2017-2018学年度高一物理人教版必修2 第六章万有引力与航天单元测试

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高一物理人教版必修二第六章万有引力与航天单元测试

第 1 页共 10 页万有引力与航天一、单选题1. 经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图所示，两颗星球组成的双星，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 ，质量之比为m 1：m 2=3：2．则下列结论不正确的是（） A. m 1、m 2做圆周运动的线速度之比为3：2 B. m 1、m 2做圆周运动的角速度之比为1：1C. m 1做圆周运动的半径为LD. m 2做圆周运动的半径为L2. 开普勒第三定律对行星绕恒星的匀速圆周运动同样成立，即它的运行周期T 的平方与轨道半径r 的三次方的比为常数，设=K ，则常数K 的大小（）A. 只与行星的质量有关B. 与恒星的质量与行星的质量有关C. 只与恒星的质量有关D. 与恒星的质量及行星的速度有关3. 一物体在地球表面重16N ，它在以的加速度加速上升的火箭中的视重为9N ，则此时火箭离地面的距离为地球半径的几倍：（） A. 1 B. 3 C. 5 D. 74. 2018年我国航天事业捷报频传，4月12日，首颗高通量静止轨道通信卫星“中星16号”成功发射，实现了自主通信卫星的宽带应用．4月22日，“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室完成交会对接，对接形成的组合体在距地面约393 km 的圆轨道上运行，则： A. 组合体的运行速度大于7.9 km /s B. “中星16号”一定在赤道正上方 C. “中星16号”的周期比组合体小D. “中星16号”的向心加速度比组合体大 5. 关于第一宇宙速度的正确说法是（）A. 它是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度B. 它是人造地球卫星在圆形轨道上的最小运行速度C. 它比同步卫星绕地球运行的速度小D. 它的速度是11.2km /s6. 如图所示,发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地轨道1,然后经点火使其在椭圆轨道2上运行,最后再次点火将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于A 点,轨道2、3相切于B 点.则当卫星分别在1、2、3轨道正常运行时,下列说法中正确的是（）A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B. 卫星在轨道2上运行的周期大于在轨道1上运行的周期且小于在轨道3上运行的周期C. 卫星沿轨道2运行经过A 点时的加速度大于沿轨道1运行经过A 点时的加速度D. 卫星沿轨道3运行经过B 点时的速率小于沿轨道2运行经过B 点时的速率7.经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的直径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。

2017-2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习

2017-2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习一、单选题（本大题共6小题，共24.0分）1.要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列办法不可采用的是（）A. 使两物体的质量各减小一半，距离不变B. 使两物体间的距离和质量都减为原来的C. 使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变D. 使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变2.探测器探测到土星外层上有一个环．为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来确定（）A. 若v2∝R，则该环是土星的一部分B. 若v2∝R，则该环是土星的卫星群C. 若v∝，则该环是土星的一部分D. 若v2∝，则该环是土星的卫星群3.如图所示，两个质量均为M的球分别位于半圆环和圆环的圆心，半圆环和圆环分别是由相同的圆环截去一半和所得，环的粗细忽略不计，若甲图中环对球的万有引力为F，则乙图中环对球的万有引力大小为（）A. FB. FC. FD. F4.同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则（）A. B. C. D.5.如图所示的三个人造地球卫星，则说法正确的是（）A. 卫星可能的轨道为a、b、cB. 卫星可能的轨道为a、cC. 同步卫星可能的轨道为a、cD. 同步卫星可能的轨道为a、b6.开普勒发现了行星运动的法则，后人将他誉为“天空的立法者”．开普勒说明了行星做椭圆轨道运动，但没有揭示行星为什么会做椭圆运动．后来牛顿的研究才揭示了行星运动的机理，牛顿认为地球绕太阳运动所需的向心力来自（）A. 地球对太阳的引力B. 太阳对地球的引力C. 月球对地球的引力D. 太阳系中其他行星对地球引力的合力第2页，共9页二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）7. 宇航员在某星球表面以初速度2.0m /s 水平抛出一物体，并记录下物体的运动轨迹，如图所示，O 点为抛出点，若该星球半径为4000km ，万有引力常量G =6.67×10-22N •m 2•kg -2，则下列说法正确的是（）A. 该星球表面的重力加速度4.0m /s 2B. 该星球的质量为2.4×1023kgC. 该星球的第一宇宙速度为4.0km /sD. 若发射一颗该星球的同步卫星，则同步卫星的绕行速度一定大于4.0km /s8. “天宫一号”是我国第一个目标飞行器和空间实验室．已知“天宫一号”绕地球的运动可看做匀速圆周运动．转一周所用的时间约90分钟．关于“天宫一号”，下列说法正确的是（）A. “天宫一号”离地面的高度一定比地球同步卫星离地面的高度小B. “天宫一号”的线速度一定比静止于赤道上的物体的线速度小C. “天宫一号”的角速度约为地球同步卫星角速度的16倍D. 当宇航员站立于“天宫一号”内不动时，他所受的合力为零9. 某行星外围有一圈厚度为d 的发光带（发光的物质），简化为如图所示模型，R 为该行星除发光带以外的半径；现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确地观测，发现发光带绕行星中心的运行速度与到行星中心的距离r 的关系如图所示（图中所标v 0为已知），则下列说法正确的是（）A. 发光带是该行星的组成部分B. 该行星的质量M =C. 行星表面的重力加速度g =D. 该行星的平均密度为ρ=10. 据报道我国数据中继卫星“天链一号01星”于某年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经77°赤道上空同步轨道．关于定点后的“天链一号01星”，说法正确的是（）A. 它始终处于静止平衡状态B. “天链一号01星”质量与其它同步卫星质量不一定相等C. 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等D. 离地面高度一定，相对地面静止11. 如图所示，A 为静止于地球赤道上的物体，B 为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，C 为绕地球做圆周运动的卫星，P 为B 、C 两卫星轨道的交点．已知A 、B 、C 绕地心运动的周期相同，相对于地心，下列说法中正确的是（）A. 物体A 和卫星C 具有相同大小的线速度B. 物体A 和卫星C 具有相同大小的角速度C. 卫星B 在P 点的加速度与卫星C 在该点的加速度一定不相同D. 卫星B 在A 的正上方可能出现在每天的同一时刻三、填空题（本大题共3小题，共12.0分）12.甲、乙两颗人造地球卫星的质量之比为1：2，围绕地做匀速圆周运动的轨道半径之比为2：1．则甲、乙卫星受到的向心力大小之比为______ ，甲、乙的线速度大小之比为______ ．13.两颗人造地球卫星，它们的质量之比为m1：m2=1：1，它们的轨道半径之比为R1：R2=1：3，那么它们所受的向心力之比F1：F2= ______ ；它们的线速度之比V1：V2= ______ ．14.1999年11月20日，我国发射“神州号”载人飞船，次日载人舱着陆，实验获得成功．载人舱在将要着陆之前，由于空气阻力作用，有一段匀速竖直下落过程．设载人舱是球形的，半径为R，质量为M （包括人）．空气阻力与球的正截面积和速度的乘积成正比，比例系数为K，则载人舱的收尾速度（即做匀速运动的速度）为______ ．四、计算题（本大题共2小题，共20.0分）15.如图所示，在距一质量为m0、半径为R、密度均匀的大球体R处有一质量为m的质点，此时大球体对质点的万有引力为F1，当从大球体中挖去一半径为的小球体后（空腔的表面与大球体表面相切），剩下部分对质点的万有引力为F2，求F1：F2．16.处在地球表面的物体由于随地球一起自传，其重力并不等于万有引力，试分析位于赤道上的质量为1kg的物体的重力和万有引力的偏差约为万有引力的百分之几．（已知地球半径R=6.4×106m，g=9.8m/s2）．答案和解析【答案】1. B2. D3. B4. D5. B6. B7. AC8. AC9. BCD10. BD11. BD12. 1：8；1：13. 9：1；：114.15. 解：质点与大球球心相距2R，其万有引力为F1，则有：F1=大球质量为：M=ρ×πR3，挖去的小球质量为：M′=ρ×π（）3，即M′=ρ×πR3=小球球心与质点间相距，小球与质点间的万有引力为：F1′=则剩余部分对质点m的万有引力为：F2=F1-F1′=-=故有：．答：．16. 解：在地球表面的物体，受万有引力为：F=G①重力为：F重=F-F n=G-m （）2R②其中：g ≈③故===≈0.00345=0.345%答：位于赤道上的质量为1kg的物体的重力和万有引力的偏差约为万有引力的0.345%．【解析】第4页，共9页1. 解：A、使两物体的质量各减小一半，距离不变，根据万有引力定律F=G，可知，万有引力变为原来的，故A正确．B、使两物体间的距离和质量都减为原来的，根据万有引力定律F=G，可知，万有引力与原来相等，故B错误．C、使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变，根据万有引力定律F=G，可知，万有引力变为原来的，故C正确．D、使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变，根据万有引力定律F=G，可知，万有引力变为原来的，故D正确．本题选择不正确的．故选：B．根据万有引力定律F=G，运用比例法，选择符合题意要求的选项．本题考查应用比例法理解万有引力定律的能力，要综合考虑质量乘积与距离平方和引力的关系．2. 解：若是土星的一部分则各层转动的角速度相等，根据v =ωR得：v∝R，故A、C错误；若该层是土星的卫星群，则向心力等于万有引力，根据得：v2=，即v2∝，故B错误，D正确．故选：D．若是土星的一部分，则各层转动的角速度相等，根据v=ωR可以判断v与R的关系；若该层是土星的卫星群，则向心力等于万有引力，根据，可以判断v与R的关系．解决本题要知道若是土星的一部分，则各层转动的角速度相等，若该层是土星的卫星群，则根据向心力等于万有引力求解，难度不大，属于中档题．3. 解：甲图半圆环对球的引力为F，得到圆环对球的引力大小为F，将乙环分成三个圆环，关于圆心对称的两个圆环对球的引力的合力为零，故乙图中圆环对球的引力大小等于F；故选：B将甲图中半个圆环分解为两个圆环，运用平行四边形定则得到圆环对球的引力大小；将乙环分成三个圆环进行讨论即可．本题关键是采用分割的思想，将半圆环分解为两个圆环，然后结合力的合成的平行四边形定则进行分析，基础题目．4. 解：A、因为地球同步卫星的角速度和地球赤道上的物体随地球自转的角速度相同，由a1=ω2r，a2=ω2R 可得，=，故A错误，B也错误．C、对于地球同步卫星和以第一宇宙速度运动的近地卫星，由万有引力提供做匀速圆周运动所需向心力得到：m=m，m=m得：=，故D正确，C错误；故选：D．求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再进行之比．运用万有引力提供向心力列出等式和运用圆周运动的物理量之间的关系列出等式解决问题．用已知物理量来表达未知的物理量时应该选择两者有更多的共同物理量的表达式．5. 解：由图可知，轨道b的平面与地心不共面，故b不可能是地球卫星的轨道，a轨道与赤道共面，故轨道a可能为同步卫星轨道，轨道c不与赤道共面，可能是卫星轨道但不可以是同步卫星轨道．由此可得：ACD错误，B正确．故选：B．卫星围绕地球做圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力，由于万有引力指向地心，故卫星轨道与地心共面，同步卫星与地球自转同步，故其轨道平面与赤道平面重合，由此分析即可．本题主要考查卫星轨道问题，知道卫星做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，而万有引力指向地心，故卫星轨道平面与地心共面，同步卫星因与地球自转同步，故同步卫星的轨道平面与赤道平面重合，掌握卫星轨道平面是正确解决问题的关键．6. 解：太阳对地球的有引力提供地球运动所需的向心力，从而绕太阳做椭圆运动，故ACD错误，B正确．故选：B．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，从而即可求解．本题关键行星绕太阳做椭圆运动所需的向心力是由太阳对行星的万有引力提供，注意掌握万有引力定律，知道这个规律是平方反比律．7. 解：A、由平抛运动的分位移公式，有：x=v0ty =gt2联立解得：t=1sg=4m/s2；该星球表面的重力加速度为4.0m/s2；故A正确；B 、由=mg可得：M ===9.6×1023kg；故B错误；C、由g =可得，v ===4.0km/s；故C正确；第6页，共9页D、第一守宙速度是绕星球表面运行的速度；而卫星的半径越大，则绕行速度越小；故同步卫星的速度一定小于4.0km/s；故D错误；故选：AC．由平抛运动规律可求得重力加速度；再由万有引力公式等于重力可求得星球质量；根据第一宇宙速度的定义可求得第一宇宙速度；并明确同步卫星的速度．本题关键关键明确估测行星质量的方法，即：先根据位移与时间公式求解重力加速度，然后根据万有引力等于重力求解星球的质量．8. 解：A、根据万有引力提供向心力G=m r，得T=2π，由此可知，周期越大，轨道半径肯定越大，同步卫星的周期是24h，远大于天宫一号的周期90分钟，故“天宫一号”离地面的高度比地球同步卫星离地面的高度小．故A正确．B、根据万有引力提供向心力G=m，得v=，由此可知，轨道半径越大，速度越小，同步卫星的轨道半径远大于天宫一号的轨道半径，所以“天宫一号”的线速度比地球同步卫星的线速度大，由v=rω知，静止于赤道上的物体的线速度比同步卫星的线速度小，因此“天宫一号”的线速度一定比静止于赤道上的物体的线速度大，故B错误．C、据上分析知“天宫一号”的周期约为地球同步卫星周期的，由ω=知“天宫一号”的角速度约为地球同步卫星角速度的16倍．故C正确．D、天宫一号及里面的人和物都处于失重状态，受力不平衡，合力不为零，故D错误．故选：AC．根据万有引力提供向心力列式，得到周期、线速度、角速度的表达式，由此式知周期越大，轨道半径肯定越大，半径越大，速度越小，加速度越小．根据周期大大小，判断轨道高度，根据轨道高度的大小判断线速度和向心加速度的大小．天宫一号及里面的人和物都处于失重状态．本题主要要掌握万有引力提供向心力，灵活选择向心力公式的形式．9. 解：A、若发光带是行星的组成部分，则角速度与行星的自转的角速度相同，半径越大，线速度越大，与图2不符合，可知发光带不是行星的组成部分，故A错误．B、发光带是环绕该行星的卫星群，由万有引力提供向心力，则有：，该行星的质量为：M=，由图2知，M=，故B正确．C、当r=R时有，mg=m，解得行星表面的重力加速度g=，故C正确．D、该行星的平均密度为ρ==，故D正确．故选：BCD．若光带是该行星的组成部分，则其角速度与行星自转角速度相同．若光带是环绕该行星的卫星群，由万有引力提供向心力，由此列式分析．本题运用试探法分析，关键要知道光带是该行星的组成部分时，其角速度与行星自转角速度相同．光带是环绕该行星的卫星群时，由万有引力提供向心力．10. 解：A、同步卫星为匀速圆周运动有向心加速度，不是平衡态，则A错误B、所有同步卫星周期相同，但对质量无要求，即各卫星的质量不一定相等，则B正确C、由a=rω2知同步卫星加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度．则C错误D、因周期一定，则轨道半径为定值，高度为定值，相对地面静止．则D正确故选：BD所谓地球同步卫星，即指卫星绕地球转动的周期与地球的自转周期相同，与地球同步转动，且在赤道上空的某地，站在地球上观看（以地球本身为参照物）它在空中的位置是固定不动的，据引分析各选项．同步卫星特点：1、同步卫星的转动周期和地球的自转周期相同．2、同步卫星的运行轨道在地球的赤道平面内．3、同步卫星距地面的高度是定值．11. 解：AB、物体A静止于地球赤道上随地球一起自转，卫星C为绕地球做圆周运动，它们绕地心运动的周期相同，则角速度相同，根据线速度公式v =，卫星C的线速度较大，故A错误，B正确C、万有引力产生加速度，由a =可知在P点加速度相同，则C错误D、因周期相同，则经过相同的时间转过的角度相同，则B在A的正上方时能出现在每天的同一时刻，则D 正确故选：BDA静止于地球赤道上随地球一起自转，C为绕地球做圆周运动，B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，A、B、C绕地心运动的周期相同，根据速度的公式v=r （）可以判断物体A和卫星C的运动情况，卫星B、C轨迹在P点相交，根据牛顿第二定律判断加速度．本题关键先列求解出线速度和加速度的表达式，再进行讨论；对于加速度，要根据题意灵活地选择恰当的表达式形式分析．12. 解：设地球的质量为M，卫星的轨道半径为r．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有：F=G=m，解得卫星的线速度为：v =；由F=G 得甲、乙卫星受到的向心力大小之比为：=•==由v =得甲、乙的线速度大小之比为：===故答案为：1：8，1：．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，由此列式得到向心力和线速度与轨道半径的关系式，再求解即可．对于卫星问题，要建立物理模型，能抓住万有引力等于向心力这一基本思路，能灵活选择向心力的公式进行研究．13. 解：由万有引力提供向心力，有：=m可得：==有：v =第8页，共9页可得：=故答案为：9：1，：1根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度和向心力的表达式进行讨论即可．本题关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出线速度和向心力的表达式，再进行讨论．14. 解：由于空气阻力作用载人舱匀速下落，则：mg=F又空气阻力为：F=K•v•πR2联立两式解得：故答案为：．载人舱做匀速运动，则其受到的重力应与空气阻力等大反向，又知空气阻力与球的横截面积和速度的乘积成正比，由此可以求的载人舱的收尾速度．本题根据提示列出对应的平衡表达式，之后再带入空气阻力表达式即可．像这种题目中有提示的关系式的，就按照提示写表达式在带入计算就行．15. 根据万有引力定律求出M对m的万有引力，当从M中挖去一半径为r=R的球体时，剩下部分对m的万有引力等于原来的万有引力减去被挖去的球体对m的万有引力．本题主要考查了万有引力定律得直接应用，注意球体对质点的距离为球心到质点的距离．16. 在地球表面的物体，受万有引力作用，绕地球做匀速圆周运动，重力和向心力的合力等于万有引力，根据牛顿第二定律列式求解．本题关键是以太阳为参考系考虑，赤道上的物体绕地球做匀速圆周运动，然后结合向心力公式和牛顿第二定律列式分析，不难．。

高中物理人教版必修二第六章：万有引力与航天单元测试(含解析)

高中物理人教版必修二第六章：万有引力与航天单元测试一、单选题（本大题共10小题）1.关于开普勒对行星运动规律的认识，下列说法中正确的是A. 所有行星绕太阳的运动都是匀速圆周运动B. 所有行星以相同的速率绕太阳做椭圆运动C. 对于每一个行星在近日点时的速率均大于它在远日点的速率D. 所有行星轨道的半长轴的二次方与公转周期的三次方的比值都相同2.地球的质量是月球质量的81倍，若地球吸引月球的力的大小为F，则月球吸引地球的力的大小为A. B. F C. 9F D. 81F3.我国的“神舟”系列航天飞船的成功发射和顺利返回，显示了我国航天事业取得的巨大成就．已知地球的质量为M，引力常量为G，飞船的质量为m，设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，则A. 飞船在此轨道上的运行速率为B. 飞船在此圆轨道上运行的向心加速度为C. 飞船在此圆轨道上运行的周期为D. 飞船在此圆轨道上运行所受的向心力为4.已知地球质量为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍。

若在月球和地球表面同样高度处，以相同的初速度水平抛出物体，抛出点与落地点间的水平距离分别为月和地，则月：地约为A. 9：4B. 6：1C. 3：2D. 1：15.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，赤道的大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为则地球的密度为A. B. C. D.6.如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为、，线速度大小分别为、，则A.B.C.D.7.地球半径为R，地面附近的重力加速度为g，物体在离地面高度为h处的重力加速度的表达式是A. B. C. D.8.2012年6月16日，刘旺、景海鹏、刘洋三名宇航员搭乘“神舟九号”飞船飞向太空．6月24日执行手动载人交汇对接任务后，于29日10时03分乘返回舱安全返回．返回舱在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示．关于返回舱的运动，下列说法中正确的是A. 在轨道Ⅱ上经过A的速率大于在轨道I上经过A的速率B. 在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道I上运动的周期C. 在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度D. 在同一轨道Ⅱ上经过A的速率小于经过B的速率9.在完成各项任务后，“神舟十号”飞船于2013年6月26日回归地球．如图所示，飞船在返回地面时，要在P点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，Q为轨道Ⅱ上的一点，M为轨道Ⅰ上的另一点，关于“神舟十号”的运动，下列说法中正确的有A. 飞船在轨道Ⅱ上经过P的速度小于经过Q的速度B. 飞船在轨道Ⅱ上经过Q的速度小于在轨道Ⅰ上经过M的速度C. 飞船在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期D. 飞船在轨道Ⅱ上经过P的加速度小于在轨道Ⅰ上经过M的加速度10.2018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”。

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。

2018年高一物理人教版必修二第六章万有引力与航天单元检测及解析

2018年高一物理人教版必修二第六章万有引力与航天单元检测注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息 2．请将答案正确填写在答题卡上第I 卷（选择题）一、选择题（题型注释）1.关于开普勒第三定律的表达式a 3T 2=k 的理解正确的是( )A. k 与a 3成正比B. k 与T 2成反比C. k 值与a 和T 都有关系D. k 值只与中心天体有 2.关于开普勒行星运动定律，下列说法中正确的是()A. 所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动，太阳处在一个焦点上B. 所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等C. 离太阳越近的行星的运动周期越长D. 行星绕太阳在椭圆轨道上运动时，线速度大小始终不变3.如图所示，将质量为m 的物体（可看作质点），放在离地面高度为h 的p 点，已知地球半径为R 、质量为M ，万有引力常量为G ，则物体受到地球的万有引力大小为A. F =G MmR 2 B. F =GMmℎ2C. F=GMmR+ℎD. F=G Mm (R+ℎ)24.火星的质量和半径分别为地球的110和12和.地球表面的重力加速度为 g ，则火星表面的重力加速度约为( )A. 0.2 gB. 0.4 gC. 2.5 gD. 5 g5.已知某天体的第一宇宙速度为8 km/s ，设该星球半径为R ，则在距离该星球表面高度为3R 的轨道上做匀速圆周运动的宇宙飞船的运行速度为（）A. 2km/sB. 4 km/sC. 4km/sD. 8 km/s6.我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。

假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是A. 使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B. 使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C. 飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D. 飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接7.地球的第一宇宙速度约为8km/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，则该行星的第一宇宙速度约为（）A. 4km/sB. 8km/sC. 16km/sD. 32km/s8.两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，质量之比为1：2，轨道半径之比为1：2，则()A. 线速度大小之比为1：√2B. 运行的周期之比为1：2C. 向心加速度大小之比为4：1D. 它们的向心力大小之比为4：19.“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道直奔月球，在距月球表面200km的P点进行第一次变轨后被月球捕获，先进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图所示.之后，卫星在P点又经过两次变轨，最后在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动.对此，下列说法正确的是A. 卫星在轨道Ⅲ上运动的速度大于月球的第一宇宙速度B. 卫星在轨道Ⅱ上运动周期比在轨道Ⅰ上长C. 卫星在轨道Ⅱ上运动到P点的速度大于沿轨道Ⅰ运动到P点的速度D. 卫星在轨道Ⅲ上运动到P点的加速度等于沿轨道Ⅱ运动到P点的加速度10.三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，某时刻A、B相距最近，如图所示．已知地球自转周期为T1，B的周期为T2，则下列说法正确的是A. A加速可追上同一轨道上的CB. 经过时间T1T2，A、B相距最远2(T1−T)2C. A、C向心加速度大小相等，且大于B的向心加速度D. A、B与地心连线在相同时间内扫过的面积不等11.2011年9月29日，我国自行设计、制造“天宫一号”空间实验室发射成功，开创了我国航天事业的新纪元。

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！。

2018学年度高一物理(人教版)必修二第六章万有引力与航天单元测试

2018学年度高一物理（人教版）必修二　第六章　万有引力与航天　单元测试一、单选题1. 下列说法中正确的是（）A．万有引力、电磁相互作用是远（长）程力，强相互作用、弱相互作用是近（短）程力B．物体的重心一定在物体的几何中心C．地球表面的重力加速度随纬度增大而减小，在南、北两极重力加速度最小D．重力的方向总是指向地心2. 万有引力常量G的单位是（）A．N•kg2/m2B．kg2/N•m2C．N•m2/kg2D．m2/N•kg23. 2013年12月，我国成功地进行了“嫦娥三号”的发射和落月任务，进一步获取月球的相关数据．该卫星在月球上空绕月球做匀速圆周运动时，经过时间t，卫星行程为s，卫星与月球中心连线扫过的角度是θ弧度，万有引力常量为G，月球半径为R，则可推知月球密度的表达式是（）A ．B ．C ．D ．4. 如图所示，地球半径为R，O为球心，A为地球表面上的点，B为0、A连线间的中点．设想在地球内部挖掉一以B 为圆心，半径为的球，忽略地球自转影响，将地球视为质量分布均匀的球体．则挖出球体后A点的重力加速度与挖去球体前的重力加速度之比为（）A．B．C．D．5. 如图所示，三颗人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是A．运行线速度关系为v A>v B＝v CB．向心加速度的大小关系为a A<a B＝a CC．运行周期关系为T A>T B＝T CD．B经过加速可以追上前方同一轨道上的C6. 2015年7月25日，我国发射的新一代北斗导航卫星，全部使用国产微处理器芯片（CPU），圆了航天人的“中国芯”之梦，该卫星在圆形轨道运行速度v满足（）A．v＜7.9 km/sB．7.9 km/s＜v＜11.2 km/sC．11.2 km/s＜v＜16.7 km/sD．v＞16.7 km/s7. 如图所示，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二、多选题8. 关于开普勒第三定律=k 常数k 的大小，下列说法中正确的是（）A ．与行星的质量有关B ．与中心天体的质量有关C ．与恒星及行星的质量有关D ．与中心天体的密度有关9. 2016年10月17日7点30分“神舟十一号”载人飞船发射升空并在离地面393km 的圆周上与天宫二号交会对接，航天员景海鹏、陈冬执行任务在轨飞行30天．与“神舟十号”比较，“神舟十一号”运行轨道半径大了50km ．以下说法正确的是（）A ．“神舟十一号”载人飞船从地面加速升空时航天员总处于失重状态B ．“神舟十一号”载人飞船做匀速圆周运动时航天员的合力为零C ．“神舟十号”飞行线速度比“神舟十一号”飞行的线速度大D ．“神舟十号”的向心加速度比“神舟十一号”向心加速度小10. 设地球表面处的重力加速度为g ，则在距地面高为2R （R 是地球的半径）处，由于地球的作用而产生的重力加速度是（）A ．B ．C ．D ．11. 通过电脑制作卫星绕地球做圆周运动的动画，卫星绕地球运动的轨道半径为R ，线速度为v ，周期为T 。

2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习

2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习一、单选题1.天文学家宣布恒星系统Trappist-1的行星可能存在支持生命的水。

该系统的中央恒星是一颗超低温红矮星，其质量约为太阳质量的8%，半径约为太阳半径的11%，表面温度约为2550K，中央恒星与最近行星的距离是日地距离的1%，则该行星公转周期约为（）A. 1.3天B. 2.4天C. 4.5天D. 73天2.我国发射的“神舟”系列飞船，在离地面数百公里高处绕地球做匀速圆周运动，如果考虑到空气阻力的作用，“神舟”飞船在运行过程中，其轨道半径将逐渐变小，但每一周仍可视为匀速圆周运动，因此可近似看成是一系列半径不断减小的圆周运动，在这一系列半径不断变小的圆周运动过程中，下列说法中正确的是（）A. 飞船运动的周期变大B. 飞船运动的角速度变大C. 飞船运动的速率变小D. 飞船运动的向心加速度变小3.宇宙中有两颗相距无限远的恒星S1、S2，半径均为R0．如图分别是两颗恒星周围行星的公转半径r3与公转周期T2的图象，其中r3为横轴，T2为纵轴．则（）A. 恒星S1的质量大于恒星S2的质量B. 恒星S1的密度小于恒星S2的密度C. 恒星S1的第一宇宙速度大于恒星S2的第一宇宙速度D. 距两恒星表面高度相同的行星，S1的行星向心加速度较大4.中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统.2017年11月5日，中国第三代导航卫星顺利升空，它标志着中国正式开始建造“北斗”全球卫星导航系统。

北斗卫星导航系统计划由35颗卫星组成，包括5颗静止轨道卫星、27颗中地球轨道卫星、3颗倾斜同步轨道卫星，其中静止轨道和倾斜同步轨道的高度大约为3.6万公里，中地球轨道高度大约为2.2万公里。

已知地球半径大约为6.4×103公里，下列说法正确的有（）A. 静止轨道卫星和倾斜同步轨道卫星之间是相对静止的B. 中轨道卫星的运行速度小于7.9km/sC. 中地球轨道卫星的运行周期大于地球同步卫星运行周期D. 这些卫星中可能存在一直运行与中国领土正上方的卫星5.人造卫星a的圆形轨道离地面高度为h，地球同步卫星b离地面高度为H，h＜H，两卫星共面且旋转方向相同．某时刻卫星a恰好出现在赤道上某建筑物c的正上方，设地球赤道半径为R，地面重力加速度为g，则（）A. a、b 线速度大小之比为B. a、c 角速度之比为1 / 11C. b、c向心加速度大小之比D. a下一次通过c正上方所需时间等于t=2π6.四颗地球卫星a、b、c、d的排列位置如图所示，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. c相对于b静止C. 相同时间内b转过的弧长最长D. d的运动周期最小7.2017年4月7日出现了“木星冲日”的天文奇观，木星离地球最近最亮。

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2019-2019学年度高一物理人教版必修2 第六章万有引力与航天单元测试学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）1.2016年10月17日，我国自主研发的神舟十一号载人飞船在酒泉卫星发射中心由长征二号运载火箭发射升空．“神舟11号”发射后首先进入椭圆形轨道绕地球运行，理论上其发射速度为A. 7.9km/sB. 11.2km/sC. 16.7km/sD. 大于7.9km/s且小于11.2km/s2.如图所示，a为放在地球赤道上随地球表面一起转动的物体，b为处于地面附近近地轨道上的卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，若a、b、c、d的质量相同，地球表面附近的重力加速度为g．则下列说法正确的是（）A. a和b的向心加速度都等于重力加速度gB. a的角速度最大C. c距离地面的高度不是一确定值D. d是三颗卫星中动能最小，机械能最大的3.2013年6月13日，“神州十号”飞船和“天宫一号”飞行器成功自动对接，航天员聂海胜、张晓光、王亚平在“天宫一号”中处于完全失重状态（如图），对于太空舱中的航天员，下列说法正确的是（）A. 航天员处于平衡状态B. 航天员不受任何力的作用C. 航天员的加速度恒定不变D. 航天员受到地球的引力作用4.请阅读下列材料，回答第9～12小题“神舟十一号”载人飞船，于 2016年10月19日3时31分，与“天宫二号”空间实验室成功实现自动交会对接，为我国未来空间站建设进行科学的技术验证，为实现我国从航天大国走向航天强国的中国梦典定了坚实的基础．“天宫二号”围绕地球做圆周运动，是由于受到万有引力作用，我国罗俊院士团队的引力实验室因其算出世界最精确的万有引力常数而被外国专家称为世界“引力中心”，关于万有引力定律的公式，下列正确的是（）A. F=kxB. F=GC. F=maD. F=k第 1 页5.如图所示，两颗人造地球卫星A、B绕地心O做匀速圆周运动，已知A为同步卫星，B为近地卫星．则正确的判断是（）A. 角速度大小的关系是ωA＞ωBB. 卫星A的周期为24小时小于卫星B的周期C. 向心加速度大小的关系是a A＜a BD. 卫星B的线速度大小为第一宇宙速度且小于卫星A的速度6.神舟八号飞船绕地球做匀速圆周运动时，飞行轨道在地球表面的投影如图所示，图中标明了飞船相继飞临赤道上空所对应的地面的经度．设神舟八号飞船绕地球飞行的轨道半径为r1，地球同步卫星飞行轨道半径为r2．则r：r等于（）A. 1：24B. 1：156C. 1：210D. 1：2567.图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命．图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心，轨道半径之比为1：4．若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则在图示轨道上，（）A. “轨道康复者”的速度大于7.9 km/sB. “轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍C. “轨道康复者”的周期是3 h，且两者均从图示位置开始经1.5 h与同步卫星距离最近D. 若要对该同步卫星实施拯救，“轨道康复者”应加速，然后与同步卫星对接8.嫦娥一号探月卫星沿地月转移轨道达到月球，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．之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200km、周期127分钟的圆形轨道III上绕月球做匀速圈周运动．若已知月球的半径R月和引力常量G，则（）A. 卫星经过P点的速度，轨道Ⅰ比轨道Ⅱ小B. 卫星经过P点的加速度，轨道Ⅰ比轨道Ⅱ大C. 可估算卫星的质量D. 可估算月球的质量9.宇航员王亚平在“天宫1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，则飞船做圆周运动的向心加速度大小为（）A. 0B.C.D.二、多选题（本大题共6小题，共30.0分）10.经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。

“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。

如图，两颗星球组成的双星，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，质量之比为m1∶m2=3∶2，则可知( )A. m1、m2做圆周运动的线速度之比为2∶3B. m1、m2做圆周运动的角速度之比为3∶2C. m1做圆周运动的半径为LD. m2做圆周运动的半径为L11.通信卫星又叫同步卫星，下面关于同步卫星的说法中正确的是（）A. 所有的地球同步卫星都位于地球的赤道平面内B. 所有的地球同步卫星的质量都相等C. 它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D. 它可以定位在我们居住的城市桂林的正上空12.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. 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B. 火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C. 火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D. 太阳没有位于木星运行轨道的中心13.地球同步卫星与静止在地球赤道上的物体比较，下列物理量相同的是（）A. 线速度B. 角速度C. 向心加速度D. 周期14.木星是绕太阳运动的一颗行星，它有多颗卫星．若将木星绕太阳的运动和卫星绕木星的运动均视为匀速圆周运动，现要计算木星的质量，需要知道的物理量是（）A. 卫星绕木星运动的周期、轨道半径及引力常量GB. 卫星绕木星运动的周期、轨道半径及卫星的质量C. 木星的半径、木星表面的重力加速度及引力常量GD. 木星绕太阳运动的周期、轨道半径及引力常量G15.地球质量为M，绕太阳做匀速圆周运动，半径为R，有一质量为m的飞船，由静止开始从P点在恒力F的作用下，（不计飞船受到的万有引力），沿PD方向做匀加速直线运动，一年后在D点飞船掠过地球上空，再过三个月，又在Q处掠过地球上空。

（取π2=10）根据以上条件可以得出（）A. DQ 的距离为RB. PD 的距离为RC. 地球与太阳的万有引力的大小D. 地球与太阳的万有引力的大小三、计算题（本大题共3小题，共34.0分）16.某中子星的质量大约与太阳的质量相等，为2×1030kg，但是它的半径才不过10km，（已知引力常量为G=6.67×10-11Nm2/kg2，=1.1，=3.6）求：（1）此中子星表面的自由落体加速度。

第 3 页（2）此中子星的第一宇宙速度。

17.在“北斗”卫星导航系统中，同步卫星起到非常重要的作用，这些卫星运动在离地心的距离为r的圆形轨道上，同时已知某颗同步卫星的质量m，引力常量G，地球自转周期为T，请根据以上信息，求出下列物理量（用题中给出的物理量表示）。

（1）同步卫星运动的角速度大小；（2）地球对该卫星的吸引力大小；（3）地球的质量。

18.一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验：在离地面h高处让小球以v0的初速度水平抛出，他测出小球落地点与抛出点的水平距离为x，又已知该星球的半径为R，己知万有引力常量为G，求：（1）该星球表面的重力加速度g（2）该星球的质量M（3）该星球的第一宇宙速度v（最后结果必须用题中己知物理量表示）答案和解析【答案】1. D2. D3. D4. B5. C6. D7. D8. D9. D10. AC11. AC12. CD13. BD14. AC15. ABC16. 解：（1）中子星表面物体所受重力等于其万有引力，中子星表面的自由落体加速度≈1.3×1012m/s2（2）第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，根据万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：可得中子星的第一宇宙速度=1.1×108m/s答：（1）此中子星表面的自由落体加速度为1.3×1012m/s2；（2）此中子星的第一宇宙速度为1.1×108m/s。

17. 解：（1）已知同步卫星的周期与地球自转的周期相同，即为T，则据角速度与周期的关系有同步卫星的角速度ω=（2）地球对卫星的吸引力提供卫星圆周运动的向心力，所以地球对卫星吸引力F=F向=mrω2=（3）地球对卫星的万有引力提供圆周运动的向心力故有：所以地球的质量M =答：（1）同步卫星的角速度为ω=（2）地球对卫星的吸引力F =（3）地球的质量为M =18. 解：（1）小球做平抛运动，在水平方：X=V0t，解得：从抛出到落地时间为：t =；小球做平抛运动时在竖直方向上有：h =gt2，解得，该星球表面的重力加速度为：g =；（2）设地球的质量为M，静止在地面上的物体质量为m，由万有引力等于物体的重力得：mg =，所以该星球的质量为：M =；（3）设有一颗质量为m的近地卫星绕地球作匀速圆周运动，速率为v，由牛顿第二定律得：=m，重力等于万有引力，即mg =，解得，该星球的第一宇宙速度为：v =；答：（1）该星球表面的重力加速度是；第 5 页（2）该星球的质量；（3）该星球的第一宇宙速度；【解析】1. 【分析】第一宇宙速度7.9km/s是人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动时的最大速度；地球同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度；人造地球卫星运行时速度大于第二宇宙速度11.2km/s时，就脱离地球束缚。

第三宇宙速度16.7km/s是物体逃离太阳的最小速度，从而即可求解。

本题考查对宇宙速度的理解能力；对于第一宇宙速度不仅要理解，还要会计算；第一宇宙速度就近地卫星环绕地球做匀速圆周运动的速度，要强调卫星做匀速圆周运动。

【解答】在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时，根据万有引力提供向心力列出等式为：；解得速度为：；第一宇宙速度7.9km/s是神舟十一号载人飞船在地球表面做圆周运动的最大运行速度，也就是反射的最小速度，神舟十一号载人飞船的发射速度大于第一宇宙速度；第二宇宙速度11.2km/s是飞船在太阳系做圆周运动的最大运行速度；所以神舟十一号载人飞船的发射速度大于第一宇宙速度而小于第二宇宙速度；故ABC错误，D正确。

故选D。

2. 解：A、地球同步卫星的周期、角速度必须与地球自转周期、角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度比a的大．由牛顿第二定律得：G=ma，解得：a=，知卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则地球同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；B、根据万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=mω2r，解得：ω=，由于r b＜r c＜r d，则ωb＞ωc＞ωd，a与c的角速度相等，则b的角速度最大，故B错误；C、c是地球同步卫星，同步卫星相对地面静止，c的轨道半径是一定的，c距离地面的高度是一确定值，故C错误；D、卫星做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=m，卫星的动能为：E K==，三颗卫星中d的轨道半径最大，则d的动能最小，以无穷远处为零势能面，机械能：E=E K+E P=-=-，知d的轨道半径最大，d的机械能最大，故D正确；故选：D地球同步卫星的周期、角速度与地球自转周期、角速度相等，地球同步卫星的轨道半径是确定的；卫星做圆周运动万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律求出周期、角速度、向心加速度，然后分析答题．对于卫星问题，要建立物理模型，根据万有引力提供向心力，分析各量之间的关系，并且要知道同步卫星的条件和特点．3. 解：A、太空舱绕地球作匀速圆周运动，航天员处于完全失重状态，不是平衡状态，故A错误；B、太空舱绕地球作匀速圆周运动，航天员的“重力”提供向心力，故B错误；C、航天员的加速度大小恒定不变，方向时刻改变，故C错误；D、太空舱绕地球作匀速圆周运动，万有引力提供向心力，航天员受到地球的引力作用，故D正确．故选：D太空舱绕地球作匀速圆周运动，万有引力提供向心力，在太空舱中，物体处于完全失重状态．本题主要考查了太空舱绕地球作匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，要注意此时物体处于完全失重状态4. 解：根据万有引力定律，两个物体之间的万有引力大小与两个物体质量的乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，表达式：F=G．故B正确，ACD错误故选：B万有引力定律是牛顿发现的，它适用于自然界中的任何两个物体之间．万有引力的表达式：F=G．引力常量G有单位，其单位根据公式推导．本题考查对万有引力定律的发现、适用条件和引力常量单位的理解，要注意万有引力定律适用于两个质点间引力的计算的特点．5. 解：A、根据万有引力提供向心力，得ω=，由此可知，距离越远，角速度越小，故A错误．B 、根据万有引力提供向心力，得，轨道半径越小，周期越小，故卫星A的周期为24小时大于卫星B的周期，故B错误．C 、根据可知，轨道半径小的加速度大，故C正确．D、第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大运行速度，卫星B的线速度小于第一宇宙速度且大于卫星A 的速度．故D错误．故选：C人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力，可知角速度和线速度与圆周运动半径间的关系，第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大运行速度．同步卫星的轨道平面与赤道平面重合．本题主要考查卫星的相关知识，能根据万有引力提供圆周运动向心力分析描述圆周运动物理与卫星轨道半径的关系，知道同步卫星的轨道平面与赤道平面重合6. 解：从图象中可以看出，飞船每转动一圈，地球自转22.5°，故飞船的周期为：，同步卫星的周期为24h，由开普勒第三定律可得，故D正确，ABC错误；故选：D从图象中可以看出，飞船每转动一圈，地球自转22.5°，故可以得到飞船的公转周期；再运用开普勒第三定律求解．本题关键是能够从图象得到飞船的公转周期，然后运用开普勒第三定律求解，运用开普勒第三定律，要注意对于同一个中心天体比值k相同．7. 解：A 、图示轨道略高于近地轨道，由可得v =，r越大，v越小，故“轨道康复者”的速度小于近地卫星的速度，即小于7.9km/s；故A错误；B 、由，在图示轨道上，“轨道康复者”与地球同步卫星加速度之比为；故B错误；C、“轨道康复者”的周期为3h，且从图示位置开始经1.5h ，“轨道康复者”转半圈，而同步卫星转圈，此时并不在最近点，故C错误；第 7 页D、“轨道康复者”应从图示轨道上加速后，轨道半径增大，与同步卫星轨道相交，则可进行对接，故D 正确；故选：D．利用第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，以及卫星速度近大远小规律分析A项；利用加速度和周期公式分析BC两项物理量大小关系；利用卫星最近时角度及圈数关系分析二者远近；卫星对接则使用卫星变轨的原理分析．本题考查卫星的基本规律，涉及内容广泛，考查全面，难点在于卫星的“相遇”问题，如果作示意图会更好理解一些．8. 解：A、由题意可知，卫星从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ，需要在P点“刹车”，所以卫星经过P点的速度，轨道Ⅰ比轨道Ⅱ大，故A错误；B、卫星的加速度由万有引力产生，根据可知，卫星在轨道I和轨道III上经P点时的加速度相同，故B错误；C、D、根据万有引力提供圆周运动向心力可以算得月球的质量M，但不能得到卫星的质量，故C错误，D正确．故选：D卫星从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ，需要在P点“刹车”；根据同一点卫星所受万有引力相同，根据卫星运动特征比较加速度大小问题．万有引力提供圆周运动的向心力，已知轨道半径和绕行周期可以算出中心天体月球的质量．万有引力提供圆周运动向心力是解决本题的基本出发点，掌握匀速圆周运动的条件和离心运动的条件是解决本题的要素．9. 【分析】飞船在距地面高度为h的位置，由万有引力等于重力列式求解重力加速度。