河北省黄骅中学万有引力与宇宙达标检测卷(Word版 含解析)
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＝.。
万有引力与航天测试题(附答案)
万有引力与航单元测试 一、选择题（单选题） 1．下列说法符合史实的是 （ ） A ．牛顿发现了行星的运动规律 B ．开普勒发现了万有引力定律C ．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量D ．牛顿发现了海王星和冥王星 2．下列说法正确的是 （ ） A ．第一宇宙速度是人造卫星环绕地球运动的速度B ．第一宇宙速度是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度C ．如果需要，地球同步通讯卫星可以定点在地球上空的任何一点D ．地球同步通讯卫星的轨道可以是圆的也可以是椭圆的3．关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是 （ ）A ． 轨道半径越大，速度越小，周期越长B ． 轨道半径越大，速度越大，周期越短C ． 轨道半径越大，速度越大，周期越长D ． 轨道半径越小，速度越小，周期越长4．两颗质量之比4:1:21=m m 的人造地球卫星，只在万有引力的作用之下，环绕地球运转。
如果它们的轨道半径之比1:2:21=r r ，那么它们的动能之比21:k k E E 为 （ ） A ． 8：1 B ． 1：8 C ． 2：1 D ． 1：25．科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”．由以上信息可以确定 （ ） A ．这颗行星的公转周期与地球相等 B ．这颗行星的半径等于地球的半径C ．这颗行星的密度等于地球的密度D ．这颗行星上同样存在着生命6．关于开普勒行星运动的公式23TR ＝k ，以下理解正确的是（ ）A ．k 是一个与行星无关的常量B ．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R 地，周期为T 地；月球绕地球运转轨道的长半轴 为R 月，周期为T 月，则2323月月地地T R T R =C ．T 表示行星运动的自转周期D ．T 表示行星运动的公转周期7．若已知行星绕太阳公转的半径为r ，公转的周期为T ，万有引力恒量为G ，则由此可求出A ．某行星的质量B ．太阳的质量C ．某行星的密度D ．太阳的密度8．已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M 地（引力常量G 为已知） （ ）A ．月球绕地球运动的周期T 及月球到地球中心的距离R 1B ．地球绕太阳运行周期T 2及地球到太阳中心的距离R 2C ．人造卫星在地面附近的运行速度v 3和运行周期T 3D ．地球绕太阳运行的速度v 4及地球到太阳中心的距离R 4 9．下列说法中正确的是 （ ）A ．天王星偏离根据万有引力计算的轨道，是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作 用B ．只有海王星是人们依据万有引力定律计算轨道而发现的C ．天王星是人们依据万有引力定律计算轨道而发现的D ．以上均不正确10．2001年10月22日，欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞，命名为MCG 6－30－15，由于黑洞的强大引力，周围物质大量掉入黑洞，假定银河系中心仅此一个黑洞，已知太阳系绕银河系中心匀速运转，下列哪一组数据可估算该黑洞的质量 （ ） A ．地球绕太阳公转的周期和速度 B ．太阳的质量和运行速度C ．太阳质量和到MCG 6－30－15的距离D ．太阳运行速度和到MCG 6－30－15的距离11. 对于万有引力定律的表述式221rmm G F ，下面说法中正确的是（ ）A.公式中G 为引力常量，不是由实验测得的，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12．人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道半径会慢慢减小，在半径缓慢变化过程中，卫星的运动还可近似当作匀速圆周运动。
【物理】物理万有引力与航天练习题含答案及解析
【物理】物理万有引力与航天练习题含答案及解析一、高中物理精讲专题测试万有引力与航天1．如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心．(1)求卫星B的运行周期．(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？【答案】(1)32()2BRhTgRp+= (2)23()tgRR hω=-+【解析】【详解】（1）由万有引力定律和向心力公式得()()2224BMmG m R hTR hπ=++①，2MmG mgR=②联立①②解得：()322BR hTR gπ+=③（2）由题意得()02Btωωπ-=④，由③得()23BgRR hω=+⑤代入④得()23tR gR hω=-+2．如图所示，假设某星球表面上有一倾角为θ＝37°的固定斜面，一质量为m＝2.0 kg的小物块从斜面底端以速度9 m/s沿斜面向上运动，小物块运动1.5 s时速度恰好为零.已知小物块和斜面间的动摩擦因数为0.25，该星球半径为R＝1.2×103km.试求：(sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8)(1)该星球表面上的重力加速度g 的大小. (2)该星球的第一宇宙速度.【答案】（1）g=7.5m/s 2 （2）3×103m/s 【解析】 【分析】 【详解】（1）小物块沿斜面向上运动过程00v at =- 解得：26m/s a =又有：sin cos mg mg ma θμθ+= 解得：27.5m/s g =（2）设星球的第一宇宙速度为v ，根据万有引力等于重力，重力提供向心力，则有：2mv mg R=3310m/s v ==⨯3．载人登月计划是我国的“探月工程”计划中实质性的目标．假设宇航员登上月球后，以初速度v 0竖直向上抛出一小球，测出小球从抛出到落回原处所需的时间为t.已知引力常量为G ，月球的半径为R ，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 月； (2)月球的质量M ；(3)飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期T .【答案】(1)02v t ；(2)202R v Gt ；(3)2【解析】 【详解】(1)小球在月球表面上做竖直上抛运动，有02v t g =月月球表面的重力加速度大小02v g t=月 (2)假设月球表面一物体质量为m ，有2=MmGmg R 月 月球的质量202R v M Gt=(3)飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，有222Mm G m R R T π⎛⎫= ⎪⎝⎭飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的周期22Rt T v π=4．我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，经过一系列过程，在离月球表面高为h 处悬停，即相对月球静止．关闭发动机后，探测器自由下落，落到月球表面时的速度大小为v ，已知万有引力常量为G ，月球半径为R ，h R <<，忽略月球自转，求： （1）月球表面的重力加速度0g ； （2）月球的质量M ；（3）假如你站在月球表面，将某小球水平抛出，你会发现，抛出时的速度越大，小球落回到月球表面的落点就越远．所以，可以设想，如果速度足够大，小球就不再落回月球表面，它将绕月球做半径为R 的匀速圆周运动，成为月球的卫星．则这个抛出速度v 1至少为多大？【答案】（1）202v g h =（2）222v R M hG =（3）212v R v h= 【解析】（1）根据自由落体运动规律202v g h =，解得202v g h=（2）在月球表面，设探测器的质量为m ，万有引力等于重力，02MmGmg R=，解得月球质量222v R M hG=（3）设小球质量为'm ，抛出时的速度1v 即为小球做圆周运动的环绕速度万有引力提供向心力212''v Mm G m R R =，解得小球速度至少为212v Rv h=5．“嫦娥一号”探月卫星在空中的运动可简化为如图5所示的过程，卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道.已知卫星在停泊轨道和工作轨道运行的半径分别为R 和R 1，地球半径为r ，月球半径为r 1，地球表面重力加速度为g ，月球表面重力加速度为.求： (1)卫星在停泊轨道上运行的线速度大小； (2)卫星在工作轨道上运行的周期.【答案】(1) (2)【解析】（1）卫星停泊轨道是绕地球运行时，根据万有引力提供向心力：解得：卫星在停泊轨道上运行的线速度；物体在地球表面上，有，得到黄金代换，代入解得； （2）卫星在工作轨道是绕月球运行，根据万有引力提供向心力有，在月球表面上，有，得，联立解得：卫星在工作轨道上运行的周期．6．我国在2008年10月24日发射了“嫦娥一号”探月卫星．同学们也对月球有了更多的关注．(1)若已知地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，月球绕地球运动的周期为T ，月球绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动，试求月球绕地球运动的轨道半径．(2)若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度0v 竖直向上抛出一个小球，经过时间t ，小球落回抛出点．已知月球半径为r ，万有引力常量为G ，试求出月球的质量M 月【答案】22324gR T π(2)202v r Gt ． 【解析】 【详解】(1)设地球的质量为M ，月球的质量为M 月，地球表面的物体质量为m ，月球绕地球运动的轨道半径R '，根据万有引力定律提供向心力可得：222()MM GM R R Tπ=''月月2Mmmg GR = 解得：R '= (2)设月球表面处的重力加速度为g '，根据题意得：02g t v '=02GM m g rm '=月 解得：202v r M Gt=月7．2003年10月15日，我国神舟五号载人飞船成功发射．标志着我国的航天事业发展到了一个很高的水平．飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h 的圆形轨道．已知地球半径为R ，地面处的重力加速度为g ，引力常量为G ，求： (1)地球的质量；(2)飞船在上述圆形轨道上运行的周期T ．【答案】(1)GgR M 2=(2)2T =【解析】 【详解】(1)根据在地面重力和万有引力相等，则有2MmGmg R= 解得：GgR M 2=(2)设神舟五号飞船圆轨道的半径为r ，则据题意有：r R h =+飞船在轨道上飞行时，万有引力提供向心力有：2224πMm G m r r T=解得：2T =8．今年6月13日，我国首颗地球同步轨道高分辨率对地观测卫星高分四号正式投入使用，这也是世界上地球同步轨道分辨率最高的对地观测卫星．如图所示，A 是地球的同步卫星，已知地球半径为R ，地球自转的周期为T ，地球表面的重力加速度为g,求：（1）同步卫星离地面高度h （2）地球的密度ρ(已知引力常量为G )【答案】（122324gR TR π（2）34g GR π 【解析】 【分析】 【详解】（1）设地球质量为M ，卫星质量为m ，地球同步卫星到地面的高度为h ，同步卫星所受万有引力等于向心力为()2224()R h mMG m R h Tπ+=+ 在地球表面上引力等于重力为2MmGmg R= 故地球同步卫星离地面的高度为22324gR T h R π=（2）根据在地球表面上引力等于重力2MmGmg R= 结合密度公式为233443gR M g G V GR R ρππ===9．某宇航员乘坐载人飞船登上月球后，在月球上以大小为v 0的速度竖直向上抛出一物体(视为质点)，测得物体上升的最大高度为h ，已知月球的半径为R ，引力常量为G 。
高中物理《万有引力与航天》基础过关测试题(精品含答案)
《万有引力与航天》基础过关题1．下列说法正确的是( )A．万有引力定律是开普勒发现的，而引力常量是伽利略测定的B．F＝G m1m2r2中的G是一个比例常数，是没有单位的C．万有引力定律适用于任意质点间的相互作用D．万有引力定律不适用于地面上的物体2．海王星有13颗已知的天然卫星．现认为“海卫二”绕海王星沿圆轨道匀速运转，已知海卫二的质量为2.0×1019 kg，轨道半径为5.5×106 km，运行的周期为360天，万有引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2.则海王星的质量大约为( )A．1.0×1017 kg B．1.0×1026 kg C．2.0×1011 kg D．2.0×1019 kg 3．关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是( )A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律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．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律4．利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍．假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为( )A．1 h B．4 h C．8 h D．16 h5．北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，该系统由35颗卫星组成，卫星的轨道有三种：地球同步轨道、中地球轨道和倾斜轨道．其中，同步轨道半径大约是中轨道半径的1.5倍，那么同步卫星与中轨道卫星的周期之比约为( )6．我国实施“嫦娥三号”的发射和落月任务，进一步获取月球的相关数据．如果该卫星在月球上空绕月做匀速圆周运动，经过时间t，卫星行程为s，卫星与月球中心连线扫过的角度是1弧度，万有引力常量为G，根据以上数据估算月球的质量是( )A.t2Gs3 B.s3Gt2 C.Gt2s3 D.Gs3t27．(多选)据悉，我国的火星探测计划将于2018年展开.2018年左右我国将进行第一次火星探测，向火星发射轨道探测器和火星巡视器．已知火星的质量约为地球质量的19，火星的半径约为地球半径的12.下列关于火星探测器的说法中正确的是( )A．发射速度只要大于第一宇宙速度即可B．发射速度只有达到第三宇宙速度才可以C．发射速度应大于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度D．火星探测器环绕火星运行的最大速度约为地球的第一宇宙速度的2 38．宇航员王亚平在“天宫一号”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，则飞船所在处的重力加速度大小为( )A．0 B.GM (R＋h)2C.GMm(R＋h)2D.GMh29．(多选)有一宇宙飞船到了某行星上(假设该行星没有自转运动)，以速度v 贴近行星表面匀速飞行，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v T 2πB．该行星的平均密度为3πGT2C．无法求出该行星的质量D．该行星表面的重力加速度为4π2v2 T210．(多选)欧洲航天局的第一枚月球探测器——“智能1号”环绕月球沿椭圆轨道运动，用m 表示它的质量，h 表示它近月点的高度，ω表示它在近月点的角速度，a 表示它在近月点的加速度，R 表示月球的半径，g 表示月球表面处的重力加速度．忽略其他星球对“智能1号”的影响，则它在近月点所受月球对它的万有引力的大小等于( )A ．maB ．m R 2g (R ＋h )2C ．m (R ＋h )ω2D ．m R 2ω2R ＋h11．宇航员站在某一星球距离表面h 高度处，以初速度v 0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t 后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R ，引力常量为G ，则该星球的质量为( )A.2hR 2Gt 2B.2hR 2GtC.2hR Gt 2D.Gt 22hR 212. (多选)如图所示，两质量相等的卫星A 、B 绕地球做匀速圆周运动，用R 、T 、E k 、S 分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有( )A ．T A ＞T BB ．E k A ＞E k BC ．S A ＝S B D.R 3A T 2A ＝R 3B T 2B13．宇航员在地球上的水平地面将一小球水平抛出，使小球产生一定的水平位移，当他登陆一半径为地球半径2倍的星球后，站在该星球水平地面上以和地球完全相同的方式水平抛出小球，测得小球的水平位移大约是地球上平抛时的4倍，由此宇航号估算该星球的质量M 星约为(式中M 为地球的质量)( )A ．M 星＝12MB ．M 星＝2MC ．M 星＝14MD ．M 星＝4M《万有引力与航天》基础过关题参考答案1．解析：选C.牛顿深入思考了月球受到的引力与地面物体受到的引力的关系，发现了万有引力定律，A 错误；而英国物理学家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G 的数值，G 是一个比例常数，其单位是N·m 2kg 2，B 错误；万有引力定律适用于任意质点间的相互作用，C 正确，D 错误．2．解析：选B.万有引力提供向心力，因已知周期，且F 万＝F 向，故可知GMm r 2＝m 4π2T 2r ，解得M ＝4π2r 3GT 2，代入数据得M ＝1.0×1026 kg ，B 正确．3．解析：选 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，牛顿在开普勒研究基础上结合自己发现的牛顿运动定律，发现了万有引力定律，指出了行星按照这些规律运动的原因，选项B 正确．4．解析：选B.当一地球卫星的信号刚好覆盖赤道120°的圆周时，卫星的轨道半径r ＝R cos 60°＝2R ；对同步卫星，分别有GMm (6.6R )2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 02·6.6R 和GMm (2R )2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2·2R ，即⎝ ⎛⎭⎪⎫T T 02＝⎝ ⎛⎭⎪⎫2R 6.6R 3，解得T ＝4 h ，选项B 正确． 5．6．解析：选B.由s ＝rθ，θ＝1弧度，可得r ＝s ，由s ＝v t 可得v ＝s t ，由GMm r 2＝m v 2r ，解得M ＝s 3Gt 2，B 正确．7．(多选)解析：选CD.要将火星探测器发射到火星上去，必须脱离地球引力，即发射速度要大于第二宇宙速度；火星探测器仍在太阳系内运转，因此从地球上发射时，发射速度要小于第三宇宙速度，选项A 、B 错误，C 正确；由第一宇宙速度的概念，得G Mm R 2＝m v 21R ，得v 1＝ GM R ，故火星探测器环绕火星运行的最大速度与地球的第一宇宙速度的比值约为29＝23，选项D 正确．8．解析：选B.飞船受的万有引力等于在该处所受的重力，即GMm (R ＋h )2＝mg ，得g ＝GM (R ＋h )2，选项B 正确． 9．(多选)解析：选AB. 由T ＝2πR ，可得R ＝v T 2π，A 正确；由GMm R 2＝m v 2R 、R ＝v T 2π，可得M ＝v 3T 2πG ，C 错误；由M ＝43πR 3ρ及GMm R 2＝m 4π2T 2R ，得ρ＝3πGT 2，B 正确；由GMmR 2＝mg 、M ＝v 2R G 及R ＝v T 2π，得g ＝2πv T ，D 错误．10．(多选)解析：选AB.“智能1号”在近月点所受月球对它的万有引力，即为它所受的合力，由牛顿第二定律得F ＝ma ，A 正确；由万有引力定律得F ＝G Mm (R ＋h )2，又月球表面上，G Mm R 2＝mg ，解得F ＝m R 2g (R ＋h )2，B 正确；由于“智能1号”环绕月球沿椭圆轨道运动，曲率圆半径不是R ＋h ，C 、D 错误．11．解析：选A.设该星球表面的重力加速度g ，小球在星球表面做平抛运动，h＝12gt 2.设该星球的质量为M ，在星球表面有mg ＝GMm R 2.由以上两式得，该星球的质量为M ＝2hR 2Gt 2，A 正确．12. (多选)解析：选AD.卫星绕地球做匀速圆周运动时其向心力由万有引力提供，若地球质量为M ，卫星质量为m ，则有G Mm R 2＝m v 2R ＝m 4π2R T 2，由此可得v ＝GM R 和T ＝2πR 3GM ，这里R A ＞R B ，则v A ＜v B ，T A ＞T B ，而动能E k ＝12m v 2，故E k A ＜E k B ，选项A 正确，选项B 错误；卫星在单位时间t 内通过的圆弧长l ＝v t ，扇形面积S ＝Rl 2＝R v t 2＝Rt GM R 2＝t 2·GMR ，这里R A ＞R B ，则S A ＞S B ，选项C 错误；由开普勒第三定律可知，选项D 正确．13． 解析：选C.根据平抛规律可计算星球表面加速度，竖直方向h ＝12gt 2，水平方向x ＝v t ，可得g 星＝116g 地，再有星球表面万有引力公式G M 星m R 2＝mg 星，R 星＝2R 地，可得M 星＝M 4，C 正确．。
河北省黄骅中学2024届高三(最后冲刺)物理试卷含解析
2024年高考物理模拟试卷注意事项：1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其它答案标号。
回答非选择题时，将答案写在答题卡上，写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
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、如图所示，在水平晾衣杆（可视为光滑杆）上晾晒床单时，为了尽快使床单晾干，可在床单间支撑轻质细杆.随着细杆位置的不同，晾衣杆两侧床单间夹角θ（150θ<︒）将不同.设床单重力为G ，晾衣杆所受压力大小为N ，下列说法正确的是（ ）A ．当60θ=︒时，3N =B ．当90θ︒=时，22N =C ．只有当120θ︒=时，才有N G =D ．无论θ取何值，都有N G =2、2019年4月21日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第44颗北斗导航卫星。
若组成北斗导航系统的这些卫星在不同高度的转道上都绕地球做匀速圆周运动，其中低轨卫星离地高度低于同步卫星。
关于这些卫星，下列说法正确的是（ ）A ．低轨卫星的环绕速率大于7.9km/sB ．地球同步卫星可以固定对一个区域拍照C ．低轨卫星和地球同步卫星的速率相同D ．低轨卫星比同步卫星的向心加速度小3、2019年的诺贝尔物理学奖于10月8日公布，有一半的奖金归属了一对师徒——瑞士的天文学家MichelMayor 和DidierQueloz ，以表彰他们“发现了一颗围绕类太阳恒星运行的系外行星"。
由于行星自身不发光，所以我们很难直接在其他恒星周围找到可能存在的系外行星，天文学家通常都采用间接的方法来侦测太阳系外的行星，视向速度法是目前为止发现最多系外行星的方法。
行星自身的质量使得行星和恒星围绕着他们共同的质量中心在转动，在地球上用望远镜就有可能看到行星引力对于恒星的影响。
2023-2024学年河北省沧州市黄骅中学物理高三第一学期期末学业质量监测试题含解析
2023-2024学年河北省沧州市黄骅中学物理高三第一学期期末学业质量监测试题考生请注意：1．答题前请将考场、试室号、座位号、考生号、姓名写在试卷密封线内，不得在试卷上作任何标记。
2．第一部分选择题每小题选出答案后，需将答案写在试卷指定的括号内，第二部分非选择题答案写在试卷题目指定的位置上。
3．考生必须保证答题卡的整洁。
考试结束后，请将本试卷和答题卡一并交回。
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、笔记本电脑机身和显示屏对应部位分别有磁体和霍尔元件。
当显示屏开启时磁体远离霍尔元件，电脑正常工作；当显示屏闭合时磁体靠近霍尔元件，屏幕熄灭，电脑进入休眠状态。
如图所示，一块宽为a 、长为c 的矩形半导体霍尔元元件，元件内的导电粒子是电荷量为e 的自由电子，通入方向向右的电流I 时，电子的定向移动速度v ，当显示屏闭合时元件处于垂直于上表面、方向向下的匀强磁场B 中，于是元件的前、后表面间出现电压U ，以此控制屏幕的熄灭。
则元件的（ ）A ．前表面的电势比后表面的低。
B ．前、后表面间的电压U =BveC ．前、后表面间的电压U 与I 成正比D ．自由电子受到的洛伦兹力大小为eU c2、一颗人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速率为v ，角速度为ω，加速度为g ，周期为T ．另一颗人造地球卫星在离地面高度为地球半径的轨道上做匀速圆周运动， 则（ ）A ．它的速率为2vB ．它的加速度为4g C 2T D ．它的角速度也为ω3、如图所示，长为L 的轻绳一端固定在O 点，另一端系一质量为m 的小球，在最低点给小球一水平初速度v 0，同时对小球施加一大小不变，方向始终垂直于绳的力F ，小球沿圆周运动到绳水平时，小球速度大小恰好也为v 0。
则正确的是（ ）A．小球在向上摆到45°角时速度达到最大B．F=mgC．速度大小始终不变D．F=2mg π4、如图所示，虚线a、b、c是电场中的一簇等势线（相邻等势面之间的电势差相等），实线为一α粒子（重力不计）仅在电场力作用下通过该区域时的运动轨迹，P、Q是这条轨迹上的两点，据此可知（）A．a、b、c三个等势面中，a的电势最高B．电子在P点具有的电势能比在Q点具有的电势能小C．α粒子在P点的加速度比Q点的加速度大D．带电质点一定是从P点向Q点运动5、如图，水平桌面上有三个相同的物体a、b、c叠放在一起，a的左端通过一根轻绳与质量为33m=kg的小球相连，绳与水平方向的夹角为60°，小球静止在光滑的半圆形器皿中。
河北省衡水市衡水中学万有引力与宇宙达标检测(Word版 含解析)
一、第七章 万有引力与宇宙航行易错题培优（难）1．2020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 GTπ= 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 。
2．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。
物理必修二万有引力与航天章末测试题(含答案)
万有引力与航天1.关于万有引力定律和引力常量的发现，下面说法中正确的是（ ）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.万有引力定律是牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的2．万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用规律，以下说法正确的（ ）A.物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的B.人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大C.人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供D.宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用3.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4.若人造卫星绕地球做匀速率圆周运动，则下列说法正确的是（ ）A.卫星的轨道半径越大，它的运行速度越大B.卫星的轨道半径越大，它的运行速度越小C.卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越大D.卫星的质量一定时，轨道半径越大，它需要的向心力越小5.若已知某行星绕太阳公转的半径r ，公转周期T ，万有引力常量G ，则由此可求出（ ）A.某行星的质量B.太阳质量C.某行星密度D.太阳密度6.在离地面高度等于地球半径的高处，重力加速度的大小是地球表面处的（ ）A.2倍B.1倍C. 21倍D.41倍 7.在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀学说”，宇宙是从一个大爆炸的火球开始形成的，大爆炸后各星球即以不同的速度向外运动，这种学说认为万有引力常量G 在缓慢地减小.根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比（ ）A.公转半径R 较大B.公转周期T 较小C.公转速率v 较大D.公转角速率ω较小8.关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下面说法中正确的是（ ）A.在发射过程中向上加速时产生超重现象B.在降落过程中向下减速时产生超重现象C.进入轨道时做匀速圆周运动，产生失重现象D.失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的9.如图6-1所示，一艘宇宙飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，在该飞船的密封舱内，下列实验能够进行的是（ ）A.（甲）宇航员生活废水过滤处理实验B.（乙）研究动能与重力势能转化规律实验C.（丙）探究感应电流的产生条件实验D.（丁）血浆与血细胞自然分层实验10.某星球的质量约为地球质量的9倍，半径约为地球半径的一半，若从地球表面高h 处平抛一物体，射程为60 m ，则在该星球上，从同样高度以同样的初速度平抛同一物体，射程应为（ ）A.10 mB.15 mC.90 mD.360 m11.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12.利用下列哪组数据，可以计算出地球的质量（ ）①已知地球半径R 和地面重力加速度g②已知卫星绕地琺做匀速圆周运动的轨道半径和r 周期T③已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期T 和月球质量m④已知同步卫星离地面高h 和地球自转周期TA ．①②B ．①②④C ．①③④D ．②③④13．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，而苹果对地球无引力造成的C.苹果与地球间的引力是大小相等的，由于地球质量极大，不可能产生明显的加速度D.以上说法都不对14.两颗人造地球卫星，质量之比m 1：m 2＝1：2,轨道半径之比R 1:R 2=3:1，下面有关数据之比正确的是（ ）A.周期之比T 1:T 2=3:1B.线速度之比v 1:v 2=3:1C.向心力之比为F 1:F 2=1:9D.向心加速度之比a 1:a 2=1:915.已知甲、乙两行星的半径之比为a ，它们各自的第一宇宙速度之比为b ，则下列结论不正确的是（ ）A.甲、乙两行星的质量之比为b 2a :1B.甲、乙两行星表面的重力加速度之比为b 2:aC.甲、乙两行星各自的卫星的最小周期之比为a:bD.甲、乙两行星各自的卫星的最大角速度之比为b :a16.地球同步卫星距地面高度为h ，地球表面的重力加速度为g ，地球半径为R ,地球自转的角速度为ω，那么下列表达式表示同步卫星绕地球转动的线速度的是（ ）A.ω)(h R v +=B.)/(h R Rg v +=C.)/(h R g R v +=D.32ωg R v =17.发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是 ( )A ．开普勒、卡文迪许B ．牛顿、伽利略C ．牛顿、卡文迪许D ．开普勒、伽利略18.太空舱绕地球飞行时，下列说法中正确的是 ( )A ．太空舱做圆周运动所需的向心力由地球对它的吸引力提供B ．太空舱内宇航员感觉舱内物体失重C ．地球对舱内物体无吸引力D ．太空舱内无法使用天平19.行星绕恒星的运动轨道近似是圆形，那么它运行周期T 的平方与轨道半径R 的三次方的比为常数，设T 2／R 3＝k ，则常数k 的大小 ( )A ．只与恒星的质量有关B ．只与行星的质量有关C.与恒星的质量及行星的质量都有关系 D ．与恒星的质量及行星的质量都没关系20.有两颗行星A 、B ，在此两星球附近各有—颗卫星，若这两卫星运动的周期相等，由此可知( )A ．行星A 、B 表面重力加速度与它们的半径—定成正比B ．两卫星的线速度一定相等C ．行星A 、B 的质量可能相等D ．行星A 、B 的密度一定相等21.两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，它们的质量之比m A ：m B ＝1∶2，轨道半径之比r A ：r B ＝3∶1，某—时刻它们的连线恰好通过地心，下列说法中错误的是 ( )A.它们的线速度之比v A ：v B ＝ 1∶3B.它们的向心加速度之比a A ∶a B ＝1∶9C.它们的向心力之比F A ∶F B ＝ l ∶18D.它们的周期之比T A ∶T B ＝ 3∶l22.设第一、第二、第三宇宙速度分别是v 1、v 2、v 3，则 ( )A ．v 1＝7．9 km ／s ，7．9 km ／s ＜v 2≤11．2km ／s ，11．2km ／ｓ＜v 3≤16．7km ／sB ．7．9 km ／s ≤v 1＜11．2km ／s ，v 2＝11．2 km ／s ，11．2km ／ｓ＜v 3≤16．7km ／sC ． 7．9 km ／s ≤v 1＜11．2km ／s ，11．2km ／ｓ≤v 2＜16．7km ／s v 3＝16．7 km ／s ，D ．v 1＝7．9 km ／s ， v 2＝11．2km ／s ，1v 3＝16．7km ／s万有引力定律高考题1 (2011江苏第7题)．一行星绕恒星作圆周运动。
沧州市高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试题(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．“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+32()R h T R π+ B ．()3222R h GT π+34()3R h T R π+ C ．()3224R h GT π+32()R h T R π+D ．()3224R h GT π+34()3R h T R π+ 3．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 ．12q q p ⎛⎫⋅ ⎪⎝⎭C ．12p p q ⎛⎫⋅ ⎪⎝⎭D ．12()p q ⋅ 4．已知地球表面的重力加速度为g ，地面上空离地面高度等于地球半径的某点有一卫星恰好经过，该卫星的质量为m ，则该卫星在该点的重力大小为（ ）A ．mgB ．12mgC ．13mg D ．14mg 5．如图所示为一质量为M 的球形物体，质量分布均匀，半径为R ，在距球心2R 处有一质量为m 的质点。
若将球体挖去一个半径为2R 的小球，两球心和质点在同一直线上，且挖去的球的球心在原来球心和质点连线外，两球表面相切。
已知引力常量为G ，则剩余部分对质点的万有引力的大小为（ ）A ．2736GMm R B ．21136GMm R C ．223100GMm R D ．229100GMm R 6．通过观察冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。
石家庄市高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试题(包含答案解析)
一、选择题1．2020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090min T =，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423416πR gT 2．一项最新的研究发现，在我们所在星系中央隆起处，多数恒星形成于100亿多年前的一次恒星诞生爆发期。
若最新发现的某恒星自转周期为T ，星体为质量均匀分布的球体，万有引力常量为G ，则以周期T 稳定自转的星体的密度最小值约为（ ） A ．23GT πB ．24GT πC ．26GT πD ．28GT π3．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 4．下面说法正确的是（ ） A ．曲线运动一定是变速率运动B ．匀变速曲线运动在任意时间内速度的变化量都相同C ．匀速圆周运动在相等时间的位移相同D ．若地球自转角速度增大，则静止在赤道上的物体所受的支持力将减小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”。
河北黄骅市中学下册万有引力与宇宙章末训练(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．如图所示，A 是静止在赤道上的物体，地球自转而做匀速圆周运动。
B 、C 是同一平面内两颗人造卫星，B 位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C 是地球同步卫星。
已知第一宇宙速度为v ，物体A 和卫星B 、C 的线速度大小分别为v A 、v B 、v C ，运动周期大小分别为T A 、T B 、T C ，下列关系正确的是（ ）A ．T A =T C ＜TB B ．T A =TC ＞T B C ．v A ＜v C ＜v B ＜vD ．v A ＜v B ＜v C ＜v【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】AB ．由题意，A 是静止在赤道上的物体，C 是地球同步卫星，故有A C T T =，又由于B 、C 是同一平面内两颗人造卫星，由万有引力提供向心力可知2224Mm G m r r Tπ= 解得234r T GMπ=即轨道半径越大，周期越大，由于C 的轨道半径大于B 的轨道半径，则C B T T <，联立上式，可得T A =T C ＞T B故A 错误，B 正确；CD ．由于B 、C 是同一平面内两颗人造卫星，由万有引力提供向心力可知22Mm v G m r r= 解得GMv r=也就是说，轨道半径越大，线速度越小，故有B C v v >，又因为A 、C 具有相同的周期和角速度，所以有C A v v >，又因为第一宇宙速度是最大的环绕速度，故有B v v >，结合以上分析可知v A ＜v C ＜v B ＜v故C 正确，D 错误。
故选BC 。
2．在太阳系外发现的某恒星a 的质量为太阳系质量的0.3倍，该恒星的一颗行星b 的质量是地球的4倍，直径是地球的1.5倍，公转周期为10天．设该行星与地球均为质量分布均匀的球体，且分别绕其中心天体做匀速圆周运动，则（ ） A ．行星b 的第一宇宙速度与地球相同B ．行星b 绕恒星a 运行的角速度大于地球绕太阳运行的角速度C ．如果将物体从地球搬到行星b 上，其重力是在地球上重力的169D ．行星b 与恒星a 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A ．当卫星绕行星表面附近做匀速圆周运动时的速度即为行星的第一宇宙速度，由22Mm v G m R R= 得v =M 是行星的质量，R 是行星的半径，则得该行星与地球的第一宇宙速度之比为v v 行地：=故A 错误；B ．行星b 绕恒星a 运行的周期小于地球绕太阳运行的周期；根据2Tπω= 可知，行星b 绕恒星a 运行的角速度大于地球绕太阳运行的角速度，选项B 正确； C ．由2GMg R=，则 22169M R g g M R =⨯=行地行地地行：则如果将物体从地球搬到行星b 上，其重力是在地球上重力的169，则C 正确； D ．由万有引力提供向心力：2224Mm G m R R Tπ=得：R = 则ab R R 日地则D 错误； 故选BC 。
河北省黄骅中学期末精选达标检测卷(Word版 含解析)
B．若 A>0 且保持不变,则 a 逐渐变大
C．若 A 不变,则物体在中间位置处的速度为 vs v0 2
D．若 A 不变,则物体在中间位置处的速度为 v02 vs2 2
【答案】BC 【解析】 【详解】 AB．若 A 不变，有两种情况一是：A＞0，在这种情况下，相等位移内速度增加量相等，通
【解析】 【详解】 AC、三个质点从 A 到 B 的过程中，位移大小相等，时间相同；平均速度是位移与时间段的 比值，故平均速度相同，故 A 正确，C 错误； BD、 三个质点从 A 到 B 的过程中，路程不全相同，时间相同；平均速率是路程与时间的比 值，由图象知乙组的平均速率最小，甲组的平均速率最大，故 C 错误；D 正确； 故选 AD． 【点睛】 位移是指从初位置到末位置的有向线段，路程是轨迹的长度，故从 M 到 N 过程中，三个物 体的位移相同，但路程不等；平均速率是路程与时间的比值，而平均速度是位移与时间段 的比值．
位移 s0∕3，所以可求三角形 OCD 的面积对应位移 s0∕6，所以 0—to 时间内甲车发生的位移为
s=s0+ s0∕6
得
故 D 正确；
6
s0= s
7
C．2t0 时刻甲、乙两车间的距离即为三角形 ABC 的面积即 s0∕3，所以 C 错误．
故选 D。
12．甲、乙两车沿直线在同一条平直公路上同向运动，其 v t 图象如图所示，下列说法正
A．
B．
C．
D．
【答案】ABD 【解析】 【分析】 【详解】 因速度图像与坐标轴围成的面积等于物体的位移，由速度图像可知，A、B、D 三个图像与 坐标轴围成的面积均大于 50m，且速度不超过 10m/s；C 图像中公交车的位移可能恰好等 于 50m，且速度小于 10m/s,故公交车启动后的运动图像可能是 ABD。 故选：ABD。 【名师点睛】 此题是对速度时间图像的考查；关键是知道速度-时间图像与坐标轴围成的“面积”等于物体 的位移，结合公交车的运动情况即可分析解答．
河北省沧州市黄骅中学2023-2024学年高三物理第一学期期末检测模拟试题含
量其内电阻
(1)实验中可供选择的滑动变阻器有两种规格，甲的最大阻值为 2000 ，乙的最大阻值 为10 。应选用________。（选填“甲”或“乙”）
(2)实验过程的主要步骤如下，请分析填空。
A．断开开关 S ，把滑动变阻器 R 的滑片 P 滑到_________端；（选填“ a ”或“ b ”） B．将电阻箱 R的阻值调到零； C．闭合开关 S ，移动滑片 P 的位置，使电压表的指针指到 3V D．开关 S 处于闭合状态保持滑片 P 的位置不变，调节电阻箱 R 的阻值使电压表指针 指到_______ V ，读出此时电阻箱 R 的阻值，此值即为电压表内电阻的测量值
1
v v v 沿竖直方向的导轨向下匀速运动，重力加速度为 g 。则以下说法正确的是 21 2
（）
A．
ab
杆所受拉力
F
的大小为
B2L2v 2
mg
2R
B．
ab
杆所受拉力
F
的大小为
1
2
mg
C．
cd
杆下落高度为
h
的过程中，整个回路中电流产生的焦耳热为
2Rm2 g 2h
2 B 2 L2v
1
D．
ab
பைடு நூலகம்
杆水平运动位移为
A．a 球落在斜面上的速度方向与斜面平行 B．三小球比较，落在 c 点的小球飞行时间最长 C．三小球比较，落在 b 点的小球飞行过程速度变化最快 D．无论小球抛出时初速度多大，落到斜面上的瞬时速度都不可能与斜面垂直 3、如图所示，两根相距为 L 的平行直导轨水平放置，R 为固定电阻，导轨电阻不计。 电阻阻值也为 R 的金属杆 MN 垂直于导轨放置，杆与导轨之间有摩擦，整个装置处在 竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度大小为 B。t=0 时刻对金属杆施加一水平外力 F 作 用，使金属杆从静止开始做匀加速直线运动。下列关于通过 R 的电流 I、杆与导轨间的 摩擦生热 Q、外力 F、外力 F 的功率 P 随时间 t 变化的图像中正确的是（ ）
河北省沧州市黄骅市2024届中考押题物理预测卷含解析
河北省沧州市黄骅市2024届中考押题物理预测卷请考生注意：1．请用2B铅笔将选择题答案涂填在答题纸相应位置上，请用0．5毫米及以上黑色字迹的钢笔或签字笔将主观题的答案写在答题纸相应的答题区内。
写在试题卷、草稿纸上均无效。
2．答题前，认真阅读答题纸上的《注意事项》，按规定答题。
一、单选题（本大题共10小题，共30分）1．下列关于粒子和宇宙的认识中，正确的是A．太阳是宇宙的中心B．面包可以被捏扁，说明分子间有空隙C．用放大镜能观察到素描炭笔画的线是由一个个分子组成的D．清水中滴入红墨水后变红，说明分子在运动2．如图甲所示的电路中，当闭合开关后，两个电压表指针偏转均为图乙所示，则电阻R1和R2的功率之比为A．4：1 B．5：1 C．1：4 D．1：53．如图为自动垂直升降式车库的停车过程示意图．下列关于汽车匀速上升时的说法，正确的是（）A．动能增加，重力势能不变B．动能增加，重力势能增加C．动能不变，重力势能不变D．动能不变，重力势能增加4．妮妮的新家中有150W的电视机一台，300W的洗衣机一台，100W的电冰箱一台，2200W的柜式空调机一台，250W 的电脑一台，800W的电饭锅一只，40W的照明灯8盏，则安装电能表时，选用以下哪一种电能表最合适A．220V 5A B．220V 15A C．220V 20A D．220V 30A5．如图是运动员顶足球时的情景，忽略空气阻力，下列说法正确的是A．球被顶出，说明力可以改变物体的运动状态B．顶出去的球在上升过程中，受到平衡力的作用C．球在上升过程中，重力势能增加，机械能增加D．顶出去的球最终落地，是由于球具有惯性6．如下图所示是一手压电筒，按压手柄，塑料齿轮带动线圈内磁性飞轮高速旋转，使灯泡发光。
下列四图中与这一过程的工作原理相同的是A．B．C．D．7．第24届冬奥会将于2022年在北京—张家口举办。
如图所示，当运动员穿着滑雪板在水平雪地上进行滑行训练时，下列说法中正确的是（）A．以滑雪板为参照物，运动员是运动的B．穿滑雪板是为了减小对雪地的压力C．雪地对滑雪板的支持力和滑雪板对雪地的压力是相互作用力D．滑雪板受到的重力和雪地对滑雪板的支持力是一对平衡力8．妈妈用电动自行车送小婷上学，途中妈妈提醒小婷“坐好，别动！”．这个“别动”的参照物是（）A．电动自行车上的座位B．路旁的树木C．迎面走来的行人D．从旁边超越的汽车9．在实验的基础上进行科学推理是研究物理问题的基本方法之一．例如牛顿第一定律就是运用这种研究方法得出的，在下列物理规律的得出过程中，也运用了这一方法的是A．欧姆定律B．真空不能传声C．光的反射规律D．阿基米德原理10．如图所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P向左移动，下列说法正确的是A．电流表A1的示数变小，电流变A2的示数变大B．电流表A1的示数和电流表A2的示数同时变大C．电压表的示数变大，电流表A1的示数变小D．电压表的示数不变，电流表A2的示数变小二、多选题（本大题共3小题，共12分）11．某些物质在很低的温度时，电阻突然减小到零，这种现象叫超导现象，用这些物质可制成超导体．假设有一种导体在常温下就能发生超导现象，那么这种超导体可以应用于A．B．C．D．12．如图所示的四个实验，下列说法中正确的是A．两个放有磁体的小车靠近，松手后两小车同时向后运动，说明力的作用是相互的B．同一只自制密度计在两种液体中静止，甲杯中液体的密度大于乙杯中液体的密度C．用橡皮锤敲击右侧的音叉，左边完全相同的音叉也会发声，说明空气可以传声D．用带负电的橡胶棒靠近轻质泡沫小球，小球被吸引，说明小球可能带正电13．在探究凸透镜成规律的实验中，蜡烛、凸透镜和光屏的位置如图所示，烛焰在光屏上恰好成一清晰的像，下列说法正确的是（）A．凸透镜的焦距可能是8cmB．图中凸透镜成像的特点应用在了照相机上C．保持透镜和光屏位置不同，移动蜡烛，烛焰仍可在光屏上成清晰的像D．保持蜡烛和光屏位置不动，移动凸透镜，光屏上能成放大清晰的烛焰像三、填空题（本大题共5小题，共10分）14．图示是学校走廊灯的自动制电路,走廊入口上方安装有反射式光电传感器，开关闭合时，当人靠近到一定距离，从光电传感器上发射的红外线经人体反射后被接收器接收,接收器中的光敏电阻R0的阻值减小，通过定值电R的电流_________(选填“变大”、“变小”或“不变”)同时电磁铁的磁性_________ （选填“变强”、“变弱”、“不变”)，工作电路接通，灯泡L发光，图中电磁铁的上端是_____ 极。
2024年河北黄骅中学高三物理第一学期期末达标检测模拟试题含解析
2024年河北黄骅中学高三物理第一学期期末达标检测模拟试题注意事项：1． 答题前，考生先将自己的姓名、准考证号填写清楚，将条形码准确粘贴在考生信息条形码粘贴区。
2．选择题必须使用2B 铅笔填涂；非选择题必须使用0．5毫米黑色字迹的签字笔书写，字体工整、笔迹清楚。
3．请按照题号顺序在各题目的答题区域内作答，超出答题区域书写的答案无效；在草稿纸、试题卷上答题无效。
4．保持卡面清洁，不要折叠，不要弄破、弄皱，不准使用涂改液、修正带、刮纸刀。
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、如图甲所示，一根直导线和一个矩形导线框固定在同一竖直平面内，直导线在导线框上方，甲图中箭头方向为电流的正方向。
直导线中通以图乙所示的电流，则在0－1t 时间内，导线框中电流的方向（ ）A ．始终沿顺时针B ．始终沿逆时针C ．先顺时针后逆时针D ．先逆时针后顺时针2、如图所示，aefc 和befd 是垂直于纸面向里的匀强磁场Ⅰ、Ⅱ的边界。
磁场Ⅰ、Ⅱ的磁感应强度分别为B 1、B 2，且B 2＝2B 1，其中bc=ea=ef.一质量为m 、电荷量为q 的带电粒子垂直边界ae 从P 点射入磁场Ⅰ，后经f 点进入磁场 Ⅱ，并最终从fc 边界射出磁场区域。
不计粒子重力，该带电粒子在磁场中运动的总时间为( )A ．12m qB π B ．132m qB πC ．1n qB πD ．134m qB π 3、下图是a 、b 两光分别经过同一双缝干涉装置后在屏上形成的干涉图样，则（ ）A ．在同种均匀介质中，a 光的传播速度比b 光的大B．从同种介质射入真空发生全反射时a光临界角大C．照射在同一金属板上发生光电效应时，a光的饱和电流大D．若两光均由氢原子能级跃迁产生，产生a光的能级能量差大n>）。
近年来，人们针对电磁波某些频段设计的人工材料，可以使折射率为4、已知天然材料的折射率都为正值（10n<），称为负折射率介质。
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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 MMρπ⎛⎫==⎪⎝⎭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 MGRR=⎛⎫⎪⎝⎭日日地地， B 正确，A错误；C、D、由//2/224G22M M RMTRπ⎛⎫= ⎪⎝⎭⎛⎫⎪⎝⎭日地地，整理得：23?4TrGMπ=，与原来相同，C正确；D错误；故选BC．2．如图所示，卫星在半径为1r的圆轨道上运行速度为1υ，当其运动经过A点时点火加速，使卫星进入椭圆轨道运行，椭圆轨道的远地点B与地心的距离为2r，卫星经过B点的速度为Bυ，若规定无穷远处引力势能为0，则引力势能的表达式pGMmEr=-，其中G 为引力常量，M为中心天体质量，m为卫星的质量，r为两者质心间距，若卫星运动过程中仅受万有引力作用，则下列说法正确的是A ．1b υυ<B ．卫星在椭圆轨道上A 点的加速度小于B 点的加速度C ．卫星在A点加速后的速度为A υ=D ．卫星从A 点运动至B 点的最短时间为t =【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】假设卫星在半径为r 2的圆轨道上运行时速度为v2．由卫星的速度公式v =知，卫星在半径为r 2的圆轨道上运行时速度比卫星在半径为r 1的圆轨道上运行时速度小，即v 2<v 1．卫星要从椭圆轨道变轨到半径为r 2的圆轨道，在B 点必须加速，则v B <v 2，所以有v B <v 1．故A 正确．由2GMmma r=，可知轨道半径越大，加速度越小，则A B a a >，故B 错误；卫星加速后从A 运动到B 的过程，由机械能守恒定律得，221211()()22A B GMm GMm mv mv r r +-=+-得A v =C 正确；设卫星在半径为r 1的圆轨道上运行时周期为T 1，在椭圆轨道运行周期为T 2．根据开普勒第三定律312312212()2r r r T T += 又因为1112r T v π= 卫星从A 点运动至B 点的最短时间为22T t =，联立解得t =故D 错误．3．宇宙中有两颗孤立的中子星，它们在相互的万有引力作用下间距保持不变，并沿半径不同的同心圆轨道做匀速圆周运动．如果双星间距为L ，质量分别为1m 和2m ，引力常量为G ，则（ ）A ．双星中1m 的轨道半径2112m r L m m =+B ．双星的运行周期22LT π=C ．1m 的线速度大小1v m =D．若周期为T，则总质量231224Lm mGTπ+=【答案】AD【解析】【分析】【详解】A．设行星转动的角速度为ω，周期为T，如图：对星球m1，根据万有引力提供向心力可得212112m mG m RLω=同理对星球m2，有212222m mG m RLω=两式相除得1221R mR m=（即轨道半径与质量成反比）又因为12L R R=+所以得2112mR Lm m=+1212mR Lm m=+选项A正确；B．由上式得到()121G m mL Lω+=因为2Tπω=，所以()122LT LG m mπ=+选项B错误；C ．由2Rv Tπ=可得双星线速度为21122m LR v m T ππ===12222m LR v m T ππ=== 选项C 错误；D ．由前面2T π=得231224L m m GTπ+= 选项D 正确。
故选AD 。
4．若第一宇宙速度为v 1，绕地球运动的卫星最小的周期为T ，地球同步卫星的周期为T 0，引力常量为G ，则（ ）A ．地球的质量为21v GB ．卫星运动轨道的最小半径为12v TπC ．地球同步卫星的线速度大小为1vD【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A ．设地球质量和半径分别为M 、R ，则第一宇宙速度满足212=mv Mm G R R所以地球质量为21v RM G= A 错误； B ．由22224=='Mm mv G m r r r T π 得v =，'T = 所以轨道半径r 越小，线速度越大，周期越小，且最小轨道半径即为地球半径R ，联立得12Rv Tπ=所以12v TR π=B 正确；CD ．设地球同步卫星线速度和轨道半径分别为为2v 、2T ，则2v =，0T =且1v =T =12v T R π=联立得21v v = 所以同步卫星离地面高度为11222v v T r ππ==C 正确，D 错误。
故选BC 。
5．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。
6．太阳系中，行星周围存在着“作用球”空间：在该空间内，探测器的运动特征主要决定于行星的引力。
2020年中国将首次发射火星探测器，并一次实现“环绕、着陆、巡视”三个目标。
如图所示，若将火星探测器的发射过程简化为以下三个阶段：在地心轨道沿地球作用球边界飞行，进入日心转移轨道环绕太阳飞行，在俘获轨道沿火星作用球边界飞行。
且A点为地心轨道与日心转移轨道切点，B点为日心转移轨道与俘获轨道切点，则下列关于火星探测器说法正确的是（）A．在地心轨道上经过A点的速度小于在日心转移轨道上经过A点的速度B．在B点受到火星对它的引力大于太阳对它的引力C．在C点的运行速率大于地球的公转速率D ．若已知其在俘获轨道运行周期，可估算火星密度 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】A ．从地心轨道上经过A 点进入日心转移轨道上A 点做了离心运动，脱离地球束缚，因此一定点火加速，故A 正确；B ．探测器通过B 点后绕火星运动，合外力做为圆周运动的向心力，因此火星对它的引力大于太阳对它的引力，故B 正确；C ． 在C 点时，同地球一样绕太阳运行，根据22GMm mv r r=由于绕太阳的轨道半径大于地球绕太阳的轨道半径，因此运行速率小于地球绕太阳的公转的运行速率，故C 错误； D ．根据22(2)GMm m r r T π= 343M R ρ=⋅π可得3233r GT R πρ=⋅由于轨道半径不等于火星半径，因此无法求出火星密度，故D 错误。
故选AB 。
7．中国北斗卫星导航系统（BDS ）是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统（GPS ）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS ）之后第三个成熟的卫星导航系统。
2020年北斗卫星导航系统已形成全球覆盖能力。
如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a 、b 、c 三颗卫星均做匀速圆周运动，a 是地球同步卫星，则（ ）A ．卫星a 的运行速度大于卫星c 的运行速度B ．卫星c 的加速度大于卫星b 的加速度C ．卫星c 的运行速度小于第一宇宙速度D ．卫星c 的周期大于24h【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】A ．由万有引力提供向心力有22Mm v G m r r= 则得GMv r=则半径大的运行速度小，选项A 错误； B ．由万有引力提供向心力：2MmGma r = 则2GMa r =则半径小的加速度大，选项B 正确；C ．第一宇宙速度是人造地球卫星飞船环绕地球做匀速圆周运动时的最大速度，所以卫星c 的运行速度小于第一宇宙速度，选项C 正确；D ．由万有引力提供向心力2224Mm G mr r Tπ= 可得32r T GMπ= 则半径大的周期大，即a 的周期(24h)大于c 的周期，选项D 错误。
故选BC 。
8．a 是地球赤道上一栋建筑，b 是在赤道平面内作匀速圆周运动、距地面9.6⨯610m 的卫星，c 是地球同步卫星，某一时刻b 、c 刚好位于a 的正上方（如图甲所示），经48h ，a 、b 、c 的大致位置是图乙中的（取地球半径R=6.4⨯610m ，地球表面重力加速度g=10m/2s ，π=10）A ．B ．C ．D ．【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】因为c 是地球同步卫星，所以应一直在a 的上方，A 错误；对b 有：，b 的周期为，经24h 后b 转4.3圈，处于D图位置，选项D 正确．9．一球状行星的自转与地球自转的运动情况相似，此行星的一昼夜为a 秒，在星球上的不同位置用弹簧秤测量同一物体的重力，在此星球赤道上称得的重力是在北极处的b 倍(b 小于1)，万有引力常量为G ，则此行星的平均密度为（ ）A ．()231Ga b π-B ．23Ga bπC ．()2301Ga b π-D ．230Ga bπ【答案】A 【解析】 【分析】 【详解】 在北极时，可知02GMmmg R = 赤道上的物体随地球做匀速圆周运动所需向心力22()F m R aπ=向 因此在赤道上的重力0mg F mg -=向由题可知gb g = 星球的密度3=43M R ρπ 整理得()231Ga b ρπ=-A 正确，BCD 错误。
故选A 。
10．我国计划于2018年择机发射“嫦娥五号”航天器，假设航天器在近月轨道上绕月球做匀速圆周运动，经过时间t （小于绕行周期），运动的弧长为s ，航天器与月球中心连线扫过的角度为θ（弧度），引力常量为G ，则（ ） A ．航天器的轨道半径为tθ B ．航天器的环绕周期为t πθC ．月球的的质量为32s Gt θD ．月球的密度为234Gtθ【答案】C 【解析】A 项：由题意可知，线速度s v t =，角速度tθω=，由线速度与角速度关系v r ω=可知，s r t t θ=，所以半径为sr θ=，故A 错误； B 项：根据圆周运动的周期公式222tT tπππθωθ===，故B 错误；C 项：根据万有引力提供向心力可知，22mM v G m r r=即2232()?s sv r s t M G G Gt θθ===，故C 正确；D 项：由于不知月球的半径，所以无法求出月球的密度，故D 错误；点晴：解决本题关键将圆周运动的线速度、角速度定义式应用到万有引力与航天中去，由于不知月球的半径，所以无法求出月球的密度．11．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统，设某双星系统绕其连线上的O 点做匀速圆周运动，转动周期为T ，轨道半径分别为R A 、R B 且R A <R B ，引力常量G 已知，则下列说法正确的是（ ）A ．星球A 所受的向心力大于星球B 所受的向心力 B ．星球A 的线速度一定等于星球B 的线速度C ．星球A 和星球B 的质量之和为()224A B R R GT π+D ．双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】A ．双星靠相互间的万有引力提供圆周运动的向心力，所以两个星球的向心力大小相等，选项A 错误；B ．双星的角速度相等，根据v r ω=知，两星球半径不同，则线速度不相等，选项B 错误；C ．对于星球A ，有22A B A A m m Gm R L ω＝ 对于星球B ，有22A B B B m m Gm R L ω＝ 又=2TπωA B L R R =+联立解得()32232244A B A B R R L m m GT GTππ++== 选项C 错误；D ．根据2324A B L m m GTπ+=，双星之间的距离增大，总质量不变，则转动的周期变大，选项D 正确。