2015-2016学年人教版物理必修2第六章《万有引力与航天》单元测试题(提高篇)
第六章《万有引力与航天》章末检测（提高篇）一、选择题（本题共10小题，每小题6分，共60分．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求）1.（2015·湖南省长沙市长郡中学月考）如果太阳系几何尺寸等比例的膨胀,月球绕地球的运动近似为匀速圆周运动,则下列物理量变化正确的是（）A月球的向心加速度比膨胀前的小.B月球受到的向心力比膨胀前的大.C月球绕地球做圆周运动的周期与膨胀前的相同.D月球绕地球做圆周运动的线速度比膨胀前的小.2. （2015·江苏省南通中学期中考）研究表明，地球自转在逐渐改变，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，且地球的质量、半径都不变，若干年后（）A．近地卫星（以地球半径为轨道半径）的运行速度比现在大B．近地卫星（以地球半径为轨道半径）的向心加速度比现在小C．同步卫星的运行速度比现在小D．同步卫星的向心加速度与现在相同3．（2015·湖北省八校联考）2014年10月24日，“嫦娥五号”在西昌卫星发射中心发射升空，并在8天后以“跳跃式再入”方式成功返回地面。
“跳跃式再入”指航天器在关闭发动机后进入大气层，依靠大气升力再次冲出大气层，降低速度后再进入大气层，如图所示，虚线为大气层的边界。
已知地球半径R，地心到d点距离r，地球表面重力加速度为g。
下列说法正确的是（）A．“嫦娥五号”在b点处于完全失重状态B．“嫦娥五号”在d点的加速度小于g(R/r)2C．“嫦娥五号”在a点速率大于在c点的速率D．“嫦娥五号”在c点速率大于在e点的速率4. （2015·重庆市巴蜀中学月考）北京航天飞行控制中心对“嫦娥二号”卫星实施多次变轨控制并获得成功．首次变轨是在卫星运行到远地点时实施的，紧随其后进行的3次变轨均在近地点实施．“嫦娥二号”卫星的首次变轨之所以选择在远地点实施，是为了抬高卫星近地点的轨道高度．同样的道理，要抬高远地点的高度就需要在近地点实施变轨．图为“嫦娥二号”某次在近地点A由轨道1变轨为轨道2的示意图，下列说法中正确的是()．A．“嫦娥二号”在轨道1的A点处应点火加速B．“嫦娥二号”在轨道1的A点处的速度比在轨道2的A点处的速度大C．“嫦娥二号”在轨道1的A点处的加速度比在轨道2的A点处的加速度大D．“嫦娥二号”在轨道1的B点处的机械能比在轨道2的C点处的机械能大5. （2015·江苏省如皋市期末质检）我国发射了一颗资源探测卫星，发射时，先将卫星发射至距地面50km的近地圆轨道1上，然后变轨到近地点高50km，远地点高1500km的椭圆轨道2上，最后由轨道2进入半径为7900km的圆轨道3，已知地球表面的重力加速度g=10m/s2，忽略空气阻力，则以下说法正确的是（）A．在轨道2运行的速率可能大于7.9km/sB．卫星在轨道2上从远地点向近地点运动的过程中速度增大，机械能增大C．由轨道2变为轨道3需要在近地点点火加速，且卫星在轨道2上运行周期小于在轨道3上运行周期D．仅利用以上数据，可以求出卫星在轨道3上的动能6. （2015·黑龙江省鸡西一中期中）如图所示,A为静止于地球赤道上的物体,B为绕地球做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具有相同大小的加速度B．卫星C的运行速度大于物体A的速度C．可能出现：在每天的某一时刻卫星B在A的正上方D．卫星B在P点的运行加速度大小与卫星C在该点运行加速度相等7. （2015·河南省豫南九校联考）我国自主研制的“嫦娥三号”，携带“玉兔”月球车已于2013年12月2日1时30分在西昌卫星发射中心发射升空，落月点有一个富有诗意的名字——“广寒宫”。
若已知月球质量为m月，半径为R，引力常量为G，以下说法正确的是（）A．若在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最大运行速度为B．若在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最小周期为C．若在月球上以较小的初速度v0竖直上抛一个物体，则物体上升的最大高度为D．若在月球上以较小的初速度v0竖直上抛一个物体，则物体从抛出到落回抛出点所用时间为8. （2015·云南省玉溪一中期中）如图所示为一卫星绕地球运行的轨道示意图，O点为地球球心，已知引力常量为G，地球质量为M，，，下列说法正确的是（）A．卫星在A点的速率B．卫星在B点的速率C．卫星在A点的加速度D．卫星在B点的加速度9．（2015·山东省淄博市桓台二中期中）2007年10月24日，我国发射了第一颗探月卫星——“嫦娥一号”，使“嫦娥奔月”这一古老的神话变成了现实．嫦娥一号发射后先绕地球做圆周运动，经多次变轨，最终进入距月面h=200公里的圆形工作轨道，开始进行科学探测活动．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法正确的（）A．嫦娥一号绕月球运行的周期为B．由题目条件可知月球的平均密度为C．嫦娥一号在工作轨道上的绕行速度为D．在嫦娥一号的工作轨道处的重力加速度为10. （2015·河北省石家庄市质检）绕恒星做圆周运动．由天文观测可得，其运行周期为T，速度为v.引力常量为G，则下列说正确的是（）A．恒星的质量为B．行星的质量为C．行星运动的轨道半径为D．行星运动受到万有引力为二、实验题11. （2015·上海市十二校联考）假设我们已经进入了航天时代，一个由三个高中学生组成的航天兴趣小组正乘外星科学考察飞船前往X星球，准备用携带的下列器材测量该星球表面的重力加速度g，这些器材是：A．钩码一盒，质量未知且各钩码质量不等B．重锤一个（带夹子），质量未知C．带孔金属小球一个，直径已知为dD．电源（带有开关），可输出频率为f的交流电压，可满足实验要求E．无弹性的丝线若干根F．导线，开关若干G．刻度尺1把H．测力计1个I．天平1台（含砝码1盒）J．电磁打点计时器1台（含复写纸片、纸带）K．电子秒表1个L．带有光控计时器的实验平板一块．在平板两端各有一个光控门，同时还配有其专用的直流电源、导线、开关、重锤线、滑块，该器材可用来测量物体从—个光控门运动到另—个光控门的时间M．支架：能满足实验所需的固定作用到达X星球后，三个学生从以上器材中选择各自所需的器材（同一器材可以重复选用），用不同的方法各自独立地测出了重力加速度g的值．现请你完成他们所做的实验：实验一：（已经完成） (1）器材有：A 、H 、I （2）主要的实验步骤是：①选取一个合适的钩码，用天平测出质量m ②用测力计测出该钩码的重力F ③计算重力加速度的表达式为m Fg实验二：（1）选用的器材有_________________ （2）写出主要的实验步骤（简明扼要）．_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________ 实验三：（1）选用的器材有_______________________ （2）简明扼要的写出主要实验步骤．__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________三、计算题（本题共3小题，共40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）12. （2015·重庆市巴蜀中学月考）宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为的圆轨道上运行，如图甲所示。
另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示，设每个星体的质量均为。
(1)试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期； (2)假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？13. （2015·湖南省邵阳市石齐中学月考）据人民网报道，北京时间2013年12月6日17时53分，嫦娥三号探测器成功实施近月制动，顺利进入环月轨道。
探测器环月运行轨道可视为圆轨道。
已知探测器环月运行时可忽略地球及其他天体的引力，轨道半径为r，运动周期为T，引力常量为G。
求：（1）探测器绕月运行的速度的大小；（2）探测器绕月运行的加速度的大小；（3）月球的质量。
14. （2015·甘肃省天水市秦安二中期中）2007年10月24日，中国首颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道．随后，“嫦娥一号”经过变轨和制动成功进入环月轨道．如图所示，阴影部分表示月球，设想飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上作匀速圆周运动，到达A点时经过暂短的点火变速，进入椭圆轨道Ⅱ，在到达轨道Ⅱ近月点B点时再次点火变速，进入近月圆形轨道Ⅲ，而后飞船在轨道Ⅲ上绕月球作匀速圆周运动．已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0．不考虑其它星体对飞船的影响，求：（1）飞船在轨道Ⅰ、Ⅲ的速度之比．（2）飞船从轨道Ⅱ上远月点A运动至近月点B所用的时间．（3）如果在Ⅰ、Ⅲ轨道上有两只飞船，它们绕月球飞行方向相同，某时刻两飞船相距最近（两飞船在月球球心的同侧，且两飞船与月球球心在同一直线上），则经过多长时间，他们又会相距最近？参考答案1.分析：由密度不变，半径变化可求得天体的质量变化；由万有引力充当向心力可得出变化以后的各量的变化情况．解析：万有引力提供圆周运动向心力，根据牛顿二定律有：A、向心加速度，太阳系几何尺寸等比例地膨胀，各星球的密度不变，由于质量与半径的三次方成正比，故表达式中分子增大的倍数更大，故向心加速度增大，所以A错误；B、向心力，太阳系几何尺寸等比例地膨胀，各星球的密度不变，由于质量与半径的三次方成正比，故表达式中分子增大的倍数更大，故向心力增大．故B正确；C、周期，太阳系几何尺寸等比例地膨胀，各星球的密度不变，由于质量与半径的三次方成正比，故表达式中分子增大的倍数与分母增大的倍数相同，故公转周期不变，C正确；D、线速度，太阳系几何尺寸等比例膨胀，各星球的密度不变，由于质量与半径的三次方成正比，故表达式中分子增大的倍数更大，故线速度增大，故D错误．故选：BC．点评：解决本题的关键是抓住万有引力提供圆周运动向心力，由于星系的膨胀及密度不变引起的质量和半径是否等比例增大的判断．2.解析：A、近地卫星由万有引力提供圆周运动向心力，据GmM/R2＝mv2/ R 知，近地卫星的运行速度v＝，地球的质量和半径都不变，故运行速度大小不变，所以A错误；B、近地卫星向心力由万有引力提供据GmM/R2＝ma知，卫星的向心加速度a＝GM/R2，地球质量和半径都不变，帮向心加速度保持不变，所以B错误；C、万有引力提供圆周运动向心力有GmM/r2＝mv2/r＝mr4π2/ T2，周期T= 4π2r3 /GM ，由于地球自转周期变慢，故同步卫星的轨道高度r变大，又据v＝知，轨道半径r变大，卫星的线速度变小，所以C正确．D、据C分析知，同步卫星的r变大，据向心加速度a＝GM/r2知，向心加速度减小，故D错误．故选：C．3.解析：选C.由题意，“嫦娥五号”在b点依靠大气升力冲出大气层，有向上的加速度分量，处于超重状态，A错误;“嫦娥五号”在d点只受万有引力作用，由GMm/r2=ma，GM=gR2知，a=g(R/r)2，故B错误;“嫦娥五号”从a到c万有引力不做功，但大气阻力做负功，故动能减小，a点的速率大于c点的速率，C正确;“嫦娥五号”从c到e点，万有引力不做功，该过程中也无大气阻力做功，则动能不变，故在c点速率等于在e点的速率，D错误.4.解析：A、“嫦娥二号”卫星某次在近地点A由轨道1变轨为轨道2，需在A点处点火加速，使得万有引力更小于向心力，做半长轴更大的椭圆运动．所以“嫦娥二号”在轨道1的A点处的速度比在轨道2的A点处的速度小．故A正确，B错误．C、根据万有引力大小公式知，卫星在C处所受的万有引力小，根据牛顿第二定律知，卫星在C处的加速度较小．故C正确．D、卫星在椭圆轨道上运行，只有万有引力做功，机械能守恒，卫星由轨道1上的A点需加速才能进入轨道2，知轨道2上的机械能大于轨道1上的机械能．故D错误．故选：AC．5.解析：A、第一宇宙速度是理论上的最大环绕速度，实际卫星绕地球圆周运动的速度都小于这个值；在1圆轨道变轨到2椭圆轨道的过程中，需要加速，所以速率可能大于7.9km/s，故A正确；B、卫星在轨道2上从远地点向近地点运动的过程中只有万有引力（或者说重力）做功，所以机械能不变，故B错误；C、轨道3是远地轨道，所以由轨道2变为轨道3需要在远地点点火加速做离心运动，故C错误；D、不知道卫星的质量，所以不能求出在轨道3上的动能，故D错误．故选：A．6.解析:对于A,B选项,物体A和卫星C具有相同周期,所以根据圆周运动向心加速度,线速度公式可知,卫星C圆周半径大,向心加速度大,线速度也大,则A错,B正确；对于C选项,物体A是匀速圆周运动,线速度大小不变,角速度不变,而卫星B的线速度是变化的,近地点最大,远地点最小,即角速度发生变化,而周期相等,所以如图所示开始转动一周的过程中,会出现A 先追上B,后又被B落下,一个周期后A和B都回到自己的起点.所以可能出现：在每天的某一时刻卫星B在A的正上方,则C正确；对于D选项,根据万有引力和牛顿第二定律即F=GMm/r2=ma,可得a=GM/r2,都在P点,所以加速度相等；故选BCD 。
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)。
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。
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。
人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》单元测试题(解析版)
人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》单元测试题（解析版）一、单项选择题(每题只要一个正确答案)1.物理学开展历史中，在先人研讨基础上经过多年的尝试性计算，首先宣布行星运动的三个定律的迷信家是()A．哥白尼B．第谷C．伽利略D．开普勒2.经过一个减速装置对电子加一很大的恒力，使电子从运动末尾减速，那么对这个减速进程，以下描画正确的选项是()A．依据牛顿第二定律，电子将不时做匀减速直线运动B．电子先做匀减速直线运动，后以光速做匀速直线运动C．电子末尾近似于匀减速直线运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用D．电子是微观粒子，整个减速进程基本就不能用牛顿运动定律解释3.卫星绕某一行星的运动轨道可近似看成是圆轨道，观察发现每经过时间t，卫星运动所经过的弧长为L，该弧长对应的圆心角为θ弧度，如下图．万有引力常量为G，由此可计算出太阳的质量为()A．M＝B．M＝C．D．4.宇宙中有这样一种三星系统，系统由两个质量为m的小星体和一个质量为M的大星体组成，两个小星体围绕大星体在同一圆形轨道上运转，轨道半径为r.关于该三星系统的说法中正确的选项是 ( )①在动摇运转状况下，大星体提供两小星体做圆周运动的向心力②在动摇运转状况下，大星体应在小星体轨道中心，两小星体在大星体相对的两侧③小星体运转的周期为T＝④大星体运转的周期为T＝A．①③ B．②③ C．①④ D．②④5.设在地球上和某天体上以相反的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k(均不计阻力)，且地球与该天体的半径之比也为k，那么地球与此天体的质量之比为()A． 1B．k2C．k D．6.我国绕月探测工程的预先研讨和工程实施已取得重要停顿．设地球、月球的质量区分为m1、m2，半径区分为R1、R2，天然地球卫星的第一宇宙速度为v，对应的盘绕周期为T，那么盘绕月球外表左近圆轨道飞行的探测器的速度和周期区分为()A．v，T B．v，TC．v，T D．v，T7.土星周围有美丽壮观的〝光环〞，组成环的颗粒是大小不等、线度从1 μm到10 m的岩石、尘埃，相似于卫星，它们与土星中心的距离从7.3×104km延伸到1.4×105km.环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14 h，引力常量为6.67×10－11N·m2/kg2，那么土星的质量约为(预算时不思索环中颗粒间的相互作用)()A． 9.0×1016kg B． 6.4×1017kg C． 9.0×1025kg D． 6.4×1026kg8.一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星外表飞行，要测定该行星的密度，仅仅需求()A．测定飞船的运转周期B．测定飞船的盘绕半径C．测定行星的体积D．测定飞船的运转速度9.甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运转高度低于甲的运转高度，两卫星轨道均可视为圆轨道．以下判别正确的选项是()A．乙的周期大于甲的周期B．乙的速度大于第一宇宙速度C．甲的减速度小于乙的减速度D．甲在运转时能经过北极的正上方10.冥王星与其左近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O 做匀速圆周运动．由此可知，冥王星绕O点运动的()．A．轨道半径约为卡戎的B．角速度大小约为卡戎的C．线速度大小约为卡戎的7倍D．向心力大小约为卡戎的7倍11.火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运转，依据开普勒行星运动定律可知()A．火星与木星公转周期相等B．火星和木星绕太阳运转速度的大小一直不变C．太阳位于木星运转椭圆轨道的某焦点上D．相反时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积12.某星球的半径为R，在其外表上方高度为aR的位置，以初速度v0水平抛出一个金属小球，水平射程为bR，a，b均为数值极小的常数，那么这个星球的第一宇宙速度为()A．v0B．v0C．v0D．v013.关于我国发射的〝亚洲一号〞地球同步通讯卫星的说法，正确的选项是()A．假定其质量加倍，那么轨道半径也要加倍B．它在北京上空运转，故可用于我国的电视广播C．它以第一宇宙速度运转D．它运转的角速度与地球自转角速度相反14.天然卫星盘绕地球运转的速率v＝，其中g为空中处的重力减速度，R为地球半径，r为卫星离地球中心的距离．以下说法正确的选项是()A．从公式可见，盘绕速度与轨道半径成正比B．从公式可见，盘绕速度与轨道半径的平方根成正比C．从公式可见，把天然卫星发射到越远的中央越容易D．以上答案都不对15.如下图，A为地球赤道上的物体，B为地球同步卫星，C为地球外表上北纬60°的物体．A、B的质量相反．那么以下关于A、B和C三个物体的说法中，正确的选项是()A．A物体遭到的万有引力小于B物体遭到的万有引力B．B物体的向心减速度小于A物体的向心减速度C．A、B两物体的轨道半径的三次方与周期的二次方的比值相反D．A和B线速度的比值比C和B线速度的比值大，都小于1二、多项选择题(每题至少有两个正确答案)16.(多项选择)2021年12月2日，我国探月卫星〝嫦娥三号〞在西昌卫星发射中心成功发射升空，飞行轨道表示图如下图．〝嫦娥三号〞从空中发射后奔向月球，先在轨道∶上运转，在P点从圆形轨道∶进入椭圆轨道∶，Q为轨道∶上的近月点，那么〝嫦娥三号〞在轨道∶上()〝嫦娥三号〞飞行轨道表示图A．运转的周期小于在轨道∶上运转的周期B．从P到Q的进程中速率不时增大C．经过P的速度小于在轨道∶上经过P的速度D．经过P的减速度小于在轨道∶上经过P的减速度17.(多项选择)假设地球自转角速度增大，关于物体所受的重力，以下说法正确的选项是()A．放在赤道空中上的物体的万有引力不变B．放在两极空中上的物体的重力不变C．放在赤道空中上的物体的重力减小D．放在两极空中上的物体的重力添加18.(多项选择)〝嫦娥一号〞探月卫星发起机封锁，轨道控制完毕，卫星进上天月转移轨道，图中MN之间的一段曲线表示转移轨道的一局部，P是轨道上的一点，直线AB过P点且和两边轨道相切，以下说法中正确的选项是()A．卫星在此段轨道上，动能不变B．卫星经过P点时动能最小C．卫星经过P点时速度方向由P指向BD．卫星经过P点时减速度为019.2021年中国将发射〝天宫二号〞空间实验室，并发射〝神舟十一号〞载人飞船和〝天舟一号〞货运飞船，与〝天宫二号〞交会对接．〝天宫二号〞估量由〝长征二号F〞改良型无人运载火箭或〝长征七号〞运载火箭从酒泉卫星发射中心发射升空，由长征运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，B点距离空中的高度为h，地球的中心位于椭圆的一个焦点上．〝天宫二号〞飞行几周后停止变轨进人预定圆轨道，如下图．〝天宫二号〞在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，引力常量为G，地球半径为R.那么以下说法正确的选项是()A．〝天宫二号〞从B点沿椭圆轨道向A点运转的进程中，引力为动力B．〝天宫二号〞在椭圆轨道的B点的向心减速度大于在预定圆轨道上B点的向心减速度C．〝天宫二号〞在椭圆轨道的B点的速度大于在预定圆轨道上B点的速度D．依据标题所给信息，可以计算出地球质量20.(多项选择)在中国航天骄人的业绩中有这些记载：〝天宫一号〞在离空中343 km的圆形轨道上飞行；〝嫦娥一号〞在距月球外表高度为200 km的圆形轨道上飞行；〝北斗〞卫星导航系统由〝同步卫星〞(地球运动轨道卫星，在赤道平面，距赤道的高度约为 36 000千米)和〝倾斜同步卫星〞(周期与地球自转周期相等，但不定点于某地上空)等组成．那么以下剖析正确的选项是()A．设〝天宫一号〞绕地球运动的周期为T，用G表示引力常量，那么用表达式求得的地球平均密度比真实值要小B．〝天宫一号〞的飞行速度比〝同步卫星〞的飞行速度要小C．〝同步卫星〞和〝倾斜同步卫星〞同周期、同轨道半径，但两者的轨道平面不在同一平面内D．〝嫦娥一号〞与地球的距离比〝同步卫星〞与地球的距离小三、填空题21.地球半径为R，质量为M，自转周期为T.一个质量为m的物体放在赤道处的海平面上，那么物体遭到的万有引力F＝______，重力G＝______.22.对太阳系的行星，由公式＝，F＝，＝k可以失掉F＝________，这个公式说明太阳对不同行星的引力，与________成正比，与________成正比．23.地球赤道上的物体A，近地卫星B(轨道半径等于地球半径)，同步卫星C，假定用TA、TB、TC；v A、v B、v C；区分表示三者周期，线速度，那么满足________，________.24.据报道，美国方案2021年末尾每年送15 000名游客上太空旅游．如下图，当航天器围绕地球做椭圆运转时，近地点A的速率________(填〝大于〞〝小于〞或〝等于〞)远地点B的速率．25.如下图是某行星围绕太阳运转的表示图，那么行星在A点的速率________在B点的速率.四、计算题26.假定几年后，你作为航天员登上了月球外表，假设你月球半径R，那么你用一个弹簧测力计和一个质量的砝码m，能否测出月球的质量M？怎样测定？27.宇宙中两个相距较近的天体称为〝双星〞，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，但两者不会因万有引力的作用而吸引到一同．设两者的质量区分为m1和m2，两者相距为L.求：(1)双星的轨道半径之比；(2)双星的线速度之比；(3)双星的角速度．答案解析1.【答案】D【解析】哥白尼提出了日心说，第谷对行星停止了少量的观察和记载，开普勒在第谷的观察记载的基础上提出了行星运动的三个定律，选项D正确，A、B、C错误.2.【答案】C【解析】电子在减速装置中由运动末尾减速，末尾阶段速度较低，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以以为在它被减速的最后阶段，它做匀减速直线运动．随着电子的速度越来越大，接近光速时，相对论效应越来越大，质量加大，它不再做匀减速直线运动，牛顿运动定律不再适用．3.【答案】B【解析】线速度为v＝∶角速度为ω＝∶依据线速度和角速度的关系公式，有v＝ωr∶卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，依据牛顿第二定律，有G＝mvω∶联立解得M＝，应选项B正确．4.【答案】B【解析】三星应该在同不时线上，并且两小星体在大星体相对的两侧，只要这样才干使某一小星体遭到大星体和另一小星体的引力的合力提供向心力．由G＋G＝mr2，解得小星体的周期T＝，所以选项B正确．5.【答案】C【解析】在地球上：h＝某天体上；h′＝由于＝k所以＝k依据G＝mg，G＝mg′可知＝又由于＝k联立得：＝k6.【答案】A【解析】由向心力公式＝，＝，两式联立，得v2＝v；由T2＝，T＝，两式联立，得T2＝T，故A项正确．7.【答案】D【解析】环的外缘颗粒绕土星做圆周运动，依据万有引力提供向心力，列出等式：G＝mR()2M＝，其中R为轨道半径，大小为1.4×105km，T为周期，约为14 h.代入数据得：M≈6.4×1026kg.8.【答案】A【解析】取飞船为研讨对象，由G＝mR及M＝πR3ρ，知ρ＝，应选A.9.【答案】C【解析】天然卫星绕地球做匀速圆周运动，依据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有：G＝m＝mω2r＝m()2r＝ma解得：v＝∶T＝2π∶a＝∶由∶∶∶式可以知道，天然卫星的轨道半径越大，线速度越小、周期越大、减速度越小，由于甲卫星的高度大，轨道半径大，故甲卫星的线速度小、周期大，减速度小；第一宇宙速度是近地圆轨道的盘绕速度，也是圆轨道运转的最大速度；那么C正确；甲只能在赤道上空，那么D错误，应选C.10.【答案】A【解析】设冥王星和卡戎的质量区分为m1和m2，轨道半径区分为r1和r2，它们之间的距离为L.冥王星和卡戎绕它们连线上的某点做匀速圆周运动，转动周期和角速度相反，选项B错误；关于冥王星有＝m1ω2r1，关于卡戎有＝m2ω2r2，可知m1ω2r1＝m2ω2r2，故＝＝，选项A正确；又线速度v＝ωr，故线速度大小之比＝＝，选项C错误；因两星的向心力均由它们之间的万有引力提供，故大小相等，选项D错误．11.【答案】C【解析】依据开普勒第三定律，＝k，k为常量，火星与木星公转的半径不等，所以火星与木星公转周期不相等，故A错误；开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳与行星的连线在相反时间内扫过的面积相等．行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不时变化，故B错误；相反时间内，太阳行星的连线在相反时间内扫过的面积相等是对同一个行星而言，故D错误；开普勒第一定律的内容为一切行星区分沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上，故C正确．12.【答案】A【解析】设该星球外表重力减速度为g，小球落地时间为t，抛出的金属小球做平抛运动，依据平抛运动规律得aR＝gt2，bR＝v0t，联立以上两式解得g＝，第一宇宙速度即为该星球地表卫星线速度，依据地表卫星重力充任向心力得mg＝m，所以第一宇宙速度v＝＝＝v0，应选项A正确．13.【答案】D【解析】由G＝m得r＝，可知轨道半径与卫星质量有关，A错．同步卫星的轨道平面必需与赤道平面重合，即在赤道上空运转，不能在北京上空运转，B错．第一宇宙速度是卫星在最低圆轨道上运转的速度，而同步卫星在高轨道上运转，其运转速度小于第一宇宙速度，C错．所谓〝同步〞就是卫星坚持与空中赤道上某一点相对运动，所以同步卫星的角速度与地球自转角速度相反，D对．14.【答案】B【解析】由于g是地球外表处的重力减速度，R是地球半径，都是定值，依据v＝可得盘绕速度与轨道半径的平方根成正比，B正确，A、D错误；虽然r越大，v越小，但把卫星发射到越远的中央火箭会有更多的动能转化为重力势能，需求的发射速度就越大，C错误．15.【答案】D【解析】依据万有引力定律F＝G，且A、B的质量相反，可知，间距越大的，引力越小，因此A物体遭到的万有引力大于B物体遭到的万有引力，故A错误；由an＝ω2r，因A与B的角速度相反，当半径越大时，那么向心减速度越大，故B错误；A在地球外表，不是盘绕地球做匀速圆周运动，因此不满足开普勒第三定律，故C错误；依据v＝ωr，可知，B点线速度最大，而C的线速度最小，因此A与B的线速度之比，C与B的线速度之比，均小于1，再依据同步卫星轨道半径约是地球半径的5.7倍，那么＝，C为地球外表上北纬60°的物体，那C轨道半径为地球半径的一半，那么＝，因此＝，故D正确．16.【答案】ABC【解析】依据开普勒第三定律＝k，可判别嫦娥三号卫星在轨道∶上的运转周期小于在轨道∶上的运转周期，A正确；由于P点是远地点，Q点是近地点，故从P点到Q点的进程中速率不时增大，B正确；依据卫星变轨特点可知，卫星在P点从圆形轨道∶进入椭圆轨道∶要减速，C正确；依据牛顿第二定律和万有引力定律可判别在P点，卫星的减速度是相反的，D错误．17.【答案】ABC【解析】地球自转角速度增大，物体遭到的万有引力不变，选项A正确；在两极，物体遭到的万有引力等于其重力，那么其重力不变，选项B正确，D错误；而对放在赤道空中上的物体，F万＝G＋mω2R，由于ω增大，那么G重减小，选项C正确．重18.【答案】BCD19.【答案】AD【解析】〝天宫二号〞从B点沿椭圆轨道向A点运转的进程中，速度是变大的，故遭到的地球引力为动力，所以A正确；在B点〝天宫二号〞发生的减速度都是由万有引力发生的，由于同在B 点万有引力大小相等，故不论在哪个轨道上运动，在B点时万有引力发生的减速度大小相等，故B 错误；〝天宫二号〞在椭圆轨道的B点的减速后做离心运动才干进入预定圆轨道，故〝天宫二号〞在椭圆轨道的B点的速度小于在预定圆轨道的B点的速度，故C错误；〝天宫二号〞在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，故周期为T＝，依据万有引力提供向心力G＝m，得地球的质量M＝＝，故D正确．20.【答案】AC【解析】设地球轨道半径为R，〝天宫一号〞的轨道半径为r，运转周期为T，地球密度为ρ，那么有＝m()2r，M＝ρ·，解得ρ＝，A正确；轨道半径小，运动速度大，B错误；〝同步卫星〞和〝倾斜同步卫星〞周期相反，那么轨道半径相反，轨道平面不同，C正确；〝嫦娥一号〞绕月球运动，与地球距离大于同步卫星与地球距离，D错误．21.【答案】－【解析】依据万有引力定律的计算公式，得F万＝.物体的重力等于万有引力减去向心力，即mg＝F万－F向＝－.22.【答案】行星的质量行星和太阴间距离的二次方【解析】＝k与F＝得F＝，再与＝k联立消去T可以失掉F＝，这个公式说明太阳对不同行星的引力与行星的质量成正比，与行星和太阴间距离的二次方成正比．23.【答案】TA＝TC＞TB v B＞v C＞v A【解析】卫星A为同步卫星，周期与C物体周期相等，依据卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力得周期T＝2π，所以TA＝TC＞TB；AC比拟，角速度相等，由v＝ωr，可知v A＜v C；BC比拟，同为卫星，由天然卫星的速度公式v＝，可知v B＞v C，故TA＝TC＞TB，v B＞v C＞v A.24.【答案】大于【解析】25.【答案】大于【解析】26.【答案】将砝码挂在弹簧测力计上，测出弹簧测力计的读数F，由F＝mg月，得g月＝①在月球外表，砝码的重力应等于月球的引力，mg月＝G，那么M＝，②将①代入②，解得M＝＝.故能测出月球的质量，用弹簧测力计测出砝码的重力F，依据表达式M＝求出月球质量．【解析】将砝码挂在弹簧测力计上，测出弹簧测力计的读数F，由F＝mg月，得g月＝①在月球外表，砝码的重力应等于月球的引力，mg月＝G，那么M＝，②将①代入②，解得M＝＝.故能测出月球的质量，用弹簧测力计测出砝码的重力F，依据表达式M＝求出月球质量．27.【答案】(1)(2)(3)【解析】这两颗星必需各自以一定的速度绕某一中心转动才不至于因万有引力而被吸引在一同，从而坚持两星间距离L不变，且两者做匀速圆周运动的角速度ω必需相反．如下图，两者轨迹圆的圆心为O，圆半径区分为R1和R2.由万有引力提供向心力，有G＝m1ω2R1①G＝m2ω2R2②(1)由，得＝.(2)由于v＝ωR，所以＝＝.(3)由几何关系知R1＋R2＝L③联立①②③式解得ω＝.。
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！。
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。
人教版高一物理必修2第六章《万有引力和航天》单元练习(解析版)
人教版高一物理必修2第六章《万有引力和航天》单元练习（解析版）1 / 12第六章《万有引力与航天》单元练习一、单选题1.关于万有引力定律的发现和引力常量的测定，下面说法中正确的是A. 万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由牛顿测定的B. 万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的C. 万有引力定律是由卡文迪许发现的，而引力常量是由牛顿测定的D. 万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的2.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3.某实心匀质球半径为R ，质量为M ，在球外离球面h 高处有一质量为m 的质点，则其受到实心匀质球的万有引力大小为( )A. G Mm R 2B. G Mm (R+ℎ)2C. G Mmℎ2 D. G MmR 2+ℎ24.一个半径是地球3倍，质量是地球36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面加速度的（）A. 4倍B. 6倍C. 13.5倍D. 18倍5.2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航天工程达到了一个新高度。
“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动时的轨道半径为r ，运行周期为T ，已知万有引力常量为G ，根据以上信息可以求出（ ）A. 月球的平均密度B. 月球的第一宇宙速度C. 月球的质量D. 月球表面的重力加速度6.A 、B 两个平均密度相同的天体（视为球体）分别有一颗卫星a 、b 贴近行星表面做匀速圆周运动，则卫星a 、b 的周期之比为（ ）A. 1:2B. 2:1C. 3:1D. 1:17.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s 1和s 2，则s 1：s 2约为A. 9：4B. 6：1C. 3：2D. 1：18.如图所示，a、b、c为三颗人造地球卫星，在图中位置逆时针方向运动，其中a为地球同步卫星，b、c在同一圆轨道上，轨道半径小于a的轨道半径。
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。