第六章万有引力与航天(单元测试)(原卷版)
人教版物理必修2单元测试题 第六章万有引力与航天【含答案】
第六章万有引力与航天单元测试题一、选择题（本大题共10小题，每小题6分，共60分。
）1.假设“遥感卫星九号”运行轨道比“遥感卫星八号"离地球更近些，且它们的运行轨道都是圆周，则“遥感九号”比“遥感八号”运行的（ ）A .周期小B .线速度小C .角速度小D .加速度小2.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 。
下列说法正确的是（ ）A.汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大B.当汽车速度增加到7.9km/s 时，将离开地面绕地球做圆周运动C.此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1hD.在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力3.假设某个国家发射了一颗绕火星做圆周运动的卫星。
已知该卫星贴着火星表面运动，把火星视为均匀球体，如果知道该卫星的运行周期为T ，引力常量为G ，那么( )A .可以计算火星的质量B .可以计算火星表面的引力加速度C .可以计算火星的密度D .可以计算火星的半径4.“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A 、B 两颗均匀球形天体，两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是( )A .天体A 、B 的质量一定不相等 B .两颗卫星的线速度一定相等C .天体A 、B 表面的重力加速度之比等于它们的半径之比D .天体A 、B 的密度一定不相等5.如图1所示为嫦娥一号卫星撞月的模拟图，卫星在控制点1开始进入撞月轨道。
假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R ，周期为T ，引力常量为G 。
根据题中信息( )A .可以求出月球的质量B .可以求出月球对嫦娥一号卫星的引力C .可知嫦娥一号卫星在控制点1处应减速D .可知嫦娥一号在地面的发射速度大于11.2 km/s 6.土星的卫星众多，其中土卫五和土卫六的半径之比为65R R ，质量之比为65m m ，围绕土星做圆周运动的半径之比为65r r，下列判断正确的是（ ） A .土卫五和土卫六的公转周期之比为2365⎪⎪⎭⎫⎝⎛r r图1B .土星对土卫五和土卫六的万有引力之比为25656⎪⎪⎭⎫⎝⎛r r m m C .土卫五和土卫六表面的重力加速度之比为25665⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛R R m m D .土卫五和土卫六的公转速度之比为2156⎪⎪⎭⎫⎝⎛r r 7.如图2所示为全球定位系统(GPS)。
《第六章 万有引力与航天》试卷及答案_高中物理必修2_苏教版_2024-2025学年
《第六章万有引力与航天》试卷(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于万有引力定律的描述，正确的是：A. 万有引力定律的适用范围仅限于宏观物体。
B. 任何两个物体都存在万有引力，且万有引力的大小与两个物体的质量成正比。
C. 万有引力定律的公式为F=GMm/r^2，其中G是万有引力常数。
D. 万有引力定律适用于所有物质，无论它们是否接触。
2、在地球表面，一个物体的重力与万有引力的大小关系是：A. 物体的重力等于万有引力。
B. 物体的重力大于万有引力。
C. 物体的重力小于万有引力。
D. 无法确定。
3、关于万有引力定律，以下哪个说法是正确的？A. 万有引力定律只适用于地球与天体之间的相互作用B. 万有引力定律适用于任何两个质点之间的相互作用C. 万有引力定律适用于任何两个物体之间的相互作用，无论它们的质量大小D. 万有引力定律只适用于两个具有相同质量的物体之间的相互作用4、一个质量为m的卫星绕地球做圆周运动，已知地球质量为M，卫星到地球中心的距离为r，地球对卫星的万有引力为F。
根据万有引力定律，以下哪个关系式是正确的？A. F = G * M * m / r^2B. F = G * M / r^2C. F = G * m / r^2D. F = G * M * m5、地球表面附近的重力加速度g=9.8m/s²，地球半径R=6.4×10⁶m，万有引力常数G=6.67×10⁻¹¹N·m²/kg²。
一个物体在地球表面受到的重力为mg，其中m为物体的质量。
根据万有引力定律，地球对物体的万有引力F为：A. F = GmM/R²B. F = mgC. F = GM/RD. F = mgR6、一个物体在地球轨道上做匀速圆周运动，其轨道半径为r，地球质量为M，物体质量为m。
根据万有引力定律，物体所受的万有引力提供向心力，则有：A. F = GmM/r²B. F = GMM/rC. F = mgRD. F = GM/R7、人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，下列说法正确的是：A. 卫星的向心加速度等于地球对卫星的引力B. 卫星的线速度与其轨道半径成正比C. 卫星的周期与其轨道半径的平方成正比D. 卫星的角速度与其轨道半径的立方成反比二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、关于万有引力定律，以下说法正确的是：A. 万有引力定律的适用范围仅限于地球上的物体B. 万有引力定律适用于宇宙中所有有质量的物体C. 万有引力定律适用于静止的物体，不适用于运动的物体D. 万有引力的大小与两个物体的质量成正比，与它们之间距离的平方成反比2、关于人造卫星绕地球运行，以下说法正确的是：A. 人造卫星绕地球运行时，受到地球的万有引力作用B. 人造卫星绕地球运行时，受到的向心力是由地球的万有引力提供的C. 人造卫星绕地球运行时，其运动速度与轨道半径成正比D. 人造卫星绕地球运行时，其运动速度与轨道半径的平方成反比3、关于万有引力定律，以下说法正确的是（）A. 万有引力定律适用于任何两个物体之间的相互作用B. 万有引力定律适用于宏观物体，不适用于微观粒子C. 万有引力常量G是一个固定的值，不随时间和空间位置变化D. 万有引力与两个物体质量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）第一题：卫星绕地球做圆周运动时，下列说法正确的是（）A. 卫星轨道半径越小，线速度越大，周期越小。
人教版2019必修第二册第6章万有引力与航天单元测试卷
人教版2019必修第二册第6章万有引力与航天单元测试卷一、单选题（每小题4分，共32分。
）1．牛顿在思考万有引力定律时就曾想，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大， 落点一次比一次远．如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星．如图所示是牛顿设想的一颗卫星，它沿椭圆轨道运动．下列说法正确的是A ．地球的球心与椭圆的中心重合B ．卫星在近地点的速率小于在远地点的速率C ．卫星在远地点的加速度小于在近地点的加速度D ．卫星与椭圆中心的连线在相等的时间内扫过相等的面积2．关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的说法，正确的是（ ） A ．若其质量加倍，则轨道半径也要加倍 B ．它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播 C ．它以第一宇宙速度运行D ．它运行的角速度与地球自转角速度相同3．我国发射了一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”。
设该卫星的轨道是圆形的,且贴近月球表面。
已知月球的质量约为地球质量的181，月球的半径约为地球半径的14，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s,则该探月卫星绕月运行的速率约为 ( ) A ．0.4 km/s B ．1.8 km/s C ．11 km/sD ．36 km/s4．卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r ，运动周期为T ，地球半径为R ，引力常量为G ，下列说法正确的是( ) A ．卫星的线速度大小为v ＝2RTπ B ．地球的质量为M ＝2324R GT πC ．地球的平均密度为ρ＝23GT πD ．地球表面重力加速度大小为g ＝23224r T Rπ5．设行星A 和B 是两个均匀球体，A 与B 的质量之比12:2:1M M =，半径之比12:1:2R R =，行星A 的卫星a 沿圆轨道运行的周期为1T ，行星B 的卫星b 沿圆轨道运行的周期为2T ，两卫星的圆轨道都非常接近各自的行星表面，则它们运行的周期之比12:T T 等于（ ） A ．1:4 B ．1:2 C ．2:1 D ．4:16．如图，已知现在地球的一颗同步通讯卫星信号最多覆盖地球赤道上的经度范围为2α．假设地球的自转周期变大，周期变大后的一颗地球同步通讯卫星信号最多覆盖的赤道经度范围为2β，则前后两次同步卫星的运行周期之比为( )A B C 7．四颗地球卫星a 、b 、c 、d 的排列位置如图所示，其中，a 是静止在地球赤道上还未发射的卫星，b 是近地轨道卫星，c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星，四颗卫星相比较（ ）A ．a 的向心加速度最大B ．相同时间内b 转过的弧长最长C ．c 相对于b 静止D ．d 的运动周期可能是23h8．地球和木星绕太阳运行的轨道可以看作是圆形的，它们各自的卫星轨道也可看作是圆形的。
人教版必修2第六章万有引力与航天单元测试
单元测评（二）第六章本试卷分第I卷（选择题）和第U卷（非选择题）两部分，共100分，考试时间90分钟.第I卷（选择题共48分）一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分.在每小题给出的四个选项中，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，有选错的得0分）1. 牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律.在创建万有引力定律的过程中，以下说法错误的是（）A. 牛顿接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想B. 牛顿根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即F*m的结论C. 牛顿根据F*m和牛顿第三定律，分析了地、月间的引力关系，进而得出F*m i m2D. 牛顿根据大量实验数据得出了比例系数G的大小2. 侈选）如图C-6-1所示，a b、c三圆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C- 6-1A. 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b3. 若取地球的第一宇宙速度为8 km/s,某行星的质量是地球质量的6倍,半径是地球半径的1.5倍，则这颗行星上的第一宇宙速度约为（）A. 16 km/sB. 32 km/sC. 4 km/sD. 2 km/s4. 侈选）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 i和m2且m i>m2,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 i的轨道半径大于m2的轨道半径D. m2的轨道半径大于m i的轨道半径5. （多选）质量为m的人造地球卫星在圆轨道上，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g,则（）A. 卫星运行的速率为2gRB.卫星运行的周期为4n1C.卫星的向心加速度为D.卫星运行的角速度为6. 人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T i和T2,设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2,则（）7. 北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统（CNSS ），北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星•对于其 中的5颗同步卫星，下列说法中正确的是（）A. 它们运行的线速度一定不小于7.9 km/sB. 地球对它们的吸引力一定相同C. 它们一定位于空间同一轨道上D. 它们运行的加速度一定相同8.最近美国宇航局公布了开普勒探测器最新发现的一个奇特的行星系统 ， 命名为“开普勒-11行星系统”，该系统拥有6颗由岩石和气体构成的行星围绕 一颗叫作“ kepler-11 ”的类太阳恒星运行.经观测，其中被称为“ kepler-11b ”1的行星与“ kepler-11 ”之间的距离是地、日间距离的&，“kepler-11 ”的质量是太 阳质量的k 倍，则“ kepler-11b ”的公转周期和地球公转周期的比值是（） —3 —1 3A . N 3k 1B . N 3k3 1 3 1C . N — 2k —2D . Nqk29•侈选）2013年12月14日21时11分，“嫦娥三号”在月球正面的虹湾以东地区成功实现软着陆.已知月球表面的重力加速度为6g ，g 为地球表面的重力 加速4一 3 4 3 T- T - 1- 2 g g -1- 2 q g AgR 2C. 月球的质量M =青= g 8 n GR10.侈选）地球同步卫星距地面的高度为 h ,地球表面的重力加速度为 地球的半径为R ,地球自转的角速度为3,那么同步卫星绕地球转动的线速度为A . v = （R + h ） 3B . v =寸C v = R 寸D . v = 3R2g 311. 侈选）2007年4月24日,欧洲科学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星 Gliese 581c.这颗围绕红矮星Gliese 581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地 球的1.5倍，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese 581运行的周期约为13天.假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道 ，下列说法正确的是（）A. 飞船在Gliese 581c 表面附近运动的周期约为13天B. 飞船在Gliese 581c 表面附近运动时的速度大于 7.9 km/s度.月球半径为R ，引力常量为G 下列说法正确的是（ ）A.“嫦娥三号”着陆前，在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的速度v 二 gRB.“嫦娥三号”着陆前，在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的周期 T = 2n 6R D .月球的平均密度p g,C. 人在Gliese 581c 上所受重力比在地球上所受重力大D. Gliese 581c 的平均密度比地球的平均密度小12. 如图C-6-2所示，我国发射“神舟号”飞船时,先将飞船发送到一个 椭圆轨道上,其近地点M 距地面200 km ,远地点N 距地面340 km.飞船进入该 轨道正常运行时，通过M 、N 点时的速率分别是V 1、V 2.当某次飞船通过N 点时, 地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地 面340 km 的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，这时飞船的速率约为V 3, P 为圆形轨道上的一点.关于飞船在M 、N 、P 三点正常运行时（不包括点火加速阶段）的速率V i 、V 2、V 3和加速度a i 、a 2、a 3,下列结论正确的是（ ）图 C- 6-2A . V 1>V 3>V 2, a 1>a 3>a 2B . V 1>V 2>V 3, a 1>a 2 = a 3C . V 1>V 2= V 3,a 1 >a 2>a 3 D . V 1>V 3>V 2, a 1>a 2= a 3请将选择题答案填入下表:第U 卷（非选择题 共52分）、填空题（本题共2小题，13题6分，14题4分，共10 分）13. 地核的体积约为整个地球体积的 16%,质量约为地球质量的 34%,则地核的平均密度约为 _________ g/m 3.（结果取两位有效数字.已知地球的半径 R 地6 、 2 —112 2 =6.4X 10 m,重力加速度g取9.8 m/s ,引力常量G取6.67X 10 N • m /kg ）14. 已知地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,不考虑地球自转的影响.若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高为h,则卫星的运行周期T = ________ .三、计算题（本题共4个小题，15、16、17题各10分，18题12分，共42分.解答应写出文字说明、证明过程或演算步骤）15. 某行星的平均密度是p靠近行星表面飞行的航天器的周期为T,试证明：pT为一个常数.16. 某星球的质量为M ,在该星球的表面有一倾角为B的斜坡，航天员从斜坡顶以初速度v o水平抛出一个小物体，经时间t小物体落回到斜坡上，不计一切阻力，忽略星球的自转，引力常量为G，求航天员乘航天飞行器围绕该星球做圆周运动的最大速度.17. 如图C-6-4所示，卫星A是地球的同步卫星，卫星B离地面的高度为h,其圆形轨道位于赤道平面内.已知地球的半径为R,地球自转的角速度为w o, 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) 若卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两颗卫星相距最近(0、B、A在同一条直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？图C- 6-418. 神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之是观测双星系统的运动规律.天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成.两星视为质点，不考虑其他天体的影响，A、B围绕两者的连线上的0点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图C-6-5所示.引力常量为G，由观测能够得到可见星 A 的速率v和运行周期T.(1) 可见星A所受暗星B的引力F A可等效为位于0点处质量为m'的星体(视为质点)对它的引力，设A和B的质量分别为m1、m2，试求m 用m1、m2表示)；(2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式.图 C- 6-5单元测评（二）1. D ［解析］由万有引力的发现过程知选项 A 、B 、C 正确；引力常量G 是 卡文迪许用扭秤实验测出的，选项D 错误.2. BC ［解析］对环绕地球做匀速圆周运动的卫星而言，由于所需的向心力 由万有引力提供,所以其圆轨道的圆心应为地心,贝诞项A 错误，选项B 、C 正可知，两者的向心加速度不同,与质量成反比，故选项B 错误；由F 万=mto 2r可知半径与质量成反比，故选项C 错误，D 正确.确；同步卫星的轨道平面与赤道所在平面共面,选项D 错误. m , Mmvi, 口3. A ［解析］由GR 2 = mR 可得v = M i R 2M 2 R i ，即 vi =:M 2'拓山戶 A 816 km/s ， A 项正确.5. BD ［解析］万有引力充当向心力,有G Mm (2R )v 2 2= m 2R ， GM ，则有芳故v =守2^ =、^字，选项A 错误；周期T = 2兀：2R = °冗寸誓，选项B 正确; 向心加速度a n = 2R = °，选项C 错误；角速度3= 2R = 88R ，选项D 正确.6. B ［解析］人造卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有G M R m - = m 罕 R ，可得R 3 = k 为常数.又重力等于万有引力，即G^? = mg ， 联立解得g = G M ，则g 与T3成反比.B 正确.7. C ［解析］7.9 km/s 是地球的第一宇宙速度，也是地球卫星（包括地球同步 卫星和一般轨道卫星）的最大环绕速度，所以这5颗同步卫星运动的线速度一定 小于7.9 km/s ，选项A 错误；因为这5颗同步卫星的质量不一定相同，所以地球 对它们的吸引力不一定相同，选项B 错误；所有地球同步卫星的周期一定、轨 道一定、离地高度一定、速率一定、加速度大小一定，但速度和加速度的方向不定相同，选项C 正确，选项D 错误.8. C ［解析］根据万有引力提供向心力有 G M?=四:严，可得公转周期T设太阳质量为 M ，日、地间距离为r ，则有“ kepler-11b ”的公转9. BD ［解析］“嫦娥三号”在月球表面做匀速圆周运动时由万有引力定4n 2r 3GM ，N 3k T ，对比各选项可知C 正确.律提供向心力， 即 G M R? 1 mv 2 4 n 2 m *6g = R 一 mR T 2 ，解得月球质量 M 一 ，线速 周期「正确.11. BC ［解析］设中心天体的质量为 M ,半径为R ,表面的重力加速度为 43g ，平均密度为p,卫星的质量为m ，运行的速度为v ，周期为「由M = p?n R 、 2 2Mm v 2 4n 存 M MG-R ^ = mg = mR = mR 得 p*于，g x 及，v *近运行的卫星的速度v i = 7.9 km/s ,周期T i v 1天，重力加速度为g i ,在类地行 星表面附近运行的飞船的速度为 V 2,周期为T 2,重力加速度为g 2,又m 行=5m>1 得 v 2>v 1= 7.9 km/s ,故 B 正确.由辛=寸15 <1 得T 2<T 1<1天，故A 错误.由g 1 =走2〉1得g 2>g 1,mg 2>mg 1, 故 C 正确.由常5=153>1,贝U p > p 1,故 D 错误.12. D ［解析］飞船在太空中的加速度为a = G R M ,由此知a 1>a 2= a 3,由M 点至N 点，飞船做离心运动，该过程重力做负功，则V 1>V 2,由N 点进入圆轨道 时飞船需加速，否则会沿椭圆轨道做向心运动，故V 3>V 2，比较两个圆轨道上的 线速度，由V =、仔孕知V 3<V ‘ 1<V 1,其中V‘1为飞船在M 点沿圆形轨道做匀速 圆周运动的速度，则V 1>V 3>V 2.D 正确.13. 1.2X 104 ［解析］由地面附近物体所受的重力近似等于万有引力可得 mg = ，得M = 誓，则地球密度 尸舄=4；R G ，所以地核密度 P= o^fV ，gR,周期T = 2冗、罟，故选项A 、=8n GR ，故选项D 正确.MC 错误，选项B 正确；密度p=p10. ACD ［解析］同步卫星的角速度为 3，故 v = 3 r w(R + h)，选项 A 正确.又V =R +Mp 而 GM =gR 2，所以 v =RR h ，选项C 正确，B 错误.又,选项DM.在地球表面附度v =v =3 (甩 h)=故 V =3 (R^3R ++^，所以 R + h =3，M R ，T *,v 2地, R行=j5R 地,由齐=代入数值得P丄1.2X 104 kg/m3.设卫星的质量为m,地球的质量为M ,由牛顿第二定律得Mm 4 n 2G(R + h) 2= m〒(R+ h)x = v o t设星球的半径为R,则对星球表面处质量为m的物体有mg' = G—R?2 v_ 二m R2ngR2(R+ h) 3—血联立解得v =4 2GMv0tan 02n14. R［解析］的向心力由行星对航天器的万有引力提供4 3一M = pV=p • 3 n R ,航天器运动所需4 n 2=mR〒,将M值代入得4 3p3n R 4 2Q_ 3 4n 八一口 2 3 npTpT为一个常数.16.4 2GMv0tan 0［解析］设星球表面的重力加速度为g‘，则由平抛运动规律有联立解得,2v0tan 0 g=设飞行器绕星球飞行的最大速度为17. (1)2 n(R+ h) 3gR2(R+ h) 3g15.证明：设该行星的半径为R,则,即v,则有2=［解析］(1)由万有引力定律和向心力公式得 Mm G (R + h ) / 24 n 2= m T -2 T B(R + h) Mm 亍=mg联立解得T B = 2n (R + h )gR(2)由题意得(GB _ 3)t = 2n其中2ngR 2 3_(R + h ) 3皿 3m 218.⑴ - 2 (2)G (m i + m 2) (m i + m 2) 2—v T 2n［解析］(i)由万有引力提供向心力得 G (冷+ ；)2 = m i 32r i = m 2® 2 r 2, 解得口=应又G 」^_ r 2 m i ， (r i + r 2) * G 吧 r i ,联立解得 m 3(m i + m 2) 2.nr i /口 vT — (2)由 v = 得 r i = ，再由 G' 1 2 nm i m 2(r i + r 2)v 3T (m i + m 2) 2n ■4. AD ［解析］双星绕连线上的一点做匀速圆周运动，其角速度相同，两者之间的万有引力提供向心力，所以两者周期相同，故选项A正确；由F万=F向2=。
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。
高中物理 第6章《万有引力与航天》单元综合测评(含解析)新人教版必修2
第6章《万有引力与航天》单元综合测评(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．请将答案填写在答题栏内)1．下述说法中正确的有( )A．一天24 h，太阳以地球为中心转动一周是公认的事实B．由开普勒定律可知，各行星都分别在以太阳为圆心的各圆周上做匀速圆周运动C．太阳系的八颗行星中，水星离太阳最近，由开普勒第三定律可知其运动周期最小D．月球也是行星，它绕太阳一周需一个月的时间解析：地心说是错误的，故A错；月球是地球的卫星，绕地球一周的周期是一个月，故D错；由开普勒定律可知B错，C正确，故答案选C.答案：C2．由于地球的自转，使得静止在地面的物体绕地轴做匀速圆周运动．对于这些做匀速圆周运动的物体，以下说法正确的是( )A．向心力都指向地心B．速度等于第一宇宙速度C．加速度等于重力加速度D．周期与地球自转的周期相等解析：本题重点考查了地球上的物体做匀速圆周运动的知识．由于地球上的物体随着地球的自转做圆周运动，则其周期与地球的自转周期相同，D正确，不同纬度处的物体的轨道平面是不相同的，如图，m处的物体的向心力指向O′点，选项A错误；由于第一宇宙速度是围绕地球运行时，轨道半径最小时的速度，即在地表处围绕地球运行的卫星的速度，则选项B错误；由图可知，向心力只是万有引力的一个分量，另一个分量是重力，因此加速度不等于重力加速度，选项C错误．答案：D3．设地球半径为R，第一宇宙速度为v，则在地球上以2v的速度发射一卫星，则此卫星将( ) A．在离地球表面2R的轨道运行B．在离地球表面2R的轨道运行C．将脱离地球绕太阳运行成为一行星D．将脱离太阳成为一恒星解析：地球第一宇宙速度为7.9 km/s，若以2v＝15.8 km/s的速度发射，则11.2 km/s<2v<16.7 km/s，所以将脱离地球绕太阳运行成为一行星．答案：C4．(多选题)可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道 ( )A．与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆B．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的解析：人造卫星绕地球做圆周运动所需的向心力是万有引力提供的，人造卫星受地球的引力一定指向地心，所以任何人造卫星的稳定轨道平面都是通过地心的．A选项所述的卫星不能满足这个条件，A 错．B选项所述的卫星虽然满足这个条件，但是由于地球在自转，经线所决定的平面也在转动，这样的卫星又不可能有与地球自转同方向的速度，所以不可能始终在某一经线所决定的平面内，如图所示，故B项也错．无论高低如何，轨道平面与地球赤道平面重合的卫星都是存在的，C选项所述卫星就是地球同步卫星，而D项所述卫星不是同步卫星，故C、D项都对．答案：CD5．宇宙飞船到了月球上空后以速度v绕月球做圆周运动，如图所示，为了使飞船落在月球上的B点，在轨道A点，火箭发动器在短时间内发动，向外喷射高温燃气，喷气的方向应当是( )A．与v的方向一致B．与v的方向相反C．垂直v的方向向右D．垂直v的方向向左解析：因为要使飞船做向心运动，只有减小速度，这样需要的向心力减小，而此时万有引力大于所需向心力，所以只有向前喷气，使v 减小，从而做向心运动，落到B 点，故A 正确．答案：A6．不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾．如图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( )A ．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C ．由公式v ＝gr 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解析：设地球质量为M ，垃圾质量为m ，垃圾的轨道半径为r .由牛顿第二定律可得：G Mm r2＝m (2πT)2r ，垃圾的运行周期：T ＝2πr 3GM，由于π、G 、M 是常数，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 Mm r2＝mω2r ，垃圾运行的角速度ω＝GMr 3，由于G 、M 是常数，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 Mm r 2＝m v 2r，垃圾运行的线速度v ＝GMr ，由于G 、M 是常数，所以离地越高的垃圾线速度越小，故C 错误；由线速度公式v ＝GM r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．答案：B7．原香港中文大学校长、被誉为“光纤之父”的华裔科学家高锟和另外两名美国科学家共同分享了2009年度的诺贝尔物理学奖．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”．假设“高锟星”为均匀的球体，其质量为地球质量的1k ，半径为地球半径的1q，则“高锟星”表面的重力加速度是地球表面重力加速度的( )A.q kB.k qC.q 2kD.k 2q解析：根据黄金代换式g ＝Gm 星R 2，并利用题设条件，可求出C 项正确．答案：C8．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解析：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 ＝Mm r2，即r 越大，卫星的向心加速度越小．答案：C9. “神舟十号”绕地球做匀速圆周运动的过程中，下列事件不可能发生的是( ) A ．航天员在轨道舱内能利用弹簧拉力器进行体能锻炼 B ．悬浮在轨道舱内的水呈现圆球状C ．航天员出舱后，手中举起的五星红旗迎风飘扬D ．从飞船舱外自由释放的伴飞小卫星与飞船的线速度相等解析：“神舟十号”在绕地球做匀速圆周运动的过程中处于完全失重状态，在该状态下，一切由重力产生的物理现象都将消失，靠重力才能使用的仪器也不能使用；弹簧拉力器不是靠重力工作的，其工作原理与其本身劲度系数有关，所以即使其处于完全失重状态也不影响使用，选项A 可能发生，不符合题意；悬浮在轨道舱内的水不受重力的影响，其在液体表面张力的作用下会呈现圆球状，所以选项B 可能发生，不符合题意；太空中无空气也就无风，五星红旗不可能迎风飘扬，选项C 符合题意；从飞船舱外自由释放的伴飞小卫星与飞船的轨道半径相同，线速度相等，选项D 可能发生，不符合题意．本题答案为C.答案：C10．宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动．根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是( )A ．双星间的万有引力减小B ．双星做圆周运动的角速度增大C ．双星做圆周运动的周期增大D ．双星做圆周运动的半径增大解析：距离增大万有引力减小，A 正确；由m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2及r 1＋r 2＝r 得r 1＝m 2r m 1＋m 2，r 2＝m 1rm 1＋m 2，可知D 正确．F ＝G m 1m 2r 2＝m 1r 1ω2＝m 2r 2ω2，r 增大F 减小，因r 1增大，故ω减小，B 错；由T ＝2πω知C 正确．答案：B11．下面是地球、火星的有关情况比较.) A ．地球公转的线速度小于火星公转的线速度 B ．地球公转的向心加速度大于火星公转的向心加速度 C ．地球的自转角速度小于火星的自转角速度 D ．地球表面的重力加速度大于火星表面的重力加速度解析：地球和火星都绕太阳公转，由G Mm r 2＝m v 2r，得v ＝GMr，地球公转的半径小，故地球公转的线速度大，A 项错误；由G Mmr2＝ma ，得地球公转的向心加速度大于火星公转的向心加速度，B 项正确；地球自转周期小于火星，由ω＝2πT得地球的自转角速度大于火星的自转角速度，C 项错误；由于题目没有给出地球和火星的质量及相应的半径，故不能比较它们表面的重力加速度，D 项错误．答案：B12．(多选题)下表是卫星发射的几组数据，其中发射速度v 0是燃料燃烧完毕时火箭具有的速度，之后火箭带着卫星依靠惯性继续上升，到达指定高度h 后再星箭分离，分离后的卫星以环绕速度v 绕地球运动．根据发射过程和表格中的数据，下面哪些说法是正确的( )A.B ．离地越高的卫星机械能越大 C ．离地越高的卫星环绕周期越大D ．当发射速度达到11.18 km/s 时，卫星能脱离地球到达宇宙的任何地方解析：由机械能守恒定律知，A 正确．对B 选项，由于卫星的机械能除了与高度有关外，还与质量有关，所以是错误的；由G Mm r 2＝m 4π2T2r 知，离地面越高的卫星周期越大，C 正确；从列表中可以看出，11.18 km/s 的发射速度是第二宇宙速度，此速度是使卫星脱离地球围绕太阳运转，成为太阳的人造行星的最小发射速度，但逃逸不出太阳系，D 错误．答案：AC第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、计算题(本题共4小题，共52分．解答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)13．(10分)“嫦娥三号”探测器在西昌发射中心发射成功．“嫦娥三号”经过几次成功变轨以后，探测器状态极其良好，成功进入绕月轨道．“嫦娥三号”探测器在月球表面预选着陆区域成功着陆，标志我国已成为世界上第三个实现地外天体软着陆的国家．设“嫦娥三号”探测器环绕月球的运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h ，已知月球表面的重力加速度为g 、月球半径为R ，引力常量为G ，则(1)探测器绕月球运动的向心加速度为多大； (2)探测器绕月球运动的周期为多大． 解析：(1)对于月球表面附近的物体有GMmR 2＝mg 根据牛顿第二定律有GMm ′R ＋h 2＝m ′a解得a ＝gR 2R ＋h2(2)万有引力提供探测器做匀速圆周运动的向心力有GMm ′R ＋h 2＝m ′(2πT)2(R ＋h ) 解得T ＝2πR ＋h3gR 2.答案：(1)gR 2R ＋h2(2)2πR ＋h 3gR 214．(13分)晴天晚上，人能看见卫星的条件是卫星被太阳照着且在人的视野之内，一个可看成漫反射体的人造地球卫星的圆形轨道与赤道共面，卫星自西向东运动，春分期间太阳垂直射向赤道，赤道上某处的人在日落后8小时时在西边的地平线附近恰能看到它，之后极快地变暗而看不到了，已知地球的半径R 地＝6.4×106m ．地面上的重力加速度为10 m/s 2.估算：(答案要求精确到两位有效数字)(1)卫星轨道离地面的高度； (2)卫星的速度大小．解析：(1)根据题意作出如图所示由题意得∠AOA ′＝120°，∠BOA ＝60°，由此得 卫星的轨道半径r ＝2R 地，①卫星距地面的高度h＝R地＝6.4×106 m，②(2)由万有引力提供向心力得GMm r 2＝mv 2r，③由于地球表面的重力加速度g ＝GMR 2地，④ 由③④得v ＝gR 2地r＝gR 地2＝10×6.4×1062m/s≈5.7×103m/s.答案：(1)6.4×106m (2) 5.7×103m/s15．(14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GMm r2＝mrω2. 航天飞机在地面上， 有G Mm R2＝mg . 联立解得ω＝gR 2r 3， 若ω>ω0，即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＝2πgR2r 3－ω0若ω<ω0，即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 316．(15分)在有“科学界奥斯卡”之称的美国《科学》杂志2003年度世界科技大突破评选中，物理学中的“证明宇宙是由暗物质和暗能量‘主宰’”的观点名列榜首，成为当今科技突破中的头号热点．世界科技的发展显示，暗物质、暗能量正成为天体物理学研究的重点．宇宙中的暗物质是不能直接观测到的东西，存在的依据来自子螺旋转的星系和星团，这些星系和星团以自身为中心高速旋转而没有飞散开去，仅靠自身质量产生的引力是远不足以把它们集合在一起的，一定存在暗物质，它的吸引力足以把这些旋转的星系牢牢抓住．根据对某一双星系统的光学测量确定该双星系统中每一个星体的质量都是M ，两者相距L (L 远大于星体的直径)，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动．(1)若没有其他物质存在，试推算该双星系统的运动周期T.aa (2)若实验上观测到的运动周期为T ′，且T ′∶T ＝ 1∶N (N > 1)，为了解释观测周期T ′和(1)中理论上推算的双星运动的周期T 不同，目前有一种理论认为，在宇宙中可能存在一种用望远镜也观测不到的暗物质．作为一种简化模型，我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种暗物质，而不考虑其他暗物质的影响，试根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度．解析：(1)双星均绕它们的连线中点做圆周运动，设运动的周期为T ，根据万有引力提供向心力，有：G M 2L 2 ＝ M ·L 2·⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2 解得：周期T ＝ πL 2LGM .(2)根据观测结果，星体运动的周期T ′ < T ，说明双星系统中受到的向心力大于本身的引力，故它还受到其他指向中心的作用力．由题意知，这一作用力来源于均匀分布的暗物质．均匀分布在球内的暗物质对双星系统的作用与一个质量等于球内暗物质的总质量M ′而位于中点处的质点相同，考虑到暗物质作用后双星的运动周期即为T ′，则有：G M 2L 2＋G MM ′⎝ ⎛⎭⎪⎫L 22 ＝M ·L 2·⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT ′2 由题设条件可知，T ′∶T ＝ 1∶N联立解得：M ′ ＝ N －14M 设所求暗物质的密度为ρ，有：ρ·43π·⎝ ⎛⎭⎪⎫L 23 ＝ N －14M 解得：ρ ＝3N －1M 2πL 3. 答案：(1)πL2L GM (2)3N －1M 2πL3 欢迎您的下载，资料仅供参考！。
第六章万有引力与航天单元测试
高一物理第六章（万有引力定律）测试题（三）（测试时间：90分钟，评价分值：100分）第一卷一、选择题（本大题共10小题，每小题4分；共40分）1、如图所示，两个半径分别为r 1和r 2的球，质量均匀分布，分别为m 1和m 2，两球之间的距离为r ，则两球间的万有引力大小为（ ）A 、F=G m 1m 2r 2B 、F=G m 1m 2r 12C 、 F=G m 1m 2(r 1+r 2)2D 、F=G m 1m 2(r+r 1+r 2)2 2、假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n 倍，则（ ）A 、同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的1/n 倍B 、同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的1nC 、同步卫星的运行速度是地球赤道上的物体随地球自转的速度的n 2倍D 、同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的1/n 倍3、为了将已燃完燃料的推进火箭和“神舟”号飞船分开，采用引爆爆炸栓中的炸药，炸断螺栓，同时将飞船和火箭分别向前和向后推，从而使两者分离．则分离后飞船将（ ）A 、进人较低轨道B 、仍在原轨道C 、进人较高轨道飞行D 、以上三种情况都有可能4、美国媒体报道：美国研究人员最近在太阳系边缘新观测到了一个类行星天体，其直径估计在1600公里左右，有可能是自1930年发现冥王星以来人类在太阳系中发现的最大天体__—太阳的第十大行星．若万有引力恒量用G 表示，该行星天体的球体半径用r 、质量用m 表示，该行星天体到太阳的平均距离用R 表示，太阳的质量用M 表示，且把该类行星天体的轨道近似地看做圆，则该天体运行的公转周期T 为（ ）A 、2πR 3GM Ｂ、2πr 3GM Ｃ、2πR 3Gm Ｄ、2πr 3GM5、两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动，周期之比为，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（ ）A 、R A RB =41 ；v A v B =12 B 、R A R B =41 ；v A v B =21C 、R A R B =14 ；v A v B =12D 、R A R B =14 ；v A v B =216、（2006年杭州市第一次高考科目教学质量检测）2005年10月12日，“神舟”六号顺利升空入轨．14日5时56分，“神舟”六号飞船进行轨道维持，飞船发动机点火工作了6.5s 。
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！。
【试题】必修二第六章《万有引力与航天》单元测试题
第六章 《万有引力与航天》单元测试题一、选择题1．关于万有引力和万有引力定律理解正确的有（ ） A ．不能看作质点的两物体之间不存在相互作用的引力 B ．可看作质点的两物体间的引力可用F ＝221rm m G 计算 C ．由F ＝221r m m G 知，两物体间距离r 减小时，它们之间的引力增大，紧靠在一起时，万有引力非常大D ．引力常量的大小首先是由卡文迪许测出来的，且等于6.67×10－11N ·m 2 / kg 22．关于人造卫星所受的向心力F 、线速度v 、角速度ω、周期T 与轨道半径r 的关系，下列说法中正确的是（ ）A ．由F ＝221r m m G可知，向心力与r ²成反比 B ．由F ＝m r2v 可知，v ²与r 成反比C ．由F ＝m ω²r 可知，ω²与r 成反比D ．由F ＝mr T 224 可知，T 2与r 成反比3．两颗人造地球卫星都在圆形轨道上运动，它们的质量相等，轨道半径之比r 1∶r 2＝2∶1，则它们的速度之比v 1∶v 2等于（ ）A ．2∶1B ．1∶2C ．1∶2D ．2∶14．设地球表面的重力加速度为g 0，物体在距地心4 R （R 为地球半径）处，由于地球的作用而产生的重力加速度为g ，则g ∶g 0为（ ）A ．16∶1B ．4∶1C ．1∶4D ．1∶165．假设人造卫星绕地球做匀速圆周运动，当卫星绕地球运动的轨道半径增大到原来的2倍时，则有（ ）A ．卫星运动的线速度将增大到原来的2倍B ．卫星所受的向心力将减小到原来的一半C ．卫星运动的周期将增大到原来的2倍D ．卫星运动的线速度将减小到原来的226．假设火星和地球都是球体，火星的质量M 1与地球质量M 2之比21M M = p ；火星的半径R 1与地球的半径R 2之比21R R = q ，那么火星表面的引力加速度g 1与地球表面处的重力加速度g 2之比21g g等于（ ） A ．2q p B ．p q ² C ．qpD ．p q7．地球的第一宇宙速度约为8 km/s ，某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍。
高中物理第六章万有引力与航天单元检测卷含解析新人教版必修
第六章单元检测卷(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10个小题，每小题4分，共40分)1．第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度，则有( ) A．被发射的物体质量越大，第一宇宙速度越大B．被发射的物体质量越小，第一宇宙速度越大C．第一宇宙速度与被发射物体的质量无关D．第一宇宙速度与地球的质量有关2．美国的“大鸟”侦察卫星可以发现地面上边长仅为0.36m的方形物体，它距离地面高度仅有16km，理论和实践都表明：卫星离地面越近，它的分辨率就越高，那么分辨率越高的卫星( )A．向心加速度一定越大B．角速度一定越小C．周期一定越大D．线速度一定越大3．卫星在到达预定的圆周轨道之前，运载火箭的最后一节火箭仍和卫星连接在一起(卫星在前，火箭在后)，先在大气层外某一轨道a上绕地球做匀速圆周运动，然后启动脱离装置，使卫星加速并实现星箭脱离，最后卫星到达预定轨道b，关于星箭脱离后，下列说法正确的是( )A．预定轨道b比某一轨道a离地面更高，卫星速度比脱离前大B．预定轨道b比某一轨道a离地面更低，卫星的运行周期变小C．预定轨道b比某一轨道a离地面更高，卫星的向心加速度变小D．卫星和火箭仍在同一轨道上运动，卫星的速度比火箭大4．火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆．已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比( ) A．火卫一距火星表面较近B．火卫二的角速度较大C．火卫一的运动速度较大D．火卫二的向心加速度较大5．火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目．假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期为T1，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T2，火星质量与地球质量之比为p，火星半径与地球半径之比为q，则T1和T2之比为( )A.qp3B.1pq3C.pq3D.q3p6．把火星和地球都视为质量均匀分布的球体．已知地球半径约为火星半径的2倍，地球质量约为火星质量的10倍．由这些数据可推算出( )A．地球表面和火星表面的重力加速度之比为5∶1B．地球表面和火星表面的重力加速度之比为10∶1C．地球和火星的第一宇宙速度之比为5∶1D．地球和火星的第一宇宙速度之比为10∶17．有两颗质量相同的人造卫星，其轨道半径分别是r A、r B，且r A＝r B/4，那么下列判断中正确的是( )A．它们的周期之比T A∶T B＝1∶4 B．它们的线速度之比v A∶v B＝8∶1 C．它们所受的向心力之比F A∶F B＝8∶1 D．它们的角速度之比ωA∶ωB＝8∶1 8．已知万有引力常量为G，在太阳系中有一颗行星的半径为R，若在该星球表面以初速度v0竖直上抛一物体，则该物体上升的最大高度为H.已知该物体所受的其他力与行星对它的万有引力相比较可忽略不计．则根据这些条件，可以求出的物理量是( )A．该行星的密度B．该行星的自转周期C．该星球的第一宇宙速度D．该行星附近运行的卫星的最小周期9．2009年2月11日，一颗美国商业卫星与一颗俄罗斯废弃的军用通信卫星在俄罗斯的西伯利亚北部上空790km处发生碰撞，两颗卫星的质量分别为450kg和560kg，若近似认为这两颗卫星的轨道为匀速圆周运动轨道，且相撞前两颗卫星都在各自预定的轨道上运行．则关于这两颗卫星的描述正确的是( )A．这两颗卫星均为地球同步卫星B．这两颗卫星的运行速度均大于7.9km/sC．这两颗卫星的运行周期是相同的D．这两颗卫星的向心加速度的大小是相同的10.图1如图1所示，卫星A、B、C在相隔不远的不同轨道上，以地心为中心做匀速圆周运动，且运动方向相同，若某时刻三颗卫星恰好在同一直线上，则当卫星B经过一个周期时，下列关于三颗卫星的位置说法中正确的是( )A．三颗卫星的位置仍然在同一条直线上B．卫星A位置超前于B，卫星C位置滞后于BC．卫星A位置滞后于B，卫星C位置超前于BD．由于缺少条件，无法确定它们的位置关系题1234567891011．火星的半径是地球半径的1/2，火星质量约为地球质量的1/10，忽略火星和地球的自转，如果地球上质量为60kg的人到火星上去，则此人在火星表面的质量是________kg，所受的重力是________N；在火星表面上由于火星的引力产生的加速度是________m/s2.在地球表面上可举起60 kg杠铃的人，到火星上用同样的力可举起质量是________kg 的杠铃．(g取9.8 m/s2)12．1969年7月21日，美国宇航员阿姆斯特朗在月球上留下了人类第一只脚印，迈出了人类征服月球的一大步．在月球上，如果阿姆斯特朗和同伴奥尔德林用弹簧秤称量出质量为m的仪器的重力为F；而另一位宇航员科林斯驾驶指令舱，在月球表面附近飞行一周，记下时间为T，根据这些数据写出月球质量的表达式M＝________.三、计算题(本题共4个小题，共44分)13.(10分)2008年10月我国发射的“月球探测轨道器”LRO，每天在距月球表面50km的高空穿越月球两极上空10次．若以T表示LRO在离月球表面高h处的轨道上做匀速圆周运动的周期，以R表示月球的轨道半径，求：(1)LRO运行时的加速度a；(2)月球表面的重力加速度g.14．(10分)已知一只静止在赤道上空的热气球(不计气球离地高度)绕地心运动的角速度为ω0，在距地面h高处圆形轨道上有一颗人造地球卫星．设地球质量为M，半径为R，热气球的质量为m，人造地球卫星的质量为m1.根据上述条件，有一位同学列出了以下两个式子：对热气球有：G Mm R2＝mω20R 对人造地球卫星有：GMm 1R ＋h2＝m 1ω2(R ＋h )进而求出了人造地球卫星绕地球运行的角速度ω.你认为这个同学的解法是否正确？若认为正确，请求出结果；若认为不正确，请补充一 个条件后，再求出ω.15.(12分)2005年10月12日，我国成功地发射了“神舟六号”载人飞船，飞船进入轨道运行若干圈后成功实施变轨进入圆轨道运行，经过了近5天的运行后，飞船的返回舱顺利降落在预定地点．设“神舟六号”载人飞船在圆轨道上绕地球运行n 圈所用的时间为t ，若地球表面重力加速度为g ，地球半径为R ，求： (1)飞船的圆轨道离地面的高度； (2)飞船在圆轨道上运行的速率．16．(12分)A 、B 两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做匀速圆周运动．地球半径为R ，A 卫星离地面的高度为R ，B 卫星离地面高度为3R ，则： (1)A 、B 两卫星周期之比T A ∶T B 是多少？(2)若某时刻两卫星正好通过地面同一点的正上方，则A 卫星至少经过多少个周期两卫星相距最远？第六章 万有引力与航天1．CD [第一宇宙速度v ＝GMR与地球质量M 有关，与被发射物体的质量无关．] 2．AD [由万有引力提供向心力有GMm r 2＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r ＝ma n ，可得a n ＝GM r2，r 越小，a n 越大，A 正确；v ＝GMr ，r 越小，v 越大，D 正确；ω＝GMr 3，r 越小，ω越大，B 错误；T ＝4π2r3GM，r 越小，T 越小，C 错误．]3．C [火箭与卫星脱离时，使卫星加速，此时G Mm r 2<m v 2r，卫星将做离心运动，到达比a更高的预定轨道；由G Mmr 2＝ma n 得a n ＝GM r2，即r 越大，卫星的向心加速度越小．]4．AC [由万有引力提供向心力可得G Mm r 2＝m (2πT )2r ，即T 2＝4π2r 3GM，知选项A 是正确的；同理可得v 2＝GM r ，知选项C 是正确的；由ω＝2πT 知选项B 是错误的；由a n ＝F 万m ＝GMm r 2m ＝GM r2，可知选项D 是错误的．]5．D [设中心天体的质量为M ，半径为R ，当航天器在星球表面飞行时，由G Mm R2＝m (2πT)2R和M ＝ρV ＝ρ·43πR 3解得ρ＝3πGT2，即T ＝3πρG∝1ρ，又因为ρ＝M V ＝M 43πR 3∝MR 3，所以T ∝R 3M .代入数据得T 1T 2＝q 3p.选项D 正确．] 6．C [设地球质量为M ，半径为R ，火星质量为M ′，半径为R ′，根据万有引力定律有G Mm R 2＝mg ，G M ′m ′R ′2＝m ′g ′，g g ′＝MR ′2M ′R 2＝52， 又G Mm R 2＝mv 2R，v ＝GMR，同理有v ′＝GM ′R ′，vv ′＝MR ′M ′R＝5，故选C.] 7．D [由G Mm r 2＝ma n ＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T2r 知D 对．]8．ACD [由题意知，行星表面的重力加速度g ＝v 202H ，而g ＝G M R 2，所以M ＝v 20R22GH，密度ρ＝M43πR 3＝3v 28πGHR ，A 对．第一宇宙速度v ＝gR ＝v 20R2H ＝v 0R2H，C 对．行星附近卫星的最小周期T ＝2πrv＝2πR g ＝2πv 02RH ，D 对．] 9．CD [俄罗斯的西伯利亚北部在北半球，经过其上空的卫星是非同步卫星，A 错；因其轨道半径大于地球半径，故运行速度均小于7.9 km/s ，B 错；因轨道半径相同，所以它们的周期是相同的，向心加速度的大小也相同，C 、D 正确．]10．B [由G Mm r 2＝m 4π2T2r 得T ＝2πr 3GM，因r A <r B <r C ，故T A <T B <T C ，B 对．] 11．60 235.2 3.92 150解析 人在地球上质量为60kg ，到火星上质量仍为60kg.忽略自转时，火星(地球)对物体的引力就是物体在火星(地球)上所受的重力，则人在火星上所受的重力为mg 火＝G M 火m R 2火＝G 110M 地m14R 2地＝＝25mg 地＝235.2N火星表面上的重力加速度为g 火＝25g 地＝3.92m/s 2人在地球表面和在火星表面用同样的力举起物体的重力相等，设在火星上能举起物体的质量为m ′，则有mg 地＝m ′g 火，m ′＝g 地g 火m ＝9.83.92×60kg＝150kg 12.T 4F 316π4Gm3 解析 在月球表面质量为m 的物体重力近似等于物体受到的万有引力．设月球的半径为R ，则由F ＝GMmR2，得R ＝GMm F① 设指令舱的质量为m ′，指令舱在月球表面飞行，其轨道半径等于月球半径，做圆周运动的向心力等于万有引力，则有GMm ′R 2＝m ′(2πT)2R ② 由①②得M ＝T 4F 316π4Gm3.13．(1)(R ＋h )4π2T2 (2)4π2R ＋h 3T 2R 2解析 (1)LRO 运行时的加速度 a ＝(R ＋h )ω2＝(R ＋h )4π2T2.①(2)设月球的质量为M ，LRO 的质量为m ，根据万有引力定律与牛顿第二定律有G Mm R ＋h2＝ma ②在月球表面附近的物体m ′受的重力近似等于万有引力，即G Mm ′R 2＝m ′g ③ 由①②③式得g ＝4π2R ＋h 3T 2R2.14．见解析解析 不正确．热气球不同于人造卫星，热气球静止在空中是因为浮力与重力平衡，它绕地心运动的角速度应等于地球自转的角速度．(1)若补充地球表面的重力加速度为g ，可以认为热气球受到的万有引力近似等于其重力，则有G Mm R2＝mg与第二个等式联立可得ω＝R R ＋hgR ＋h.(2)若补充同步卫星的离地高度为H ，有：GMm ′R ＋H2＝m ′ω20(R ＋H )与第二个等式联立可得ω＝ω032R H R h15．(1)3gR 2t 24π2n 2－R (2)32πngR 2t解析 (1)飞船在轨道上做圆周运动，运动的周期T ＝tn，设飞船做圆周运动距地面的高度为h ，飞船的质量为m ，万有引力提供飞船做圆周运动的向心力，即GMm R ＋h2＝m4π2R ＋hT 2，而地球表面上质量为m ′的物体受到的万有引力近似等于物体的重力，即GMm ′R 2＝m ′g ，联立解得h ＝3gR 2t 24π2n2－R . (2)飞船运行的速度v ＝2πR ＋hT ，所以v ＝32πngR 2t. 16．(1)1∶2 2 (2)0.77 解析 (1)由T ＝4π2r3GM得T A ＝4π22R3GM，T B ＝4π24R3GM，所以T A ∶T B ＝1∶2 2.(2)设经过时间t 两卫星相距最远，则t T A ＝t T B ＋12即t T A ＝t 22T A ＋12，所以t ＝4＋27T A ≈0.77T A ，故A 卫星至少经过0.77个周期两卫星相距最远．。
人教版高中物理必修二第六章《 万有引力与航天》单元测试题(解析版)
第六章《万有引力与航天》单元测试题一、单选题(每小题只有一个正确答案)1.物理学发展历史中，在前人研究基础上经过多年的尝试性计算，首先发表行星运动的三个定律的科学家是()A．哥白尼B．第谷C．伽利略D．开普勒2.通过一个加速装置对电子加一很大的恒力，使电子从静止开始加速，则对这个加速过程，下列描述正确的是()A．根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动B．电子先做匀加速直线运动，后以光速做匀速直线运动C．电子开始近似于匀加速直线运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用D．电子是微观粒子，整个加速过程根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，卫星运动所通过的弧长为L，该弧长对应的圆心角为θ弧度，如图所示．已知万有引力常量为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行，轨道半径为r.关于该三星系统的说法中正确的是( )①在稳定运行情况下，大星体提供两小星体做圆周运动的向心力②在稳定运行情况下，大星体应在小星体轨道中心，两小星体在大星体相对的两侧③小星体运行的周期为T＝④大星体运行的周期为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．k D．6.我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展．设地球、月球的质量分别为m1、m2，半径分别为R1、R2，人造地球卫星的第一宇宙速度为v，对应的环绕周期为T，则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为()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，类似于卫星，它们与土星中心的距离从7.3×104km延伸到1.4×105km.已知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，则土星的质量约为(估算时不考虑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表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅需要()A．测定飞船的运行周期B．测定飞船的环绕半径C．测定行星的体积D．测定飞船的运行速度9.甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道．以下判断正确的是()A．乙的周期大于甲的周期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10.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行，根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行速度的大小始终不变C．太阳位于木星运行椭圆轨道的某焦点上D．相同时间内，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，在其表面上方高度为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，则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，正确的是()A．若其质量加倍，则轨道半径也要加倍B．它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播C．它以第一宇宙速度运行D．它运行的角速度与地球自转角速度相同14.人造卫星环绕地球运行的速率v＝，其中g为地面处的重力加速度，R为地球半径，r为卫星离地球中心的距离．下列说法正确的是()A．从公式可见，环绕速度与轨道半径成反比B．从公式可见，环绕速度与轨道半径的平方根成反比C．从公式可见，把人造卫星发射到越远的地方越容易D．以上答案都不对15.如图所示，A为地球赤道上的物体，B为地球同步卫星，C为地球表面上北纬60°的物体．已知A、B的质量相同．则下列关于A、B和C三个物体的说法中，正确的是()A．A物体受到的万有引力小于B物体受到的万有引力B．B物体的向心加速度小于A物体的向心加速度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同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、多选题(每小题至少有两个正确答案)16.(多选)2019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，飞行轨道示意图如图所示．“嫦娥三号”从地面发射后奔向月球，先在轨道∶上运行，在P点从圆形轨道∶进入椭圆轨道∶，Q为轨道∶上的近月点，则“嫦娥三号”在轨道∶上()“嫦娥三号”飞行轨道示意图A．运行的周期小于在轨道∶上运行的周期B．从P到Q的过程中速率不断增大C．经过P的速度小于在轨道∶上经过P的速度D．经过P的加速度小于在轨道∶上经过P的加速度17.(多选)假如地球自转角速度增大，关于物体所受的重力，下列说法正确的是()A．放在赤道地面上的物体的万有引力不变B．放在两极地面上的物体的重力不变C．放在赤道地面上的物体的重力减小D．放在两极地面上的物体的重力增加18.(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019.2019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”预计由“长征二号F”改进型无人运载火箭或“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点距离地面的高度为h，地球的中心位于椭圆的一个焦点上．“天宫二号”飞行几周后进行变轨进人预定圆轨道，如图所示．已知“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.则下列说法正确的是()A． “天宫二号”从B点沿椭圆轨道向A点运行的过程中，引力为动力B． “天宫二号”在椭圆轨道的B点的向心加速度大于在预定圆轨道上B点的向心加速度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．根据题目所给信息，可以计算出地球质量20.(多选)在中国航天骄人的业绩中有这些记载：“天宫一号”在离地面343 km的圆形轨道上飞行；“嫦娥一号”在距月球表面高度为200 km的圆形轨道上飞行；“北斗”卫星导航系统由“同步卫星”(地球静止轨道卫星，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．则以下分析正确的是()A．设“天宫一号”绕地球运动的周期为T，用G表示引力常量，则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.已知地球半径为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，则物体受到的万有引力F＝______，重力G＝______.22.对太阳系的行星，由公式＝，F＝，＝k可以得到F＝________，这个公式表明太阳对不同行星的引力，与________成正比，与________成反比．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，若用TA、TB、TC；v A、v B、v C；分别表示三者周期，线速度，则满足________，________.24.据报道，美国计划2021年开始每年送15 000名游客上太空旅游．如图所示，当航天器围绕地球做椭圆运行时，近地点A的速率________(填“大于”“小于”或“等于”)远地点B的速率．25.如图所示是某行星围绕太阳运行的示意图，则行星在A点的速率________在B点的速率.四、计算题26.假设几年后，你作为航天员登上了月球表面，如果你已知月球半径R，那么你用一个弹簧测力计和一个已知质量的砝码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起．设两者的质量分别为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，第谷对行星进行了大量的观察和记录，开普勒在第谷的观察记录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】电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较低，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为在它被加速的最初阶段，它做匀加速直线运动．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，它不再做匀加速直线运动，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＝∶根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，根据牛顿第二定律，有G＝mvω∶联立解得M＝，故选项B正确．4.【答案】B【解析】三星应该在同一直线上，并且两小星体在大星体相对的两侧，只有这样才能使某一小星体受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′＝因为＝k所以＝k根据G＝mg，G＝mg′可知＝又因为＝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，根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】取飞船为研究对象，由G＝mR及M＝πR3ρ，知ρ＝，故选A.9.【答案】C【解析】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根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，人造卫星的轨道半径越大，线速度越小、周期越大、加速度越小，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，加速度小；第一宇宙速度是近地圆轨道的环绕速度，也是圆轨道运行的最大速度；则C正确；甲只能在赤道上空，则D错误，故选C.10.【答案】A【解析】设冥王星和卡戎的质量分别为m1和m2，轨道半径分别为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同，选项B错误；对于冥王星有＝m1ω2r1，对于卡戎有＝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】根据开普勒第三定律，＝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同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断变化，故B错误；相同时间内，太阳行星的连线在相同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所有行星分别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】设该星球表面重力加速度为g，小球落地时间为t，抛出的金属小球做平抛运动，根据平抛运动规律得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，根据地表卫星重力充当向心力得mg＝m，所以第一宇宙速度v＝＝＝v0，故选项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无关，A错．同步卫星的轨道平面必须与赤道平面重合，即在赤道上空运行，不能在北京上空运行，B错．第一宇宙速度是卫星在最低圆轨道上运行的速度，而同步卫星在高轨道上运行，其运行速度小于第一宇宙速度，C错．所谓“同步”就是卫星保持与地面赤道上某一点相对静止，所以同步卫星的角速度与地球自转角速度相同，D对．14.【答案】B【解析】由于g是地球表面处的重力加速度，R是地球半径，都是定值，根据v＝可得环绕速度与轨道半径的平方根成反比，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地方火箭会有更多的动能转化为重力势能，需要的发射速度就越大，C错误．15.【答案】D【解析】根据万有引力定律F＝G，且A、B的质量相同，可知，间距越大的，引力越小，因此A物体受到的万有引力大于B物体受到的万有引力，故A错误；由an＝ω2r，因A与B的角速度相同，当半径越大时，则向心加速度越大，故B错误；A在地球表面，不是环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；根据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，再根据同步卫星轨道半径约是地球半径的5.7倍，则＝，C为地球表面上北纬60°的物体，那C轨道半径为地球半径的一半，则＝，因此＝，故D正确．16.【答案】ABC【解析】根据开普勒第三定律＝k，可判断嫦娥三号卫星在轨道∶上的运行周期小于在轨道∶上的运行周期，A正确；因为P点是远地点，Q点是近地点，故从P点到Q点的过程中速率不断增大，B正确；根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；根据牛顿第二定律和万有引力定律可判断在P点，卫星的加速度是相同的，D错误．17.【答案】ABC【解析】地球自转角速度增大，物体受到的万有引力不变，选项A正确；在两极，物体受到的万有引力等于其重力，则其重力不变，选项B正确，D错误；而对放在赤道地面上的物体，F万＝G重＋mω2R，由于ω增大，则G重减小，选项C正确．18.【答案】BCD19.【答案】AD【解析】“天宫二号”从B点沿椭圆轨道向A点运行的过程中，速度是变大的，故受到的地球引力为动力，所以A正确；在B点“天宫二号”产生的加速度都是由万有引力产生的，因为同在B点万有引力大小相等，故不管在哪个轨道上运动，在B点时万有引力产生的加速度大小相等，故B错误；“天宫二号”在椭圆轨道的B点的加速后做离心运动才能进入预定圆轨道，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＝，根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，运行周期为T，地球密度为ρ，则有＝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”周期相同，则轨道半径相同，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】根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阳间距离的二次方【解析】＝k与F＝得F＝，再与＝k联立消去T可以得到F＝，这个公式表明太阳对不同行星的引力与行星的质量成正比，与行星和太阳间距离的二次方成反比．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，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v A＜v C；BC比较，同为卫星，由人造卫星的速度公式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在月球表面，砝码的重力应等于月球的引力，mg月＝G，则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在月球表面，砝码的重力应等于月球的引力，mg月＝G，则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】这两颗星必须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起，从而保持两星间距离L不变，且两者做匀速圆周运动的角速度ω必须相同．如图所示，两者轨迹圆的圆心为O，圆半径分别为R1和R2.由万有引力提供向心力，有G＝m1ω2R1①G＝m2ω2R2②(1)由，得＝.(2)因为v＝ωR，所以＝＝.(3)由几何关系知R1＋R2＝L③联立①②③式解得ω＝.。
第六章《万有引力与航天》单元测试题
第六章《万有引力与航天》单元测试题(时间：70分钟，满分：100分)班级：姓名：一、单项选择题(本题共12小题，每小题4分，共48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1/2，则甲、乙两物体间的万有引力大小将变为( ) A．F B．F/2 C．8F D．4F2．关于第一宇宙速度，下列说法正确的是( )A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B．它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度C．它是能使卫星进入近地圆形轨道的最大发射速度D．它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度3．据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形工作轨道距月球表面分别约为200 km 和100 km，运行速率分别为v1和v2.那么，v1和v2的比值为(月球半径取1700 km)( )4．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5．质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的( )A．线速度v＝GMRB．角速度ω＝gRC．运行周期T＝4πRgD．向心加速度a＝GmR26．两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，下面说法中正确的是( )A．它们做圆周运动的角速度之比，与它们的质量之比成反比B ．它们做圆周运动的线速度之比，与它们的质量之比成正比C ．它们做圆周运动的向心力之比，与它们的质量之比成正比D ．它们做圆周运动的半径之比，与它们的质量之比成反比7.如图所示，“嫦娥一号”卫星在椭圆轨道Ⅰ的近地点P 处(距地面600 km)，将发动机短时点火，实施变轨，变轨后卫星进入远地点高度约为37万km 的椭圆轨道Ⅱ，直接奔向月球，则卫星在近地点变轨后的运行速度( )A ．小于 km/sB ．大于 km/s ，小于 km/sC ．大于 km/sD ．大于 km/s ，小于 km/s8．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r 1的圆轨道上运动，周期为T 1，总质量为m 1.随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r 2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m 2，则( )A ．登陆舱的质量为M ＝4π2r 31GT 21 B ．X 星球表面的重力加速度为g X ＝＝4π2r 1T 21C ．登陆舱在r 1与r 2轨道上运动时的速度大小之比为v 1v 2＝m 1r 2m 2r 1 D ．登陆舱在半径为r 2轨道上做圆周运动的周期为T 2＝T 1r 32r 319．设想人类开发月球，不断把月球的矿藏搬运到地球上，假设经过长时间的开采后，地球仍可看做是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周运动，则与开采前相比( ) A ．地球与月球间的万有引力将变大 B ．地球与月球间的万有引力将变小 C ．月球绕地球运动的周期将变长 D ．月球绕地球运动的周期将不变10.如图我国发射“神舟”号飞船时，先将飞船发送到一个椭圆轨道上，其近地点M 距地面200 km ，远地点N 距地面340 km.进入该轨道正常运行时，通过M 、N 点时的速率分别是v 1、v 2.当某次飞船通过N 点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340 km 的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动．这时飞船的速率约为v 3.比较飞船在M 、N 、P 三点正常运行时(不包括点火加速阶段)的速率大小和加速度大小，下列结论正确的是( )A．v1>v3>v2，a1>a3>a2B．v1>v2>v3，a1>a2＝a3C．v1>v2＝v3，a1>a2>a3D．v1>v3>v2，a1>a2＝a311．宇宙飞船要与环绕地球运转的轨道空间站对接，为了追上轨道空间站，可采取的措施是( ) A．只能从较低轨道上加速 B．只能从较高轨道上加速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12．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小时二、填空题（共18分。
高中试卷-第六章万有引力与航天(单元测试)(含答案)
答卷时应注意事项１、拿到试卷，要认真仔细的先填好自己的考生信息。
２、拿到试卷不要提笔就写，先大致的浏览一遍，有多少大题，每个大题里有几个小题，有什么题型，哪些容易，哪些难，做到心里有底；３、审题，每个题目都要多读几遍，不仅要读大题，还要读小题，不放过每一个字，遇到暂时弄不懂题意的题目，手指点读，多读几遍题目，就能理解题意了；容易混乱的地方也应该多读几遍，比如从小到大，从左到右这样的题；４、每个题目做完了以后，把自己的手从试卷上完全移开，好好的看看有没有被自己的手臂挡住而遗漏的题；试卷第１页和第２页上下衔接的地方一定要注意，仔细看看有没有遗漏的小题；５、中途遇到真的解决不了的难题，注意安排好时间，先把后面会做的做完，再来重新读题，结合平时课堂上所学的知识，解答难题；一定要镇定，不能因此慌了手脚，影响下面的答题；６、卷面要清洁，字迹要清工整，非常重要；７、做完的试卷要检查，这样可以发现刚才可能留下的错误或是可以检查是否有漏题，检查的时候，用手指点读题目，不要管自己的答案，重新分析题意，所有计算题重新计算，判断题重新判断，填空题重新填空，之后把检查的结果与先前做的结果进行对比分析。
亲爱的小朋友，你们好!经过两个月的学习，你们一定有不小的收获吧，用你的自信和智慧，认真答题，相信你一定会闯关成功。
相信你是最棒的！第六章万有引力与航天单元测试班级姓名学号分数_____【满分：100分时间：90分钟】第Ⅰ卷(选择题，共46分)一、单选择（每个3分共3×10=30分）1．(2019·湖南省株洲市高一下学期月考)下列说法符合物理史实的是( )A．天文学家第谷通过艰苦的观测，总结出行星运动三大定律B．开普勒进行“月—地检验”，并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律C．布鲁诺在他的毕生著作《天体运行论》中第一次提出了“日心说”的观点D．卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量G，也直接检验了万有引力定律的正确性【答案】D【解析】：开普勒总结出了行星运动三大规律，A错误；牛顿总结了万有引力定律，B错误；哥白尼提出了日心说，C错误；卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量G，也直接检验了万有引力定律的正确性，D正确。
高中物理必修2第六章《万有引力与航天》单元测试
物理必修2第六章《万有引力与航天》单元测试一、单选题(本大题共10小题，共40.0分)1.关于开普勒第三定律32R K T=,以下理解正确的是()A.该定律只适用于行星绕太阳的运动,不适用于卫星绕行星的运动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:3322=R R T T 月地月地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2.太阳系中各大行星绕太阳运动的轨道可以粗略的认为是圆形，下表所示是几个行星距太阳的距离和行星质量的参数，由表中的数据可估算出天王星公转的周期最接近于()行星水星地球火星木星天王星海王星日星距离11/10m ⨯0.58 1.50 2.287.7828.7145.04行星质量24/10kg ⨯0.336.000.64190086.8102A.7000年B.85年C.20年D.10年3.已知两个质点相距为r 时，它们之间的万有引力的大小为F ；当这两个质点间的距离变为3r 时，万有引力的大小变为()A./3F B./6F C./9F D.3F4.假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4200km 的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为6400km ，地球同步卫星距地面高度为36000km ，宇宙飞船和地球同步卫星绕地球同向运动，每当二者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站，某时刻二者相距最远，从此刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为A.4次B.6次C.7次D.8次5.首先测出“万有引力恒量”的科学家是()A.伽利略B.牛顿C.亚里士多德D.卡文迪许6.已知地球半径为R ，月球半径为r ，地球与月球之间的距离(两球中心之间的距离)为L .月球绕地球公转的周期为T 1，地球自转的周期为T 2，地球绕太阳公转周期为T 3，假设公转运动都视为圆周运动，万有引力常量为G ，由以上条件可知()A.地球的质量为2234L m GT π=地 B.月球的质量为2214Lm GT π=月C.地球的密度为213LGT πρ=D.月球运动的加速度为2214La T π=7.研究火星是人类探索向火星移民的一个重要步骤，设火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，火星轨道在地球轨道外侧，如图所示，与地球相比较，则下列说法中正确的是A.火星运行速度较大B.火星运行角速度较大C.火星运行周期较大D.火星运行的向心加速度较大8.在地球(看作质量均匀分布的球体)上空有许多同步卫星，下面说法中正确的是)(A.它们离地心的距离可能不同．B.它们速度的大小可能不同．C.它们向心加速度的大小可能不同．D.它们的质量可能不同．9.我国成功发射了天链一号04星，天链一号04星是我国第4颗地球同步轨道数据中继卫星，它与天链一号02星、03星实现组网运行，为我国神舟飞船、空间实验室天宫二号等提供数据中继与测控服务.如图为天宫二号和天链一号绕地球稳定运行的轨道示意图，下列关于该状态的说法正确的是A.天宫二号的运行速度一定大于7.9/km s ，小于11.2/km sB.天链一号04星与静止在地球赤道上的物体具有相同的向心加速度C.天链一号04星的公转周期大于天宫二号的公转周期D.天链一号04星可相对地面静止于北京飞控中心的正上方10.关于第一宇宙速度，下面说法正确的是()A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B.它是能使卫星进入近地圆形轨道的最大发射速度C.它是地球同步卫星运动时的速度D.所有绕地球做匀速圆周运动的人造卫星速度都不可能大于第一宇宙速度二、多选题(本大题共5小题，共25.0分)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．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12.我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球．如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨后与变轨前相比()A.卫星的速度一定变小了B.卫星的速度一定变大了C.卫星的向心力一定变大了D.变轨后卫星的角速度一定小于同步卫星的角速度13.用m 表示地球同步卫星的质量，h 表示它离地面的高度，R 表示地球的半径，g 表示地球表面处的重力加速度，ω表示地球自转的角速度，则()A.同步卫星的线速度大小为()R h ω+B.C.同步卫星的向心力大小为22()gR mR h +D.同步卫星内的仪器不受重力14.如图所示为某飞船从轨道Ⅰ经两次变轨绕火星飞行的轨迹图，其中轨道Ⅱ为圆轨道，轨道Ⅲ为椭圆轨道，三个轨道相切于P 点，P 、Q 两点分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点，S 是轨道Ⅱ上的点，P 、Q 、S 三点与火星中心在同一直线上，且PQ=2QS ，下列说法正确的是A.飞船在P 点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要减速B.飞船在轨道Ⅱ上由P 点运动到S 点的时间是飞船在轨道Ⅲ上由P 点运动到Q 点的时间的1.5倍C.飞船在轨道Ⅱ上S 点与在轨道Ⅲ上P 点的加速度大小相等D.飞船在轨道Ⅱ上S 点的速度小于在轨道Ⅲ上P 点的速度15.两颗行星的质量分别为1m 和2m ，绕太阳运行的轨道半径分别为1r 和2r ，若它们只受太阳的万有引力作用，下列说法正确的是()A.B.C.D.向心加速度之比为211222m rm r三、计算题(本大题共3小题，共35.0分)16.我国月球探测计划“嫦娥工程”已启动，科学家对月球的探索会越来越深入．(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，月球绕地球的运动近似看作匀速圆周运动，试求出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v0水平抛出一个小球，经过时间t，小球速度和水平方向成45°角．已知月球半径为R月，引力常量为G，试求出月球的质量M月．17.宇航员站在某星球表面，从高h处以初速度0v水平抛出一个小球，小球落到星球表面时，与抛出点的水平距离是x，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求(1)该星球的质量M．(2)该星球的第一宇宙速度．18.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．若已知飞船绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球半径为R，地球表面重力加速度g，求：(1)地球的第一宇宙速度v；(2)飞船离地面的高度h．物理必修2第六章《万有引力与航天》测试答案一、单选题(本大题共10小题，共40.0分)1.关于开普勒第三定律32R K T=,以下理解正确的是()A.该定律只适用于行星绕太阳的运动,不适用于卫星绕行星的运动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:3322=R R T T 月地月地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【答案】D2.太阳系中各大行星绕太阳运动的轨道可以粗略的认为是圆形，下表所示是几个行星距太阳的距离和行星质量的参数，由表中的数据可估算出天王星公转的周期最接近于()行星水星地球火星木星天王星海王星日星距离11/10m ⨯0.58 1.50 2.287.7828.7145.04行星质量24/10kg ⨯0.336.000.64190086.8102A.7000年 B.85年C.20年D.10年【答案】B3.已知两个质点相距为r 时，它们之间的万有引力的大小为F ；当这两个质点间的距离变为3r 时，万有引力的大小变为()A./3F B./6F C./9F D.3F【答案】C4.假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4200km 的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为6400km ，地球同步卫星距地面高度为36000km ，宇宙飞船和地球同步卫星绕地球同向运动，每当二者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站，某时刻二者相距最远，从此刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为A.4次 B.6次C.7次D.8次【答案】C5.首先测出“万有引力恒量”的科学家是()A.伽利略B.牛顿C.亚里士多德D.卡文迪许【答案】D6.已知地球半径为R ，月球半径为r ，地球与月球之间的距离(两球中心之间的距离)为.L 月球绕地球公转的周期为1T ，地球自转的周期为2T ，地球绕太阳公转周期为3T ，假设公转运动都视为圆周运动，万有引力常量为G ，由以上条件可知()A.地球的质量为2234L m GT π=地 B.月球的质量为2214Lm GT π=月C.地球的密度为213L GT πρ= D.月球运动的加速度为2214La T π=【答案】D7.研究火星是人类探索向火星移民的一个重要步骤，设火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，火星轨道在地球轨道外侧，如图所示，与地球相比较，则下列说法中正确的是A.火星运行速度较大B.火星运行角速度较大C.火星运行周期较大D.火星运行的向心加速度较大【答案】C8.在地球(看作质量均匀分布的球体)上空有许多同步卫星，下面说法中正确的是()A.它们离地心的距离可能不同．B.它们速度的大小可能不同．C.它们向心加速度的大小可能不同．D.它们的质量可能不同．【答案】D9.我国成功发射了天链一号04星，天链一号04星是我国第4颗地球同步轨道数据中继卫星，它与天链一号02星、03星实现组网运行，为我国神舟飞船、空间实验室天宫二号等提供数据中继与测控服务.如图为天宫二号和天链一号绕地球稳定运行的轨道示意图，下列关于该状态的说法正确的是A.天宫二号的运行速度一定大于7.9/km s ，小于11.2/km sB.天链一号04星与静止在地球赤道上的物体具有相同的向心加速度C.天链一号04星的公转周期大于天宫二号的公转周期D.天链一号04星可相对地面静止于北京飞控中心的正上方【答案】C10.关于第一宇宙速度，下面说法正确的是()A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B.它是能使卫星进入近地圆形轨道的最大发射速度C.它是地球同步卫星运动时的速度D.所有绕地球做匀速圆周运动的人造卫星速度都不可能大于第一宇宙速度【答案】D二、多选题(本大题共5小题，共25.0分)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．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【答案】BD12.我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球．如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨后与变轨前相比()A.卫星的速度一定变小了B.卫星的速度一定变大了C.卫星的向心力一定变大了D.变轨后卫星的角速度一定小于同步卫星的角速度【答案】AD13.用m 表示地球同步卫星的质量，h 表示它离地面的高度，R 表示地球的半径，g 表示地球表面处的重力加速度，ω表示地球自转的角速度，则()A.同步卫星的线速度大小为()R h ω+B.C.同步卫星的向心力大小为22()gR mR h +D.同步卫星内的仪器不受重力【答案】ABC14.如图所示为某飞船从轨道Ⅰ经两次变轨绕火星飞行的轨迹图，其中轨道Ⅱ为圆轨道，轨道Ⅲ为椭圆轨道，三个轨道相切于P 点，P 、Q 两点分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点，S 是轨道Ⅱ上的点，P 、Q 、S 三点与火星中心在同一直线上，且PQ =2QS ，下列说法正确的是A.飞船在P 点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要减速B.飞船在轨道Ⅱ上由P 点运动到S 点的时间是飞船在轨道Ⅲ上由P 点运动到Q 点的时间的1.5倍C.飞船在轨道Ⅱ上S 点与在轨道Ⅲ上P 点的加速度大小相等D.飞船在轨道Ⅱ上S 点的速度小于在轨道Ⅲ上P 点的速度【答案】AC15.两颗行星的质量分别为1m 和2m ，绕太阳运行的轨道半径分别为1r 和2r ，若它们只受太阳的万有引力作用，下列说法正确的是()A.B.C.D.向心加速度之比为211222m r m r 【答案】AC三、计算题(本大题共3小题，共35.0分)16.我国月球探测计划“嫦娥工程”已启动，科学家对月球的探索会越来越深入．(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 ，月球绕地球的运动近似看作匀速圆周运动，试求出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v 0水平抛出一个小球，经过时间t ，小球速度和水平方向成45°角．已知月球半径为R 月，引力常量为G ，试求出月球的质量M 月．【答案】(1)(2)20v R Gt 月【详解】(1)设地球质量为M ，根据万有引力定律和向心力公式得：2224GMM M r r Tπ=月月在地表2GMmmg R =联立解得r =(2)设月球表面处的重力加速度为g 月，小球的质量为m ，根据题意可知：v y =g 月t ；0tan y v v θ=在月球表面2M m G mg R =月月月联立解得20v R M Gt=月月17.宇航员站在某星球表面，从高h 处以初速度0v 水平抛出一个小球，小球落到星球表面时，与抛出点的水平距离是x ，已知该星球的半径为R ，引力常量为G ，求(1)该星球的质量M ．(2)该星球的第一宇宙速度．【答案】(1)22022hv R Gx 【详解】(1)设星球表面的重力加速度为g ，则根据小球的平抛运动规律得：212h gt =0x v t=联立得：2022hv g x=再由2Mmmg G R =联立以上两式解得：22022h R M Gx υ=(2)设该星球的近地卫星质量为0m ，根据重力等于向心力得：则200v m g m R=解得v =18.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．若已知飞船绕地球做匀速圆周运动的周期为T ，地球半径为R ，地球表面重力加速度g ，求：(1)地球的第一宇宙速度v ；(2)飞船离地面的高度h ．【答案】(1)v =(2)h R =【详解】(1)根据2v mg m R=得地球的第一宇宙速度为：v =．(2)根据万有引力提供向心力有：()2224()Mm G m R h R h Tπ=++，又2GM gR =，解得：h R =．。
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
高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）第六章《万有引力与航天》单元测试题时间：50分钟总分：100分第Ⅰ卷一、选择题（本题共8小题，每小题6分，共48分。
有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选出，填到第Ⅱ卷中）1、物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程．在对以下几位物理学家所做科学贡献的叙述中，正确的说法是Ａ．英国物理学家卡文迪许用实验的方法测出引力常量GＢ．牛顿通过计算首先发现了海王星和冥王星Ｃ．爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学否定了经典物理学Ｄ．开普勒经过多年的天文观测和记录，提出了“日心说”的观点2、人造地球卫星由于受大气阻力，轨道半径逐渐变小，则线速度和周期变化情况是A．速度减小，周期增大 B．速度减小，周期减小C．速度增大，周期增大 D．速度增大，周期减小3、假如一人造地球卫星做圆周运动的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动。
则A. 根据公式V=rω可知卫星的线速度将增大到原来的2倍B.根据公式F=mv2/r,可知卫星所受的向心力将变为原来的1/2C.根据公式F=GMm/r2,可知地球提供的向心力将减少到原来的1/2D.根据上述B和C给出的公式,可知卫星运动的线速度将减少到原来的2/24、设地球表面的重力加速度为g，物体在距离地球表面高度为R3（R是地球半径）处，由于地球的作用产生的加速度为g，则0/gg为A.1B.C.1/4D.1/165、下列几组数据中能算出地球质量的是（万有引力常量G是已知的）A.地球绕太阳运行的周期T和地球中心离太阳中心的距离rB. 月球绕地球运动的角速度和月球中心离地球中心的距离rC.月球绕地球运行的周期T和地球的半径rD.月球绕地球运动的周期T和轨道半径r6、2007年4月24日，欧洲科学家宣布在太阳之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581c。
这颗围绕红矮星Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天。
物理人教版高中必修2人教版高一物理必修二第六章：《万有引力与航天》单元测试题(有答案)
《万有引力与航天》单元测试题一、选择题。
1.对于万有引力定律的表达式F = Gm 1m 2r 2，下列说法正确的是( ) A ．公式中G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的 B ．当r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C ．m 1与m 2受到的引力总是大小相等的，而与m 1和m 2是否相等无关D ．m 1与m 2受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力 答案：AC 2.(2012·北京理综)关于环绕地球运行的卫星,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答案:B 解析:环绕地球运动的卫星,由开普勒第三定律32R T =常数,当椭圆轨道半长轴与圆形轨的半径相等时,两颗卫星周期相同,选项A 错误;沿椭圆轨道运行的卫星,只有引力做功,机械能守恒,在轨道上相互对称的地方(到地心距离相等的位置)速率相同,选项B 正确;所有地球同步卫星相对地面静止,运行周期都等于地球自转周期,由2224πGMm mRRT ,R=22T 4πGM ,轨道半径都相同,选项C 错误;同一轨道平面不同轨道半径的卫星,相同轨道半径、不同轨道平面的卫星,都有可能(不同时刻)经过北京上空,选项D 错误。
3、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。
如图所示,“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439 km 和2 384 km,则( )。
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7.9 km/s 答案:BC解析:卫星从M 点到N 点,万有引力做负功,势能增大,A 项错误;由开普勒第二定律知,M 点的角速度大于N 点的角速度,B 项正确;由于卫星在M 点所受万有引力较大,因而加速度较大,C 项正确;卫星在远地点N 的速度小于其在该点做圆周运动的线速度,而第一宇宙速度7.9 km/s 是线速度的最大值,D 项错误。
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第六章万有引力与航天单元测试班级姓名学号分数_____【满分：100分时间：90分钟】第Ⅰ卷(选择题，共46分)一、单选择（每个3分共3×10=30分）1．(2019·湖南省株洲市高一下学期月考)下列说法符合物理史实的是()A．天文学家第谷通过艰苦的观测，总结出行星运动三大定律B．开普勒进行“月—地检验”，并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律C．布鲁诺在他的毕生著作《天体运行论》中第一次提出了“日心说”的观点D．卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量G，也直接检验了万有引力定律的正确性1.2019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．若发射到近地圆轨道所需能量较少3.如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆.根据开普勒行星运动定律可知()A.火星绕太阳运行过程中，速率不变B.地球靠近太阳的过程中，运行速率减小C.火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大D.火星绕太阳运行一周的时间比地球的长4.“奋进”号宇航员斯蒂法尼斯海恩·派帕在一次太空行走时丢失了一个工具包，关于工具包丢失的原因可能是()A．宇航员松开了拿工具包的手，在万有引力作用下工具包“掉”了下去B．宇航员不小心碰了一下“浮”在空中的工具包，使其速度发生了变化C．工具包太重，因此宇航员一松手，工具包就“掉”了下去D．由于惯性，工具包做直线运动而离开了圆轨道5．(2019·河南省洛阳市高一下学期期中)已知地球的半径为6.4×106 m ，地球自转的角速度为7.29×105 rad/s，地面的重力加速度为9.8 m/s2，在地球表面发射卫星的第一宇宙速度为7.9×103m/s，第三宇宙速度为16.7×103 m/s，月球到地球中心的距离为3.84×108 m，假设地球赤道上有一棵苹果树长到了接近月球那么高，则当苹果脱离苹果树后，将()A．落向地面B．成为地球的同步“苹果卫星”C．成为地球的“苹果月亮” D．飞向茫茫宇宙6.1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动。
如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r，地球质量为M，引力常量为G。
则()A ．v 1>v 2，v 1＝GM r B ．v 1>v 2，v 1>GM r C ．v 1<v 2，v 1＝ GM rD ．v 1<v 2，v 1>GM r7.天文学家如果观察到一个星球独自做圆周运动，那么就想到在这个星球附近存在着一个看不见的星体——黑洞.若星球与黑洞由万有引力的作用组成双星，以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，那么( ) A.它们做圆周运动的角速度与其质量成反比 B.它们做圆周运动的周期与其质量成反比 C.它们做圆周运动的半径与其质量成反比 D.它们所需的向心力与其质量成反比8.如图所示的图形为中国月球探测工程形象标志，它以中国书法的笔触，抽象地勾勒出一轮明月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想，一位敢于思考的同学，为探月宇航员设计了测量一颗卫星绕某星球表面做圆周运动的最小周期的方法：在某星球表面以初速度v 0竖直上抛一个物体，若物体只受该星球引力作用，忽略其他力的影响，物体上升的最大高度为h ，已知该星球的直径为d ，如果在这个星球上发射一颗绕它运行的卫星，其做圆周运动的最小周期为( )A ．πv 0dhB ．2πv 0dhC ．πv 0d h D ．2πv 0dh9.2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”。
已知月球的质量为M 、半径为R ，探测器的质量为m ，引力常量为G ，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r 的匀速圆周运动时，探测器的( )A．周期为4π2r3GM B．动能为GMm2RC．角速度为Gmr3D．向心加速度为GMR210.在赤道平面内有三颗在同一轨道上运行的卫星，三颗卫星在此轨道均匀分布，其轨道距地心的距离为地球半径的3.3倍，三颗卫星自西向东环绕地球转动．某时刻其中一颗人造卫星处于A城市的正上方，已知地球的自转周期为T，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍，则A城市正上方出现下一颗人造卫星至少间隔的时间约为()A．0.18T B．0.24TC．0.32T D．0.48T二、不定项选择题（每个4分共4×5=20分）11.下列关于人造地球卫星与宇宙飞船的说法中，正确的是()A．如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力常量，就可以算出地球的质量B．两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期都一定相同C．原来在某一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要使后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者的速率增大一些即可D．一只绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞行速度减小12.公元2100年，航天员准备登陆木星，为了更准确了解木星的一些信息，到木星之前做一些科学实验，当到达与木星表面相对静止时，航天员对木星表面发射一束激光，经过时间t，收到激光传回的信号，测得相邻两次看到日出的时间间隔是T，测得航天员所在航天器的速度为v，已知引力常量G，激光的速度为c，则()A ．木星的质量M ＝v 3T 2πGB ．木星的质量M ＝π2c 3t 32GT 2C ．木星的质量M ＝4π2c 3t 3GT 2D ．根据题目所给条件，可以求出木星的密度13.“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空。
与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距地面约380 km 的圆轨道上飞行，则其( ) A ．角速度小于地球自转角速度 B ．线速度小于第一宇宙速度 C ．周期小于地球自转周期 D ．向心加速度小于地面的重力加速度14.(2019·河南郑州十一中高一下学期期末)如图所示，“嫦娥四号”卫星要经过一系列的调控和变轨，才能最终顺利降落在月球表面。
它先在地月转移轨道的P 点调整后进入环月圆形轨道1，进一步调整后进入环月椭圆轨道2。
Q 点为“嫦娥四号”绕轨道2运行时的近月点，关于“嫦娥四号”，下列说法正确的是( )A ．在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度B ．在P 点由轨道1进入轨道2需要减速C ．在轨道2经过P 点时速度大于经过Q 点时速度D ．分别由轨道1与轨道2经过P 点时，加速度大小相等15.(2019·内蒙古赤峰二中高二下学期月考)(多选)宇宙飞船以周期为T 绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示。
已知地球的半径为R ，地球质量为M ，引力常量为G ，地球自转周期为T 0。
太阳光可看作平行光，宇航员在A 点测出的张角为α，则( )A ．飞船绕地球运动的线速度为2πR T sinα2 B ．一天内飞船经历“日全食”的次数为TT 0C ．飞船每次“日全食”过程的时间为αT 02πD ．飞船周期为T ＝2πRsin α2RGM sinα2第Ⅱ卷(非选择题，共50分)三、填空题(本大题共2小题，共15分)16.(6分)我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体。
假设组合体在距地面高为h 的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球的半径为R ，地球表面处重力加速度为g ，且不考虑地球自转的影响。
则组合体运动的线速度大小为________，向心加速度大小为________。
17.(4分)2018年12月8日，“嫦娥四号”探月卫星从西昌成功发射，“嫦娥四号”飞行的路线示意图如下图所示，则“嫦娥四号”在P 点由a 轨道转变到b 轨道时，速度必须____(填“变小”或“变大”)；在Q 点由d 轨道转变到c 轨道时，速度必须____(填“变小”或“变大”)；在b 轨道上，通过P 点的速度____通过R 点的速度(填“大于”“等于”或“小于”)；“嫦娥四号”在C 轨道上通过Q 点的加速度____在d 轨道上通过Q 点的加速度(填“大于”“等于”或“小于”)。
18．(5分)我国宇航员在“天宫一号”中处于完全失重状态(如图甲)，此时无法用天平称量物体的质量。
某同学设计了在这种环境中测量小球质量的实验装置，如图乙所示：光电传感器B 能够接受光源A 发出的细激光束，若B被挡光就将一个电信号给予连接的电脑。
将弹簧测力计右端用细线水平连接在空间站壁上，左端拴在另一穿过了光滑水平小圆管的细线MON上，N处系有被测小球，让被测小球在竖直面内以O点为圆心做匀速圆周运动。
(1)（2分）实验时，从电脑中读出小球自第1次至第n次通过最高点的总时间t和测力计示数F，除此之外，还需要测量的物理量是：________________________。
(2)（3分）被测小球质量的表达式为m＝________________[用(1)中的物理量的符号表示]。
四、计算题(本大题共3小题，共35分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的题要注明单位)19.（(10分)假如你将来成为一名宇航员，你驾驶一艘宇宙飞船飞临一未知星球，你发现当你关闭动力装置后，你的飞船贴着星球表面飞行一周用时为t秒，而飞船仪表盘上显示你的飞行速度大小为v。
已知引力常量为G。
问该星球的：(1)半径R多大？(2)第一宇宙速度v1多大？(3)质量M多大？(4)表面重力加速度g多大？20.(12分)一行星探测器从所探测的行星表面垂直升空(如图)，探测器的质量是1 500 kg，发动机推力为恒力，升空途中发动机突然关闭。
如图所示为探测器速度随时间的变化图像，其中A点对应的时刻t A＝9 s，此行星半径为6×103 km，引力恒量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2。
求：(1)探测器在该行星表面达到的最大高度；(2)该行星表面的重力加速度；(3)发动机的推力；(4)该行星的第一宇宙速度。
21.(13分)(2019·江苏省启东中学高一下学期期中)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＝43πR3。