人教版高中物理必修二《万有引力与航天》测试题
人教版高一物理必修二：万有引力与航天 单元测试(含答案和详细解析)
1 万有引力与航天 单元测试 一、选择题（本大题共8个小题，每小题一个或者一个以上正确答案，请将正确答案的序号选出并填写在对应题号下的空格中，每小题5分，共40分）
1、(多选)探测器绕月球做匀速圆周运动,变轨后在轨道半径较小的轨道上仍做匀速圆周运动,则变轨后与变轨前相比( )
A.周期变小 B.向心加速度变小 C.线速度变大 D.角速度变小
2、如图所示,c所在的平面与赤道平行,a、b的圆心在球心且a的半径等于b的半径,下列说法正确的是( )
A.a、b、c均可能是卫星轨道 B.在a、b轨道上运动的不同卫星,周期一定相同 C.在a、b轨道上运动的不同卫星,向心力大小一定相同 D.在a、b轨道上运动的卫星都可能是地球同步卫星
3、宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动,飞船原来的线速度为v1,周期为T1。假设在某时刻飞船向后喷气做加速运动后,进入新的轨道做匀速圆周运动,运动的线速度为v2,周期为T2,则( )
A.v1>v2,T1>T2 B.v1>v2,T1T2 D.v12
4、太空舱在离地面约300 km的近地轨道上绕地球做匀速圆周运动,若宇航员身上系着绳索,轻轻离开太空舱缓慢进行太空行走,则下列说法正确的是( )
A.宇航员的加速度大于9.8 m/s2 B.宇航员的速度小于7.9 km/s C.若宇航员不系绳索,则其一定会远离太空舱 D.宇航员离开太空舱后不受任何力作用 2
5、两个质量均为M的星体,其连线的垂直平分线为AB。O为两星体连线的中点,如图所示,一个质量为M的物体从O沿OA方向运动,则它受到的万有引力大小变化情况是( )
A. 一直增大 B.一直减小 C.先减小后增大 D.先增大后减小 6、航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,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。关于航天飞机的运动,下列说法中正确的有( )
A.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度 B.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道Ⅰ上经过A的速度 C.在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D.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
人教版高中物理必修二《万有引力与航天》单元检测卷.doc
高中物理学习材料桑水制作高中物理必修二《万有引力与航天》单元检测卷一、不定项选择题1.1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2 752号小行星命名为吴健雄星，该小行星的半径为16 km.若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星密度与地球相同．已知地球半径R＝6 400 km，地球表面重力加速度为g.这个小行星表面的重力加速度为( )A．400g B.1 400gC．20g D.1 20 g2.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，则在每次变轨完成后与变轨前相比( )A．卫星动能增大，引力势能减小B．卫星动能增大，引力势能增大C．卫星动能减小，引力势能减小D．卫星动能减小，引力势能增大3.“嫦娥二号”卫星发射后直接进入近地点高度200千米、远地点高度约38万千米的地月转移轨道直接奔月，如图所示．当卫星到达月球附近的特定位置时，卫星就必须“急刹车”，也就是近月制动，以确保卫星既能被月球准确捕获，又不会撞上月球，并由此进入近月点100千米、周期12小时的椭圆轨道a.再经过两次轨道调整，进入100千米的极月圆轨道b，轨道a和b相切于P点．下列说法正确的是( )A．“嫦娥二号”卫星的发射速度大于7.9 km/s，小于11.2 km/sB．“嫦娥二号”卫星的发射速度大于11.2 km/sC ．“嫦娥二号”卫星在a 、b 轨道经过P 点的速度v a ＝v bD ．“嫦娥二号”卫星在a 、b 轨道经过P 点的加速度分别为a a 、a b ，则a a <a b4.为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”。
假设探测器在离火星表面高度分别为1h 和2h 的圆轨道上运动时，周期分别为1T 和2T 。
高中物理必修二《万有引力与航天》单元测试题(最新整理含答案)
高中物理必修二《万有引力与航天》单元测试题(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分)1.某行星绕太阳运动的轨道如图所示，则以下说法不正确的是()A．太阳一定在椭圆的一个焦点上B．该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都大C．该行星在c点的速度比在a、b两点的速度都大D．行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的2．地球对物体的引力大小等于物体对地球的引力，但我们总是看到物体落向地球而地球并不向物体运动，这是因为()A．万有引力定律不适用于地球和物体B．牛顿第三定律不适用于地球和物体C．以地球上的物体作为参考系，看不到地球向物体运动，如果以太阳为参考系，就可以看到地球向物体运动D．地球的质量太大，产生的加速度很小，即便以太阳为参照物，也看不到地球向物体运动3．有一质量分布均匀的球状行星，设想把一物体放在该行星的中心位置，则此物体与该行星间的万有引力是()A．零B．无穷大C．无穷小D．无法确定4．宇宙飞船进入一个围绕太阳运动的近乎圆形的轨道上运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是() A．3年B．9年C．27年D．81年5．地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，则可用下列哪一式来估算地球的密度()A.3g4πRG B.3g4πR2GC.gRG D.gR2G6．英国《每日邮报》称，英国学者通过研究确认“超级地球”“格利泽581d”的体积约为地球体积的27倍，密度约为地球密度的13.已知地球表面的重力加速度为g，地球的第一宇宙速度为v，将“格利泽581d”视为球体，可估算() A．“格利泽581d”表面的重力加速度为2gB．“格利泽581d”表面的重力加速度为3gC．“格利泽581d”的第一宇宙速度为2vD．“格利泽581d”的第一宇宙速度为3v7．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1 7B．角速度大小约为卡戎的1 7C．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8．如果火星的质量为地球质量的19，火星的半径为地球半径的12.那么关于火星探测器，下列说法中正确的是()A．探测器的发射速度只有达到了第三宇宙速度才可以发射成功B．火星的密度是地球密度的8 9C．探测器在火星表面上的重力是在地球表面上重力的2 9D．火星探测器环绕火星运行的最大速度为绕地球运行的第一宇宙速度的2倍9．如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动．下列说法正确的是()A ．太阳对各小行星的引力相同B ．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C ．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D ．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值10．如图所示，a 为放在赤道上随地球一起自转的物体，b 为同步卫星，c 为一般卫星，d 为极地卫星．设b 、c 、d 三卫星距地心的距离均为r ，做匀速圆周运动．则下列说法正确的是( )A ．a 、b 、c 、d 线速度大小相等B ．a 、b 、c 、d 角速度大小相等C ．a 、b 、c 、d 向心加速度大小相等D ．若b 卫星升到更高圆轨道上运动，则b 仍可能与a 物体相对静止二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分)11．质量为m 的人造地球卫星，在半径为r 的圆轨道上绕地球运行时，其线速度为v ，角速度为ω，取地球质量为M ，当这颗人造地球卫星在轨道半径为2r 的圆轨道上绕地球运行时，则( )A ．根据公式v ＝GM r ，可知卫星运动的线速度将减少到v 2B ．根据公式F ＝m v 2r ，可知卫星所需的向心力将减小到原来的12C ．根据公式ω＝v r ，可知卫星的角速度将减小到ω2D ．根据F ＝G Mm r 2，可知卫星的向心力减小为原来的1412．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，向心加速度为a 1，b 处于地面附近近地轨道上，正常运行速度为v 1，c 是地球同步卫星，离地心距离为r，运行速率为v2，加速度为a2，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如下图，地球的半径为R，则有()A．a的向心加速度等于重力加速度gB．d的运动周期有可能是20小时C.a1a2＝RrD.v1v2＝r R13．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，OA＝R，OB＝4R，下列说法正确的是()A．卫星在A点的速率v A＝GM RB．卫星在B点的速率v B＜Gm 4RC．卫星在A点的加速度a A＝GM R2D．卫星在B点的加速度a B＜GM 16R214.由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在三角形所在平面内以相同角速度做匀速圆周运动．如图所示，三颗星体的质量均为m，三角形的边长为a，引力常量为G，下列说法正确的是()A．每个星体受到引力大小均为3Gm2 a2B．每个星体的角速度均为3Gm a3C．若a不变，m是原来的两倍，则周期是原来的1 2D．若m不变，a是原来的4倍，则线速度是原来的1 2三、非选择题(本题共4小题，共46分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时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) 15．(10分)设想着陆器完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱，其过程如图所示．设轨道舱的质量为m，月球表面的重力加速度为g，月球的半径为R，轨道舱到月球中心的距离为r，引力常量为G，试求：(1)月球的质量；(2)轨道舱的速度和周期．16．(12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．17．(12分)人造地球卫星P绕地球球心做匀速圆周运动，已知P卫星的质量为m，距地球球心的距离为r，地球的质量为M，引力常量为G，求：(1)卫星P与地球间的万有引力的大小；(2)卫星P的运行周期；(3)现有另一地球卫星Q，Q绕地球运行的周期是卫星P绕地球运行周期的8倍，且P、Q的运行轨迹位于同一平面内，如图所示，求卫星P、Q在绕地球运行过程中，两卫星间相距最近时的距离．18．(12分)如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度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 ＝43πR 3.求：(1)该星球表面的重力加速度g ；(2)该星球的密度；(3)该星球的第一宇宙速度．高中物理必修二《万有引力与航天》单元测试题参考答案一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分)1.某行星绕太阳运动的轨道如图所示，则以下说法不正确的是()A．太阳一定在椭圆的一个焦点上B．该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都大C．该行星在c点的速度比在a、b两点的速度都大D．行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的解析：由开普勒第一定律知，太阳一定位于椭圆的一个焦点上，A正确；由开普勒第二定律知太阳与行星的连线在相等时间内扫过的面积是相等的，因为a 点与太阳的连线最短，b点与太阳的连线最长，所以行星在a点速度最大，在b 点速度最小，选项B、D正确，C错误．答案：C2．地球对物体的引力大小等于物体对地球的引力，但我们总是看到物体落向地球而地球并不向物体运动，这是因为()A．万有引力定律不适用于地球和物体B．牛顿第三定律不适用于地球和物体C．以地球上的物体作为参考系，看不到地球向物体运动，如果以太阳为参考系，就可以看到地球向物体运动D．地球的质量太大，产生的加速度很小，即便以太阳为参照物，也看不到地球向物体运动解析：万有引力是普遍适用的，A错误．两物体之间的万有引力也是一对作用力与反作用力，同样遵循牛顿第三定律，B错误．地球的质量太大，产生的加速度很小，即便以太阳为参照物，也看不到地球向物体运动，C错误，D正确．答案：D3．有一质量分布均匀的球状行星，设想把一物体放在该行星的中心位置，则此物体与该行星间的万有引力是()A．零B．无穷大C．无穷小D．无法确定解析：许多同学做此题时，直接将r＝0代入公式F＝GMmr2，得出F为无穷大的错误结论．这是因为当物体位于行星中心时，行星不能再视为质点．如图所示，将行星分成若干关于球心O对称的质量小块，其中每一小块均可视为质点．现取同一直径上关于O对称的两个小块m、m′，它们对球心处物体的万有引力大小相等，方向相反，其合力为零．由此推广到行星中所有的其他质量小块．因此行星与物体间存在着万有引力，但这些力的合力为零．故正确选项为A.答案：A4．宇宙飞船进入一个围绕太阳运动的近乎圆形的轨道上运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是() A．3年B．9年C．27年D．81年解析：开普勒第三定律中的公式R3T2＝k，解得：T＝R3k.一颗小行星围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是地球轨道半径的9倍，小行星绕太阳运行的周期是地球周期的27倍，即小行星绕太阳运行的周期是27年．故选C.答案：C5．地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，则可用下列哪一式来估算地球的密度()A.3g4πRG B.3g4πR2GC.gRG D.gR2G解析：对于地面上的物体，有mg＝GMmR2，又知M＝43πR3ρ，整理得ρ＝3g4πRG，A正确．答案：A6．英国《每日邮报》称，英国学者通过研究确认“超级地球”“格利泽581d”的体积约为地球体积的27倍，密度约为地球密度的13.已知地球表面的重力加速度为g ，地球的第一宇宙速度为v ，将“格利泽581d ”视为球体，可估算( )A ．“格利泽581d ”表面的重力加速度为 2gB ．“格利泽581d ”表面的重力加速度为 3gC ．“格利泽581d ”的第一宇宙速度为 2vD ．“格利泽581d ”的第一宇宙速度为 3v解析：由万有引力与重力关系有：GMm R 2＝mg ，M ＝ρV ，V ＝43πR 3，解三式得：g ＝43G πρR .由“格利泽”与地球体积关系及体积公式可知，格利泽半径为地球半径的3倍，由题意可知，格利泽表面的重力加速度与地球表面的重力加速度相等，A 、B 项错；由第一宇宙速度定义式v ＝gR 可知，格利泽的第一宇宙速度为3v ，C 项错，D 项正确．答案：D7．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17B ．角速度大小约为卡戎的17C ．线速度大小约为卡戎的7倍D ．向心力大小约为卡戎的7倍解析：做双星运动的星体相互间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，即F 万＝m 1ω2r 1＝m 2ω2r 2，得m 1m 2＝r 2r 1，故A 正确；双星运动的角速度相同，故B 错误；由v ＝ωr 可知冥王星的线速度为卡戎的17，故C 错误；两星间的向心力为两者间的万有引力且等值反向，故D 错误．答案：A8．如果火星的质量为地球质量的19，火星的半径为地球半径的12.那么关于火星探测器，下列说法中正确的是( )A ．探测器的发射速度只有达到了第三宇宙速度才可以发射成功B ．火星的密度是地球密度的89C ．探测器在火星表面上的重力是在地球表面上重力的29D ．火星探测器环绕火星运行的最大速度为绕地球运行的第一宇宙速度的2倍解析：探测器发射速度达到第二宇宙速度即可，A 错；ρ＝M43πR3，ρ火ρ地＝M 火M 地·⎝ ⎛⎭⎪⎫R 地R 火3＝19×8＝89，B 对；由GMm R 2＝mg 知g 火g 地＝M 火M 地·⎝ ⎛⎭⎪⎫R 地R 火2＝19×4＝49，C 错；由GMmR 2＝m v 2R 得v ＝GM R ，v 火v 地＝M 火M 地·R 地R 火＝19×2＝29，D 错．答案：B9．如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带．假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动．下列说法正确的是( )A ．太阳对各小行星的引力相同B ．各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C ．小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值D ．小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值 解析：根据万有引力定律F ＝G Mmr 2可知，由于各小行星的质量和各小行星到太阳的距离不同，万有引力不同，选项A 错误；设太阳的质量为M ，小行星的质量为m ，由万有引力提供向心力则G Mm r 2＝m 4π2T 2r ，则各小行星做匀速圆周运动的周期T ＝2πr 3GM ，因为各小行星的轨道半径r 大于地球的轨道半径．所以各小行星绕太阳运动的周期均大于地球的周期(一年)，选项B 错误；向心加速度a ＝F m ＝G Mr 2，内侧小行星到太阳的距离小，向心加速度大，选项C 正确；由G Mm r 2＝m v 2r 得小行星的线速度v ＝GMr ，小行星做圆周运动的轨道半径大于地球的公转轨道半径，线速度小于地球绕太阳公转的线速度，选项D 错误．答案：C10．如图所示，a 为放在赤道上随地球一起自转的物体，b 为同步卫星，c 为一般卫星，d 为极地卫星．设b 、c 、d 三卫星距地心的距离均为r ，做匀速圆周运动．则下列说法正确的是( )A ．a 、b 、c 、d 线速度大小相等B ．a 、b 、c 、d 角速度大小相等C ．a 、b 、c 、d 向心加速度大小相等D ．若b 卫星升到更高圆轨道上运动，则b 仍可能与a 物体相对静止 解析：a 、b 比较，角速度相等，由v ＝ωr ，可知v a ＜v b ，根据线速度公式v ＝GMr ，b 、c 、d 为卫星，轨道半径相同，线速度大小相等，故A 错误；根据ω＝GMr 3，b 、c 、d 为卫星，轨道半径相同，角速度大小相等，a 、b 比较，角速度相等，所以a 、b 、c 、d 角速度大小相等，故B 正确；a 、b 比较，角速度相等，由a ＝ω2r ，a a ＜a b ，根据向心加速度大小公式a ＝GMr 2，b 、c 、d 为卫星，轨道半径相同，向心加速度大小相等，故C 错误；b 为同步卫星，若b 卫星升到更高圆轨道上运动，周期发生变化，b 不可能与a 物体相对静止，故D 错误．故选B.答案：B二、多项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分．每小题有多个选项是正确的，全选对得6分，少选得3分，选错、多选或不选得0分)11．质量为m 的人造地球卫星，在半径为r 的圆轨道上绕地球运行时，其线速度为v ，角速度为ω，取地球质量为M ，当这颗人造地球卫星在轨道半径为2r 的圆轨道上绕地球运行时，则( )A ．根据公式v ＝GMr ，可知卫星运动的线速度将减少到v 2B ．根据公式F ＝m v 2r ，可知卫星所需的向心力将减小到原来的12C ．根据公式ω＝vr ，可知卫星的角速度将减小到ω2 D ．根据F ＝G Mm r 2，可知卫星的向心力减小为原来的14解析：人造地球卫星绕地球运行时，由万有引力提供向心力，则有G Mmr 2＝m v 2r ，得v ＝GMr ，则知卫星运动的线速度将减小到v 2，故A 正确；卫星运动的线速度将减小到v 2，轨道半径增大到原来的2倍，根据公式F ＝m v 2r ，可知卫星所需的向心力将减小到原来的14，故B 错误；卫星运动的线速度将减小到v 2，轨道半径增大到原来的2倍，根据公式ω＝vr ，可知卫星的角速度将减小到ω22，故C 错误；根据F ＝G Mmr 2，M 和m 不变，r 变为原来的2倍，可知卫星的向心力减小为原来的14，故D 正确．答案：AD12．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，向心加速度为a 1，b 处于地面附近近地轨道上，正常运行速度为v 1，c 是地球同步卫星，离地心距离为r ，运行速率为v 2，加速度为a 2，d 是高空探测卫星，各卫星排列位置如下图，地球的半径为R ，则有( )A ．a 的向心加速度等于重力加速度gB ．d 的运动周期有可能是20小时 C.a 1a 2＝R rD.v 1v 2＝r R解析：地球同步卫星c 的周期与地球自转周期相同，角速度相同，则知a 与c 的角速度相同，根据a ＝ω2r ，知c 的向心加速度大；由ma ＝G Mm r 2，得a ＝GMr 2，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星的向心加速度小于b 的向心加速度，而b 的向心加速度约为g ，故知a 的向心加速度小于重力加速度g ，故A 错误．由开普勒第三定律R 3T 2＝k 知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d 的运动周期大于c 的周期24 h ，故B 错误．a 、c 的角速度相同，由a ＝ω2r 知a 1a 2＝R r ，故C 正确．根据G Mmr 2＝m v 2r ，解得v ＝GMr ，则得v 1v 2＝rR ，故D 正确．答案：CD13．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 ，OA ＝R ，OB ＝4R ，下列说法正确的是( )A ．卫星在A 点的速率v A ＝ GM RB ．卫星在B 点的速率v B ＜Gm 4RC ．卫星在A 点的加速度a A ＝GMR 2 D ．卫星在B 点的加速度a B ＜GM16R 2解析：卫星在圆轨道上运行时，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律，有：G MmR 2＝ma ＝m v 2R ，解得：v ＝GM R ，a ＝GMR 2. 卫星经过椭圆轨道的A 点时，由于万有引力小于向心力，故做离心运动，故：G MmR 2＜m v 2R ，解得：v ＞GMR ，故A 错误．卫星经过椭圆轨道的B 点时，由于万有引力大于向心力，故做向心运动，故：G Mm（4R ）2＞m v 24R ，解得：v ＜ GM4R ，故B 正确．根据牛顿第二定律，卫星在A 点的加速度：a A ＝GMR 2，故C 正确．根据牛顿第二定律，卫星在B 点的加速度a B ＝GM16R 2，故D 错误．答案：BC14.由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O 在三角形所在平面内以相同角速度做匀速圆周运动．如图所示，三颗星体的质量均为m ，三角形的边长为a ，引力常量为G ，下列说法正确的是( )A ．每个星体受到引力大小均为3Gm 2a 2 B ．每个星体的角速度均为3Gm a 3C ．若a 不变，m 是原来的两倍，则周期是原来的12 D ．若m 不变，a 是原来的4倍，则线速度是原来的12 解析：对任意一个星体，受力分析如图所示，有F 1＝G m 2a 2，F 2＝G m 2a 2，每个星体受到的引力为F ＝2F 1cos 30°＝3G m 2a 2，故A 错误；由几何关系可知，每个星体绕中心做匀速圆周运动的半径r ＝3a 3，根据万有引力提供向心力，有3G m 2a 2＝mω2·33a ，解得ω＝3Gma 3，故B 正确；对每个星体，根据万有引力提供向心力，有3G m 2a 2＝m 4π2T 2·3a3，解得T ＝2πa 33Gm ，若a 不变，m 是原来的两倍，则周期是原来的22，故C 错误；对每个星体，根据万有引力提供向心力，有3G m 2a 2＝m v 23a 3，解得v ＝Gma ，若m 不变，a 是原来的4倍，则线速度是原来的12，故D 正确．答案：BD三、非选择题(本题共4小题，共46分．把答案填在题中的横线上或按照题目要求作答．解答时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)15．(10分)设想着陆器完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱，其过程如图所示．设轨道舱的质量为m ，月球表面的重力加速度为g ，月球的半径为R ，轨道舱到月球中心的距离为r ，引力常量为G ，试求：(1)月球的质量； (2)轨道舱的速度和周期．解析：(1)设月球的质量为M ，则在月球表面 G Mm R 2＝mg ，得月球质量M ＝g R 2G .(2)设轨道舱的速度为v ，周期为T ，则G Mmr 2＝m v 2r ，解得v ＝Rg r .G Mm r 2＝m 4π2T 2r ，解得T ＝2πr R r g . 答案：(1)g R 2G (2)Rg r 2πr Rr g16．(12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GMmr 2＝mrω2.航天飞机在地面上，有G MmR 2＝mg . 联立解得ω＝gR 2r 3.若ω＞ω0，即航天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＝2πgR 2r 3－ω0.若ω＜ω0，即航天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 317．(12分)人造地球卫星P 绕地球球心做匀速圆周运动，已知P 卫星的质量为m ，距地球球心的距离为r ，地球的质量为M ，引力常量为G ，求：(1)卫星P 与地球间的万有引力的大小；(2)卫星P 的运行周期；(3)现有另一地球卫星Q ，Q 绕地球运行的周期是卫星P 绕地球运行周期的8倍，且P 、Q 的运行轨迹位于同一平面内，如图所示，求卫星P 、Q 在绕地球运行过程中，两卫星间相距最近时的距离．解析：(1)卫星P 与地球间的万有引力F ＝G Mm r 2. (2)由万有引力定律及牛顿第二定律，有G Mmr 2＝m 4π2T 2r ， 解得T ＝2πr 3GM .(3)对P 、Q 两卫星，由开普勒第三定律，可得 r 3T 2＝r 3QT 2Q，又T Q ＝8T ， 因此r Q ＝4r .P 、Q 两卫星和地球共线且P 、Q 位于地球同侧时距离最近，故最近距离为d ＝3r .答案：(1)G Mmr 2 (2)2πr 3GM (3)3r18．(12分)如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P 点，沿水平方向以初速度v 0抛出一个小球，测得小球经时间t 落到斜坡另一点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 ＝43πR 3.求：(1)该星球表面的重力加速度g ； (2)该星球的密度； (3)该星球的第一宇宙速度．解析：(1)小球在斜坡上做平抛运动时： 水平方向上：x ＝v 0t ，① 竖直方向上：y ＝12gt 2，②由几何知识tan α＝yx ，③ 由①②③式得g ＝2v 0tan αt.(2)对于星球表面的物体m 0，有G Mm 0R 2＝m 0g . 又V ＝43πR 3.故ρ＝M V ＝3v 0tan α2πRtG .(3)该星球的第一宇宙速度等于它的近地卫星的运动速度，故G MmR 2＝m v 2R ， 又GM ＝gR 2， 解得v ＝2v 0R tan αt. 答案：(1)2v 0tan αt (2)3v 0tan α2πRtG (3)2v 0R tan αt。
新人教版高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试卷(答案解析)
一、选择题1．2020年10月22日，俄“联盟MS-16”载人飞船已从国际空间站返回地球，在哈萨克斯坦着陆。
若载人飞船绕地球做圆周运动的周期为090min T =，地球半径为R 、表面的重力加速度为g ，则下列说法正确的是（ ）A ．飞船返回地球时受到的万有引力随飞船到地心的距离反比例增加B ．飞船在轨运行速度一定大于7.9km/sC ．飞船离地高度大于地球同步卫星离地高度D ．该飞船所在圆轨道处的重力加速度为4234016πR g T 2．2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功，这颗卫星为地球静止轨道卫星，距地面高度为H 。
已知地球半径为R ，自转周期为T ，引力常量为G 。
下列相关说法正确的是（ ）A ．该卫星的观测范围能覆盖整个地球赤道线B ．该卫星绕地球做圆周运动的线速度大于第一宇宙速度C ．可以算出地球的质量为2324πH GT D ．可以算出地球的平均密度为3233π)R H GT R +（ 3．2019年1月3日，“嫦娥四号”成为了全人类第一个在月球背面成功实施软着陆的探测器。
为了减小凹凸不平的月面可能造成的不利影响，“嫦娥四号”采取了近乎垂直的着陆方式，测得“嫦娥四号”近月环绕周期为T ，已知月球半径为R ，引力常量为G ，则下列说法正确的是（ ）A ．“嫦娥四号”着陆前的时间内处于失重状态B ．“嫦城四号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的速度为7.9 km/sC ．月球表面重力加速度224πR g T= D ．月球的密度为24πGT ρ= 4．电影《流浪地球》深受观众喜爱，地球最后找到了新的家园，是一颗质量比太阳大一倍的恒星。
假设地球绕该恒星做匀速圆周运动，地球中心到这颗恒星中心的距离是地球中心到太阳中心的距离的2倍，则现在地球绕新的恒星与原来绕太阳运动相比，说法正确的是（ ）A ．线速度大小是原来的2倍B ．角速度大小是原来的2倍C ．周期是原来的2倍D ．向心加速度大小是原来的2倍 5．随着我国航天技术的发展，国人的登月梦想终将实现。
(常考题)人教版高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试(有答案解析)(1)
一、选择题1．“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是（ ）A ．彗星绕太阳运动的角速度不变B ．彗星在近日点处的线速度大于远日点处的线速度C ．彗星在近日点处的加速度小于远日点处的加速度D ．彗星在近日点处的机械能小于远日点处的机械能2．下列关于万有引力定律的说法中，正确的是（ ）①万有引力定开普勒在实验室发现的②对于相距很远、可以看成质点的两个物体，万有引力定律2Mm F Gr中的r 是两质点间的距离③对于质量分布均匀的球体，公式中的r 是两球心间的距离④质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力． A ．①③ B ．②④ C ．②③ D ．①④ 3．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E 运行，在P 点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。
下列说法正确的是（ ）A ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的速度都相同B ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的加速度都相同C ．卫星在轨道1的任何位置都具有相同的加速度D ．卫星在轨道2的任何位置都具有相同的速度4．2020年12月17日，嫦娥五号成功返回地球，创造了我国到月球取土的伟大历史。
如图所示，嫦娥五号取土后，在P 点处由圆形轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ，以便返回地球。
已知嫦娥五号在圆形轨道Ⅰ的运行周期为T 1，轨道半径为R ；椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a ，经过P 点的速率为v ，运行周期为T 2。
已知月球的质量为M ，万有引力常量为G ，则（ ）A．3132TTaR=B．GMva=C．GMvR=D．23214πRMGT=5．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，下列表述中正确的是（）A．卫星的运行速度可能等于第一宇宙速度B．卫星距离地面的高度为2 324 GMTπC．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度D．卫星运行的向心加速度等于地球赤道表面物体的向心加速度6．假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的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，则地球的半径为（）A．22()4g g Tπ-B．22()4g g Tπ+C．224g TπD．224gTπ7．如图所示，甲、乙为两颗轨道在同一平面内的地球人造卫星，其中甲卫星的轨道为圆形，乙卫星的轨道为椭圆形，M、N分别为椭圆轨道的近地点和远地点，P点为两轨道的一个交点，圆形轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等。
新人教版高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试题(包含答案解析)(1)
一、选择题1．2020年6月23日，北斗三号最后一颗全球组网卫星在西昌卫星发射中心发射成功，这颗卫星为地球静止轨道卫星，距地面高度为H 。
已知地球半径为R ，自转周期为T ，引力常量为G 。
下列相关说法正确的是（ ） A ．该卫星的观测范围能覆盖整个地球赤道线B ．该卫星绕地球做圆周运动的线速度大于第一宇宙速度C ．可以算出地球的质量为2324πH GTD ．可以算出地球的平均密度为3233π)R H GT R +（2．2019年1月3日，“嫦娥四号”成为了全人类第一个在月球背面成功实施软着陆的探测器。
为了减小凹凸不平的月面可能造成的不利影响，“嫦娥四号”采取了近乎垂直的着陆方式。
测得“嫦娥四号”近月环绕周期为T ，月球半径为R ，引力常量为G ，下列说法正确的是（ ）A ．“嫦娥四号”着陆前的时间内处于失重状态B ．“嫦城四号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的速度为7.9km/sC ．月球表面的重力加速度g =24πRT D ．月球的密度为ρ=23πGT3．设两个行星A 和B 各有一个卫星a 和b ，且两卫星的圆轨道均很贴近行星表面。
若两行星的质量比M A :M B =p ，两行星的半径比R A ：R B =q ，那么这两个卫星的运行周期之比T a ：T b 应为（ ）A ．12q p ⋅ B ．12q q p ⎛⎫⋅ ⎪⎝⎭C ．12p p q ⎛⎫⋅ ⎪⎝⎭D ．12()p q ⋅4．下面说法正确的是（ ） A ．曲线运动一定是变速率运动B ．匀变速曲线运动在任意时间内速度的变化量都相同C ．匀速圆周运动在相等时间的位移相同D ．若地球自转角速度增大，则静止在赤道上的物体所受的支持力将减小5．2018年11月20日，国内首颗商业低轨卫星“嘉定一号”在酒泉卫星发射中心成功升空，随后卫星进入预定匀速圆周运动的轨道，它也是中国首个全球低轨通信卫星星座“翔云”的首发星，开启了中国天基物联探测新时代，下列说法正确的是（ ） A ．该卫星的发射速度小于7.9km/sB ．据了解该卫星在距离地面约400km 的近地轨道运行，则可以估算卫星所受的万有引力C ．该卫星在预定轨道上的周期等于同步卫星的周期D ．该卫星接到地面指令需要变轨至更高轨道，则卫星应向后喷气加速6．通过观察冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。
新人教版高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试(包含答案解析)
一、选择题1．2020年10月22日，俄“联盟MS-16”载人飞船已从国际空间站返回地球，在哈萨克斯坦着陆。
若载人飞船绕地球做圆周运动的周期为090min T =，地球半径为R 、表面的重力加速度为g ，则下列说法正确的是（ ）A ．飞船返回地球时受到的万有引力随飞船到地心的距离反比例增加B ．飞船在轨运行速度一定大于7.9km/sC ．飞船离地高度大于地球同步卫星离地高度D ．该飞船所在圆轨道处的重力加速度为4234016πR g T 2．下列关于万有引力定律的说法中，正确的是（ ）①万有引力定开普勒在实验室发现的②对于相距很远、可以看成质点的两个物体，万有引力定律2Mm F Gr = 中的r 是两质点间的距离③对于质量分布均匀的球体，公式中的r 是两球心间的距离④质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力． A ．①③ B ．②④ C ．②③ D ．①④ 3．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 ．甲的角速度小于乙的角速度B ．甲的加速度大于乙的加速度C ．乙的速度大于第一宇宙速度D ．甲在运行时能经过北京的正上方 4．2018年11月20日，国内首颗商业低轨卫星“嘉定一号”在酒泉卫星发射中心成功升空，随后卫星进入预定匀速圆周运动的轨道，它也是中国首个全球低轨通信卫星星座“翔云”的首发星，开启了中国天基物联探测新时代，下列说法正确的是（ ）A ．该卫星的发射速度小于7.9km/sB ．据了解该卫星在距离地面约400km 的近地轨道运行，则可以估算卫星所受的万有引力C ．该卫星在预定轨道上的周期等于同步卫星的周期D ．该卫星接到地面指令需要变轨至更高轨道，则卫星应向后喷气加速5．如图所示，甲、乙为两颗轨道在同一平面内的地球人造卫星，其中甲卫星的轨道为圆形，乙卫星的轨道为椭圆形，M 、N 分别为椭圆轨道的近地点和远地点，P 点为两轨道的一个交点，圆形轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等。
人教版高中物理必修二《第六章万有引力与航天》测试卷A.docx
高中物理学习材料第六章测试卷A一、选择题（每小题4分，全对得4分，部分对的得2分，有错的得0分，共48分。
） 1.第一次通过实验比较准确的测出引力常量的科学家是（ ）A ． 牛顿B ． 伽利略C ．胡克D ． 卡文迪许2.如图1所示a 、b 、c 是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（ ）A ．b 、c 的线速度大小相等，且大于a 的线速度；B ．b 、c 的向心加速度大小相等，且大于a 的向心加速度；C ．c 加速可追上同一轨道上的b ，b 减速可等候同一轨道上的c ；D ．a 卫星由于某种原因，轨道半径变小，其线速度将变大 3.宇宙飞船为了要与“和平号“轨道空间站对接，应该：（ ）A.在离地球较低的轨道上加速B.在离地球较高的轨道上加速C.在与空间站同一高度轨道上加速D.不论什么轨道，只要加速就行4、 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q 点，轨道2、3相切于P 点，如图2所示。
则在卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是：（ ）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3上的角速度小于在轨道1上的角速度。
C ．卫星在轨道1上经过Q 点时的速度大于它在轨道2上经过Q 点时的速度。
D ．卫星在轨道2上经过P 点时的加速度等于它在轨道3上经过P 点时的加速度5、 宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会处于完全失重中，下列说法中正确的是（ ）A.宇航员仍受重力的作用B.宇航员受力平衡C.宇航员受的重力正好充当向心力D.宇航员不受任何作用力6.某星球质量为地球质量的9倍，半径为地球半径的一半，在该星球表面从某一高度以10 m/s的初速度竖直向上抛出一物体，从抛出到落回原地需要的时间为（g 地=10 m/s 2）（ ）A ．1sB ．91sC ．181sD ．361s 7.假如地球自转速度增大，关于物体重力，下列说法正确的是（ ）A 放在赤道地面上的万有引力不变B 放在两极地面上的物体的重力不变C 放在赤道地面上物体的重力减小D 放在两极地面上的物体的重力增加b ac 地球图18、设想把质量为m 的物体放在地球的中心，地球的质量为M ，半径为R ，则物体与地球间的万有引力是（ ）A.零B.无穷大C.2GMm RD.无法确定9.对于质量m 1和质量为m 2的两个物体间的万有引力的表达式122m m F G r =，下列说法正确的是（ ）A.m 1和m 2所受引力总是大小相等的B 当两物体间的距离r 趋于零时，万有引力无穷大C.当有第三个物体m 3放入之间时，m 1和m 2间的万有引力将增大D.所受的引力性质可能相同，也可能不同10地球赤道上的重力加速度为g ，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a ，要使赤道上物体“飘”起来，则地球的转速应为原来转速的（ ）A ga 倍 Bg a a +倍 Cg a a - 倍 D ga 倍 11.关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是（ ）A.它一定在赤道上空运行B.各国发射的这种卫星轨道半径都一样C.它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间12.由于地球的自转，地球表面上各点均做匀速圆周运动，所以（ ）A.地球表面各处具有相同大小的线速度B.地球表面各处具有相同大小的角速度C.地球表面各处具有相同大小的向心加速度D.地球表面各处的向心加速度方向都指向地球球心二.填空题（每题6分，共12分。
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.docx
高中物理学习材料桑水制作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 B.土星对土卫五和土卫六的万有引力之比为25656⎪⎪⎭⎫⎝⎛r r m mC.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)。
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高中物理学习材料
（灿若寒星**整理制作）
《万有引力与航天》测试题
命题：
考试时间：100分钟 总分：100分
一．选择题（共12小题，48分．其中1~8题为单项选择题，9~12题为多项选择
题）
1．下列说法符合史实的是（ ）
A．牛顿发现了行星的运动规律 B．开普勒发现了万有引力定律
C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量
D．牛顿发现了海王星和冥王星
2．下列说法正确的是（ ）
A．第一宇宙速度是人造卫星环绕地球运动的速度
B．第一宇宙速度是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动必须具有的速度
C．如果需要，地球同步通讯卫星可以定点在地球上空的任何一点
D．地球同步通讯卫星的轨道可以是圆的也可以是椭圆的
3．关于环绕地球运转的人造地球卫星，有如下几种说法，其中正确的是（ ）
A． 轨道半径越大，速度越小，周期越长
B． 轨道半径越大，速度越大，周期越短
C． 轨道半径越大，速度越大，周期越长
D． 轨道半径越小，速度越小，周期越长
4．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其速率是下列的（ ）
A．一定等于7.9km/s B．等于或小于7.9km/s
C．一定大于7.9km/s D．介于7.9 ~ 11.2 km/s
5．科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永
远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄
弟”．由以上信息可以确定 （ ）
A．这颗行星的公转周期与地球相等 B．这颗行星的半径等于地球的半径
C．这颗行星的密度等于地球的密度 D．这颗行星上同样存在着生命
6．下列说法中正确的是（ ）
A．天王星偏离根据万有引力理论计算的轨道，是由于受到轨道外侧其他行星的
引力作用
B．只有海王星是人们依据万有引力定律计算轨道而发现的
C．天王星是人们依据万有引力定律计算轨道而发现的
D．以上均不正确
7．若已知行星绕太阳公转的半径为r，公转的周期为T，万有引力恒量为G，则
由此可求出（ ）
A．某行星的质量 B．太阳的质量 C．某行星的密度 D．太阳的密度
8．两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动的周期之比TA：TB = 1：8，则轨道半
径之比和运动速率之比分别为（ ）
A．RA：RB = 4：1 vA：vB = 1：2 B．RA：RB = 4：1 vA：vB = 2：1
C．RA：RB = 1：4 vA：vB = 2：1 D．RA：RB = 1：4 vA：vB = 1：2
9．关于开普勒行星运动的公式
2
3
T
R
＝
k，以下理解正确的是（ ）
A．k是一个与行星无关的常量
B．若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R
地，周期为T地
；月球绕地球运转轨道
的长半轴为R月，周期为T月，则
232
3
月
月
地
地
TRT
R
C．T表示行星运动的自转周期
D．T表示行星运动的公转周期
10．已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M
地
（引力常量G已知）（ ）
A．月球绕地球运动的周期T及月球到地球中心的距离R1
B．地球绕太阳运行周期T2及地球到太阳中心的距离R2
C．人造卫星在地面附近的运行速度v3和运行周期T3
D．地球绕太阳运行的速度v
4及地球到太阳中心的距离R4
11.2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉
格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的
国家．如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的
延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情
况下与地球同步绕太阳做圆周运动．则此飞行器（ ）
A．线速度大于地球的线速度
B．向心加速度大于地球的向心加速度
C．向心力仅有太阳的引力提供
D．向心力仅由地球的引力提供
12．如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地
圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次
点火，将卫星送入同步圆轨道3．轨道1、2相切于Q点，
轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正
常运行时，以下说法正确的是( )
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3上的速率小于在轨道1上的速率
C．卫星在轨道1上经过Q点时的速率大于它在轨道2上经过Q点时的速率
D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度
二、填空题（每题3分，共12分）
13．为了充分利用地球自转的速度，人造卫星发射时，火箭都是从 向
（填东、南、西、北）发射．考虑这个因素，火箭发射场应建
在纬度较 （填高或低）的地方较好．
14．以牛顿运动定律为基础的经典力学，不适用于接近于光速的高速物体，这是
因为物体质量接近于光速时增大很多，也不适用于微观粒子的运动，因为微观粒
子既具有粒子性，又具有波动性．所以经典力学只适用解决 物体
运动的问题．
15．地球同步卫星到地心的距离r可用地球质量M、地球自转周期T与引力常量
G表示为 ．
16．假设地球是一半径为R，质量分布均匀的球体，一矿井深度为d．已知质量
分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．矿井底部和地面处的重力加速度大小之
比为
三、计算题（共40分）
17．（9分）宇航员驾驶一飞船在靠近某行星表面附近的圆形轨道上运行，已知
飞船运行的周期为T，行星的平均密度为ρ．试证明
kT
2
（万有引力恒量G
为已知，k是恒量）
18．（9分）宇宙中相距较近、仅在彼此的万有引力作用下运行的两颗行星称为
双星．已知某双星系统中两颗星的总质量为M的恒星围绕他们连线上某一固定
点分别作匀速圆周运动，周期为T，万有引力常量为G．求这两颗恒星之间的距
离．
19．（12分）某星球的质量约为地球的9倍，半径约为地球的一半，若从地球上
高h处平抛一物体，水平射程为60 m．则在该星球上，从同样高度以同样的初
速度平抛同一物体，水平射程应为多少？
20．（10分）某物体在地面上受到的重力为160N，将它放置在卫星中，在卫星
以a=
1
2
g 的加速度随火箭上升的过程中，当物体与卫星中的支持物的相互挤压力
为90N时，卫星距地球多少千米(地球半径R=6400km，g取10m/s
2
)
答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
C B A B A A B C AD AC AB BD
13（西、东、低） 14（宏观，低速）15（r=3 GMT24π2 ）16（1−dR ）
17设行星半径为R、质量为M，飞船在靠近行星表面附近的轨道上运行时，有
RTmRMmG22)2(
（3分） 即2234GTRM ①（2分）
又行星密度
3
3
4
R
M
②（2分）
将①代入②得
k
3
2
G
T
证毕（2分）
18解析：设两星的质量分别为m
1、m2，轨道半径分别为r1、r2
．
对m1的运动有：（3分）
对m2的运动有：（3分）
又因，（1分） m
1+m2
=M．（1分）
解得：L=
3
GT2M
4π2
（1分）．
19解：物体做平抛运动，水平位移x=v0t，竖直位移
2
1
2
ygt
，重力等于万有引
力，2MmmgGR，解得
2
0
2hR
xvGM
其中h、v0、G相同，所以222R111()()R296MxxM星星地星地地，
1
106xxm
星
地
10m
20（，，解得：）