山西省忻州市高中物理目标检测题第6章万有引力与航天单元检测(答案不全)新人教版必修2
高中物理 第六章 万有引力与航天单元测试 新人教版必修2-新人教版高一必修2物理试题
第六章万有引力与航天单元测试一、选择题1.关于万有引力定律的正确的说法是〔〕A. 万有引力定律仅对质量较大的天体适用，对质量较小的一般物体不适用B. 开普勒等科学家对天体运动规律的研究为万有引力定律的发现作了准备C. 恒星对行星的万有引力都是一样大的D. 两物体间相互吸引的一对万有引力是一对平衡力【答案】B【解析】【详解】A、万有引力定律适用于宇宙万物任意两个物体之间的引力，是自然界一种根本相互作用的规律，故A错误。
B、牛顿在开普勒等科学家对天体运动规律的根底上，加以研究提出了万有引力定律，故B正确。
C、恒星对行星的万有引力与行星质量有关，不都是一样大的，故C错误。
D、两物体间相互吸引的一对万有引力是作用力与反作用力。
故D错误。
应当选B。
【点睛】对于物理学上重要实验、发现和理论，要加强记忆，这也是高考考查内容之一．从公式的适用条件、物理意义、各量的单位等等全面理解万有引力定律公式．2.在绕地球做圆周运动的太空实验舱内，如下可正常使用的仪器有_____A．温度计 B．天平 C．水银气压计 D．摆钟 E．秒表【答案】AE【解析】【详解】A、水银温度计采用热胀冷缩原理，与重力无关，故在太空中可以使用；故A正确。
B、天平是利用杠杆的原理，天平平衡需要物体的重力，所以天平不能在失重状态下有效使用；故B错误。
C、水银气压计在重力作用下才能工作，与重力有关；故C错误。
D、摆钟是利用重力作用摆动的，在太空中无法使用；故D错误。
E、秒表的工作原理与重力无关，故秒表可用；故E正确。
应当选AE。
【点睛】了解失重状态与天平、弹簧秤、水银气压计、杆秤的原理是解题的关键，注意弹簧秤是可以用的，但是不能用来测量重力了．3.发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是〔〕A. 牛顿、卡文迪许B. 开普勒、伽利略C. 开普勒、卡文迪许D. 牛顿、伽利略【答案】A【解析】牛顿根据行星的运动规律和牛顿运动定律推导出了万有引力定律，经过100多年后，由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置巧妙的测量出了两个铁球间的引力，从而第一次较为准确的得到万有引力常量，应当选项A正确。
人教版高中物理必修2第六章《万有引力和航天》检测题(含答案)
人教版高中物理必修2第六章《万有引力和航天》检测题（含答案）人教版高中物理必修2第六章《万有引力和航天》检测题（含答案）人教版高中物理必修2第六章《万有引力和航天》检测题（含答案）人教版高中物理必修2第六章《万有引力和航天》检测题（含答案）1 / 71 / 71 / 71 / 7《万有引力与航天》检测题一、单选题1．如图所示，甲是我国暗物质粒子探测卫星“悟空”，运行轨道高度为500km,乙是地球同步卫星。
关于甲、乙两卫星的运动,下列说法中正确的是A ．卫星乙的周期可能是20hB ．卫星乙可能在泸州正上空C ．卫星甲的周期大于卫星乙的周期D ．卫星甲的角速度大于卫星乙的角速度2．2018年12月8日我国嫦娥四号探测器成功发射,实现人类首次在月球背面无人软着陆。
通过多次调速让探月卫星从近地环绕轨道经地月转移轨道进入近月环绕轨道。
已知地球与月球的质量之比及半径之比分别为a 、b,则关于近地卫星与近月星做匀速圆周运动的下列判断正确的是A ．加速度之比约为b a BC．从近地轨道进入到地月转移轨道,卫星必须减速 3．位于贵州的“中国天眼”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜(FAST)．通过FAST 测得水星与太阳的视角为θ(观察者分别与水星、太阳的连线所夹的角),如图所示．若所测最大视角的正弦值为α,地球和水星绕太阳的运动视为匀速圆周运动,研究行星公转时,可将各星体视为质点,则水星的公转周期为A B C D 4．中国古代的“太白金星”指的是八大行星的金星。
已知引力常量G ，再给出下列条件，其中可以求出金星质量的是A ．金星绕太阳运动的轨道的半径和周期B ．金星的第一宇宙速度C ．金星的半径和金星表面的重力加速度D ．金星绕太阳运动的周期及地球绕太阳运动的轨道半径和周期5．2019年春节上映的国产科幻片中，人类带着地球流浪至靠近木星时，上演了地球的生死存亡之战，木星是太阳系内体积最大、自转最快的行星，它的半径约为77.010m R =⨯，早期伽利略用自制的望远镜发现了木星的四颗卫星，其中，木卫三离木星表面的高度约为91.0310m h =⨯，它绕木星做匀速圆周运动的周期约等于5T 6.010s =⨯，已知引力常量-1122G 6.6710N m /kg =⨯⋅，则木星的质量约为（ ）A ．212.010kg ⨯B ．242.010kg ⨯C ．272.010kg ⨯D ．302.010kg ⨯6．某同学设想驾驶一辆“陆地—太空”两用汽车，沿地球赤道行驶并且汽车 相对于地球速度可以增加到足够大.当汽车速度增加到某一值时，它将成 为脱离地面绕地球做圆周运动的"航天汽车”.不计空气阻力，已知地球的 半径R=6400km ，地球表面重力加速度g 为10m/s 2.下列说法正确的是A ．汽车在地面上速度增加时-它对地面的压力不变B ．当汽车速度增加到8.0km/s 时,将离开地面绕地球做圆周运动C ．此"航大汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1 hD ．在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力7．2018年12月8日，我国探月工程嫦娥四号探测器在四川西昌卫星发射中心发射成功。
山西省忻州市高中物理 目标检测题 第6章 万有引力与航天单元检测(答案不全)新人教版必修2
第6章万有引力与航天一、选择题（每小题6分，共60分，多选题漏选得3分，错选或多选得0分）1．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是【】A．半径越大，线速度越小，周期越小B．半径越大，线速度越小，周期越大C．所有卫星的线速度均相同，与半径无关D．所有卫星的周期都相同，与半径无关2．关于经典力学和相对论、量子力学的关系，下列说法正确的是【】A．经典力学和相对论、量子力学是各自独立的学说，互不相容B．相对论、量子力学是在否定了经典力学的基础上建立起来的C．经典力学包括在相对论、量子力学中，经典力学是相对论、量子力学的特殊情形D．经典力学包括相对论、量子力学，相对论、量子力学是经典力学的特殊情形3．（多选）三颗人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动，如图所示，已知mA ＝mB<mC，则三个卫星的【】A．线速度关系是：VA > VB＝ VCB．周期关系是：TA < TB＝ TCC．向心力大小关系是：FA ＝ FB< FCD．半径与周期的关系是：R3AT2A＝R3BT2B＝R3CT2CCBA4．航天飞机在进入绕地球做匀速圆周运动的轨道后，有宇航员走出机外，他将【】A．仍沿原轨道做匀速圆周运动B．由于惯性做匀速直线运动C．向着地球中心方向落向地球D．做平抛运动5．人造地球卫星离地面的距离等于地球的半径R，卫星的运行速度为V，地面上重力加速度为g，则这三个量的关系是【】A．V＝2gR B．V＝gR C．V＝gR2D．V＝2gR6．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v，假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N，已知引力常量为G，则这颗行星的质量为【】A．2GNmv B．4GNmv C．2GmNv D．4GmNv7．（多选）图中的圆a、b、c，其圆心均在地球的自转轴线上，对环绕地球作匀速圆周运动的卫星而言【】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b8．（多选）地球同步卫星到地心的距离r可由r3＝a2b2c4π2求出，已知式中a的单位是m，b的单位是s，c的单位是m/s2，则【】A．a是地球半径，b是地球自转的周期，c是地球表面处的重力加速度B．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星的加速度C．a是赤道周长，b是地球自转的周期，c是同步卫星的加速度D．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是地球表面处的重力加速度9．假设地球可视为质量均匀分布的球体。
2024_2025学年高中物理第六章万有引力与航天检测试卷含解析新人教版必修2
万有引力与航天第Ⅰ卷(选择题 共48分)一、选择题 (本题有16小题，每小题3分，共48分．其中1～11题为单选题，12～16题为多选题，选对但不全得2分)1．[2024·山西大同一中期末考试]关于行星运动定律和万有引力定律的建立过程，下列说法正确的是( )A ．第谷通过整理大量的天文观测数据得到行星运动规律B ．开普勒指出，地球绕太阳运动是因为受到来自太阳的引力C ．牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球赤道上物体随地球自转的向心加速度，对万有引力定律进行了“月－地检验”D ．卡文迪许在试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探讨，最终得出了行星运行三大定律，故A 项错误；牛顿认为行星绕太阳运动是因为受到太阳的引力作用，引力大小与行星到太阳的距离的二次方成反比，故B 项错误；牛顿通过比较月球公转的向心加速度和地球表面的重力加速度，对万有引力定律进行了“月－地检验”，故C 项错误；牛顿发觉了万有引力定律之后，第一次通过试验比较精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．[2024·陕西西安高级中学期末考试]如图，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M 和2M 的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是( )A ．甲的向心加速度比乙的小B ．甲的运行周期比乙的小C ．甲的角速度比乙的大D ．甲的线速度比乙的大解析：由万有引力供应向心力得G Mm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝ma ＝m 4π2T 2r ，变形得a ＝GM r2，v ＝GMr，ω＝GMr 3，T ＝2πr 3GM，只有周期T 和M 成减函数关系，而a 、v 、ω和M 成增函数关系，故选A 项．答案：A3．[2024·湖北仙桃中学期末考试]如图是“嫦娥一号”奔月示意图，卫星放射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测．下列说法正确的是( )A ．放射“嫦娥一号”的速度必需达到第三宇宙速度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放射速度，所以“嫦娥一号”卫星的放射速度肯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供应，D 项错误．答案：C4．[2024·浙江乐成公立寄宿学校期末考试]已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍．若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为( )A ．6小时B ．12小时C ．24小时D ．36小时解析：对地球同步卫星有GMm 7R 2＝m (7R )4π2T 2地，解得M ＝4π27R3GT 2地，结合V ＝4πR33解得地球密度为ρ＝3π×73GT 2地，同理可得行星密度为ρ′＝3π× 3.53GT 2行，又因为该行星的平均密度为地球平均密度的一半，即ρ′＝12ρ，联立解得T 地＝2T 行，即T 行＝12小时，故B 项正确．答案：B5．[2024·福建莆田一中期末考试]如图所示，“嫦娥三号”探测器放射到月球上要经过多次变轨，最终着陆到月球表面上，其中轨道Ⅰ为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道，P 为两轨道的交点．下列说法正确的是 ( )A ．探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度大于月球表面的重力加速度B ．探测器在轨道Ⅰ经过P 点时的加速度小于在轨道Ⅱ经过P 点时的加速度C ．探测器在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅱ的运行周期D ．探测器在P 点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必需点火加速解析：探测器在轨道Ⅰ运行时的万有引力小于在月球表面时的万有引力，依据牛顿其次定律，探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度小于月球表面的重力加速度，故A 项错误；依据万有引力供应向心力有GMmr 2＝ma ，距月心距离相同，则加速度相同，故探测器在轨道Ⅰ经过P 点时的加速度等于在轨道Ⅱ经过P 点时的加速度，故B 项错误；轨道Ⅰ的半径大于轨道Ⅱ的半长轴，依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必需减速，故D 项错误．答案：C6．[2024·江苏盐城中学期末考试]“嫦娥三号”卫星在距月球表面高度为h 的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T .安排中，该卫星还在月球上软着陆．若以R 表示月球的半径，忽视月球自转及地球对卫星的影响．则下列说法不正确的是( )A ．月球的第一宇宙速度为2πR R ＋h3TRB ．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为4π2RT2C ．物体在月球表面自由下落的加速度大小为4π2R ＋h 3R 2T2D ．由于月球表面是真空，“嫦娥三号”着陆月球时，无法运用着陆伞减速 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 )，又依据公式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；由于月球表面是真空，“嫦娥三号”着陆月球时，无法运用着陆伞减速，D 项正确．答案：B7．[2024·江西景德镇一中期末考试]如图所示，飞行器P 绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ，下列说法正确的是( )A ．轨道半径越大，周期越短B ．轨道半径越大，速度越大C ．若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D ．若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度解析：设星球质量为M ，半径为R ，飞行器质量为m ，飞行器绕星球转动半径为r ，周期为T ，由G Mm r 2＝m 4π2T 2r 知T ＝2πr 3GM ，r 越大，T 越大，A 项错误；由G Mm r 2＝m v 2r 知v ＝GMr，r 越大，v 越小，B 项错误；由G Mm r 2＝m 4π2T 2r 和ρ＝M 43πR3得ρ＝3πr 3GT 2R 3，又R r ＝sin θ2，所以ρ＝3πGT 2sin3θ2，则C 项正确，D 项错误．答案：C8．[2024·上海市延安中学期末考试]北斗导航系统中有“双星定位系统”，具有导航、定位等功能．有两颗工作卫星均绕地心O 在同一轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为r ，某时刻，两颗工作卫星分别位于轨道上的A 、B 如图所示两位置．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g ，地球半径为R ，不计卫星间的相互作用力．下列说法正确的是 ( )A ．卫星1的线速度肯定比卫星2的大B ．卫星1向后喷气就肯定能追上卫星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所需的向心力肯定等于卫星2所需的向心力解析：依据万有引力供应向心力有G Mm r 2＝m v 2r ，得v ＝GMr，轨道半径相同，线速度相等，故A 项错误；卫星向后喷气，速度增大，卫星将做离心运动，会离开原来的圆轨道，所以卫星1在原轨道加速不会追上卫星2，故B 项错误；依据万有引力供应向心力有G Mmr2＝mω2r ，得ω＝GM r 3，由m 0g ＝G Mm 0R 2，得GM ＝R 2g ，所以ω＝gR 2r 3，故卫星1由位置A 运动到位置B 所需的最短时间t ＝π3ω＝r π3Rrg，故C 项正确；由于不知道两卫星的质量关系，故两卫星的向心力大小不能确定，故D 项错误．答案：C9．人类向宇宙空间发展最具可能的是在太阳系内地球旁边建立“太空城”．设想中的一个圆柱形“太空城”，其外壳为金属材料，长1 600 m ，直径200 m ，内壁沿纵向分隔成6个部分，窗口和人造陆地交织分布，陆地上覆盖1.5 m 厚的土壤，窗口外有巨大的铝制反射镜，可调整阳光的射入，城内部充溢空气，“太空城”内的空气、水和土壤最初可从地球和月球运输，以后则在“太空城”内形成与地球相同的生态环境．为了使“太空城”内的居民能如地球上一样具有“重力”，以适应人类在地球上的行为习惯，“太空城”将在电力的驱动下，绕自己的中心轴以肯定的角速度转动．如图为“太空城”垂直中心轴的截面，下列说法不正确的是( )A ．“太空城”内物体所受的“重力”方向肯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供应C ．“太空城”内的居民不能运用天平精确测出质量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”方向肯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供应，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精确测出质量，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．[2024·四川绵阳东辰国际学校期末考试]探讨表明，地球自转在渐渐变慢，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，将来人类放射的地球同步卫星与现在的相比( )A ．距地面的高度变大B ．向心加速度变大C ．线速度变大D ．角速度变大解析：地球的自转周期变大，则地球同步卫星的公转周期变大．由GMmR ＋h2＝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 ＝GMr 2，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．[2024·湖北荆门模拟考试]如图是厄瓜多尔境内的“赤道纪念碑”．设某人造地球卫星在赤道上空飞行，卫星的轨道平面与地球赤道重合，飞行高度低于地球同步卫星．已知卫星轨道半径为r ，飞行方向与地球的自转方向相同，设地球的自转角速度为ω0，地球半径为R ，地球表面重力加速度为g ，某时刻卫星通过这一赤道纪念碑的正上方，则该卫星过多长时间再次经过这个位置( )A.2πgR2r 3B.2πω0＋gR 2r 3C.2πω0－gR 2r 3 D.2πgR 2r 3－ω0解析：用ω表示卫星的角速度，用m 、M 分别表示卫星及地球的质量，则有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，则ω>ω0，用t 表示所需时间，则ωt －ω0t ＝2π，所以t ＝2πω－ω0＝2πgR 2r 3－ω0，D 项正确．答案：D12．[2024·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，科学家们的最新探讨发觉，在我们太阳系的早期可能曾经还有过另外一颗行星，后来可能是在与海王星的冲撞中离开了太阳系．由于撞击，导致海王星自身绕太阳做圆周运动的轨道半径变大．已知引力常量为G ，下列说法正确的是( )A ．被撞击后正离开太阳系的行星受到太阳的引力越来越小B ．假如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：依据万有引力定律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；假如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；依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．[2024·天津杨村一中期末考试]经长期观测，人们在宇宙中已经发觉了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图所示，两颗星球A 、B 组成的“双星系统”，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O 点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L ，A 、B 质量之比为m 1m 2＝3 2.则可知( )A ．A 、B 做圆周运动的角速度之比为3 2 B ．A 、B 做圆周运动的线速度之比为2 3C ．B 做圆周运动的半径为25LD ．A 做圆周运动的半径为25L解析：因两颗星球组成的“双星系统”，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O 点做周期相同的匀速圆周运动，故由ω＝2πT知，它们具有相同的角速度，故A 项错误；双星靠相互之间的万有引力供应向心力，依据牛顿其次定律及万有引力定律可得Gm 1m 2L2＝m 1ω2r 1和Gm 1m 2L 2＝m 2ω2r 2，解得m 1r 1＝m 2r 2，所以运动半径之比为r 1r 2＝m 2m 1＝23，由v ＝ωr 知线速度之比为v 1v 2＝r 1r 2＝23，又因r 1＋r 2＝L ，所以A 做圆周运动的半径为r 1＝25L ，r 2＝35L ，故B 、D 两项正确，C 项错误．答案：BD14．[2024·天津市新华中学期末考试]如图所示，某双星系统由质量不相等的B 、C 两颗恒星组成，质量分别是M 、m (M >m )，它们围绕共同的圆心O 做匀速圆周运动．从地球所在处A 点看过去，双星运动的平面与AO 垂直，AO 距离恒为L .观测发觉质量较大的恒星B 做圆周运动的周期为T ，运动范围的最大张角为Δθ(单位是弧度)．已知引力常量为G ，Δθ很小，可认为s in Δθ＝tan Δθ＝Δθ，忽视其他星体对双星系统的作用力．则( )A ．恒星C 的角速度大小为2πTM mB ．恒星C 的轨道半径大小为ML Δθ2m C ．恒星C 的线速度大小为πML ΔθmTD ．两颗恒星的质量m 和M 满意关系式m 3m ＋M2＝π2L Δθ32GT 2解析：恒星C 与B 具有相同的角速度，则角速度为ω＝2πT，A 项错误；恒星B 的轨道半径为R ＝L tan Δθ2＝12L Δθ，对恒星系统有mω2r ＝Mω2R ，解得恒星C 的轨道半径大小为r＝ML Δθ2m ，B 项正确；恒星C 的线速度大小为v 1＝ωr ＝2πT ·ML Δθ2m ＝πML ΔθmT，C 项正确；对恒星系统有G Mmr ＋R2＝mω2r ＝Mω2R ，解得GM ＝ω2r (r ＋R )2，Gm ＝ω2R (r ＋R )2，相加得G (M ＋m )＝ω2(R ＋r )3，联立可得，m 3m ＋M2＝π2L Δθ32GT2，D 项正确．答案：BCD15．关于地球同步卫星的说法正确的是( ) A ．全部地球同步卫星肯定在赤道上空 B ．不同的地球同步卫星，离地高度不同 C ．全部地球同步卫星的向心加速度大小肯定相等 D ．全部地球同步卫星受的向心力大小肯定相等解析：地球同步卫星肯定位于赤道上方，周期肯定，离地面高度肯定，向心加速度大小肯定，所以A 、C 两项正确，B 项错误；不同的地球同步卫星质量不肯定相等，由F ＝GMm r 2知，不同地球同步卫星所受向心力也不肯定相等，D 项错误．答案：AC16．[2024·湖南长沙市南雅中学期末考试]2024年人类首次拍摄到冥王星的高清图片，为人类进一步探究太阳系供应了珍贵的资料，冥王星已被解除在地球等八大行星行列之外，它属于“矮行星”，表面温度很低，上面绝大多数物质只能是固态或液态，已知冥王星的质量远小于地球的质量，绕太阳的公转半径远大于地球的公转半径．依据以上信息可以确定( )A ．冥王星公转的周期肯定大于地球的公转周期B ．冥王星的公转速度肯定小于地球的公转速度C ．冥王星表面的重力加速度肯定小于地球表面的重力加速度D ．冥王星上的第一宇宙速度肯定小于地球上的第一宇宙速度解析：依据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肯定大于地球的公转周期，故A 项正确；依据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；依据G Mm R 2＝mg 得g ＝GMR 2，两者的质量关系、半径关系未知，故无法比较表面的重力加速度大小，故C 项错误；依据公式GMm R 2＝m v 2R ，则第一宇宙速度为v ＝GMR，两者的质量关系、半径关系未知，故无法比较第一宇宙速度大小，故D 项错误． 答案：AB第Ⅱ卷(非选择题 共52分)二、计算题(本题有4小题，共52分)17．(10分)一飞船在某星球表面旁边，受星球引力作用而绕其做匀速圆周运动，速率为v 1.飞船在离该星球表面高度为h 处时，做匀速圆周运动的速率为v 2.已知引力常量为G ，试求该星球的平均密度．解析：设星球的半径为R ，质量为M由题意知G Mm R 2＝m v 21RGMmR ＋h2＝mv 22R ＋h又ρ＝M V ，V ＝43πR 3联立解得该星球的密度ρ＝3v 21v 21－v 2224πGv 42h2.答案：3v 21v 21－v 2224πGv 42h218．[2024·桂林中学高一月考](14分)已知某星球的质量为地球质量的9倍，半径为地球半径的一半．(1)在该星球和地球表面旁边，以同样的初速度分别竖直上抛同一个物体，则上升的最大高度之比是多少？(2)若从地球表面旁边某处(此处高度较小)平抛一个物体，射程为60 m ，则在该星球上，从同样的高度以同样的初速度平抛同一物体，射程是多少？解析：(1)在该星球和地球表面旁边竖直上抛的物体上升的最大高度分别为h 星＝v 202g 星h 地＝v 202g 地重力等于万有引力，即mg ＝G Mm R2可得：h 星h 地＝g 地g 星＝M 地M 星×R 2星R 2地＝136(2)由物体做平抛运动得x ＝v 0t ，h ＝12gt 2重力等于万有引力，即mg ＝G Mm R2 解得：x ＝v 02hR2GM可得：x 星x 地＝R 2星R 2地·M 地M 星＝16则x 星＝16x 地＝10 m. 答案：(1)136 (2)10 m19．[2024·山东烟台一中期末考试](14分)2016年7月5日，美国宇航局召开新闻发布会，宣布已跋涉27亿千米的朱诺号木星探测器进入木星轨道．若探测器在t 秒内绕木星运行N 圈，且这N 圈都是绕木星在同一个圆周上运行，其运行速率为v .探测器上的照相机正对木星拍摄整个木星时的视角为θ(如图所示)，设木星为一球体．求：(1)木星探测器在上述圆形轨道上运行时的轨道半径；(2)木星的第一宇宙速度． 解析：(1)设木星探测器在题述圆形轨道运行时，轨道半径为r ，由v ＝2πr T，可得r ＝vT 2π由题意可知，T ＝t N联立解得r ＝vt2πN(2)探测器在圆形轨道上运行时，设木星的质量为M ，探测器的质量为m ，万有引力供应向心力，得G mM r 2＝m v 2r设木星的第一宇宙速度为v 0，有G m ′M R 2＝m ′v 20R 联立解得v 0＝ r Rv 由题意可知R ＝r sin θ2， 解得v 0＝vsin θ2.答案：(1)vt 2πN (2)vsin θ220．[2024·福建厦门一中期中考试](14分)如图所示，质量分别为m 和M 的两个星球A 和B 在引力作用下都绕O 点做匀速圆周运动，星球A 和B 两者中心之间距离为L .已知A 、B 的中心和O 三点始终共线，A 和B 分别在O 的两侧．引力常量为G .(1)求两星球做圆周运动的周期；(2)在地月系统中，若忽视其他星球的影响，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，经常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T 2.已知地球和月球的质量分别为 5.98×1024 kg 和7.35×1022 kg.求T 2与T 1两者平方之比．(计算结果保留4位有效数字)解析：(1)两星球围绕同一点O 做匀速圆周运动，其角速度大小相同，周期也相同，其所需向心力由两者间的万有引力供应，设A 、B 的轨道半径分别为r 2、r 1，由牛顿其次定律知：对于B 有G Mm L 2＝M 4π2T2r 1 对于A 有G Mm L 2＝m 4π2T2r 2 又r 1＋r 2＝L联立解得T ＝2π L 3G M ＋m. (2)若认为地球和月球都围绕中心连线某点O 做匀速圆周运动，依据题意可知M地＝5.98×1024 kg ，m 月＝7.35×1022 kg ，地月距离设为L ′，由(1)可知地球和月球绕其轨道中心的运行周期为T 1＝2π L ′3G M 地＋m 月若认为月球围绕地心做匀速圆周运动，由万有引力定律和牛顿其次定律得GM 地m 月L ′2＝m 月4π2T 22L ′解得T 2＝2πL ′3GM 地故T2T1＝M地＋m月M地，得T22T21＝M地＋m月M地≈1.012.答案：(1)2πL3G M＋m(2)1.012。
最新人教版必修2高中物理第六章万有引力与航天章末检测检测题及答案
章末检测[时间：90分钟满分：100分]一、单项选择题(共6小题，每小题4分，共24分)1．在物论建立的过程中，有许多伟大的家做出了贡献．关于家和他们的贡献，下列说法正确的是( )A．开普勒进行了“月—地检验”，得出天上和地下的物体都遵从万有引力定律的结论B．哥白尼提出“日心说”，发现了太阳系中行星沿椭圆轨道运动的规律．第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律D．牛顿发现了万有引力定律2．某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F，为使此物体受到的引力减小到，应把此物体置于距地面的高度为(R指地球半径)( )A．R B．2R．4R D．8R3不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾．如图1所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，对此有如下说法，正确的是( )图1A．离地越低的太空垃圾运行周期越大B．离地越高的太空垃圾运行角速度越小．由公式v＝得，离地越高的太空垃圾运行速率越大D．太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞4．(2015·江苏单·3)过去几千年，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51pgb”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕．“51pgb”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的，该中心恒星与太阳的质量比约为( ) AB ．1．5D ．105．已知引力常量G ，在下列给出的情景中，能根据测量据求出月球密度的是( ) A ．在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H 和时间B ．发射一颗贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的周期T ．观察月球绕地球的圆周运动，测出月球的直径D 和月球绕地球运行的周期T D ．发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出卫星离月球表面的高度H 和卫星的周期T6“嫦娥”一号探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200的P 点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图2所示．之后，卫星在P 点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动．用T 1、T 2、T 3分别表示卫星在椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ的周期，用1、2、3分别表示卫星沿三个轨道运动到P 点的加速度，则下面说法正确的是( )图2A ．T 1>T 2>T 3B ．T 1<T 2<T 3 ．1>2>3D ．1<2<3二、多项选择题(共4小题，每小题6分，共24分)7如图3所示，圆、b 、c 的圆心均在地球的自转轴线上，对环绕地球做匀速圆周运动的卫星而言( )图3A．卫星的轨道可能是B．卫星的轨道可能是b．卫星的轨道可能是cD．同步卫星的轨道只可能是b8．“嫦娥二号”探月卫星在月球上方100的圆形轨道上运行．已知“嫦娥二号”卫星的月球半径、月球表面重力加速度、万有引力常量G根据以上信息可求出( )A．卫星所在处的加速度B．月球的平均密度．卫星线速度大小D．卫星所需向心力9．我国发射的第一颗探月卫星“嫦娥一号”，进入距月面高度的圆形轨道正常运行．已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则( ) A．嫦娥一号绕月球运行的周期为2πB．嫦娥一号绕行的速度为．嫦娥一号绕月球运行的角速度为D．嫦娥一号轨道处的重力加速度2g10．有一宇宙飞船到了某行星附近(该行星没有自转运动)，以速度v接近行星表面匀速环绕，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B．该行星的平均密度为．无法求出该行星的质量D．该行星表面的重力加速度为三、填空题(共2小题，共12分)11．(4分)我国的北斗导航卫星系统包含多颗地球同步卫星．北斗导航卫星系统建成以后，有助于减少我国对GPS导航系统的依赖，GPS由运行周期为12小时的卫星群组成，设北斗导航系统的同步卫星和GPS导航卫星的轨道半径分别为R1和R2，向心加速度分别为1和2，则R1∶R2＝________，1∶2＝________(可用根式表示)12．(8分)火星半径是地球半径的，火星质量是地球质量的，忽略火星的自转，如果地球上质量为60g的人到火星上去，则此人在火星表面的质量是______g，所受的重力是________N；在火星表面由于火星的引力产生的加速度是________/2；在地球表面上可举起60 g杠铃的人，到火星上用同样的力，可以举起质量________ g的物体．(g取98 /2)四、计算题(共4小题，共40分)13．(8分)宇航员在某星球表面以初速度v0竖直向上抛出一个物体，物体上升的最大高度为已知该星球的半径为R，且物体只受该星球的引力作用．求：(1)该星球表面的重力加速度；(2)从这个星球上发射卫星的第一宇宙速度．14．(10分)天文家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星．双星系统在银河系中很普遍．利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量．已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量．(引力常量为G)15．(10分)我国“嫦娥一号”月球探测器在绕月球成功运行之后，为进一步探测月球的详细情况，又发射了一颗绕月球表面飞行的实验卫星．假设该卫星绕月球做圆周运动，月球绕地球也做圆周运动，且轨道都在同一平面内．已知卫星绕月球运动的周期T0，地球表面处的重力加速度g，地球半径R0，月心与地心间的距离r，引力常量G，试求：(1)月球的平均密度ρ；(2)月球绕地球运动的周期T16(12分)如图4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，离地球表面的高度为，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．图4(1)求卫星B的运行周期；(2)如果卫星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、A、B在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？答案精析章末检测1．D [牛顿得出万有引力定律，A错误，D正确；开普勒发现行星运动三定律，B、错误．]2．A [在地球表面时有F＝G，当物体受到的引力减小到时，有＝G，解得＝R] 3．B [设地球质量为M，垃圾质量为，垃圾的轨道半径为r由牛顿第二定律可得：G＝2r，垃圾的运行周期：T＝2π，由于π、G、M是常，所以离地越低的太空垃圾运行周期越小，故A错误；由牛顿第二定律可得：G＝ω2r，垃圾运行的角速度ω＝，由于G、M是常，所以离地越高的垃圾的角速度越小，故B正确；由牛顿第二定律可得：G＝，垃圾运行的线速度v＝，由于G、M是常，所以离地越高的垃圾线速度越小，故错误；由线速度公式v＝可知，在同一轨道上的航天器与太空垃圾线速度相同，如果它们绕地球飞行的运转方向相同，它们不会碰撞，故D错误．] 4．B [根据万有引力提供向心力，有G＝r，可得M＝，所以恒星质量与太阳质量之比为＝＝()3×()2≈1，故选项B正确．]5．B6．A [卫星沿椭圆轨道运动时，周期的平方与半长轴的立方成正比，故T1>T2>T3，A项正确，B项错误；不管沿哪一轨道运动到P点，卫星所受月球的引力都相等，由牛顿第二定律得1＝2＝3，故、D项均错误．]7．BD [若卫星在轨道上，则万有引力可分解为两个分力，一个是向心力，一个是指向赤道平面的力，卫星不稳定，故A错误；对b、c轨道，其圆心是地心，万有引力无分力，故B、正确；同步卫星一定在赤道正上方，故D正确．]8．AB [由黄金代换式＝g可求出月球的质量，代入密度公式可求出月球的密度，由＝＝可求出卫星所在处的加速度和卫星的线速度，因为卫星的质量未知，故没法求卫星所需的向心力．]9．D [设月球质量为M，卫星质量为，在月球表面上，万有引力约等于其重力有：＝g，卫星在高为的轨道上运行时，万有引力提供向心力有：＝g′＝＝ω2(R＋)＝(R＋)，由上二式算出g′、v、ω、T可知A、B错，、D正确．所以本题选择、10．AB [由T＝可得：R＝，A正确；由＝可得：M＝，错误；由M＝πR3ρ得：ρ＝，B正确；由G＝g得：g＝，D错误．]1112．60 2352 392 150解析人到火星上去后质量不变，仍为60g；根据g＝，则g＝，所以＝＝×22＝04，所以g火＝98×04/2＝392 /2，人的重力为g火＝60×392N＝2352N，在地球表面上可举起60g杠铃的人，到火星上用同样的力，可以举起质量为′＝＝60×25g ＝150g13．(1) (2)v0解析(1)设该星球表面的重力加速度为g′，物体做竖直上抛运动，由题意知v ＝2g′，得g′＝(2)卫星贴近星球表面运行，则有g′＝，得v＝＝v014解析设两颗恒星的质量分别为1、2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，角速度分别为ω1、ω2根据题意有ω1＝ω2①r1＋r2＝r②根据万有引力定律和牛顿第二定律，有G＝1ωr1③G＝2ωr2④联立以上各式解得r1＝⑤根据角速度与周期的关系知ω1＝ω2＝⑥联立③⑤⑥式解得这个双星系统的总质量1＋2＝15．(1) (2)解析(1)设月球质量为，卫星质量为′，月球的半径为R，对于绕月球表面飞行的卫星，由万有引力提供向心力有＝′R，解得＝又根据ρ＝解得ρ＝(2)设地球的质量为M，对于在地球表面的物体表有＝表g，即GM＝Rg月球绕地球做圆周运动的向心力自地球引力即＝r，解得T＝16．(1)2π(2)解析(1)由万有引力定律和牛顿第二定律得G＝(R＋)①G＝g②联立①②解得T B＝2π③(2)由题意得(ωB－ω0)＝2π④由③得ωB＝⑤代入④得＝。
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。
高一物理人教版必修二-第六章-万有引力与航天单元练习题(含答案)
第六章万有引力与航天一、单选题1.“嫦娥三号”探测器由“长征三号”乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射, 首次实现月球软着陆和月面巡视勘察. “嫦娥三号”的部分飞行轨道示意图如图所示. 假设“嫦娥三号”在圆轨道和椭圆轨道上运动时, 只受到月球的万有引力. 下列说法中正确的是( )A. “嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中, 速度逐渐变小B. “嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中, 月球的引力对其做负功C．若已知“嫦娥三号”在圆轨道上运行的半径、周期和引力常量, 则可计算出月球的密度D. “嫦娥三号”在椭圆轨道经过P点时和在圆形轨道经过P点时的加速度相等2.假设地球可视为质量均匀分布的球体．已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0, 在赤道的大小为g；地球自转的周期为T, 引力常量为G, 则地球的密度为( )A．B．C．D．3.“空间站”是科学家进行天文探测和科学实验的特殊而又重要的场所. 假设“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运动, 其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一, 且运行方向与地球自转方向一致. 下列说法正确的有( )A. “空间站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度B. “空间站”运行的速度等于同步卫星运行速度的倍C. 站在地球赤道上的人观察到它向西运动D. 在“空间站”工作的宇航员因受到平衡力而在舱中悬浮或静止4.下列说法正确的是( )A. 以牛顿运动定律为基础的经典力学因其局限性而没有存在的价值B. 物理学的发展, 使人们认识到经典力学有它的适用范围C．相对论和量子力学的出现, 是对经典力学的全盘否定D. 经典力学对处理高速运动的宏观物体具有相当高的实用价值5.设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k(均不计阻力), 且已知地球与该天体的半径之比也为k, 则地球与此天体的质量之比为( )A． 1B．k2C．kD．6.将火星和地球绕太阳的运动近似看成是同一平面内的同方向绕行的匀速圆周运动, 已知火星的轨道半径r1＝2.3×1011m, 地球的轨道半径为r2＝1.5×1011m, 根据你所掌握的物理和天文知识, 估算出火星与地球相邻两次距离最小的时间间隔约为( )A. 1年B. 2年C. 3年D. 4年7.2012年10月10日太空探索技术公司(SpaceX)的“龙”飞船已与国际空间站成功对接. “龙”飞船运抵了许多货物, 包括实验器材、备件、空间站宇航员所需的衣服和食品以及一个冰箱, 冰箱里还装有冰激凌, 下列相关分析中正确的是( )A. “龙”飞船的发射速度, 国际空间站的运行速度均小于第一宇宙速度B. “龙”飞船欲实现对接, 必须在国际空间站的后下方, 伺机喷气减速变轨, 实现对接C．“龙”飞船喷气加速前, “龙”飞船与国际空间站的加速度大小相等D. 空间站中收到的冰激凌处于完全失重状态8.设地球表面重力加速度为g0, 物体在距离地心4R(R是地球的半径)处, 由于地球的引力作用而产生的加速度为g, 则为( )A． 1B．C．D．9.关于地球的第一宇宙速度, 下列表述正确的是( )A. 第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度B. 第一宇宙速度又叫脱离速度C. 第一宇宙速度跟地球的质量无关D. 第一宇宙速度跟地球的半径无关10.下列说法正确的是( )A. 伽利略在探究物体下落规律的过程中用到的科学方法是: 提出问题、猜想、数学推理、实验验证、合理外推、得出结论B. 牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例情况, 所以, 牛顿第一定律可以不学C. 牛顿在寻找万有引力的过程中, 他既没有利用牛顿第二定律, 也没有利用牛顿第三定律, 只利用了开普勒第三定律D．第谷通过自己的观测, 发现行星运行的轨道是椭圆, 发现了行星运动定律二、多选题11.(多选)“嫦娥一号”探月卫星发动机关闭, 轨道控制结束, 卫星进入地月转移轨道, 图中MN 之间的一段曲线表示转移轨道的一部分, P是轨道上的一点, 直线AB过P点且和两边轨道相切, 下列说法中正确的是( )A. 卫星在此段轨道上, 动能不变B. 卫星经过P点时动能最小C. 卫星经过P点时速度方向由P指向BD. 卫星经过P点时加速度为012.(多选)在物理学的发展过程中, 许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步. 下列表述符合物理学史实的是( )A．开普勒认为只有在一定的条件下, 弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比B. 伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性C. 卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值D. 牛顿认为在足够高的山上以足够大的水平速度抛出一物, 物体就不会再落回地球上13.(多选)宇宙中, 两颗靠得比较近的恒星, 只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转, 称之为双星系统．在浩瀚的银河系中, 多数恒星都是双星系统．设某双星系统P、Q绕其连线上的O点做匀速圆周运动, 如图所示．若PO>OQ, 则( )A. 星球P的质量一定大于Q的质量B. 星球P的线速度一定大于Q的线速度C. 双星间距离一定, 双星的质量越大, 其转动周期越大D. 双星的质量一定, 双星之间的距离越大, 其转动周期越大14.(多选)有a, b, c, d四颗地球卫星, a还未发射, 在地球赤道上随地球表面一起转动, b处于地面附近的近地轨道上做圆周运动, c是地球同步卫星, d是高空探测卫星, 各卫星排列位置如图所示, 则有( )A. a的向心加速度等于重力加速度gB. b在相同时间内转过的弧长最长C. c在4h内转过的圆心角是D. d的运动周期可能是30 h15.(多选)已知地球质量为M, 半径为R, 自转周期为T, 地球同步卫星质量为m, 引力常量为G.有关同步卫星, 下列表述正确的是( )A. 卫星距地面的高度为B. 卫星的运行速度小于第一宇宙速度C. 卫星运行时受到的向心力大小为GD. 卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度三、计算题16.经过天文望远镜长期观测, 人们在宇宙中已经发现了许多双星系统, 通过对它们的研究, 使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识, 双星系统由两个星体组成, 其中每个星体的大小都远小于两星体之间的距离, 一般双星系统距离其他星体很远, 可以当作孤立系统来处理(即其它星体对双星的作用可忽略不计). 现根据对某一双星系统的光度学测量确定: 该双星系统中每个星体的质量都是m, 两者相距L, 它们正围绕两者连线上的某一点做匀速圆周运动.(1)试计算该双星系统的运动周期T1.(2)若实际中观测到的运动周期为T2,T2与T1并不是相同的, 目前有一种流行的理论认为, 在宇宙中可能存在一种观测不到的暗物质, 它均匀地充满整个宇宙, 因此对双星运动的周期有一定的影响. 为了简化模型, 我们假定在如图所示的球体内(直径看作L)均匀分布的这种暗物质才对双星有引力的作用, 不考虑其他暗物质对双星的影响, 已知这种暗物质的密度为ρ, 求T1∶T2.17.为了研究太阳演化进程, 需要知道太阳目前的质量M.已知地球半径R＝6.4×106m, 地球质量m ＝6.0×1024kg, 日地中心的距离r＝1.5×1011m, 地球表面处的重力加速度g＝10 m/s2,1年约为3.2×107s, 试估算太阳目前的质量M.18.假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星．若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T1, 已知万有引力常量为G.(1)则该天体的密度是多少？(2)若这颗卫星距该天体表面的高度为h, 测得在该处做圆周运动的周期为T2, 则该天体的密度又是多少？四、填空题19.牛顿运动定律和万有引力定律在_____、_________、__________的广阔的领域, 包括天体力学的研究中经受了实践的检验, 取得了巨大的成就.20.地球赤道上的物体A, 近地卫星B(轨道半径等于地球半径), 同步卫星C, 若用TA.TB.TC；vA.vB.vC；分别表示三者周期, 线速度, 则满足________, ________.21.宇航员在某星球表面, 将一小球从离地面h高处以初速v0水平抛出, 测出小球落地点与抛出点间的水平位移为s, 若该星球的半径为R, 万有引力常量为G, 则该星球表面重力加速度为__________, 该星球的平均密度为__________.22.两行星A和B各有一颗卫星a和b, 卫星的圆轨道接近各自行星表面, 如果两行星质量之比MA∶MB＝2∶1, 两行星半径之比RA∶RB＝1∶2, 则两个卫星周期之比Ta∶Tb＝________, 向心加速度之比为________.23.已知绕中心天体做匀速圆周运动的星体的轨道半径r, 运动周期为T,(1)中心天体的质量M＝____；(2)若中心天体的半径为R, 则其平均密度ρ＝____；(3)若星体在中心天体表面附近做匀速圆周运动, 则其平均密度ρ＝____.答案解析1.【答案】D【解析】“嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中, 月球对卫星的引力做正功, 动能增大, 则速度增大, 故A.B错误；根据万有引力等于向心力, 有G ＝m , 得M＝, 据此可知若已知“嫦娥三号”在圆轨道上运行的半径、周期和引力常量, 可求出月球的质量, 但月球的体积未知, 不能求出月球的密度, 故C错误；对于“嫦娥三号”, 有G ＝ma, a＝, 在P点, M和r 相同, 则嫦娥三号在椭圆轨道经过P点时和在圆形轨道经过P点时的加速度相等, 故D正确. 2.【答案】B【解析】根据万有引力与重力的关系解题.物体在地球的两极时: mg0＝G ；物体在赤道上时mg＋m2R＝G.以上两式联立, 解得地球的密度ρ＝.故选项B正确, 选项A、C、D错误．3.【答案】A【解析】由v同步＝, v空间站＝, 则B错. 再结合v＝ωr, 可知ω空间站＞ω地球, 所以人观察到它向东运动, C错. 空间站的宇航员只受万有引力, 受力不平衡, 所以D错.4.【答案】B【解析】牛顿运动定律能够解决宏观物体的低速运动问题, 在生产、生活及科技方面起着重要作用；解决问题时虽然有一定误差, 但误差极其微小, 可以忽略不计；故经典力学仍可在一定范围内适用. 虽然相对论和量子力学更加深入科学地认识自然规律, 它是科学的进步, 但并不表示对经典力学的否定, 故选项B正确. A.C错误；经典力学不能用于处理高速运行的物体；故D错误.5.【答案】C【解析】在地球上: h＝某天体上；h′＝因为＝k所以＝k根据G ＝mg, G ＝mg′可知＝又因为＝k联立得: ＝k6.【答案】B【解析】根据开普勒第三定律可得＝, 解得＝≈, 因为T地＝1年, 所以T火≈1.9年, 火星与地球转过的角度之差Δθ＝2π时, 相邻再次相距最近, 故有( －)t＝2π, 解得t≈2.1, 近似为2年, 故B正确.7.【答案】D【解析】第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度, 所以“龙”飞船的发射速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间, 故A错误；“龙”飞船欲实现对接, 必须在国际空间站的后下方, 伺机喷气加速做离心运动, 可以实现对接, 故B错误；“龙”飞船喷气加速前, 在国际空间站的后下方, 根据a ＝得“龙”飞船与国际空间站的加速度不相等, 故C错误；空间站中收到的冰激凌只受重力, 处于完全失重状态, 故D正确.8.【答案】D【解析】地球表面处的重力加速度和离地心高4R处的加速度均由地球对物体的万有引力产生, 所以有:地面上: G＝mg0①离地心4R处: G＝mg②由①②两式得＝( )2＝, 故D正确.9.【答案】A【解析】第一宇宙速度是物体在地面附近做匀速圆周运动的速度, A对, B错；根据G ＝m 得v ＝, 可见第一宇宙速度与地球的质量和半径有关, C.D错.10.【答案】A【解析】A项是伽利略在探究物体下落规律的过程中用到的科学方法, A正确；牛顿第一定律指出, 物体“不受外力”作用时的运动状态, 或者是静止不动, 或者是做匀速直线运动. 牛顿第二定律: 物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比, 跟物体的质量成反比, 加速度的方向跟合外力的方向相同. B错误；牛顿在寻找万有引力的过程中, 他利用了牛顿第二定律, 牛顿第三定律和开普勒第三定律, C错误；开普勒在第谷观测数据的基础上总结出了行星运动三定律, D错误.11.【答案】BCD12.【答案】CD【解析】胡克认为只有在一定的条件下, 弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比, 故A错误；牛顿用“月－地检验”证实了万有引力定律的正确性, 故B错误；卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值, 故C正确；牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体, 物体就不会再落在地球上, 故D正确；故选C.D.13.【答案】BD【解析】根据万有引力提供向心力m1ωr1＝m2ωr2, r1＞r2, 所以m1＜m2, 即P的质量一定小于Q的质量, 故A错误. 双星系统角速度相等, 根据v＝ωr, 且PO＞OQ, P的线速度大于Q的线速度, 故B正确. 设两星体间距为L, O点到P的距离为r1, 到Q的距离为r2, 根据万有引力提供向心力: ＝m1 r1＝m2 r2, 解得周期T＝2π, 由此可知双星的距离一定时, 质量越大周期越小, 故C错误；总质量一定, 双星之间的距离越大, 转动周期越大, 故D正确. 故选B.D.14.【答案】BCD【解析】a受到万有引力和地面支持力, 由于支持力等于重力, 与万有引力大小接近, 所以向心加速度远小于重力加速度, 选项A错误；由v＝知b的线速度最大, 则在相同时间内b转过的弧长最长, 选项B正确；c为同步卫星, 周期Tc＝24 h, 在4 h内转过的圆心角＝·2π＝, 选项C正确；由T＝知d的周期最大, 所以Td>Tc＝24 h, 则d的周期可能是30 h, 选项D正确.15.【答案】BD【解析】根据万有引力提供向心力, G ＝m (H＋R), 卫星距地面的高度为H＝－R, A错；根据G ＝m , 可得卫星的运行速度v＝, 而第一宇宙速度为, 故B对；卫星运行时受到的向心力大小为Fn＝G , C错；根据G ＝man, 可得卫星运行的向心加速度为an＝G , 而地球表面的重力加速度为g＝G , D 对．16.【答案】(1)T1＝2π(2)T1∶T2＝∶1【解析】(1)两星的角速度相同, 故F＝mr1ω；F＝mr2ω而F＝G可得r1＝r2①两星绕连线的中点转动, 则＝m··ω解得ω1＝②所以T1＝＝＝2π③(2)由于暗物质的存在, 双星的向心力由两个力的合力提供, 则G＋G＝m·L·ω2④M为暗物质质量, M＝ρV＝ρ·π( )3⑤联立④⑤式得: ω＝⑥T2＝＝⑦联立③⑦式解得: T1∶T2＝∶1⑧.17.【答案】1.90×1030kg【解析】地球绕太阳做圆周运动, 万有引力提供向心力, 根据万有引力定律和牛顿第二定律有G ＝mr ①对地球表面附近质量为m′的物体有G＝m′g②联立①②两式解得M＝≈1.90×1030kg.18.【答案】(1)(2)【解析】(1)设卫星的质量为m, 天体的质量为M, 卫星贴近天体表面运动时有G ＝m R, M＝.根据数学知识可知天体的体积为V＝πR3, 故该天体的密度为ρ＝＝＝.(2)卫星距天体表面距离为h时, 忽略自转有：G＝m(R＋h)M＝ρ＝＝＝.19.【答案】宏观低速弱引力【解析】略20.【答案】TA＝TC＞TB v B＞v C＞v A【解析】卫星A为同步卫星, 周期与C物体周期相等, 根据卫星绕地球做圆周运动, 万有引力提供向心力得周期T＝2π, 所以TA＝TC＞TB；AC比较, 角速度相等, 由v＝ωr, 可知vA＜vC；BC比较, 同为卫星, 由人造卫星的速度公式v＝, 可知vB＞vC,故TA＝TC＞TB, vB＞vC＞vA.21.【答案】(1)(2)【解析】(1)设该星球的密度为ρ、重力加速度为g, 小球在该星球表面做平抛运动则: 水平方向: s＝v0t, 竖直方向: h＝gt2, 联立得: g＝.(2)该星球表面的物体受到的重力等于万有引力：mg＝G , 该星球的质量为：M＝ρ·πR3, 联立得：ρ＝22.【答案】1∶48∶1【解析】卫星做圆周运动时, 万有引力提供圆周运动的向心力, 有: G＝mR, 得T＝2π.故＝·＝, 由G＝ma, 得a＝G,故＝·＝.23.【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)根据万有引力提供圆周运动向心力有G ＝mr , 可得中心天体的质量M＝.(2)根据密度公式可知, 中心天体的平均密度ρ＝＝＝.(3)当星体在中心天体附近匀速圆周运动时有r＝R, 所以中心天体的平均密度ρ＝.Welcome To Download 欢迎您的下载, 资料仅供参考！。
高中物理 第六章 万有引力与航天 章末综合检测(含解析)新人教版必修2-新人教版高一必修2物理试题
章末综合检测(A 卷)一、选择题(此题10小题，每一小题7分，共70分。
1～6题只有一个选项符合题目要求，7～10题有多个选项符合题目要求)1．关于引力常量G ，以下说法正确的答案是() A ．在国际单位制中，G 的单位是N·m 2/kgB ．在国际单位制中，G 的数值等于两个质量各1 kg 的物体，相距1 m 时的相互吸引力C ．在不同星球上，G 的数值不一样D ．在不同的单位制中，G 的数值是一样的解析： 同一物理量在不同的单位制中的值是不同的，选项B 正确。
答案：B2．(2019·江西吉安白鹭洲中学期中考试)假设地球绕太阳的公转周期和公转轨道半径分别为T 和R ，月球绕地球的公转周期和公转轨道半径分别为t 和r ，如此太阳质量与地球质量之比为()A.R 3t 2r 3T 2 B ．R 3T 2r 3t 2 C.R 3t 2r 2T3 D ．R 2t 3r 2T3 解析： 无论地球绕太阳公转，还是月球绕地球公转，统一的公式为GMm R 20＝m 4π2R 0T 20，即M ∝R 30T 20，所以M 太M 地＝R 3t 2r 3T2，A 项正确。
答案：A3．航天员王亚平在“天宫一号〞飞船内进展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。
假设飞船质量为m ，距地面高度为h ，地球质量为M ，半径为R ，引力常量为G ，如此飞船所在处的重力加速度大小为()A ．0B ．GM(R ＋h )2C.GMm(R ＋h )2 D ．GM h2解析：“天宫一号〞飞船绕地球飞行时与地球之间的万有引力F 引＝G Mm(R ＋h )2，由于“天宫一号〞飞船绕地球飞行时重力与万有引力相等，即mg ＝G Mm(R ＋h )2，故飞船所在处的重力加速度g ＝G M(R ＋h )2，应当选项B 正确，选项A 、C 、D 错误。
答案：B4．某天体的第一宇宙速度为8 km/s ，如此高度为该天体半径的3倍轨道上宇宙飞船的运行速度为()A ．2 2 km/sB ．4 km/sC ．4 2 km/sD ．2 km/s解析： 由G Mm r 2＝m v 2r得线速度为v ＝GMr ，第一宇宙速度v ＝GM R，故飞船的速度v ′＝GM r＝GM 4R ＝12×8 km/s ＝4 km/s ，B 正确。
高中物理第六章万有引力与航天章节练习题(含解析)新人教版必修2
第六章章节同步练习题基础练1．一颗质量为m 的卫星绕质量为M 的行星做匀速圆周运动，则卫星的周期( )A ．与卫星的质量无关B ．与卫星的运行速度成正比C ．与行星质量M 的平方根成正比D ．与卫星轨道半径的32次方有关2．绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中有一质量为10kg 的物体挂在弹簧测力计上，这 时弹簧测力计的示数( )A ．等于98 NB ．小于98 NC ．大于98 ND ．等于03．物体在月球表面的重力加速度是在地球表面的重力加速度的16，这说明了( )A ．地球的半径是月球半径的6倍B ．地球的质量是月球质量的6倍C ．月球吸引地球的力是地球吸引月球的力的16D ．物体在月球表面的重力是其在地球表面重力的164．在太空运行了15年的俄罗斯“和平号”轨道空间站已于2000年3月23日坠毁，其 残骸洒落在南太平洋预定海域．坠毁前，因受高空稀薄空气阻力和地面控制作用的影响， 空间站在绕地球运转(可看作做圆周运动)的同时逐渐地向地球靠近，这个过程中空间站 运动的( )A ．角速度逐渐减小B ．线速度逐渐减小C ．加速度逐渐减小D ．周期逐渐减小5．1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，该小行星的半径为16km .若将此小行星和地球均看成是质量分布均匀的球体，小行星密度与地 球相同．已知地球半径R ＝6400km 加速度为( )A ．400m /s 2B .1400m /s 2 C ．20m /s 2D .120m /s 26．我国发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的路线示意图，如图1所示，卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，然后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，卫星开始对月球进行探测．已知地球与月球的质量之比为a ， 卫星的停泊轨道与工作轨道半径之比为b ，卫星在停泊轨道和工作轨道上均可视为做匀 速圆周运动，则( )图1A ．卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为a bB ．卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为abC ．卫星在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度D ．卫星从停泊轨道转移到地月转移轨道，卫星必须加速提升练7．“嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器运行的轨道半径为r ，运行速率为v ，当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时( )A ．r 、v 都将略为减小B ．r 、v 都将保持不变C ．r 将略为减小，v 将略为增大D ．r 将略为增大，v 将略为减小8．地球同步卫星离地心距离为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，第一宇宙速度为v 2，地球半径为R ，则以下正确的是( )A .a 1a 2＝r RB .a 1a 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫r R 2C .v 1v 2＝r RD .v 1v 2＝12r R9．星球上的物体脱离星球引力所需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，不计其它星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为( )A .grB .16gr C .13gr D .13gr10．如图2所示是“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( )图2A ．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 ．在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力11．2005年我国成功地发射了中国历史上的第二艘载人宇宙飞船——“神舟六号”，飞船于2005年10月12日9时0分在中国酒泉卫星发射场用长征2号F 运载火箭发射成 功，飞船返回舱于2005年10月17日4时33分成功着陆，飞船共飞行115h 32min ，绕 地球飞行77圈，行程约3.25×106km ，下列说法中正确的是( )A ．飞船由火箭承载升空过程中，飞船中的宇航员处于超重状态B ．飞船返回舱打开减速伞下降的过程中，飞船中的宇航员处于失重状态C ．“神舟”六号飞船绕地球飞行的速度比月球绕地球运行的速度要大D ．“神舟”六号飞船绕地球飞行的周期比月球绕地球运行的周期要大12．围绕土星的卫星众多，其中土卫五和土卫六的半径之比为R 5R 6，质量之比为m 5m 6，围绕土星做圆周运动的半径之比为r 5r 6，下列判断中正确的是( )A ．土卫五和土卫六的公转周期之比为⎝ ⎛⎭⎪⎫r 5r 632 B ．土星对土卫五和土卫六的万有引力之比为m 5m 6⎝ ⎛⎭⎪⎫r 6r52C ．土卫五和土卫六围绕土星做圆周运动的加速度之比为m 5m 6⎝ ⎛⎭⎪⎫R 6R52D ．土卫五和土卫六的公转速度之比为⎝ ⎛⎭⎪⎫r 6r 512 题 号 123456789101112答 案13.图3两个靠得很近的天体，离其他天体非常遥远，它们以其连线上某一点O 为圆心各自做匀 速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图3所示．已知双星的质量分别为m 1和m 21和r 2， 以及运行的周期T.14.图4如图4所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P 点沿水平方向以初速度 v 0抛出一个小球，测得小球经时间t 落到斜坡上另一点Q ，斜面的倾角为θ，已知该星球半径为R ，引力常量为G ，求：(1)该星球表面的重力加速度g ； (2)该星球的第一宇宙速度v ；(3)人造卫星绕该星球做匀速圆周运动的最小周期T.习题课4．D [空间站做圆周运动时，万有引力提供向心力，GMm r 2＝ma ＝m v 2r ，得：v ＝GMr ，a ＝GM r2.可见，轨道半径越小，加速度越大，线速度越大；由T ＝2πr v得周期减小，由ω＝2πT得角速度增大，D 正确．]5．B [因为质量分布均匀的球体的密度ρ＝3M 4πR 3，所以地球表面的重力加速度g ＝GMR 2＝4πGRρ3，吴健雄星表面的重力加速度g ′＝GM ′r 2＝4πGrρ3，因此g g ′＝Rr ＝400，故选项B正确．]6．AD7．C [当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时，相当于探测器和月球重心间的距离变小了，由万有引力定律F ＝GMmr 2可知，探测器所受月球的引力将增大，这时的引力略大于探测器以原来轨道半径运行所需要的向心力，探测器将做靠近月球的运动，使轨道半径略为减小，而且月球的引力对探测器做正功，使探测器的速度略微增大，故A 、B 、D 选项错误，C 选项正确．]8．AD [设地球质量为M ，同步卫星的质量为m 1，地球赤道上的物体质量为m 2，在地球表面绕地球做匀速圆周运动的物体的质量为m 2′，根据向心加速度和角速度的关系有a 1＝ω21r ，a 2＝ω22R ，ω1＝ω2故a 1a 2＝r R，选项A 正确． 由万有引力定律有G Mm 1r 2＝m 1v 21r ，G Mm 2′R 2＝m 2′v 22R由以上两式解得v 1v 2＝R r＝12r R，可知，选项D 正确．]9．C [该星球表面的重力加速度g ′＝g 6，星球第一宇宙速度为v 1′＝g ′r ＝gr6，则第二宇宙速度v 2′＝2g ′r ＝gr3.]10．C [“嫦娥一号”要想脱离地球的束缚而成为月球的卫星，其发射速度必须达到第一宇宙速度，若发射速度达到第三宇宙速度，“嫦娥一号”将脱离太阳系的束缚，故选项A错误；在绕月球运动时，月球对卫星的万有引力完全提供向心力，则G Mm r 2＝m 4π2rT2，T ＝2πr 3GM ，即卫星周期与卫星质量无关，故选项B 错误；卫星所受月球的引力F ＝G Mmr2，故选项C 正确；在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力小于受月球的引力，故选项D 错误．]11．AC [宇航员处于超重状态还是失重状态取决于他的加速度方向而不是速度方向，飞船加速升空过程中，加速度方向与速度方向相同，方向向上，所以此过程中处于超重状态，A 项正确；返回舱减速下降过程中，加速度方向与速度方向相反，方向向上，所以下降过程也处于超重状态，B 项不正确；由题目已知条件容易计算出飞船绕地球飞行的周期比月球环绕地球运行的周期(约27天)小得多，D 项不正确；由G Mm r 2＝m 4π2T 2r 可知，月球轨道半径大于飞船的轨道半径，再由G Mm r 2＝m v 2r可知，轨道半径越小，运行速度越大，所以飞船的运行速度大于月球环绕地球运行的速度，C 项正确．]12．ABD13.Lm 2m 1＋m 2 Lm 1m 1＋m 22πL 3G m 1＋m 2解析 m 1、m 2做匀速圆周运动的半径分别为R 1、R 2，它们的向心力是由它们之间的万有引力提供，所以G m 1m 2L 2＝m 14π2T 2r 1，G m 1m 2L 2＝m 24π2T2r 2.且r 1＋r 2＝L . 由以上三式得r 1＝Lm 2m 1＋m 2，r 2＝Lm 1m 1＋m 2，T ＝2πL 3G m 1＋m 2.14．(1)2v 0tan θt(2)2v 0R tan θt(3)π2Rtv 0tan θ解析 (1)设物体下落高度为h ，由平抛运动规律有h ＝12gt 2① x ＝v 0t②再由三角形的几何知识有tan θ＝h x③由①②③式解得g ＝2v 0tan θt④(2)由星球表面物体的重力等于万有引力，有mg ＝GMm R2⑤物体在星球表面做圆周运动的环绕速度即为第一宇宙速度，且万有引力提供做圆周运动的向心力有GMm R 2＝m v 2R⑥由④⑤⑥式解得v ＝2v 0R tan θt.⑦(3)人造卫星的轨道半径和星球半径相等时周期最小，有GMm R 2＝m (2πT)2R⑧由④⑤⑧式解得T ＝π2Rtv 0tan θ.。
高中物理 第六章 万有引力与航天练习(无答案)新人教版必修2(2021年最新整理)
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万有引力1.（单选）（2015·重庆卷）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. 0B.C. D。
2.（单选）（2016·南京、盐城一模)牛顿提出太阳和行星间的引力F=G后，为证明地球表面的重力和地球对月球的引力是同一种力,也遵循这个规律,他进行了“月—地检验”.已知月球的轨道半径约为地球半径的60倍，“月—地检验”是计算月球公转的(）A。
周期是地球自转周期的B。
向心加速度是自由落体加速度的C。
线速度是地球自转地表线速度的602倍D。
角速度是地球自转地表角速度的602倍3。
（单选)（2017·无锡一模)据《当代天文学》2016年11月17日报道，被命名为“开普勒11145123”的恒星距离地球5 000光年，其赤道直径和两极直径仅相差6千米，是迄今为止被发现的最圆天体。
若该恒星的体积与太阳的体积之比约为k1，该恒星的平均密度与太阳的平均密度之比约为k2,则该恒星的表面重力加速度与太阳的表面重力加速度之比约为（）A。
·k2B。
·k2 C. D。
4。
（单选)（2017·扬州一模)2016年8月16日，我国首颗量子科学实验卫星“墨子”成功进入离地面高度为500 km的预定圆形轨道,实现了卫星和地面之间的量子通信。
山西省忻州市高中物理 目标检测题 6.5宇宙航行(答案不全)新人教版必修2
宇宙航行一、选择题（每小题6分，共48分，多选题漏选得3分，错选或多选得0分）1．关于宇宙速度，下列说法正确的是【】A．第一宇宙速度是能使人造地球卫星绕地球飞行的最小发射速度B．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C．第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度D．第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度2．关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是【】A．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期B．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星.它们的轨道半径有可能不同D．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合3．（多选）关于地球同步卫星下列说法正确的是【】A．地球同步卫星和地球同步，因此同步卫星的高度和线速度大小是一定的B．地球同步卫星的地球的角速度虽被确定，但高度和速度可以选择，高度增加，速度增大，高度降低，速度减小C．地球同步卫星只能定点在赤道上空，相对地面静止不动D．以上均不正确4．（多选）“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如右图所示。
之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动。
用T1、TT3分别表示卫星在椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ上运动的周期，用a1、a2、a3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的加速度，v1、v2、v3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的速度，用F1、F2、F3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点时受到的万有引力，则下面关系式中正确的是【】A ．a 1＜a 2＜a 3B ．v 2＜v 3C ．T 1＞T 2＞T 3D ．F 1＝F 2＝F 3 5．如图所示，a 、b 、c 是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星，a 、b 质量相同，且小于c 的质量。
高中物理第六章万有引力与航天单元检测卷含解析新人教版必修
第六章单元检测卷(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10个小题，每小题4分，共40分)1．第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度，则有( ) A．被发射的物体质量越大，第一宇宙速度越大B．被发射的物体质量越小，第一宇宙速度越大C．第一宇宙速度与被发射物体的质量无关D．第一宇宙速度与地球的质量有关2．美国的“大鸟”侦察卫星可以发现地面上边长仅为0.36m的方形物体，它距离地面高度仅有16km，理论和实践都表明：卫星离地面越近，它的分辨率就越高，那么分辨率越高的卫星( )A．向心加速度一定越大B．角速度一定越小C．周期一定越大D．线速度一定越大3．卫星在到达预定的圆周轨道之前，运载火箭的最后一节火箭仍和卫星连接在一起(卫星在前，火箭在后)，先在大气层外某一轨道a上绕地球做匀速圆周运动，然后启动脱离装置，使卫星加速并实现星箭脱离，最后卫星到达预定轨道b，关于星箭脱离后，下列说法正确的是( )A．预定轨道b比某一轨道a离地面更高，卫星速度比脱离前大B．预定轨道b比某一轨道a离地面更低，卫星的运行周期变小C．预定轨道b比某一轨道a离地面更高，卫星的向心加速度变小D．卫星和火箭仍在同一轨道上运动，卫星的速度比火箭大4．火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆．已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比( ) A．火卫一距火星表面较近B．火卫二的角速度较大C．火卫一的运动速度较大D．火卫二的向心加速度较大5．火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目．假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期为T1，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T2，火星质量与地球质量之比为p，火星半径与地球半径之比为q，则T1和T2之比为( )A.qp3B.1pq3C.pq3D.q3p6．把火星和地球都视为质量均匀分布的球体．已知地球半径约为火星半径的2倍，地球质量约为火星质量的10倍．由这些数据可推算出( )A．地球表面和火星表面的重力加速度之比为5∶1B．地球表面和火星表面的重力加速度之比为10∶1C．地球和火星的第一宇宙速度之比为5∶1D．地球和火星的第一宇宙速度之比为10∶17．有两颗质量相同的人造卫星，其轨道半径分别是r A、r B，且r A＝r B/4，那么下列判断中正确的是( )A．它们的周期之比T A∶T B＝1∶4 B．它们的线速度之比v A∶v B＝8∶1 C．它们所受的向心力之比F A∶F B＝8∶1 D．它们的角速度之比ωA∶ωB＝8∶1 8．已知万有引力常量为G，在太阳系中有一颗行星的半径为R，若在该星球表面以初速度v0竖直上抛一物体，则该物体上升的最大高度为H.已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略不计．则根据这些条件，可以求出的物理量是( )A．该行星的密度B．该行星的自转周期C．该星球的第一宇宙速度D．该行星附近运行的卫星的最小周期9．2009年2月11日，一颗美国商业卫星与一颗俄罗斯废弃的军用通信卫星在俄罗斯的西伯利亚北部上空790km处发生碰撞，两颗卫星的质量分别为450kg和560kg，若近似认为这两颗卫星的轨道为匀速圆周运动轨道，且相撞前两颗卫星都在各自预定的轨道上运行．则关于这两颗卫星的描述正确的是( )A．这两颗卫星均为地球同步卫星B．这两颗卫星的运行速度均大于7.9km/sC．这两颗卫星的运行周期是相同的D．这两颗卫星的向心加速度的大小是相同的10.图1如图1所示，卫星A、B、C在相隔不远的不同轨道上，以地心为中心做匀速圆周运动，且运动方向相同，若某时刻三颗卫星恰好在同一直线上，则当卫星B经过一个周期时，下列关于三颗卫星的位置说法中正确的是( )A．三颗卫星的位置仍然在同一条直线上B．卫星A位置超前于B，卫星C位置滞后于BC．卫星A位置滞后于B，卫星C位置超前于BD．由于缺少条件，无法确定它们的位置关系题1234567891011．火星的半径是地球半径的1/2，火星质量约为地球质量的1/10，忽略火星和地球的自转，如果地球上质量为60kg的人到火星上去，则此人在火星表面的质量是________kg，所受的重力是________N；在火星表面上由于火星的引力产生的加速度是________m/s2.在地球表面上可举起60 kg杠铃的人，到火星上用同样的力可举起质量是________kg 的杠铃．(g取9.8 m/s2)12．1969年7月21日，美国宇航员阿姆斯特朗在月球上留下了人类第一只脚印，迈出了人类征服月球的一大步．在月球上，如果阿姆斯特朗和同伴奥尔德林用弹簧秤称量出质量为m的仪器的重力为F；而另一位宇航员科林斯驾驶指令舱，在月球表面附近飞行一周，记下时间为T，根据这些数据写出月球质量的表达式M＝________.三、计算题(本题共4个小题，共44分)13.(10分)2008年10月我国发射的“月球探测轨道器”LRO，每天在距月球表面50km的高空穿越月球两极上空10次．若以T表示LRO在离月球表面高h处的轨道上做匀速圆周运动的周期，以R表示月球的轨道半径，求：(1)LRO运行时的加速度a；(2)月球表面的重力加速度g.14．(10分)已知一只静止在赤道上空的热气球(不计气球离地高度)绕地心运动的角速度为ω0，在距地面h高处圆形轨道上有一颗人造地球卫星．设地球质量为M，半径为R，热气球的质量为m，人造地球卫星的质量为m1.根据上述条件，有一位同学列出了以下两个式子：对热气球有：G Mm R2＝mω20R 对人造地球卫星有：GMm 1R ＋h2＝m 1ω2(R ＋h )进而求出了人造地球卫星绕地球运行的角速度ω.你认为这个同学的解法是否正确？若认为正确，请求出结果；若认为不正确，请补充一 个条件后，再求出ω.15.(12分)2005年10月12日，我国成功地发射了“神舟六号”载人飞船，飞船进入轨道运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行，经过了近5天的运行后，飞船的返回舱顺利降落在预定地点．设“神舟六号”载人飞船在圆轨道上绕地球运行n 圈所用的时间为t ，若地球表面重力加速度为g ，地球半径为R ，求： (1)飞船的圆轨道离地面的高度； (2)飞船在圆轨道上运行的速率．16．(12分)A 、B 两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做匀速圆周运动．地球半径为R ，A 卫星离地面的高度为R ，B 卫星离地面高度为3R ，则： (1)A 、B 两卫星周期之比T A ∶T B 是多少？(2)若某时刻两卫星正好通过地面同一点的正上方，则A 卫星至少经过多少个周期两卫星相距最远？第六章 万有引力与航天1．CD [第一宇宙速度v ＝GMR与地球质量M 有关，与被发射物体的质量无关．] 2．AD [由万有引力提供向心力有GMm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r ＝ma n ，可得a n ＝GM r2，r 越小，a n 越大，A 正确；v ＝GMr ，r 越小，v 越大，D 正确；ω＝GMr 3，r 越小，ω越大，B 错误；T ＝4π2r3GM，r 越小，T 越小，C 错误．]3．C [火箭与卫星脱离时，使卫星加速，此时G Mm r 2<m v 2r，卫星将做离心运动，到达比a更高的预定轨道；由G Mmr 2＝ma n 得a n ＝GM r2，即r 越大，卫星的向心加速度越小．]4．AC [由万有引力提供向心力可得G Mm r 2＝m (2πT )2r ，即T 2＝4π2r 3GM，知选项A 是正确的；同理可得v 2＝GM r ，知选项C 是正确的；由ω＝2πT 知选项B 是错误的；由a n ＝F 万m ＝GMm r 2m ＝GM r2，可知选项D 是错误的．]5．D [设中心天体的质量为M ，半径为R ，当航天器在星球表面飞行时，由G Mm R2＝m (2πT)2R和M ＝ρV ＝ρ·43πR 3解得ρ＝3πGT2，即T ＝3πρG∝1ρ，又因为ρ＝M V ＝M 43πR 3∝MR 3，所以T ∝R 3M .代入数据得T 1T 2＝q 3p.选项D 正确．] 6．C [设地球质量为M ，半径为R ，火星质量为M ′，半径为R ′，根据万有引力定律有G Mm R 2＝mg ，G M ′m ′R ′2＝m ′g ′，g g ′＝MR ′2M ′R 2＝52， 又G Mm R 2＝mv 2R，v ＝GMR，同理有v ′＝GM ′R ′，vv ′＝MR ′M ′R＝5，故选C.] 7．D [由G Mm r 2＝ma n ＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T2r 知D 对．]8．ACD [由题意知，行星表面的重力加速度g ＝v 202H ，而g ＝G M R 2，所以M ＝v 20R22GH，密度ρ＝M43πR 3＝3v 28πGHR ，A 对．第一宇宙速度v ＝gR ＝v 20R2H ＝v 0R2H，C 对．行星附近卫星的最小周期T ＝2πrv＝2πR g ＝2πv 02RH ，D 对．] 9．CD [俄罗斯的西伯利亚北部在北半球，经过其上空的卫星是非同步卫星，A 错；因其轨道半径大于地球半径，故运行速度均小于7.9 km/s ，B 错；因轨道半径相同，所以它们的周期是相同的，向心加速度的大小也相同，C 、D 正确．]10．B [由G Mm r 2＝m 4π2T2r 得T ＝2πr 3GM，因r A <r B <r C ，故T A <T B <T C ，B 对．] 11．60 235.2 3.92 150解析 人在地球上质量为60kg ，到火星上质量仍为60kg.忽略自转时，火星(地球)对物体的引力就是物体在火星(地球)上所受的重力，则人在火星上所受的重力为mg 火＝G M 火m R 2火＝G 110M 地m14R 2地＝＝25mg 地＝235.2N火星表面上的重力加速度为g 火＝25g 地＝3.92m/s 2人在地球表面和在火星表面用同样的力举起物体的重力相等，设在火星上能举起物体的质量为m ′，则有mg 地＝m ′g 火，m ′＝g 地g 火m ＝9.83.92×60kg＝150kg 12.T 4F 316π4Gm3 解析 在月球表面质量为m 的物体重力近似等于物体受到的万有引力．设月球的半径为R ，则由F ＝GMmR2，得R ＝GMm F① 设指令舱的质量为m ′，指令舱在月球表面飞行，其轨道半径等于月球半径，做圆周运动的向心力等于万有引力，则有GMm ′R 2＝m ′(2πT)2R ② 由①②得M ＝T 4F 316π4Gm3.13．(1)(R ＋h )4π2T2 (2)4π2R ＋h 3T 2R 2解析 (1)LRO 运行时的加速度 a ＝(R ＋h )ω2＝(R ＋h )4π2T2.①(2)设月球的质量为M ，LRO 的质量为m ，根据万有引力定律与牛顿第二定律有G Mm R ＋h2＝ma ②在月球表面附近的物体m ′受的重力近似等于万有引力，即G Mm ′R 2＝m ′g ③ 由①②③式得g ＝4π2R ＋h 3T 2R2.14．见解析解析 不正确．热气球不同于人造卫星，热气球静止在空中是因为浮力与重力平衡，它绕地心运动的角速度应等于地球自转的角速度．(1)若补充地球表面的重力加速度为g ，可以认为热气球受到的万有引力近似等于其重力，则有G Mm R2＝mg与第二个等式联立可得ω＝R R ＋hgR ＋h.(2)若补充同步卫星的离地高度为H ，有：GMm ′R ＋H2＝m ′ω20(R ＋H )与第二个等式联立可得ω＝ω032R H R h15．(1)3gR 2t 24π2n 2－R (2)32πngR 2t解析 (1)飞船在轨道上做圆周运动，运动的周期T ＝tn，设飞船做圆周运动距地面的高度为h ，飞船的质量为m ，万有引力提供飞船做圆周运动的向心力，即GMm R ＋h2＝m4π2R ＋hT 2，而地球表面上质量为m ′的物体受到的万有引力近似等于物体的重力，即GMm ′R 2＝m ′g ，联立解得h ＝3gR 2t 24π2n2－R . (2)飞船运行的速度v ＝2πR ＋hT ，所以v ＝32πngR 2t. 16．(1)1∶2 2 (2)0.77 解析 (1)由T ＝4π2r3GM得T A ＝4π22R3GM，T B ＝4π24R3GM，所以T A ∶T B ＝1∶2 2.(2)设经过时间t 两卫星相距最远，则t T A ＝t T B ＋12即t T A ＝t 22T A ＋12，所以t ＝4＋27T A ≈0.77T A ，故A 卫星至少经过0.77个周期两卫星相距最远．。
高中物理 第6章《万有引力与航天》全章测评 新人教版必修2(含解析)-新人教版高一必修2物理试题
第6章《万有引力与航天》全章测评(时间:60分钟总分为:100分)一、选择题(此题共10小题,每一小题5分,共50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5分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.人造卫星绕地球做匀速圆周运动,卫星所受万有引力F与轨道半径r的关系是( )A.F与r成正比B.F与r成反比C.F与r2成正比D.F与r2成反比解析:根据F=G可知,选项D正确。
答案:D2.如下列图,三颗人造地球卫星正在围绕地球做匀速圆周运动,如此如下有关说法中正确的答案是( )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解析:不管什么轨道的卫星,均由万有引力提供向心力,所以所有卫星的轨道平面都必须通过地心。
而同步卫星与地球保持相对静止,其轨道平面一定与地球的赤道平面重合。
答案:BD3.某星球的半径为R,一重物在该星球外表附近做竖直下抛运动(忽略阻力),假设测得重物在连续两个T时间内下落的高度依次是h1和h2,如此该星球的第一宇宙速度为( )A. B.C. D.解析:由运动学公式可得h2-h1=gT2,如此g=,由mg=m得v=。
答案:B4.月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a,设月球外表的重力加速度大小为g1,在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的重力加速度为g2。
如此( )A.g1=aB.g2=aC.g1+g2=aD.g2-g1=a解析:根据月球绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球引力提供,选项B正确。
答案:B5.火星直径约为地球的一半,质量约为地球的十分之一,它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍。
根据以上数据,以下说法正确的答案是( )A.火星外表重力加速度的数值比地球外表小B.火星公转的周期比地球的长C.火星公转的线速度比地球的大D.火星公转的向心加速度比地球的大解析:由G=mg得g=,计算得火星外表的重力加速度约为地球外表的,A正确;由G=m()2r得T=2π,公转轨道半径大的周期长,B对;周期长的线速度小(或由v=判断轨道半径大的线速度小),C错;公转向心加速度a=,D错。
高中物理 第6章 万有引力与航天本章知能检测 新人教版必修2
（教材全解）2013-2014学年高中物理第6章万有引力与航天本章知能检测新人教版必修2一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，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4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。
）1.甲、乙两个质点间的万有引力大小为F，若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原来的2倍，同时，它们之间的距离减为原来的，则甲、乙两物体间的万有引力大小将变为（）A.FB. C .8F D.4F2.由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（）A.质量可以不同B.轨道半径可以不同C.轨道平面可以不同D.速率可以不同3.两颗靠得较近的天体组成双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不会由于相互的引力作用被吸到一起，不考虑其他天体的影响，下面说法中正确的是（）A.它们做圆周运动的角速度，与它们的质量成反比B.它们做圆周运动的线速度，与它们的质量成反比C.它们做圆周运动的向心力，与它们的质量成正比D.它们做圆周运动的半径，与它们的质量成反比4.如图6-1所示，飞船从轨道1变轨至轨道2。
若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的（）A.速度大B.向心加速度大C.运行周期长D.角速度小5.一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为图6-1m的人站在可称体重的台秤上。
用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g ′表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，表示人对秤的压力，下列说法中正确的是（）A.g′=0B.g′=g=0 =m g6.宇宙飞船要与环绕地球运转的轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站，可采取的措施是（）A.可以从较低轨道上加速B.可以从较高轨道上加速C.只能从与空间站同一高度轨道上加速D.无论在什么轨道上，只要加速就行7.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度减小到原来的，卫星仍做匀速圆周运动，则（）A.卫星的向心加速度减小到原来的B.卫星的角速度减小到原来的C.卫星的周期增大到原来的8倍D.卫星的周期增大到原来的2倍8.为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为的圆轨道上运动，周期为，总质量为。
山西省忻州市高中物理 目标检测题 6.5宇宙航行(答案不
宇宙航行一、选择题（每小题6分，共48分，多选题漏选得3分，错选或多选得0分）1．关于宇宙速度，下列说法正确的是【】A．第一宇宙速度是能使人造地球卫星绕地球飞行的最小发射速度B．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C．第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度D．第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度2．关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是【】A．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期B．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星.它们的轨道半径有可能不同D．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合3．（多选）关于地球同步卫星下列说法正确的是【】A．地球同步卫星和地球同步，因此同步卫星的高度和线速度大小是一定的B．地球同步卫星的地球的角速度虽被确定，但高度和速度可以选择，高度增加，速度增大，高度降低，速度减小C．地球同步卫星只能定点在赤道上空，相对地面静止不动D．以上均不正确4．（多选）“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如右图所示。
之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动。
用T1、TT3分别表示卫星在椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ上运动的周期，用a1、a2、a3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的加速度，v1、v2、v3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的速度，用F1、F2、F3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点时受到的万有引力，则下面关系式中正确的是【】A ．a 1＜a 2＜a 3B ．v 2＜v 3C ．T 1＞T 2＞T 3D ．F 1＝F 2＝F 3 5．如图所示，a 、b 、c 是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星，a 、b 质量相同，且小于c 的质量。
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第6章万有引力与航天
、选择题（每小题6分，共60分，多选题漏选得3分，错选或多选得0
分）
1人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是【】
A. 半径越大，线速度越小，周期越小
B. 半径越大，线速度越小，周期越大
C. 所有卫星的线速度均相同，与半径无关
D. 所有卫星的周期都相同，与半径无关
2. 关于经典力学和相对论、量子力学的关系，下列说法正确的是【】A经典力学和相对论、量子力学是各自独立的学说，互不相容
B. 相对论、量子力学是在否定了经典力学的基础上建立起来的
C. 经典力学包括在相对论、量子力学中，经典力学是相对论、量子力学的特
殊情形
D. 经典力学包括相对论、量子力学，相对论、量子力学是经典力学的特殊情
形
3. （多选）三颗人造地球卫星绕地球作匀速
圆周运动，如图所示，已知m A= m<m c，则三个卫
C
星的【】
A.线速度关系是：V A > V B=V C
B. 周期关系是：T A < T B=T C
C. 向心力大小关系是：F A=F B < F C
R B R C D. 半径与周期的关系是：= T^ =代
4•航天飞机在进入绕地球做匀速圆周运动的轨道后，有宇航员走出机外，他
测力计的示数为N,已知引力常量为G,则这颗行星的质量为【
】
单位是m b 的单位是s , c 的单位是m/s 2,则【 】
A. a 是地球半径，b 是地球自转的周期，c 是地球表面处的重力加速度
B. a 是地球半径，b 是同步卫星绕地心运动的周期，c 是同步卫星的加速度
C. a 是赤道周长，b 是地球自转的周期，c 是同步卫星的加速度
将【 】
A 仍沿原轨道做匀速圆周运动 B.由于惯性做匀速直线运动 C. 向着地球中心方向落向地球
D.做平抛运动
5. 人造地球卫星离地面的距离等于地球的半径 R,卫星的运行速度为 V ,地面
上重力加速度为g ,则这三个量的关系是【
A. V = ;2gR B . V = . gR C.
6.—卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运 动，其线速度大小为V ，假设宇 航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为
m 的物体重力，物体静止时，弹簧
2
A. mv_
B
GN
mv 4
GN
2
C. Nv D
Gm
Nv 4
Gm
7.（多选）图中的圆 a 、b 、c ,其圆心均在地球的自转轴线 上，对环绕地球作匀速圆周运动的卫星而言【
】
A. 卫星的轨道可能为a
B. 卫星的轨道可能为b
C. 卫星的轨道可能为c
D.同步卫星的轨道只可能为 b
8 .（多选）地球同步卫星到地心的距离
r 可由r 3= a 2b 2c
4n 2
求出，已知式中 D . V = 2 gR
D. a 是地球半径，b 是同步卫星绕地心运动的周期，c 是地球表面处的重力加 速度
9.
假设地球可视为质量均匀分布的球体。
已知地球表面重力加速度在两极的
大小为g o ,在赤道的大小为g ;地球自转的周期为T ,引力常量为 G 地球的密度 为【 】
3 n g o — g
3 n g o
3 n 3 n g o A
GT ^T
B- G?g^
C
GT
D
師
io .星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为该星球的第二宇宙速 度，星球的第二宇宙速度 V 2与第一宇宙速度V i 的关系是v 2 2V i 。
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【
、计算题(共40 分)
1
10.
(40分)火星半径为地球半径的一半，火星质量为地球质量的
9，已知地
2
球表面处的重力加速度 g °= 9.8m/s ，求:
(1) 火星表面处的重力加速度g 。
(2)
从地球表面将一小球竖直上抛能达到的最大高度为 h ,若在火星表面 用同
样大小的初速度将该小球竖直上抛，能达到的最大高度是多少？
(3) 在火星上发射一颗人造火星卫星，其发射速度至少多大？
A^/gr
B .
D . igr
3y
附加题（10分）：在天体运动中，把两
颗相距较近的恒星称为双星。
已知两恒星质量分别为m、m，两星之间的距离为L，两颗星分别绕共同的中心做圆周运动，如图所示。
求各个恒星的运转半径和角速度。