿特兰蒂斯”号航天飞机发射升空，机上的7名宇航员通过5次太空行走对哈勃望远镜进行了最后一次维护，为其更换了相机、电池、陀螺仪、对接环、光谱仪等设备。
人教版高中物理必修二万有引力与航天 单元测试题.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理万有引力与航天 单元测试题一、选择题（本题共9小题，每小题4分，共36分。
）1.关于万有引力定律和引力常量的发现，下列说法正确的是（ ）A ．万有引力定律是由开普勒发现的，而万有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，而万有引力常量是由卡文迪许测定的C ．万有引力定律是由牛顿发现的，而万有引力常量是由胡克测定的D ．万有引力定律是由牛顿发现的，而万有引力常量是由卡文迪许测定的2.如图1所示是“嫦娥二号”奔月示意图，卫星发射后直接进入地月转移轨道，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“嫦娥二号”的速度必须达到第三宇宙速度B.在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离成反比D.在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力小于受月球的引力3.如图2中的圆a 、b 、c ，其圆心均在地球的自转轴线上，b 、c 的圆心与地心重合，对卫星环绕地球做匀速圆周运动而言( )A.卫星的轨道可能为aB.卫星的轨道可能为bC.卫星的轨道可能为cD.同步卫星的轨道只可能为b4.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5.2012年4月30日，我国用一枚“长征3号乙”火箭成功发射两颗北斗导航卫星。
若该卫星绕地球做匀速圆周运动的半径为r ，地球质量为M ，半径为R ，引力常量为G ，下列表述正确的是（ ）A ．卫星的向心加速度大小为2GM RB ．卫星的线速度大小为GM R r+ C ．若某一卫星加速，则其做圆周运动的半径将会变大D ．卫星上的物体处于完全失重的状态，不受地球的引力作用6.如图3所示，两颗靠得很近的天体组合为双星，它们以两者连线上的某点为圆心，做匀速圆周运动，以下说法中正确的是 （ ）A. 它们所受的向心力大小相等B ．它们做圆周运动的线速度大小相等C ．它们的轨道半径与它们的质量成反比D ．它们的轨道半径与它们的质量的平方成反比7.有一宇宙飞船到了某行星上(该行星没有自转运动)，以速度v 接近行星赤道表面匀速飞行，测出运动的周期为T ，已知引力常量为G ，则可得A ．该行星的半径为π2vTB ．可以计算出行星的平均密度C ．无法测出该行星的质量D ．该行星表面的重力加速度为Tv π2 8. 如图4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。
第七章 万有引力与航天 单元测试 -2023年高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
分数一（ ）二（ )三（ ）总分（ ）第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页《万有引力与航天》单元测试一、单选题（每题8分，共56分）1．2020年7月23日，我国把握了最佳发射时机，在文昌发射站发射了首颗火星探测器“天问一号”。
为了便于计算可作如此简化：火星的公转周期大约是地球公转周期的2倍，地球和火星在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动。
则下列说法正确的是（ ） A ．地球绕太阳运动的加速度小于火星绕太阳运动的加速度 B ．地球的公转半径约为火星公转半径的一半C ．火星探测器“天问一号”的发射速度v 应满足：7.9km /s 11.2km /s v <<D ．下一次发射火星探测器的最佳时机还需等2年左右时间2．2020年12月17日，“嫦娥五号”从月球上取土归来，完成了中国航天史上一次壮举。
探测器在月球表面完成取土任务返回地球升空时，在火箭推力作用下离开月球表面竖直向上做加速直线运动。
一质量为m 的物体，水平放置在探测器内部的压力传感器上，当探测器上升到距月球表面高度为月球半径的15时，探测器的加速度大小为a ，压力传感器的示数为F 。
已知引力常量为G ，不计月球的自转，则月球表面的重力加速度大小为（ ） A ．()45F ma m-B ．()3625F ma m-C ．()65F ma m-D ．()1625F ma m-3．2017年8月28日，中科院南极天文中心的巡天望远镜观测到一个由双中子星构成的孤立双星系统产生的引力波。
该双星系统以引力波的形式向外辐射能量，使得圆周运动的周期T 极其缓慢地减小，双星的质量m 1与m 2均不变，则下列关于该双星系统变化的说法正确的是（ ）A ．双星间的间距逐渐增大B ．双星间的万有引力逐渐增大C ．双星的线速度逐渐减小D ．双星的角速度减小4．密度均匀的球体半径为R 、质量为m ，现从球体A 中挖去直径为R 的球体B ，将球体B 放置在距离球体A 的球心O 为2R 处，如图所示，白色部分为挖去后的空心。
高中物理必修2：万有引力与航天单元测试题
万有引力与航天单元测试题 一．选择题：（每小题3分共84分）1．下列说法正确的是 （ ）A ．地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B ．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动C ．地球是绕太阳运动的一颗行星D ．日心说和地心说都是错误的2．关于公式k TR =23，下列说法中正确的是（ ）A. 公式只适用於围绕太阳运行的行星B. 公式只适用于太阳系中的行星或卫星C. 公式适用於宇宙中所有围绕星球运行的行星或卫星D. 一般计算中，可以把行星或卫星的轨道看成圆，R 是这个圆的半径3．设行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动的周期平方与轨道半径的三次方之比T 2/R 3=k 为常数，此常数的大小：（ ）A ．只与恒星质量有关B ．与恒星质量和行星质量均有关C ．只与行星质量有关D ．与恒星和行星的速度有关4．银河系中有两颗行星绕某恒星运行，从天文望远镜中观察到它们的运转周期之比为27:1，则它们的轨道半径的比为（ ）A. 3:1B. 9:1C. 27:1D. 1:9 5．下列说法正确的有（ ）A ．太阳系中的九大行星有一个共同的轨道焦点B ．行星的运动方向总是沿着轨道的切线方向C ．行星的运动方向总是与它和太阳的连线垂直D ．日心说的说法是正确的6．关于公式k TR =23中的常量k ，下列说法中正确的是（ ）A. 对于所有星球的行星或卫星，k 值都相等B. 不同星球的行星或卫星，k 值不相等C. k 值是一个与星球无关的常量D. k 值是一个与星球有关的常量7．宇宙飞船在围绕太阳运行的近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是（ ）A. 3年B. 9年C. 27年D. 81年8．两个绕太阳运行的行星质量分别为m 1和m 2，轨道半径分别为r 1和r 2，若它们只受太阳引力的作用，则这两个行星的向心加速度之比为（ ）A ．1：1B ．2112:r m r mC ．1221:r m r mD ．2122:r r 9．关于万有引力定律的适用范围，下列说法中正确的是（ ） A ．只适用于天体，不适用于地面物体 B ．只适用于球形物体，不适用于其它形状的物体C ．只适用于质点，不适用于实际物体D ．适用于自然界中任意两个物体之间10．有关万有引力的说法中，正确的有（ ）A. 物体落到地面上，说明地球对物体有引力，物体对地球没有引力B．221 r mmGF=中的G是比例常数，适用于任何两个物体之间，它没有单位C．万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的D．地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮，受到的都是地球引力11．假如一个做匀速圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做匀速圆周运动，则（）A．根据公式v=ωr，可知卫星的线速度增大到原来的2倍B．根据公式F=mv2/r，可知卫星所需的向心力减小到原来的1/2C．根据公式F=GMm/r2，可知地球提供的向心力将减小到原来的1/4D．根据上述B和A给出的公式，可知卫星的线速度将减小到原来的2/212.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．1/4 B．1/2 C．1倍 D．2倍13．绕地球作匀速圆周运动的人造地球卫星内，其内物体处于完全失重状态，物体（）A．不受地球引力作用B．所受引力全部用来产生向心加速度C．加速度为零D．物体可在飞行器悬浮14．地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为g/2，则该处距地面球表面的高度为（）A．（2—1）R B．R C．2R D．2R15．在万有引力定律的公式221 r mmGF=中，r是（）A．对星球之间而言，是指运行轨道的平均半径B．对地球表面的物体与地球而言，是指物体距离地面的高度C．对两个均匀球而言，是指两个球心间的距离D．对人造地球卫星而言，是指卫星到地球表面的高度16．引力常量很小，说明了（）A．万有引力很小B．万有引力很大C．只有当物体的质量大到一定程度，物体间才会有万有引力D．很难察觉到日常接触的物体间有万有引力，是因为它们的质量不很大17.关于引力常量，下列说法中正确的是（）A．它在数值上等于两个质量各为1kg的质点相距1m时相互作用力的大小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．它数值很小，说明万有引力非常小，可以忽略不计18．在地球赤道上，质量1 kg的物体随同地球自转需要的向心力最接近的数值为（）A．103N B．10N C．10-2N D．10-4 N19．地球可近似看成球形，由于地球表面上物体都随地球自转，所以有（）A．物体在赤道处受的地球引力等于两极处，而重力小于两极处B．赤道处的角速度比南纬300大C ．地球上物体的向心加速度都指向地心，且赤道上物体的向心加速度比两极处大D ．地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力 20.若某星球的密度与地球相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的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 21．人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时有（ ）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22．设两人造地球卫星的质量比为1：2，到地球球心的距离比为1：3，则它们的（ ）A ．周期比为3：1B ．线速度比为1：3C ．向心加速度比为1：9D ．向心力之比为9：223．宇宙飞船在一个星球表面附近做匀速圆周运动，宇航员要估测星球的密度，只需要测定飞船的（ ）A ．环绕半径 B.环绕速度 C.环绕周期 D.环绕角速度24.两颗靠得较近天体叫双星，它们以两者重心联线上的某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于因引力作用而吸引在一起，以下关于双星的说法中正确的是（ ）A ．它们做圆周运动的角速度与其质量成反比B ．它们做圆周运动的线速度与其质量成反比C ．它们所受向心力与其质量成反比D ．它们做圆周运动的半径与其质量成反比 25．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.24g R G π B. 34g RG π C. RG gD. GR g 226、（湖北08第一次联考）宇宙飞船在近地轨道绕地球作圆周运动，说法正确的有：（ ）A.宇宙飞船运行的速度不变，速率仅由轨道半径确定B.放在飞船地板上的物体对地板的压力为零C.在飞船里面不能用弹簧秤测量拉力D.在飞船里面不能用天平测量质量 27、（开封市08第一次质检）同步卫星距地心间距为r ，运行速率为v 1，加速度为a 1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a 2，地球半径为R ；第一宇宙速度为v 2，则下列比值中正确的是（ ）A. a a r R 12=B. a a R r 122=⎛⎝ ⎫⎭⎪C.v v R r12= D.v v r R12= 28、（08上海十校联考）“黑洞”是近代引力理论所预言的宇宙中一种特殊天体，在“黑洞”引力作用范围内，任何物体都不能脱离它的束缚，甚至连光也不能射出。
人教版物理必修二第六单元万有引力与航天单元测试(二)
2018-2019学年高一下学期第六单元训练卷物 理 （二）注意事项：1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。
写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、选择题（本大题共12小题，每小题4分。
在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项是符合题目要求，第8～12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．不久前欧洲天文学家宣布在太刚系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星，命名为“格利斯581c”。
该行星的质量约是地球质量的5倍，直径约是地球直径的1.5倍。
现假设有一艘宁宙飞船飞临该星球表面附近轨道做匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )A ．“格利斯581c”的平均密度比地球的平均密度小B ．飞船在“格利斯581c”表面附近运行时的速度小于7.9 km/sC ．运动员在“格利斯581c”表面上最佳跳高成绩将比地面上要差D ．“格利斯581c”的自转周期比地球的自转周期大2．2017年6月19日，长征三号乙遥二十八火箭发射中星9A 卫星过程中运载火箭出现异常，未能将卫星送入预定轨道。
中国航天科技集团公司在西安卫星测控中心的密切配合下，通过准确实施10次轨道调整，终于于2017年7月5日成功定点于东经101.4°赤道上空的预定轨道。
如图是卫星变轨过程中的三个椭圆轨道，对于此次变轨前后卫星的运动，下述正确的是( ) A ．轨道2运行速率大于7.9 km/sB ．卫星两次经过近地点的向心加速度大小相等C ．卫星在轨道2周期小于在轨道1的周期D ．轨道2可能是地球同步卫星轨道3．2016年10月17日7时30分我国神舟十一号载人飞船在中国酒泉卫星发射中心成功发射。
高中物理 第六章 万有引力与航天单元测试2 新人教版必修2
万有引力与航天习题一、选择题1、下述实验中，可在运行的太空舱里进行的是（）A．用弹簧秤测物体受的重力 B．用天平测物体质量C．用测力计测力 D．用温度计测舱内温度2．如图所示的三个人造地球卫星，则说法正确的是（）①卫星可能的轨道为a、b、c ②卫星可能的轨道为a、c③同步卫星可能的轨道为a、c ④同步卫星可能的轨道为aA．①③是对的 B．②④是对的C．②③是对的 D．①④是对的３.同步卫星离地心距离为r，运行速率为v1，加速度为a1，地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R，则（）A. a1/a2=r/RB. a1/a2=R2/r2C. v1/v2=R2/r2D. v1/v24．关于重力和万有引力的关系，下列认识正确的是（）A．地面附近物体所受到重力就是万有引力B．重力是由于地面附近的物体受到地球吸引而产生的C．在不太精确的计算中，可以认为其重力等于万有引力D．严格说来重力并不等于万有引力，除两极处物体的重力等于万有引力外，在地球其他各处的重力都略小于万有引力6。
2003年8月29日，火星、地球和太阳处于三点一线，上演“火星冲日”的天象奇观；这是6万年来火星距地球最近的一次，与地球之间的距离只有5576万公里，为人类研究火星提供了最佳时机。
如图为美国宇航局最新公布的“火星冲日”虚拟图A、2003年8月29日，火星的线速度大于地球的线速度；B、2003年8月29日，火星的线速度等于地球的线速度；C、2004年8月29日，火星又回到了该位置；D、2004年8月29日，火星还没有回到了该位置。
7．某天体的质量约为地球的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上高h处平抛一物体，射程为L，则在该天体上，从同样高处以同样速度平抛同一物体，其射程为：A．L/6 B．L/4 C．3L/2 D．6L8、一艘宇宙飞船在一个不知名的行星表面上空作圆形轨道运行，要测定行星的密度，只需要（）A．测定飞船的环绕半径 B. 测定行星的质量C. 测定飞船的环绕速度与半径D. 测定飞船环绕的周期９．将卫星发射至近地圆轨道1（如图所示），然后再次点火，将卫星送入同步轨道3。
高中物理 必修二 《第六章 万有引力与航天》单元测试2 新人教版必修2
高一物理必修二《第六章 万有引力与航天》单元测试21. 行星的运动基础过关1．首先发现行星绕太阳运动的轨道是椭圆，揭示行星运动规律的科学家是_ ，他是在仔细研究了 的观测资料，经过了四年的刻苦计算的基础上总结出来了。
2．古人认为天体的运动是最完美和谐的 运动，后来 发现，所有行星绕太阳运动的轨道都是 ，太阳处在 位置上。
3． 下列关于开普勒对于行星运动规律的认识的说法正确的是( )A ．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B ．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C ．所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D ．所有行星的公转周期与行星的轨道的半径成正比4．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。
下面对于开普勒第三定律的公式K TR=23，下列说法正确的是（ ）A ．公式只适用于轨道是椭圆的运动B ．式中的K 值，对于所有行星（或卫星）都相等C ．式中的K 值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关D ．若已知月球与地球之间的距离，根据公式可求出地球与太阳之间的距离5． 太阳系中两颗行星的质量分别为21m m 和，绕太阳运行的轨道半长轴分别为21r r 和，则它们的公转周期之比为（ ） A ．21r r B ．3231r r C ．3231r r D ．无法确定 6． 在太阳系中，有八大行星绕着太阳运行，按着距太阳的距离排列，由近及远依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星、海王星，如果把这些行星的运动近似为匀速圆周运动，那么它们绕太阳运行一周所用的时间最长的是 ，运行角速度最大的是 。
7．已知两行星绕太阳运动的半长轴之比为b ，则它们的公转周期之比为8．地球公转运行的轨道半径m R 1111049.1⨯=，若把地球公转周期称为1年，那么土星运行的轨道半径m R 1221043.1⨯=，其周期多长？能力拓展9．某行星沿椭圆轨道运行，近日点离太阳距离为a ，远日点离太阳距离为b ，过近日点时行星的速率为a v ，则过远日点时速率为10．飞船沿半径为R 的圆周绕地球运动其周期为T ，地球半径为0R ，若飞船要返回地面，可在轨道上某点A 处将速率降到适当的数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在B 点相切，求飞船由A 点到B 点所需要的时间？二 太阳与行星间的引力基础过关1．下列说法正确的是 ( )A ．行星绕太阳的椭圆轨道可以近似地看作圆形轨道，其向心力来源于太阳对行星的引力B ．太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力，所以行星绕太阳运转而不是太阳绕行星运转C ．太阳对行星的引力等于行星对太阳的引力，其方向一定在两者的连线上D ．所有行星与太阳间的引力都相等2．如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动，那么下列说法中正确的是（ ）A. 行星受到太阳的引力，提供行星做圆周运动的向心力B. 行星受到太阳的引力，但行星运动不需要向心力C. 行星同时受到太阳的引力和向心力的作用D. 行星受到太阳的引力与它运行的向心力可能不等3．牛顿由下列哪些依据想到太阳与行星之间存在引力（ ）A ．牛顿第二定律B ．牛顿第三定律C ．行星绕太阳做椭圆运动D ．开普勒第三定律4． 下列说法正确的是（ ）A ．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式rmv 2，这个关系式实际上是牛顿第二定律，是可以在实验室中得到验证的B ．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式Tr v π2=，这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由线速度的定义式得来的 C ．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式k Tr =23，这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到证明的D ．在探究太阳对行星的引力规律时，使用的三个公式，都是可以在实验室中得到证明的5．如果要验证太阳与行星之间引力的规律是否适用于行星与它的卫星，需要观测卫星的( )A ．质量B ．运动周期C ．轨道半径D ．半径6．把行星运动近似看作匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T 2＝kr 3，则可推得（ ）A ．行星受太阳的引力为2r m k F = B ．行星受太阳的引力都相同 C ．行星受太阳的引力224kr m F π= D ．质量越大的行星受太阳的引力一定越大 7．下列关于行星对太阳的引力的说法中正确的是（ ）A ．行星对太阳的引力与太阳对行星的引力是同一性质的力B ．行星对太阳的引力与太阳的质量成正比，与行星的质量无关C ．太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力D ．行星对太阳的引力大小与太阳的质量成正比，与行星距太阳的距离成反比三、万有引力定律基础过关1．关于万有引力定律的适用范围，下列说法中正确的有 （ ）A ．只适用于天体，不适用于地面的物体B ．只适用球形物体，不适用于其他形状的物体C ．只适用于质点，不适用于实际物体D ．适用于自然界中任何两个有质量的物体之间2．关于万有引力定律和引力常量的发现，下面说法中哪个是正确的( )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 ．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由胡克测定的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． 对于万有引力定律的表述式221rm m G F =，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，万有引力趋于无穷大C ．m 1与m 2受到的引力大小总是相等的，方向相反，是一对平衡力D ．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4．苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果，发生这个现象的原因是（ ）A ．由于苹果质量小，对地球的引力小，而地球质量大，对苹果引力大造成的B ．由于地球对苹果有引力，而苹果对地球没有引力造成的C ．苹果与地球间的相互作用力是相等的，由于地球质量极大，不可能产生明显加速度D ．以上说法都不对5．地球质量大约是月球质量的81倍，一个飞行器在地球与月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，这飞行器距月球球心的距离与月球球心距地球球心之间的距离之比为 （ ）A ．1∶9B ．9∶1C ．1∶10D ．10∶16．如图所示，两球的半径远小于R ，而球质量均匀分布，质量分别为1m 、2m ，则两球间的万有引力大小为（ ）A ．2121R m m GB ．2221R m m GC ．()22121R R m m G +D ．()22121R R R m m G ++ 7．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倍能力拓展8．假想把一个物体放到地球球心，它所受到的重力大小为 （ ）A ．与它在地球表面处所受重力相同B ．无穷大C ．零D ．无法判断9．两行星的质量分别为1m 和2m ，绕太阳运行的轨道半径分别是1r 和2r ，若它们只有万有引力作用，那么这两个行星的向心加速度之比 ( )A ．1B ．1221r m r mC ．2122r r D ．2112r m r m 10．在地球赤道上，质量1 kg 的物体随同地球自转需要的向心力最接近的数值为：（已知地球半径6400km ）（ ）A ．103NB ．10NC ．10-2ND ．10-4 N11．已知地球半径为R ，质量为M ，自转周期为T 。
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《万有引力与航天》 单元测试题一、选择题（每小题4分，全对得4分，部分对的得2分，有错的得0分，共48分。
） 1.第一次通过实验比较准确的测出引力常量的科学家是（ D ）A ． 牛顿B ． 伽利略C ．胡克D ． 卡文迪许2.对于质量m 1和质量为m 2的两个物体间的万有引力的表达式122m m F G r ，下列说法正 确的是（ A ）A.m 1和m 2所受引力总是大小相等的B 当两物体间的距离r 趋于零时，万有引力无穷大C.当有第三个物体m 3放入之间时，m 1和m 2间的万有引力将增大D.所受的引力性质可能相同，也可能不同3．已知引力常量G 和下列各组数据，能计算出地球质量的是（ BCD ）A ．地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离B ．月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离C ．人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期D ．若不考虑地球自转，已知地球的半径及重力加速度4.设想把质量为m 的物体放在地球的中心，地球的质量为M ，半径为R ，则物体与地球间的万有引力是（ A ）A.零B.无穷大C.2GMm R D.无法确定 5.关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是（ ABC ）A.它一定在赤道上空运行B.各国发射的这种卫星轨道半径都一样C.它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间6.如图1所示a 、b 、c 是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（ D ）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，且大于a 的向心加速度；C ．c 加速可追上同一轨道上的b ，b 减速可等候同一轨道上的c ；D ．a 卫星由于某种原因，轨道半径变小，其线速度将变大 7.宇宙飞船为了要与“和平号“轨道空间站对接，应该：（ A ） A.在离地球较低的轨道上加速 B.在离地球较高的轨道上加速C.在与空间站同一高度轨道上加速D.不论什么轨道，只要加速就行.8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，如图所示。
则在卫星分别在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2上经过Q 点速度最大C ．卫星在轨道3上的周期小于轨道2上周期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b a c地球9.宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重中，下列说法中正确的是 （ AC ）A.宇航员仍受重力的作用B.宇航员受力平衡C.宇航员受的重力正好充当向心力D.宇航员不受任何作用力10．在绕地球做圆轨道运动的空间实验室中，能使用的下列仪器完成的实验是：（ B ）A ．用天平测物体的质量B ．用弹簧秤、刻度尺验证力的平行四边形定则C ．研究物体的平抛运动D ．用水银气压计测实验舱内的气压11.某星球质量为地球质量的9倍，半径为地球半径的一半，在该星球表面从某一高度以10 m/s 的初速度竖直向上抛出一物体，从抛出到落回原地需要的时间为（g 地=10 m/s2）（ C ）A ．1sB ．91sC ．181sD ．361s 12.由于地球的自转，地球表面上各点均做匀速圆周运动，所以（ B ）A.地球表面各处具有相同大小的线速度B.地球表面各处具有相同大小的角速度C.地球表面各处具有相同大小的向心加速度D.地球表面各处的向心加速度方向都指向地球球心13.由于地球的自转，地球表面上各点均做匀速圆周运动，所以（ B ）A.地球表面各处具有相同大小的线速度B.地球表面各处具有相同大小的角速度C.地球表面各处具有相同大小的向心加速度D.地球表面各处的向心加速度方向都指向地球球心14.假如地球自转速度增大，关于物体重力，下列说法正确的是（ ABC ）A 放在赤道地面上的万有引力不变B 放在两极地面上的物体的重力不变C 放在赤道地面上物体的重力减小D 放在两极地面上的物体的重力增加 15地球赤道上的重力加速度为g ，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a ，要使赤道上物体“飘” 起来，则地球的转速应为原来转速的（ B ）A g a 倍B g a a +倍C g a a - 倍D g a倍 16.将月球、地球同步卫星和静止在地球赤道上的物体三者进行比较，下列说法正确的是( BC )A ．三者都只受万有引力的作用，万有引力都提供向心力B ．月球的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度C ．地球同步卫星的角速度与静止在地球赤道上的物体的角速度相同D ．地球同步卫星相对地心的线速度与静止在地球赤道上的物体相对地心的线速度大小相等17．如图所示，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．设e 、p 、q 的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则( BD )A ．v1>v2>v3B ．v1<v3<v2C ．a1>a2>a3D ．a1<a3<a218.如下图所示，a 是地球赤道上的一点，t ＝0时刻在a 的正上空有b 、c 、d三颗轨道均位于赤道平面的地球卫星，这些卫星绕地球做匀速圆周运动的运行方向均与地球自转方向(顺时针转动)相同，其中c是地球同步卫星．设卫星b绕地球运行的周期为T，则在t＝14T时刻这些卫星相对a的位置最接近实际的是(C)．二.填空题）19.卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态。
物体对支持面无压力，在这种环境中无法用天平称量物体的质量。
假想，某同学在该环境中设计了如图所示的装置来间接测量物体的质量。
给待测物体一个速度，使之在桌面上做匀速圆周运动，设航天器中有基本测量工具。
则：（1）桌面给物体的摩擦力能否忽略不计？_________（填“能”或“不能”）；这是因为________________________________________（2）实验中，需要测量的物理量是哪些？（填物理量的名称及符号）__________________________________________________________（3）写出所测质量的表达式___________________________20．能（2分）；因为完全失重，物体与桌面间没有压力，自然没有摩擦力（3分）；要测量绳的拉力F（弹簧秤的示数），物体做圆周运动的半径R和物体做圆周运动的周期T（3分）；RFTm224π=21.已知火星的半径约为地球半径的1/2，火星质量约为地球质量的1/9。
若一物体在地球表面所受重力比它在火星表面所受重力大49N，则这个物体的质量是______kg。
解析：由题意知010249m g m g N=+，同时，2MmG mgR=，可得1294gg=，带入第一式，可知，09m kg=22.离地面某一高度h处的重力加速度是地球表面重力加速度的21-解析：根据2MmG mgR=得，2GMgR=，故()212212g Rg h R==+，h=(21)R-A B C D23.天体运动中，将两颗彼此相距较近的行星称为双星，它们在万有引力作用下间距始终保持不变，并沿半径不同的同心轨道作匀速园周运动，设双星间距为L ，质量分别为M1、M2，试计算（1）双星的轨道半径（2）双星运动的角速度。
15.解析：双星绕两者连线上某点做匀速圆周运动，即221211222M M GM L M L L ωω==.........① 12L L L += ..........② 由以上两式可得：2112M L L M M =+,1212M L L M M =+ 又由21211224M M G M L L T π=..............③ 得：122()L T LG M M π=+24．（14分）某星球的质量是地球质量的8倍，半径是地球半径的2倍。
由于科考需要，发射一个登陆器登陆该星球。
登陆器在接近该星球表面时，在距离地面h （约10km ）高处打开降落伞，假设开伞时登陆器的速度方向竖直向下，大小为v 0，开伞后登陆器受到阻力为重力的k(k>1)倍，地球表面重力加速度为g 。
求登陆器到达地面时的速度。
24．（14分）参考解法：由2R Mm G mg =得，2R GM g =，2411822==''='R R M M g g （4分）距地高度10km 以内重力加速度可认为不变，恒为g’=2g 。
由牛顿第二定律ma F ＝合得：-kmg+mg’=ma 。
所以a= -(k-1)g’ （5分）由as v v t 2202=-得登陆器到达地面的速度：g k h v v t )1(420--=（5分）。