人教版物理必修二天体运动测试题(含参考答案)

高中物理学习材料桑水制作第六章万有引力与航天1.行星的运动一、选择题1.关于天体的运动,以下说法正确的是( )A.天体的运动与地面上物体的运动遵循不同的规律B.天体的运动是最完美、和谐的匀速圆周运动C.太阳从东边升起,从西边落下,所以太阳绕地球运动D.太阳系中所有行星都绕太阳运动解析:天体的运动与地面上物体的运动都遵循相同的物理规律,A错误;天体的运动轨道都是椭圆,而非圆,只是比较接近圆,B错误;太阳从东边升起,又从西边落下,是地球自转的结果,C错误,太阳系中所有行星都绕太阳做椭圆运动,所以D正确。

答案:D2.火星绕太阳的公转周期约是金星绕太阳公转周期的3倍,则火星公转轨道半径与金星公转轨道半径之比约为( )A.2∶1B.3∶1C.6∶1D.9∶1解析:根据开普勒第三定律=k得,则≈2。

答案:A3.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示,F1和F2是椭圆轨道的两个焦点,行星在A点的速率比在B点的大,则太阳是位于( )A.F2B.AC.F1D.B解析:根据开普勒第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积,因为行星在A点的速率比在B点大,所以A点离太阳近,即太阳位于F2。

答案:A4.地球绕太阳公转,地球本身绕地轴自转,形成了一年四季:春夏秋冬,则下面说法中正确的是( )A.春分地球公转速率最小B.夏至地球公转速率最小C.秋分地球公转速率最小D.冬至地球公转速率最小解析:每年1月初,地球位于绕日公转轨道的近日点,速率最大;每年7月初,地球位于绕日公转轨道的远日点,速率最小。

答案:B5.太阳系八大行星公转轨道可近似看做圆轨道,“行星公转周期的二次方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比。

地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米,结合下表可知,火星与太阳之间的平均距离约为( )水星金星地球火星木星土星公转周期(年) 0.2410.6151.0 1.8811.8629.5A.1.2亿千米B.2.3亿千米C.4.6亿千米D.6.9亿千米解析:由题知,解得r≈2.3亿千米,故选B。

高二物理天体运动试题答案及解析1.（专题卷）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上运动一周的时间小于于它在轨道2上运动一周的时间。

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。

【答案】BCD【解析】轨道1和轨道3都是圆周运动轨道，半径越大线速度越小，A错；由角速度公式可知B对；从轨道1在Q点进行点火加速度才能进入轨道2,所以轨道1在q点的速度小于轨道2的速度， D对；由开普勒第三定律可知轨迹2的半长轴较大，周期较大，C对；2.在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星,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．卫星运动的速度为B．卫星运动的周期为C．卫星运动的加速度为D．卫星的动能为【答案】BD【解析】本题考查的是天体运动问题。

由，，，可以计算出：只有BD答案正确。

3.（专题卷）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上运动一周的时间小于于它在轨道2上运动一周的时间。

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。

【答案】BCD【解析】轨道1和轨道3都是圆周运动轨道，半径越大线速度越小，A错；由角速度公式可知B对；从轨道1在Q点进行点火加速度才能进入轨道2,所以轨道1在q点的速度小于轨道2的速度， D对；由开普勒第三定律可知轨迹2的半长轴较大，周期较大，C对；4.（专题卷）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【答案】BD【解析】本题考查的是万有引力定律问题，，，g=，可得月球的平均密度为；在嫦娥二号的工作轨道处的重力加速度为，D正确；嫦娥二号绕月球运行的周期为，A错误；嫦娥二号在工作轨道上的绕行速度为，C错误；5.（专题卷）（10分）2008年9月25日21时10分，神舟七号飞船成功发射，共飞行2天20小时27分钟，绕地球飞行45圈后，于9月28日17时37分安全着陆。

学业分层测评(七)(建议用时：45分钟)1．关于太阳系中各行星的轨道，以下说法中不正确的是( )A ．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B ．有的行星绕太阳运动的轨道是圆C ．不同行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴是不同的D ．不同的行星绕太阳运动的轨道各不相同【解析】 八大行星的轨道都是椭圆，A 对、B 错．不同行星离太阳远近不同，轨道不同，半长轴也就不同，C 对、D 对．【答案】 B2．如图3­1­5所示，某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运转半径的19，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期大约是( )【导学号：22852056】图3­1­5A.19天 B.13天 C ．1天D ．9天 【解析】 由于r 卫＝19r 月，T 月＝27天，由开普勒第三定律r 3卫T 2卫＝r 3月T 2月，可得T卫＝1天，故选项C正确．【答案】 C3．某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图3­1­6所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳位于( )图3­1­6A．F2B．AC．F1D．B【解析】根据开普勒第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相同的面积，因为行星在A点的速率比在B点的速率大，所以太阳和行星的连线必然是行星与F2的连线，故太阳位于F2.【答案】 A4．如图3­1­7所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，下列说法正确的是( )图3­1­7A．速度最大点是B点B．速度最小点是C点C．m从A到B做减速运动D．m从B到A做减速运动【解析】 由开普勒第二定律可知，近日点时行星运行速度最大，因此A 、B 错误；行星由A 向B 运动的过程中，行星与恒星的连线变长，其速度减小，故C 正确，D 错误．【答案】 C5．太阳系有八大行星，八大行星离地球的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同．下列能反映周期与轨道半径关系的图像中正确的是( )【解析】 由开普勒第三定律知R 3T 2＝k ，所以R 3＝kT 2，D 正确． 【答案】 D6．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】 根据开普勒第三定律R 3地T 2地＝r 3船T 2船，得T 船＝27年． 【答案】 C7．月球绕地球运动的周期约为27天，则月球中心到地球中心的距离R 1与地球同步卫星(绕地球运动的周期与地球的自转周期相同)到地球中心的距离R 2之比R 1∶R 2约为( )【导学号：22852057】。

高一物理试题命题人：许玉天说明：1选择题必须填涂在答题卡上，在试题纸上作答无效。

2附加题实验班同学必做，成绩计入总分，普通班同学选做，答对者成绩计入总成绩。

一、不定项选择题（本大题共15小题，每小题3分，共45分。

每题有一到多个正确答案，全选对得3分，选对但不全得2分，错选或不选得0分。

）1. 下列说法中正确的是 （ ）A．加速度恒定的运动也可能是曲线运动B．做曲线运动的物体受的合外力一定不为零C．速度方向发生变化的运动一定是曲线运动D．物体做曲线运动时，有可能处于平衡状态2. 某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图-1所示，F和F是椭圆的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳位于 （ ）A．F B．AC．F D．B3．下列说法中正确的是 （ ） A．对于=k，是天文学家第谷根据自己的行星观测记录发现的B．对于万有引力定律F=G，当物体间的距离r趋于零时，万有引力趋于无穷大C．天王星的运行轨道与由万有引力定律计算的轨道存在偏差，其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用，由此人们发现了海王星D．牛顿发现了行星的运动规律4．在同一地区的同一高度有两个相同的小球，一个沿水平方向抛出的同时，另一个自由落下，若不计空气阻力，则它们在运动的过程中（ ）A．加速度不同，相同时刻速度不同 B．加速度相同，相同时刻速度相同 C．加速度不同，相同时刻速度相同 D．加速度相同，相同时刻速度不同5．物体从某一高度平抛，其初速度为v，落地速度为v，不计空气阻力，则物体在空中飞行的时间为（ ）A. B. C. D.6．如图-2所示, 将完全相同的两小球A、B，用长为L=0.8m的细线悬挂于以v=4m/s向右匀速运动的小车顶部，两小球与小车前后壁接触。

由于某种原因，小车突然停止运动，此时悬线的拉力之比F:F 为（g取10m/s） （ ）A． 1: 1 B．1∶2C． 1: 3 D．1:47．如图-3所示，OO为竖直转动轴，MN为固定在OO上的水平光滑细杆，有两个质量相同的金属小球A、B套在水平杆上，AC、BC为可承受的最大拉力相同的两根细绳，C端固定在转轴OO上，当绳拉直时，A、B两球转动半径之比恒为2:1，当转轴角速度逐渐增大时（ ）A．AC绳先断 B．BC绳先断C．两绳同时断 D．不能确定那根绳子先断8．下列关于离心运动的说法中，正确的是 （ ）A．质点做离心运动时，将离圆心越来越远B．质点做离心运动时，一定沿切线方向飞出C．做离心运动的质点一定不受外力的作用D．做匀速圆周运动的质点，因受合外力的大小改变而做直线或曲线运动，都叫离心运动9．如图-4所示，在不计滑轮摩擦和绳子质量的条件下，当小车匀速向右运动时，物体A的受力情况是（ ）A．绳的拉力小于A的重力B．绳的拉力等于A的重力C．绳的拉力大于A的重力D．绳的拉力先大于重力，后变为小于重力10．质量为m的小球在竖直平面内的圆管轨道内运动，小球的直径略小于圆管的内径，如图-5所示。

天津市宝坻区大白庄高级中学 高中物理必修二 5.10 天体 练习六、几颗卫星对比23．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24、设地球的质最为M ，半径为R ，自转角速度为ω，万有引力常量为G ，同步卫星离地心高度为r ，地表重力加速度为g ，则同步卫星的速度v ：①v=ωr ；②v =③v =④v =．其中正确的是( )A.① B.①② C.①②③D.①②③④ 25、.我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星.某双星由质量不等的星体S 1和S 2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C 做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为T ，S 1到C 点的距离为r 1，S 1和S 2的距离为r ，已知引力常量为G .由此可求出S 1的质量为（ ）A ．2122)(4GT r r r -π B ．22124GT r π C ．2224GT r π D ．21224GT r r π天文学上把两个相距较近，由于彼此的引力作用而沿各自的轨道互相环绕旋转的恒星系统称为“双星”系统，设一双星系统中的两个子星保持距离不变，共同绕着连线上的某一点以不同的半径做匀速圆周运动，则( )A.两子星的线速度的大小一定相等B.两子星的角速度的大小一定相等C.两子星受到的向心力的大小一定相等D.两子星的向心加速度的大小一定相等8.地球同步卫星离地心距离为r ，运行速率为v 1，加速度为a 1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a 2，第一宇宙速度为v 2,，地球半径为R ，则（B ） ①21a a ＝R r ② 21a a =22r R ③21v v =22r R ④21v v ＝r R A.①③ B.①④ C.②③ D.②④七、实验：26. （11分）我国航天计划的下一个目标是登上月球，当飞船靠近月球表面的圆形轨道绕行几圈后登陆月球，飞船上备有以下实验器材：A ．计时表一只；B ．弹簧测力计一把；C ．已知质量为m 的物体一个；D ．天平一只(附砝码一盒)。

高中物理学习材料唐玲收集整理万有引力、天体运动单元考试一、选择题1．关于地球上物体由于随地球自转而运动具有的向心加速度，正确的说法是 ( ) A.方向都指向地心 B.两极处最小C.赤道处最小D.同一地点质量大的物体向心加速度也大2．美国天文学家宣布，他们发现了可能成为太阳系第十大行星的以女神"塞德娜"命名的红色天体，如果把该行星的轨道近似为圆轨道，则它绕太阳公转的轨道半径约为地球绕太阳公转轨道半径的470倍，是迄今为止发现的离太阳最远的太阳系行星，该天体半径约为1000km，约为地球半径的．由此可以估算出它绕太阳公转的周期最接近 ( ) A．15年 B．60年 C．470年 D．104年3．一卫星正绕地球做匀速圆周运动。

现启动卫星的发动机使其速度增大，待它运动到距离地面的高度比原来大的位置，再定位使它绕地球做匀速圆周运动，成为另一轨道上的卫星。

该卫星在后一轨道与在前一轨道相比 ( )A．速度增大 B．加速度增大 C．周期增大 D．机械能变小4．下列说法正确的是( )A．行星的运动和地球上物体的运动遵循不同的规律B．物体沿光滑斜面下滑时受到重力、斜面的支持力和下滑力的作用C．月球绕地球运动时受到地球的引力和向心力的作用D．物体在转弯时一定受到力的作用5.一物体在地球表面上的重力为16N,它在以5m/s2的加速度加速上升的火箭中的示重9N,则此时火箭离地面的高度是地球半径R的( )A.2倍B.3倍C.4倍D.0.5倍6．某行星绕太阳公转的半径为r，公转周期为T，万有引力常量为G，由此可求出 ( ) A．行星的质量 B．太阳的质量 C．行星的线速度 D．太阳的密度7．在地球表面，放在赤道上的物体A和放在北纬600的物体B由于地球的自转，它们的（）①角速度之比ωA:ωB=2:1 ②线速度之比νA:νB=2:1 ③向心加速度之比 aA: aB=2:1 ④向心加速度之比aA: aB=4:1A．只有①②正确 B.只有②③正确 C．只有③①正确 D.只有④①正确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．它们的质量可能不同 B．它们的速度可能不同C．它们的向心加速度可能不同 D．它们离地心的距离可能不同9.假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是( )A.地球的向心力变为缩小前的一半B.地球的向心力变为缩小前的1/16C.地球绕太阳公转周期与缩小前的相同D.地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半10．同步卫星的加速度为a1，地面附近卫星的加速度为a2，地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a3，则有 ( )A． a1> a2> a3 B． a3> a2> a1 C． a2> a3> a1 D．a2> a1> a3 11.据报道，我国数据中继卫星"天链一号01 星"于2008 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l 日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道．关于成功定点后的"天链一号01 星"，下列说法正确的是 ( ) A．运行速度小于7.9km/s B．离地面高度一定，相对地面静止C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等12．随着太空技术的飞速发展，地球上的人们登陆其它星球成为可能。

高一物理专题训练：天体运动一、单选题1．如图所示，有两个绕地球做匀速圆周运动的卫星．一个轨道半径为,对应的线速度，角速度，向心加速度，周期分别为，，，；另一个轨道半径为，对应的线速度,角速度，向心加速度，周期分别为，,，．关于这些物理量的比例关系正确的是( ）A．B．C．D．【答案】D2．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．【答案】C3．假设火星和地球都是球体，火星的质量与地球质量之比，火星的半径与地球半径之比，那么火星表面的引力加速度与地球表面处的重力加速度之比等于（忽略行星自转影响）A．B．C．D．【答案】B4．土星最大的卫星叫“泰坦”(如图），每16天绕土星一周，其公转轨道半径约1。

2×106 km,土星的质量约为A ．5×1017 kgB ．5×1026 kgC ．7×1033 kgD ．4×1036 kg【答案】B5．有一质量为M 、半径为R 、密度均匀的球体，在距离球心O 为2R 的地方有一质量为m 的质点．现从M 中挖去半径为12R 的球体，如图所示，则剩余部分对m 的万有引力F 为（ )A ．2736GMm R B ．278GMm R C ．218GMm R D ．2732GMm R 【答案】A6．已知地球的质量是月球质量的81倍,地球半径大约是月球半径的4倍，不考虑地球、月球自转的影响，以上数据可推算出 ［ ］A ．地球表面的重力加速度与月球表面重力加速度之比为9：16B ．地球的平均密度与月球的平均密度之比为9：8C ．靠近地球表面沿圆轨道运动的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比约为8：9D ．靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的线速度之比约为81：4【答案】C7．中新网2018年3月4日电：据外媒报道，美国航空航天局(NASA)日前发现一颗名为WASP-39b 的地外行星，该行星距离地球约700光年，质量与土星相当，它白天温度为776.6摄氏度,夜间也几乎同样热,因此被科研人员称为“热土星"。

新人教版高中物理必修二第二章检测一．选择题（共14小题）1．（2015•南充模拟）从长期来看，火星是一个可供人类移居的星球．假设有一天宇航员乘宇宙飞船登陆了火星，在火星上做自由落体实验，得到物体自由下落h所用的时间为t，设火星半径为R，据上述信息推断，宇宙飞船绕t t2．（2015•惠州模拟）假设在质量与地球质量相同，半径为地球半径两倍的天体上进行运动比赛，那么与在地球上3．（2015•巴中模拟）据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，名为“55Cancrie”该行星绕母星（中心天体）运行的周期约为地球绕太阳运行周期的，母星的体积约为太阳的60倍．假设母星与太阳密度轨道半径之比约为轨道半径之比约为向心加速度之比为向心加速度之比为4．（2015•泸州一模）今年10月24日凌晨从西昌卫星发射中心升空的“再入返回飞行试验器”，是中国探月工程三期5．（2015•内江三模）宇航员乘飞船绕月球做匀速圆周运动，他测得飞船绕月球飞行一周所用的时间为T，飞船最后降落在月球表面上，在月球表面上，宇航员以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t落回到抛出点．已知万6．（2015•东莞二模）“神舟十号”宇宙飞船在返回地球的过程中，有一段时间由于受到稀薄大气的阻力作用，“神舟7．（2015•浙江一模）“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空110”，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命，假设“轨道康复者”的轨道半经为地球同步卫星轨道半径的五分之一，其运动方向与地球自转8．（2015•信阳一模）“太空摆渡车”是一种由基础级运载器发射进入准地球轨道或地球轨道，能够进一步将有效载荷从准地球轨道或地球轨道送人预定工作轨道或预定空间位置的具有自主独立性的飞行器．将于2014年发射的“远征一号”是中国自主研制的太空摆渡车，它可以携带卫星，先被基础运载器送人较低地球圆轨道，然后推进器开动后9．（2015•成都模拟）2014年3月8日，“马航”一架飞往北京的飞机与地面失去联系．人们根据赤道上同步卫星接收到的该飞机飞行时发出的“握手”电磁波信号频率的变化，利用电磁渡的多普勒效应，确定了该飞机是在向南航线而非向北航线上失踪、井最终在南印度洋坠毁的．若该飞机发出的“握手”电磁波信号频率为f o，且飞机黑匣子能够10．（2015•绵阳模拟）北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能，它在寻找马航MH370失联客机中起了很大的作用．“北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置（如图所示）．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．则（）所需的时间为12．（2015•遂宁模拟）已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，环绕地球运行的一颗人造地球你卫星的该卫星的角速度为13．（2015•广东三模）2008年我国成功实施了“神舟七号”载人飞船航天飞行，“神舟七号”飞行到31圈时，成功释放了伴飞小卫星，通过伴飞小卫星可以拍摄“神舟七号”的运行情况．若在无牵连的情况下伴飞小卫星与“神舟七号”14．（2015•佛山模拟）我国的探月卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面约100公里的圆形轨道Ⅲ（如图），开始对月球进行探测．（）二．填空题（共4小题）15．（2014•上海）动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比R A：R B=1：2，它们的角速度之比ωA：ωB= _________，质量之比m A：m B=_________．16．（2014•上海二模）B牛顿在发现万有引力定律时曾用月球的运动来检验，物理学史上称为著名的“月地检验”．已知地球半径r，表面附近重力加速度为g，月球中心到地球中心的距离是地球半径的k倍，根据万有引力定律可求得月球的引力加速度为_________．又根据月球绕地球运动周期t，可求得其相向心加速度为_________，如果两者结果相等，定律得到了检验．17．（2014•闸北区二模）某行星半径为R，表面重力加速度为g，该行星的密度为_________．如果该行星自转角速度很大，以至于使其赤道上的物体能“克服”行星引力而漂浮起来，这时行星自转的周期是_________．（已知引力常量为G）18．（2014•浦东新区一模）2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”月球探测器顺利升空．经过近月制动后，12月6日嫦娥三号进入环月圆轨道，从这一刻起，嫦娥三号成为真正的绕月卫星．若测得嫦娥三号环月绕行的周期为T，圆轨道半径为R，则其线速度大小为_________；已知万有引力常量为G，由此可得月球的质量为_________．三．解答题（共12小题）19．（2015•绵阳模拟）2013年12月14日，我国的“嫦娥三号”探月卫星实现月面软着陆．落月是从15km高度开始，经过了大约12min时间，嫦娥三号依靠自主控制，经过了主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段、缓速段等6个阶段，相对速度从1.7km/s逐渐减为零，最后以自由落体方式走完几米之后，平稳“站”上月球表面．（1）已知月球质量是地球质量的，月球半径是地球半径的．若嫦娥三号从h=8.1m高度自由下落到月球表面，与在地球上从多大高度自由下落到地面的着陆速度相同？（2）“玉兔号”是无人驾驶月球车，最大速度可达到200m/h，在一次执行指令时，它从静止开始以额定功率启动，在水平月面上做直线运动，经18s达到最大速度，已知月球表面重力加速度为1.8m/s2，月球车所受阻力恒为车重的0.02倍．求这段时间内月球车运动的距离（结果保留两位有效数字）．20．（2015•泸州一模）去年“嫦娥三号”携带“玉兔号”月球车已在月球表面成功软着陆，我们为求出“玉兔号”月球车的高度，设想的实验方案如下：假如一个固定在车顶的压缩弹簧把一质量为m=0.1kg的小物块弹射出去，使物块沿着相对于月球表面静止的月球车顶层的水平板运动距离L=0.5m后到达平板的边缘，以v=2m/s的速度垂直边缘线飞出，其水平射程为x=2m，物块与顶层平板的动摩擦因数为0.5，查得月球质量大约是地球的倍，半径约是地球的倍．不考虑月球自转对重力的影响，地球表面的重力加速度g取10m/s2．求：（1）月球表面的重力加速度g月；（2）“玉兔号”月球车的高度h；（3）弹簧对小物块做的功W．21．（2015•信阳一模）2013年12月2日，我国成功发射“嫦娥三号”月球探测器，探测器经历三个过程后于2012年12月14日降落到月球表面，第一过程是经过地月转移轨道．到达月球附近，制动后进入绕月圆形轨道，第二过程时绕月变轨，探测器在绕月圆形轨道上制动进入绕月椭圆轨道．第三过程是在绕月椭圆形轨道的近月点再次制作，沿下降轨道减速下落，在距月球表面一定高度时速度为零，关闭发动机后自由落在月球表面，若月球的半径为R，探测器绕月圆形轨道的高度为H，运行周期为T，探测器自由下落的高度为h，求探测器落在月球表面时的速度大小．22．（2014•重庆）如图所示为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图，首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h1处悬停（速度为0，h1远小于月球半径），接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h2处的速度为v，此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面．已知探测器总质量为m（不包括燃料），地球和月球的半径比为k1，质量比为k2，地球表面附近的重力加速度为g，求：（1）月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月球时的速度大小；（2）从开始竖直下降到接触月面时，探测器机械能的变化．24．（2014•安阳一模）“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步．已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似圆周，距月球表面的高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，万有引力常量为G，假设宇航長在飞船上，飞船在月球表面附近竖直平面内俯冲，在最低点附近作半径为r的圆周运动，宇航员质量是m，飞船经过最低点时的速度是v；．求：（1）月球的质量M是多大？（2）经过最低点时，座位对宇航员的作用力F是多大？25．（2014•浏阳市模拟）宇航员在一行星上以10m/s的速度竖直上抛一质量为0.2kg的物体，不计阻力，经2.5s后落回手中，已知该星球半径为7220km．（1）该星球表面的重力加速度g′多大？（2）要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度至少是多大？26．（2014•德阳模拟）一物体在距某一行星表面某一高度处由静止开始做自由落体运动，依次通过A、B、C三点，已知AB段与BC段的距离均为0.06m，通过AB段与BC段的时间分为0.2s与0.1s．求：（1）该星球表面重力加速度值；（2）若该星球的半径为180km，则环绕该行星的卫星做圆周运动的最小周期为多少．27．（2014•合肥二模）设地球半径为R，引力常量为G，地球质量为M，≈1.6．（1）求地球第一宇宙速度v1；（2）以地球第一宇宙速度绕地球做匀速圆周运动的卫星运动周期T1≈1.5h，求地球同步卫星离地高度；28．（2014•黄山一模）2013年12月14日晚，嫦娥三号探测器成功落月，这是中国首次实现地外天体软着陆，着陆器落月过程的最后时刻，有以上几个关键阶段：①着陆器距离月面100m时保持悬停，对着陆区进行检测，选择安全的着陆点；②随后发动机维持一定推力缓慢下降，降至距月面4m时关闭发动机，着陆器依靠自身重力在月面着陆．已知月球半径约为地球半径的，月球质量约为地球质量的，着陆器质量约为1000kg，地球表面重力加速度g=10m/s2，根据以上数据计算：（1）着陆器距月面100m悬停时，发动机产生的推力为多大？（2）若关闭发动机时速度为零，则最后依靠自身重力着陆，落至月面的速度为多大？29．（2014•和平区模拟）2011年我国第一颗火星探测器“萤火一号”将于俄罗斯火卫﹣探测器“福布斯﹣格朗特”共同对距火星表面一定高度的电离层开展探测，“萤火一号”探测时运动的周期为T，且把“萤火一号”绕火星的运动近似看做匀速圆周运动；已知火星的半径为R，万有引力常量为G；假设宇航员登陆火星后，在火星表面某处以初速度v0竖直上抛一小球，经实践t落回原处．则：火星表面的重力加速度_________，火星的密度_________．30．（2014•乌鲁木齐模拟）2013年12月14日嫦娥三号成功实现了月球表面软着陆．嫦娥三号着陆前，先在距月球表面高度为h的圆轨道上运行，经过变轨进入远月点高度为h、近月点高度忽略不计的椭圆轨道上运行，为下一步（1）求嫦娥三号在距月球表面高度为h的圆轨道上运行的周期T1；（2）在开普勒第三定律=k中，常数k可由嫦娥三号在圆轨道上运行的规律推出．求嫦娥三号在椭圆轨道上运行的周期T2．新人教版高中物理必修二第二章检测参考答案与试题解析一．选择题（共14小题）1．（2015•南充模拟）从长期来看，火星是一个可供人类移居的星球．假设有一天宇航员乘宇宙飞船登陆了火星，在火星上做自由落体实验，得到物体自由下落h所用的时间为t，设火星半径为R，据上述信息推断，宇宙飞船绕t tRt2．（2015•惠州模拟）假设在质量与地球质量相同，半径为地球半径两倍的天体上进行运动比赛，那么与在地球上g=gt3．（2015•巴中模拟）据报道，天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”，名为“55Cancrie”该行星绕母星（中心天体）运行的周期约为地球绕太阳运行周期的，母星的体积约为太阳的60倍．假设母星与太阳密度轨道半径之比约为轨道半径之比约为向心加速度之比为向心加速度之比为、根据牛顿第二定律和万有引力定律得：所以轨道半径之比为，故=4．（2015•泸州一模）今年10月24日凌晨从西昌卫星发射中心升空的“再入返回飞行试验器”，是中国探月工程三期根据万有引力提供向心力，，5．（2015•内江三模）宇航员乘飞船绕月球做匀速圆周运动，他测得飞船绕月球飞行一周所用的时间为T，飞船最后降落在月球表面上，在月球表面上，宇航员以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t落回到抛出点．已知万根据，竖直上抛，，竖直上抛V=6．（2015•东莞二模）“神舟十号”宇宙飞船在返回地球的过程中，有一段时间由于受到稀薄大气的阻力作用，“神舟F=、根据万有引力提供向心力，得周期为F=、根据万有引力提供向心力，得、根据万有引力提供向心力，得7．（2015•浙江一模）“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，被称为“太空110”，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命，假设“轨道康复者”的轨道半经为地球同步卫星轨道半径的五分之一，其运动方向与地球自转，因为、根据得：v=倍．故8．（2015•信阳一模）“太空摆渡车”是一种由基础级运载器发射进入准地球轨道或地球轨道，能够进一步将有效载荷从准地球轨道或地球轨道送人预定工作轨道或预定空间位置的具有自主独立性的飞行器．将于2014年发射的“远征一号”是中国自主研制的太空摆渡车，它可以携带卫星，先被基础运载器送人较低地球圆轨道，然后推进器开动后、根据万有引力提供圆周运动向心力知航天器的线速度9．（2015•成都模拟）2014年3月8日，“马航”一架飞往北京的飞机与地面失去联系．人们根据赤道上同步卫星接收到的该飞机飞行时发出的“握手”电磁波信号频率的变化，利用电磁渡的多普勒效应，确定了该飞机是在向南航线而非向北航线上失踪、井最终在南印度洋坠毁的．若该飞机发出的“握手”电磁波信号频率为f o，且飞机黑匣子能够10．（2015•绵阳模拟）北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能，它在寻找马航MH370失联客机中起了很大的作用．“北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径均为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置（如图所示）．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．则（）所需的时间为=ma又在地球表面有：，故=mπ，卫星从转过t=知，轨道半径越大，线速度越小，故根据万有引力提供圆周运动向心力有卫星的周期公式12．（2015•遂宁模拟）已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，环绕地球运行的一颗人造地球你卫星的线速度为v，则下列说法正确的是（）该卫星的运行周期为该卫星的轨道半径为该卫星的角速度为在地球表面则有：，，故a=，故、卫星的角速度为=13．（2015•广东三模）2008年我国成功实施了“神舟七号”载人飞船航天飞行，“神舟七号”飞行到31圈时，成功释放了伴飞小卫星，通过伴飞小卫星可以拍摄“神舟七号”的运行情况．若在无牵连的情况下伴飞小卫星与“神舟七号”，14．（2015•佛山模拟）我国的探月卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面约100公里的圆形轨道Ⅲ（如图），开始对月球进行探测．（）半径，根据，，可知飞行试验器在轨道Ⅲ二．填空题（共4小题）15．（2014•上海）动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比R A：R B=1：2，它们的角速度之比ωA：ωB=2：1，质量之比m A：m B=1：2．==mR可得，所以==2=，所以=；16．（2014•上海二模）B牛顿在发现万有引力定律时曾用月球的运动来检验，物理学史上称为著名的“月地检验”．已知地球半径r，表面附近重力加速度为g，月球中心到地球中心的距离是地球半径的k倍，根据万有引力定律可求得月球的引力加速度为．又根据月球绕地球运动周期t，可求得其相向心加速度为，如果两者结果相等，定律得到了检验．=故答案为：，17．（2014•闸北区二模）某行星半径为R，表面重力加速度为g，该行星的密度为．如果该行星自转角速度很大，以至于使其赤道上的物体能“克服”行星引力而漂浮起来，这时行星自转的周期是2π．（已知引力常量为G）V=代入即可；V=代入，解得：=π故答案为：．18．（2014•浦东新区一模）2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”月球探测器顺利升空．经过近月制动后，12月6日嫦娥三号进入环月圆轨道，从这一刻起，嫦娥三号成为真正的绕月卫星．若测得嫦娥三号环月绕行的周期为T，圆轨道半径为R，则其线速度大小为；已知万有引力常量为G，由此可得月球的质量为．，化简可得月球的质量故答案为：；三．解答题（共12小题）19．（2015•绵阳模拟）2013年12月14日，我国的“嫦娥三号”探月卫星实现月面软着陆．落月是从15km高度开始，经过了大约12min时间，嫦娥三号依靠自主控制，经过了主减速段、快速调整段、接近段、悬停段、避障段、缓速段等6个阶段，相对速度从1.7km/s逐渐减为零，最后以自由落体方式走完几米之后，平稳“站”上月球表面．（1）已知月球质量是地球质量的，月球半径是地球半径的．若嫦娥三号从h=8.1m高度自由下落到月球表面，与在地球上从多大高度自由下落到地面的着陆速度相同？（2）“玉兔号”是无人驾驶月球车，最大速度可达到200m/h，在一次执行指令时，它从静止开始以额定功率启动，在水平月面上做直线运动，经18s达到最大速度，已知月球表面重力加速度为1.8m/s2，月球车所受阻力恒为车重的0.02倍．求这段时间内月球车运动的距离（结果保留两位有效数字）．20．（2015•泸州一模）去年“嫦娥三号”携带“玉兔号”月球车已在月球表面成功软着陆，我们为求出“玉兔号”月球车的高度，设想的实验方案如下：假如一个固定在车顶的压缩弹簧把一质量为m=0.1kg的小物块弹射出去，使物块沿着相对于月球表面静止的月球车顶层的水平板运动距离L=0.5m后到达平板的边缘，以v=2m/s的速度垂直边缘线飞出，其水平射程为x=2m，物块与顶层平板的动摩擦因数为0.5，查得月球质量大约是地球的倍，半径约是地球的倍．不考虑月球自转对重力的影响，地球表面的重力加速度g取10m/s2．求：（1）月球表面的重力加速度g月；（2）“玉兔号”月球车的高度h；（3）弹簧对小物块做的功W．）在月球表面重力等于万有引力在地球表面两式相比，可以得到=0.83m=21．（2015•信阳一模）2013年12月2日，我国成功发射“嫦娥三号”月球探测器，探测器经历三个过程后于2012年12月14日降落到月球表面，第一过程是经过地月转移轨道．到达月球附近，制动后进入绕月圆形轨道，第二过程时绕月变轨，探测器在绕月圆形轨道上制动进入绕月椭圆轨道．第三过程是在绕月椭圆形轨道的近月点再次制作，沿下降轨道减速下落，在距月球表面一定高度时速度为零，关闭发动机后自由落在月球表面，若月球的半径为R，探测器绕月圆形轨道的高度为H，运行周期为T，探测器自由下落的高度为h，求探测器落在月球表面时的速度大小．=22．（2014•重庆）如图所示为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图，首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h1处悬停（速度为0，h1远小于月球半径），接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h2处的速度为v，此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面．已知探测器总质量为m（不包括燃料），地球和月球的半径比为k1，质量比为k2，地球表面附近的重力加速度为g，求：（1）月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月球时的速度大小；（2）从开始竖直下降到接触月面时，探测器机械能的变化．=G mg=G（）﹣m ghE=mg）月球表面附近的重力加速度大小为，探测器刚接触月球时的速度大小为v23．（2014•北京）万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性．（1）用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果．已知地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G．将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响．设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F0a．若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为F1，求比值的表达式，并就h=1.0%R的情形算出具体数值（计算结果保留两位有效数字）；b．若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2，求比值的表达式．（2）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳的半径为R s和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%，而太阳和地球的密度均匀且不变．仅考虑太阳和地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的一年将变为多长？）根据万有引力等于重力得出比值的表达式可得：）根据万有引力定律，有，）．比值24．（2014•安阳一模）“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步．已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似圆周，距月球表面的高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，万有引力常量为G，假设宇航長在飞船上，飞船在月球表面附近竖直平面内俯冲，在最低点附近作半径为r的圆周运动，宇航员质量是m，飞船经过最低点时的速度是v；．求：（1）月球的质量M是多大？（2）经过最低点时，座位对宇航员的作用力F是多大？=m1；G，F=+m；）月球的质量是．）经过最低点时，座位对宇航员的作用力+m25．（2014•浏阳市模拟）宇航员在一行星上以10m/s的速度竖直上抛一质量为0.2kg的物体，不计阻力，经2.5s后落回手中，已知该星球半径为7220km．（1）该星球表面的重力加速度g′多大？（2）要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度至少是多大？（3）若物体距离星球无穷远处时其引力势能为零，则当物体距离星球球心r时其引力势能E p=﹣（式中m为物体的质量，M为星球的质量，G为万有引力常量）．问要使物体沿竖直方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度至少是多大？t==mg=m，得=G==760026．（2014•德阳模拟）一物体在距某一行星表面某一高度处由静止开始做自由落体运动，依次通过A、B、C三点，已知AB段与BC段的距离均为0.06m，通过AB段与BC段的时间分为0.2s与0.1s．求：（1）该星球表面重力加速度值；（2）若该星球的半径为180km，则环绕该行星的卫星做圆周运动的最小周期为多少．t+=m R=60027．（2014•合肥二模）设地球半径为R，引力常量为G，地球质量为M，≈1.6．（1）求地球第一宇宙速度v1；（2）以地球第一宇宙速度绕地球做匀速圆周运动的卫星运动周期T1≈1.5h，求地球同步卫星离地高度；（3）质量为m的物体与地心的距离为r时，物体和地球间引力势能可表示为E p=﹣（设物体在离地球无限远处的势能为零），其中G为引力常量，M为地球质量．当物体在地球表面的速度等于或大于某一速度时，物体就可以挣脱地球引力的束缚，成为绕太阳运动的人造行星，这个速度叫做第二宇宙速度．证明：第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系为v2=v1．r=。

⾼中物理天体运动章节测试题新⼈教版必修2天体运动测试题1、据媒体报道，“嫦娥⼀号”卫星环⽉⼯作轨道为圆轨道，该卫星离⽉球表⾯的⾼度为200 km, 运⾏周期为127min。

若还知道引⼒常量和⽉球半径，仅利⽤上述条件能求出的是（）A．该卫星的质量B．⽉球对该卫星的万有引⼒C．该卫星绕⽉球运⾏的速度D．⽉球表⾯的重⼒加速度2、如图所⽰，在圆轨道上运⾏的国际空间站⾥，⼀宇航员A静⽌（相对空间舱）“站”于舱内朝向地球⼀侧的“地⾯”B上，下列说法正确的是A．宇航员A受空间站的的作⽤⼒是由B指向A“竖直向上”⽅向B．该空间站的运⾏速度⼤于地球的第⼀宇宙速度C．宇航员A所受地球引⼒与他受到B的⽀持⼒⼤⼩相等D．该轨道上的另⼀颗卫星的向⼼加速度与空间站的向⼼加速度⼤⼩相等3、地球半径为R，在距球⼼r处(r＞R)有⼀同步卫星.另有⼀半径为2R的星球A，在距球⼼3r处也有⼀同步卫星，它的周期是72h，那么A星球平均密度与地球平均密度的⽐值为（）A．1∶9B．3∶8C．27∶8D．1∶84、设想⼈类开发⽉球，不断把⽉球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看作是均匀的球体，⽉球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相⽐（）A．地球与⽉球间万有引⼒将变⼤B．地球与⽉球间万有引⼒将变⼩C．⽉球绕地球运动的周期将变长D．⽉球绕地球运动周期将变短5、“嫦娥⼆号”探⽉卫星于2010年10⽉1⽇成功发射，⽬前正在⽉球上⽅100km的圆形轨道上运⾏。

已知“嫦娥⼆号”卫星的运⾏周期、⽉球半径、⽉球表⾯重⼒加速度、万有引⼒恒量G。

根据以上信息可求出A．卫星所在处的加速度B．⽉球的平均密度C．卫星线速度⼤⼩D．卫星所需向⼼⼒6、我国于2007年10⽉发射了探⽉卫星“嫦娥l号”。

假设该卫星的绕⽉轨道是圆形的，且贴近⽉球表⾯。

已知⽉球的质量约为地球质量的l/81，⽉球的半径约为地球半径的l/4，地球上的第⼀宇宙速度约为7.9km/s，则该探⽉卫星绕⽉运⾏的速率约为（）a．0.4km/s b．1.8km/s c．1lkm/s d．36km/s7、在圆轨道上运动的质量为m的⼈造地球卫星，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．卫星运动的速度为B．卫星运动的周期为C．卫星运动的加速度为g D．卫星的动能为mgR8、设嫦娥号登⽉飞船贴近⽉球表⾯做匀速圆周运动，测得飞船绕⽉运⾏周期为T。

最新人教版高中物理必修二测试题及答案全套章末检测试卷(一)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(1～8为单项选择题，9～12为多项选择题.每小题4分，共48分)1.关于平抛运动和圆周运动，下列说法正确的是()A.平抛运动是匀变速曲线运动B.匀速圆周运动是速度不变的运动C.圆周运动是匀变速曲线运动D.做平抛运动的物体落地时的速度一定是竖直向下的答案A解析平抛运动的加速度恒定，所以平抛运动是匀变速曲线运动，A正确；平抛运动水平方向做匀速直线运动，所以落地时速度一定有水平分量，不可能竖直向下，D错误；匀速圆周运动的速度方向时刻变化，B错误；匀速圆周运动的加速度始终指向圆心，也就是方向时刻变化，所以不是匀变速运动，C错误.【考点】平抛运动和圆周运动的理解【题点】平抛运动和圆周运动的性质2.如图1所示为某中国运动员在短道速滑比赛中勇夺金牌的精彩瞬间.假定此时她正沿圆弧形弯道匀速率滑行，则她()图1A.所受的合力为零，做匀速运动B.所受的合力恒定，做匀加速运动C.所受的合力恒定，做变加速运动D.所受的合力变化，做变加速运动答案D解析运动员做匀速圆周运动，由于合力时刻指向圆心，其方向变化，所以是变加速运动，D正确.【考点】对匀速圆周运动的理解【题点】对匀速圆周运动的理解3.各种大型的货运站中少不了旋臂式起重机，如图2所示，该起重机的旋臂保持不动，可沿旋臂“行走”的天车有两个功能，一是吊着货物沿竖直方向运动，二是吊着货物沿旋臂水平方向运动.现天车吊着货物正在沿水平方向向右匀速行驶，同时又使货物沿竖直方向向上做匀减速运动.此时，我们站在地面上观察到货物运动的轨迹可能是下图中的()图2答案D解析由于货物在水平方向做匀速运动，在竖直方向做匀减速运动，故货物所受的合外力竖直向下，由曲线运动的特点(所受的合外力要指向轨迹凹侧)可知，对应的运动轨迹可能为D.【考点】运动的合成和分解【题点】速度的合成和分解4.一物体在光滑的水平桌面上运动，在相互垂直的x方向和y方向上的分运动速度随时间变化的规律如图3所示.关于物体的运动，下列说法正确的是()图3A.物体做速度逐渐增大的曲线运动B.物体运动的加速度先减小后增大C.物体运动的初速度大小是50 m/sD.物体运动的初速度大小是10 m/s答案C解析由题图知，x方向的初速度沿x轴正方向，y方向的初速度沿y轴负方向，则合运动的初速度方向不在y轴方向上；x轴方向的分运动是匀速直线运动，加速度为零，y轴方向的分运动是匀变速直线运动，加速度沿y轴方向，所以合运动的加速度沿y轴方向，与合初速度方向不在同一直线上，因此物体做曲线运动.根据速度的合成可知，物体的速度先减小后增大，故A错误.物体运动的加速度等于y方向的加速度，保持不变，故B错误；根据题图可知物体的初速度大小为：v0＝v x02＋v y02＝302＋402m/s ＝50 m/s，故C正确，D错误.【考点】运动的合成和分解【题点】速度的合成和分解5.一圆盘可以绕其竖直轴在水平面内转动，圆盘半径为R，甲、乙物体质量分别为M和m(M>m)，它们与圆盘之间的最大静摩擦力均为正压力的μ倍，两物体用一根长为L(L<R)的轻绳连在一起.如图4所示，若将甲物体放在转轴的位置上，甲、乙之间连线刚好沿半径方向被拉直，要使两物体与圆盘不发生相对滑动，则圆盘旋转的角速度最大不得超过(两物体均看做质点)()图4A.μ(M－m)gmL B.μgLC.μ(M＋m)gML D.μ(M＋m)gmL答案D解析以最大角速度转动时，以M为研究对象，F＝μMg，以m为研究对象F＋μmg＝mLω2，可得ω＝μ(M＋m)gmL，选项D正确.【考点】向心力公式的简单应用【题点】水平面内圆周运动的动力学问题6.如图5所示，斜面上a、b、c三点等距，小球从a点正上方O点抛出，做初速度为v0的平抛运动，恰落在b点.若小球初速度变为v，其落点位于c，则()图5A.v0<v<2v0B.v＝2v0C.2v0<v<3v0D.v>3v0答案A解析如图所示，M点和b点在同一水平线上，M点在c点的正上方.根据平抛运动的规律，若v＝2v0，则小球经过M点.可知以初速度v0<v<2v0平抛小球才能落在c点，故只有选项A正确.【考点】平抛运动规律的应用【题点】平抛运动规律的应用7.如图6所示，两个相同材料制成的靠摩擦传动的轮A 和轮B 水平放置(两轮不打滑)，两轮半径r A ＝2r B ，当主动轮A 匀速转动时，在A 轮边缘上放置的小木块恰能相对静止，若将小木块放在B 轮上，欲使木块相对B 轮能静止，则木块距B 轮转轴的最大距离为( )图6A.r B 4B.r B3 C.r B 2 D.r B答案 C解析 当主动轮匀速转动时，A 、B 两轮边缘上的线速度大小相等，由ω＝v R 得ωA ωB ＝vr A v r B ＝r B r A ＝12.因A 、B材料相同，故木块与A 、B 间的动摩擦因数相同，由于小木块恰能在A 边缘上相对静止，则由静摩擦力提供的向心力达到最大值F fm ，得F fm ＝mωA 2r A ①设木块放在B 轮上恰能相对静止时距B 轮转轴的最大距离为r ，则向心力由最大静摩擦力提供，故F fm ＝mωB 2r ②由①②式得r ＝(ωA ωB )2r A ＝(12)2r A ＝r A 4＝r B2，C 正确.【考点】水平面内的匀速圆周运动分析 【题点】水平面内的匀速圆周运动分析8.质量分别为M 和m 的两个小球，分别用长2l 和l 的轻绳拴在同一转轴上，当转轴稳定转动时，拴质量为M 和m 的小球悬线与竖直方向夹角分别为α和β，如图7所示，则( )图7A.cos α＝cos β2B.cos α＝2cos βC.tan α＝tan β2D.tan α＝tan β答案 A解析 对于球M ，受重力和绳子拉力作用，这两个力的合力提供向心力，如图所示.设它们转动的角速度是ω，由Mg tan α＝M ·2l sin α·ω2，可得：cos α＝g 2lω2.同理可得cos β＝g lω2，则cos α＝cos β2，所以选项A 正确.【考点】圆锥摆类模型【题点】类圆锥摆的动力学问题分析9.西班牙某小镇举行了西红柿狂欢节，其间若一名儿童站在自家的平房顶上，向距离他L 处的对面的竖直高墙上投掷西红柿，第一次水平抛出的速度是v 0，第二次水平抛出的速度是2v 0，则比较前后两次被抛出的西红柿在碰到墙时，有(不计空气阻力)( ) A.运动时间之比是2∶1 B.下落的高度之比是2∶1 C.下落的高度之比是4∶1 D.运动的加速度之比是1∶1 答案 ACD解析 由平抛运动的规律得t 1∶t 2＝L v 0∶L 2v 0＝2∶1，故选项A 正确.h 1∶h 2＝(12gt 12)∶(12gt 22)＝4∶1，选项B 错误，C 正确.由平抛运动的性质知，选项D 正确. 【考点】平抛运动规律的应用 【题点】平抛运动规律的应用10.m 为在水平传送带上被传送的小物体(可视为质点)，A 为终端动力轮，如图8所示，已知动力轮半径为r ，传送带与轮间不会打滑，当m 可被水平抛出时( )图8A.传送带的最小速度为grB.传送带的最小速度为grC.A 轮每秒的转数最少是12πg rD.A 轮每秒的转数最少是12πgr答案 AC解析 物体恰好被水平抛出时，在动力轮最高点满足mg ＝m v 2r ，即速度最小为gr ，选项A 正确，B 错误；又因为v ＝2πrn ，可得n ＝12πgr，选项C 正确，D 错误.【考点】向心力公式的简单应用 【题点】竖直面内圆周运动的动力学问题11.有一种杂技表演叫“飞车走壁”，由杂技演员驾驶摩托车沿圆台形表演台的侧壁高速行驶，做匀速圆周运动.如图9所示，图中虚线表示摩托车的行驶轨迹，轨迹离地面的高度为h ，下列说法中正确的是( )图9A.h 越高，摩托车对侧壁的压力将越大B.h 越高，摩托车做圆周运动的线速度将越大C.h 越高，摩托车做圆周运动的周期将越大D.h 越高，摩托车做圆周运动的向心力将越大 答案 BC解析 摩托车受力分析如图所示.由于F N ＝mgcos θ所以摩托车受到侧壁的支持力与高度无关，保持不变，摩托车对侧壁的压力也不变，A 错误；由F n ＝mg tan θ＝m v 2r ＝mω2r ＝m 4π2T 2r 知h 变化时，向心力F n 不变，但高度升高，r 变大，所以线速度变大，角速度变小，周期变大，选项B 、C 正确，D 错误. 【考点】圆锥摆类模型【题点】类圆锥摆的动力学问题分析12.如图10所示，两个质量均为m 的小木块a 和b (均可视为质点)放在水平圆盘上，a 与转轴OO ′的距离为l ，b 与转轴的距离为2l ，木块与圆盘的最大静摩擦力为木块所受重力的k 倍，重力加速度大小为g .若圆盘从静止开始绕转轴缓慢地加速转动，用ω表示圆盘转动的角速度，下列说法正确的是(假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力)( )图10A.b 一定比a 先开始滑动B.a 、b 所受的摩擦力始终相等C.ω＝kg2l是b 开始滑动的临界角速度 D.当ω＝2kg3l时，a 所受摩擦力的大小为kmg 答案 AC解析 小木块a 、b 做圆周运动时，由静摩擦力提供向心力，即F f ＝mω2R .当角速度增加时，静摩擦力增大，当增大到最大静摩擦力时，发生相对滑动，对木块a ：F f a ＝mωa 2l ，当F f a ＝kmg 时，kmg ＝mωa 2l ，ωa ＝kgl；对木块b ：F f b ＝mωb 2·2l ，当F f b ＝kmg 时，kmg ＝mωb 2·2l ，ωb ＝kg2l，所以b 先达到最大静摩擦力，选项A 正确；两木块滑动前转动的角速度相同，则F f a ＝mω2l ，F f b ＝mω2·2l ，F f a <F f b ，选项B 错误；当ω＝kg2l时b 刚开始滑动，选项C 正确；当ω＝2kg 3l 时，a 没有滑动，则F f a ＝mω2l ＝23kmg ，选项D 错误.【考点】水平面内的匀速圆周运动的动力学分析 【题点】水平面内的匀速圆周运动的动力学分析 二、实验题(本题共2小题，共12分)13.(4分)航天器绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已经无法用天平称量物体的质量.假设某同学在这种环境中设计了如图11所示的装置(图中O 为光滑小孔)来间接测量物体的质量：给待测物体一个初速度，使它在水平桌面上做匀速圆周运动.设航天器中具有基本测量工具.图11(1)实验时需要测量的物理量是__________________. (2)待测物体质量的表达式为m ＝________________.答案 (1)弹簧测力计示数F 、圆周运动的半径R 、圆周运动的周期T (2)FT 24π2R解析 需测量物体做圆周运动的周期T 、圆周运动的半径R 以及弹簧测力计的示数F ，则有F ＝m 4π2T 2R ，所以待测物体质量的表达式为m ＝FT 24π2R .【考点】对向心力的理解 【题点】向心力实验探究14.(8分)未来在一个未知星球上用如图12甲所示装置研究平抛运动的规律.悬点O 正下方P 点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动.现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄.在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示.a 、b 、c 、d 为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10 s ，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则：图12(1)由以上信息，可知a 点________(选填“是”或“不是”)小球的抛出点. (2)由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s 2. (3)由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是________m/s. (4)由以上及图信息可以算出小球在b 点时的速度是________m/s. 答案 (1)是 (2)8 (3)0.8 (4)425解析 (1)由初速度为零的匀加速直线运动连续相等时间内通过的位移之比为1∶3∶5可知，a 点为抛出点.(2)由ab 、bc 、cd 水平距离相同可知，a 到b 、b 到c 运动时间相同，设为T ，在竖直方向有Δh ＝gT 2，T ＝0.10 s ，可求出g ＝8 m/s 2.(3)由两位置间的时间间隔为0.10 s ，水平距离为8 cm ，x ＝v x t ，得水平速度v x ＝0.8 m/s.(4)b 点竖直分速度为a 、c 间的竖直平均速度，则v yb ＝4×4×10－22×0.10 m/s ＝0.8 m/s ，所以v b ＝v x 2＋v yb 2＝425m/s. 【考点】研究平抛运动的创新性实验 【题点】研究平抛运动的创新性实验三、计算题(本题共4小题，共40分.要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位) 15.(8分)如图13所示，马戏团正在上演飞车节目.在竖直平面内有半径为R 的圆轨道，表演者骑着摩托车在圆轨道内做圆周运动.已知人和摩托车的总质量为m ，人以v 1＝2gR 的速度过轨道最高点B ，并以v 2＝3v 1的速度过最低点A .求在A 、B 两点摩托车对轨道的压力大小相差多少？图13答案 6mg解析 在B 点，F B ＋mg ＝m v 12R ，解得F B ＝mg ，根据牛顿第三定律，摩托车对轨道的压力大小F B ′＝F B ＝mg在A 点，F A －mg ＝m v 22R解得F A ＝7mg ，根据牛顿第三定律，摩托车对轨道的压力大小F A ′＝F A ＝7mg 所以在A 、B 两点车对轨道的压力大小相差F A ′－F B ′＝6mg . 【考点】向心力公式的简单应用 【题点】竖直面内圆周运动的动力学问题16.(10分)如图14所示，小球在外力作用下，由静止开始从A 点出发做匀加速直线运动，到B 点时撤去外力.然后，小球冲上竖直平面内半径为R 的光滑半圆环，恰能维持在圆环上做圆周运动通过最高点C ，到达最高点C 后抛出，最后落回到原来的出发点A 处.不计空气阻力，试求：(重力加速度为g )图14(1)小球运动到C 点时的速度大小； (2)A 、B 之间的距离. 答案 (1)gR (2)2R解析 (1)小球恰能通过最高点C ，说明此时半圆环对球无作用力，设此时小球的速度为v ，则mg ＝m v 2R所以v ＝gR(2)小球离开C 点后做平抛运动，设从C 点落到A 点用时为t ，则2R ＝12gt 2又因A 、B 之间的距离s ＝v t 所以s ＝gR ·4Rg＝2R . 【考点】竖直面内的圆周运动分析 【题点】竖直面内的“绳”模型17.(10分)如图15所示，在水平地面上固定一倾角θ＝37°、表面光滑的斜面体，物体A 以v 1＝6 m/s 的初速度沿斜面上滑，同时在物体A 的正上方，有一物体B 以某一初速度水平抛出.物体A 恰好可以上滑到最高点，此时物体A 恰好被物体B 击中.A 、B 均可看成质点(不计空气阻力，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8，g 取10 m/s 2).求：图15(1)物体A 上滑到最高点所用的时间t ； (2)物体B 抛出时的初速度v 2的大小； (3)物体A 、B 间初始位置的高度差h . 答案 (1)1 s (2)2.4 m/s (3)6.8 m解析 (1)物体A 上滑过程中，由牛顿第二定律得 mg sin θ＝ma 代入数据得a ＝6 m/s 2设物体A 滑到最高点所用时间为t ，由运动学公式知0＝v 1－at 解得t ＝1 s(2)物体B 平抛的水平位移x ＝12v 1t cos 37°＝2.4 m物体B 平抛的初速度v 2＝xt ＝2.4 m/s(3)物体A 、B 间初始位置的高度差 h ＝12v 1t sin 37°＋12gt 2＝6.8 m. 【考点】平抛运动中的两物体相遇问题【题点】平抛运动和竖直(或水平)运动的相遇问题18.(12分)如图16所示，水平放置的正方形光滑玻璃板abcd ，边长为L ，距地面的高度为H ，玻璃板正中间有一个光滑的小孔O ，一根细线穿过小孔，两端分别系着小球A 和小物块B ，当小球A 以速度v 在玻璃板上绕O 点做匀速圆周运动时，AO 间的距离为l .已知A 的质量为m A ，重力加速度为g ，不计空气阻力.图16(1)求小物块B 的质量m B ；(2)当小球速度方向平行于玻璃板ad 边时，剪断细线，则小球落地前瞬间的速度多大？ (3)在(2)的情况下，若小球和小物块落地后均不再运动，则两者落地点间的距离为多少？ 答案 (1)m A v 2gl(2)v 2＋2gH (3)L 24＋l 2＋2H v 2g＋v L 2Hg解析 (1)以B 为研究对象，根据平衡条件有 F T ＝m B g以A 为研究对象，根据牛顿第二定律有F T ＝m A v 2l联立解得m B ＝m A v 2gl(2)剪断细线，A 沿轨迹切线方向飞出，脱离玻璃板后做平抛运动，竖直方向，有v y 2＝2gH ，解得v y ＝2gH ， 由平抛运动规律得落地前瞬间的速度v ′＝v 2＋v y 2＝v 2＋2gH (3)A 脱离玻璃板后做平抛运动， 竖直方向：H ＝12gt 2水平方向：x ＝L2＋v t两者落地的距离s ＝x 2＋l 2＝ L 24＋l 2＋2H v 2g＋v L 2Hg. 【考点】平抛运动规律的应用 【题点】平抛运动规律的应用章末检测试卷(二)(时间：90分钟 满分：100分)一、选择题(1～8为单项选择题，9～12为多项选择题.每小题5分，共60分)1.在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献.关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是( )A.卡文迪许通过实验比较准确地测出了引力常量的数值B.第谷通过对天体运动的长期观察，发现了行星运动三定律C.开普勒发现了万有引力定律D.牛顿提出了“日心说” 答案 A【考点】物理学史的理解 【题点】物理学史的理解2.如图1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( )图1A.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 答案 D解析 根据开普勒第二定律：对任意一个行星而言，它与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等，可知行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，地球靠近太阳过程中运行速率将增大，选项A 、B 、C 错误.根据开普勒第三定律，可知所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等.由于火星轨道的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，选项D 正确. 【考点】开普勒定律的理解 【题点】开普勒定律的理解3.2015年12月29日，“高分四号”对地观测卫星升空.这是中国“高分”专项首颗高轨道高分辨率、设计使用寿命最长的光学遥感卫星，也是当时世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星.下列关于“高分四号”地球同步卫星的说法中正确的是( ) A.该卫星定点在北京上空 B.该卫星定点在赤道上空C.它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍D.它的周期和地球自转周期相同，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小 答案 B解析 地球同步卫星若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到的地球的引力就不在一个平面上，且稳定做圆周运动，这是不可能的，因此地球同步卫星相对地面静止不动，必须定点在赤道的正上方，选项A 错误，B 正确；因为同步卫星要和地球自转同步，即它们的T 和ω都相同，根据G Mmr 2＝m v 2r ＝mω2r ，因为ω一定，所以r 必须固定，且v 也固定，选项C 、D 错误.【考点】同步卫星规律的理解和应用 【题点】同步卫星规律的理解和应用4.2017年11月15日，我国又一颗第二代极轨气象卫星“风云三号D ”成功发射，顺利进入预定轨道.极轨气象卫星围绕地球南北两极运行，其轨道在地球上空650～1 500 km 之间，低于地球静止轨道卫星(高度约为36 000 km)，可以实现全球观测.有关“风云三号D ”，下列说法中正确的是( ) A.“风云三号D ”轨道平面为赤道平面 B.“风云三号D ”的发射速度可能小于7.9 km/s C.“风云三号D ”的周期小于地球静止轨道卫星的周期 D.“风云三号D ”的加速度小于地球静止轨道卫星的加速度 答案 C【考点】卫星运动参量与轨道半径的关系 【题点】卫星运动参量与轨道半径的关系5.如图2所示为北斗导航系统的部分卫星，每颗卫星的运动可视为匀速圆周运动.下列说法错误的是( )图2A.在轨道运行的两颗卫星a 、b 的周期相等B.在轨道运行的两颗卫星a 、c 的线速度大小v a <v cC.在轨道运行的两颗卫星b 、c 的角速度大小ωb <ωcD.在轨道运行的两颗卫星a 、b 的向心加速度大小a a <a b 答案 D解析 根据万有引力提供向心力，得T ＝2πr 3GM，因为a 、b 的轨道半径相等，故a 、b 的周期相等，选项A 正确；因v ＝GMr，c 的轨道半径小于a 的轨道半径，故线速度大小v a <v c ，选项B 正确；因ω＝GM r 3，c 的轨道半径小于b 的轨道半径，故角速度大小ωb <ωc ，选项C 正确.因a n ＝GMr2，a 的轨道半径等于b 的轨道半径，故向心加速度大小a a ＝a b ，选项D 错误. 【考点】卫星运动参量与轨道半径的关系 【题点】卫星运动参量与轨道半径的关系6.国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”.1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，如图3所示，其轨道近地点高度约为440 km ，远地点高度约为2 060 km ；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km 的地球同步轨道上.设东方红一号在远地点的加速度为a 1，东方红二号的加速度为a 2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a 3，则a 1、a 2、a 3的大小关系为( )图3A.a 2>a 1>a 3B.a 3>a 2>a 1C.a 3>a 1>a 2D.a 1>a 2>a 3答案 D解析 卫星围绕地球运行时，万有引力提供向心力，对于东方红一号，在远地点时有G Mm 1(R ＋h 1)2＝m 1a 1，即a 1＝GM (R ＋h 1)2，对于东方红二号，有G Mm 2(R ＋h 2)2＝m 2a 2，即a 2＝GM(R ＋h 2)2，由于h 2>h 1，故a 1>a 2，东方红二号卫星与地球自转的角速度相等，由于东方红二号做圆周运动的轨道半径大于地球赤道上物体做圆周运动的半径，根据a n ＝ω2r ，故a 2>a 3，所以a 1>a 2>a 3，选项D 正确，选项A 、B 、C 错误. 【考点】赤道物体、同步卫星以及近地卫星运动规律对比 【题点】赤道物体、同步卫星以及近地卫星运动规律对比7.地球上站着两位相距非常远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星相对自己静止不动，则这两位观察者的位置及两颗卫星到地球中心的距离是( ) A.一人在南极，一人在北极，两颗卫星到地球中心的距离一定相等 B.一人在南极，一人在北极，两颗卫星到地球中心的距离可以不等 C.两人都在赤道上，两颗卫星到地球中心的距离可以不等 D.两人都在赤道上，两颗卫星到地球中心的距离一定相等 答案 D解析 两位相距非常远的观察者，都发现自己正上方有一颗人造地球卫星相对自己静止不动，说明此卫星为地球同步卫星，运行轨道为位于地球赤道平面内的圆形轨道，距离地球的高度约为36 000 km ，所以两个人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等，故D 正确.8.2015年9月14日，美国的LIGO 探测设施接收到一个来自GW150914的引力波信号，此信号是由两个黑洞的合并过程产生的.如果将某个双黑洞系统简化为如图4所示的圆周运动模型，两黑洞绕O 点做匀速圆周运动.在相互强大的引力作用下，两黑洞间的距离逐渐减小，在此过程中，两黑洞做圆周运动的( )图4A.周期均逐渐增大B.线速度均逐渐减小C.角速度均逐渐增大D.向心加速度均逐渐减小答案 C解析 根据G M 1M 2L 2＝M 14π2R 1T 2，解得M 2＝4π2R 1GT 2L 2，同理可得M 1＝4π2L 2GT 2R 2，所以M 1＋M 2＝4π2L 2GT 2(R 1＋R 2)＝4π2L 3GT 2，当(M 1＋M 2)不变时，L 减小，则T 减小，即双星系统运行周期会随间距减小而减小，故A错误；根据G M 1M 2L 2＝M 1v 12R 1，解得v 1＝GM 2R 1L 2，由于L 平方的减小比R 1和R 2的减小量大，则线速度增大，故B 错误；角速度ω＝2πT ，结合A 可知，角速度增大，故C 正确；根据G M 1M 2L 2＝M 1a 1＝M 2a 2知，L 变小，则两星的向心加速度增大，故D 错误.9.一些星球由于某种原因而发生收缩，假设该星球的直径缩小到原来的四分之一，若收缩时质量不变，则与收缩前相比( )A.同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的4倍B.同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的16倍C.星球的第一宇宙速度增大到原来的4倍D.星球的第一宇宙速度增大到原来的2倍 答案 BD解析 在星球表面由重力等于万有引力mg ＝G MmR 2可知，同一物体在星球表面受到的重力增大为原来的16倍，选项A 错误，B 正确.由第一宇宙速度计算式v ＝GMR可知，星球的第一宇宙速度增大为原来的2倍，选项C 错误，D 正确. 【考点】三个宇宙速度的理解 【题点】第一宇宙速度的理解10.设地面附近重力加速度为g 0，地球半径为R 0，人造地球卫星的圆形轨道半径为R ，那么以下说法中正确的是( )A.卫星运行的向心加速度大小为g 0R 02R 2B.卫星运行的速度大小为R 02g 0R C.卫星运行的角速度大小为R 3R 02g 0D.卫星运行的周期为2πR 3R 02g 0答案 ABD解析 由G Mm R 2＝ma 向，得a 向＝G M R 2，又g 0＝GM R 02，故a 向＝g 0R 02R 2，A 对.又a 向＝v 2R ，v ＝a 向R ＝g 0R 02R，B 对.ω＝a 向R＝g 0R 02R 3，C 错.T ＝2πω＝2πR 3g 0R 02，D 对. 【考点】天体运动规律分析【题点】应用万有引力提供向心力分析天体运动规律11.一宇宙飞船绕地心做半径为r 的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m 的人站在可称体重的台秤上.用R 表示地球的半径，g 表示地球表面处的重力加速度，g ′表示宇宙飞船所在处的重力加速度，F N 表示人对台秤的压力，则下列关系正确的是( ) A.g ′＝0 B.g ′＝gR 2r 2C.F N ＝0D.F N ＝m Rrg答案 BC解析 处在地球表面处的物体所受重力近似等于万有引力，所以有mg ＝G MmR 2，即GM ＝gR 2，对处在轨道半径为r 的宇宙飞船中的物体，有mg ′＝G Mm r 2，即GM ＝g ′r 2，所以有g ′r 2＝gR 2，即g ′＝gR 2r2，。

2017年01月17日阿甘的高中物理组卷一．选择题（共11小题）1．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（）A．1﹣B．1+ C．（）2D．（）22．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，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．质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为E p=﹣，其中G为引力常量，M为地球质量．该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为（）A．GMm（﹣）B．GMm（﹣）C．（﹣）D．（﹣）4．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r1、r2，线速度大小分别为v1、v2，则（）A．=B．=C．=（）2D．=（）25．宇航员王亚平在“天宮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，则飞船所在处的重力加速度大小为（）A．0 B． C． D．6．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7．如图所示，有M和N两颗质量相等的人造地球卫星，都环绕地球做匀速圆周运动．这两颗卫星相比较（）A．M的环绕周期较小B．M的线速度较小C．M的角速度较大 D．M的机械能较大8．“嫦娥二号”环月飞行的高度为100km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加详实．若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示．则（）A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”大B．“嫦娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”小C．“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”大D．“嫦娥二号”环月运行的向心力与“嫦娥一号”相等9．以下是力学中的三个实验装置，由图可知这三个实验中共同的物理思想方法是（）A．极限的思想方法 B．放大的思想方法C．控制变量的方法 D．猜想的思想方法10．若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2：．已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R．由此可知，该行星的半径约为（）A．R B．R C．2R D．R11．2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空．该卫星将在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；最终在月球表面实现软着陆．若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响．则（）A．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为B．月球的第一宇宙速度为C．“嫦娥三号”降落月球时，通常使用降落伞减速从而实现软着陆D．物体在月球表面自由下落的加速度大小为2017年01月17日阿甘的高中物理组卷参考答案与试题解析一．选择题（共11小题）1．（2012•新课标）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（）A．1﹣B．1+ C．（）2D．（）2【解答】解：令地球的密度为ρ，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：g=，由于地球的质量为：M=，所以重力加速度的表达式可写成：g==．根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，固在深度为d的井底，受到地球的万有引力即为半径等于（R﹣d）的球体在其表面产生的万有引力，故井底的重力加速度g′=所以有=故选A．2．（2014•新课标Ⅱ）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，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．【解答】解：在两极，引力等于重力，则有：mg0=G，由此可得地球质量M=，在赤道处，引力与支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，则有：G﹣mg=m，而密度公式，ρ==，故B正确，ACD错误；故选：B．3．（2013•安徽）质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为E p=﹣，其中G为引力常量，M为地球质量．该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为（）A．GMm（﹣）B．GMm（﹣）C．（﹣）D．（﹣）【解答】解：卫星做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则轨道半径为R1时G=①，卫星的引力势能为E P1=﹣②轨道半径为R2时G=m③，卫星的引力势能为E P2=﹣④设摩擦而产生的热量为Q，根据能量守恒定律得：+E P1=+E P2+Q ⑤联立①～⑤得Q=（）故选：C．4．（2015•福建）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r1、r2，线速度大小分别为v1、v2，则（）A．=B．=C．=（）2D．=（）2【解答】解：根据万有引力提供向心力=mv=，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，所以=，故选：A．5．（2015•重庆）宇航员王亚平在“天宮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，则飞船所在处的重力加速度大小为（）A．0 B． C． D．【解答】解：飞船在距地面高度为h处，由万有引力等于重力得：解得：g=故选：B6．（2015•沈阳学业考试）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【解答】解：根据万有引力提供向心力，得，，，，由此可知，轨道半径越大，周期越大，但速度、角速度、加速度越小，因火星的轨道半径屄地球的轨道半径大，故火星的周期大，但火星的速度、角速度、加速度都小，故C正确、ABD错误．故选：C．7．（2013秋•邢台期末）如图所示，有M和N两颗质量相等的人造地球卫星，都环绕地球做匀速圆周运动．这两颗卫星相比较（）A．M的环绕周期较小B．M的线速度较小C．M的角速度较大 D．M的机械能较大【解答】解：A、由万有引力提供向心力：，解得：，可知半径大的周期大，故M的周期大，故A错误．B、由万有引力提供向心力：，解得：，可知半径大的线速度小，故M的线速度小，故B正确．C、由万有引力提供向心力：，解得：，可知半径大的角速度小，故M的角速度小，故C错误．D、卫星发射得越高，克服地球引力做功就越多，获得的机械能就越大，故M的机械能较大，故D正确．故选：BD．8．（2014•南明区二模）“嫦娥二号”环月飞行的高度为100km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加详实．若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示．则（）A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”大B．“嫦娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”小C．“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”大D．“嫦娥二号”环月运行的向心力与“嫦娥一号”相等【解答】解：根据万有引力充当向心力知：F=G=m=mω2r=m（）2r=ma解得：v=①T==2π②ω=③a=④A、因为R1＞R2，所以T1＞T2，故A错误；B、因为R1＞R2，所以v2＞v1，故B错误；C、因为R1＞R2，所以a2＞a1，故C正确；D、因为R1＞R2，所以F1＜F2，故D错误．故选：C．9．（2014•开封一模）以下是力学中的三个实验装置，由图可知这三个实验中共同的物理思想方法是（）A．极限的思想方法 B．放大的思想方法C．控制变量的方法 D．猜想的思想方法【解答】解：力学的三个实验均体现出放大的思想方法，故选B10．（2015•海南）若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2：．已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R．由此可知，该行星的半径约为（）A．R B．R C．2R D．R【解答】解：对于任一行星，设其表面重力加速度为g．根据平抛运动的规律得h=得，t=则水平射程x=v0t=v0．可得该行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比==根据G=mg，得g=可得=•解得行星的半径R行=R地•=Rו=2R故选：C．11．（2014•莲湖区校级二模）2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空．该卫星将在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；最终在月球表面实现软着陆．若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响．则（）A．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为B．月球的第一宇宙速度为C．“嫦娥三号”降落月球时，通常使用降落伞减速从而实现软着陆D．物体在月球表面自由下落的加速度大小为【解答】解：根据万有引力提供向心力知：G=m（）2r得：GM=A、由m（）2r=ma知a=，故A错误；B、由G=m知v1==，故B错误；C、太空是真空，“嫦娥三号”高速降落时不能使用降落伞减速，故C错误；D、物体在月球表面自由下落的加速度大小为g′则G=mg′，则g′=，故D正确．故选：D．。

人教版高一物理必修2第六章《万有引力与天体运动》精选习题突破训练1.设行星绕恒星的运动轨道是圆，则其运行轨道半径r 的三次方与其运行周期T 的平方之比为常数，即23T r =k ，那么k 的大小（ ）A ．只与行星的质量有关B ．只与恒星的质量有关C ．与恒星和行星的质量都有关D ．与恒星的质量及行星的速率都无关2.（单选）若地球和火星绕太阳做匀速圆周运动的周期分别为T 1和T 2，如地球和火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径大小分别为R 1和R 2，则（ ） D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=2：3，下列说法中正确的是（ ）A ．m 1、m 2做圆周运动的线速度之比为3:2B ．m 1、m 2做圆周运动的角速度之比为3:2C ．m 1做圆周运动的半径为2L/5D ．m 2做圆周运动的半径为2L/5 4.关于行星绕太阳运动的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B ．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处C ．离太阳越近的行星的运动周期越长D ．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5.关于行星绕太阳的运动，下列说法中正确的是（ ）A ．离太阳越近的行星公转周期越小B ．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动C ．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处D ．离太阳越近的行星公转周期越大6.（单选）如图所示，人造卫星A 、B 在同一平面内绕地球做匀速圆周运动。

则这两颗卫星相比A ．卫星A 的线速度较大B ．卫星A 的周期较大C ．卫星A 的角速度较大D ．卫星A 的加速度较大7.（多选题）地球半径为R ，地面上重力加速度为g ，在高空绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，其线速度的大小可能是（ ）A B C D ．8.火星的质量和半径分别约为地球的110和12，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 ．0.2g B ．0.4g C ．2.5g D ．5g9.“北斗”导航系统是我国自行研发的全球导航系统，它由5颗静止轨道卫星（同步卫星）与30颗非静止轨道卫星组成．已知月球公转周期约为27天，则静止轨道卫星与月球（ ）A ．角速度之比约为27：1B ．线速度之比约为27：1C ．半径之比约为1：27D ．向心加速度之比约为1：2710.已知某天体的第一宇宙速度为8km/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 ．22km/sB ．4 km/sC ．42km/sD ．8 km/s11.（多选题）已知万有引力常量为G ，利用下列数据可以计算出地球质量的是（ ）A ．某卫星绕地球做匀速圆周运动的周期T 和角速度ωB ．某卫星绕地球做匀速圆周运动的周期T 和轨道半径rC ．地球绕太阳做匀速圆周运动的周期T 和轨道半径rD ．地球半径R 和地球表面的重力加速度g12.地球表面的平均重力加速度为g ，地球半径为R ，万有引力常量为G ，用上述物理量估算出来的地球平均密度是（ ）A ．RG g π43B ．G R g 243πC ．RG gD ．2RG g 13.（多选题）2016年10月19日凌晨，“神舟十一号”载人飞船与距离地面343km 的圆轨道上的“天宫二号”交会对接．已知地球半径为R=6400km ，万有引力常量G=6.67×10﹣11N•m 2/kg 2，“天宫二号”绕地球飞行的周期为90分钟，以下分析正确的是（ ）A ．“天宫二号”的发射速度应大于11.2km/sB ．“天宫二号”的向心加速度大于同步卫星的向心加速度C ．由题中数据可以求得地球的平均密度D ．“神舟十一号”加速与“天宫二号”对接前应处于同一圆周轨道14.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其速度是下列的（ ）A ．一定等于7.9km/sB ．等于或小于7.9km/sC ．一定大于7.9km/sD ．介于7.9～11.2 km/s15.据中新社3月10日消息，我国将于2011年上半年发射“天宫一号”目标飞行器，2011年下半年发射“神舟八号”飞船并与“天宫一号”实现对接．某同学得知上述消息后，画出“神舟八号”和“天宫一号”绕地球做匀速圆周运动的假想图如图所示，A 代表“天宫一号”，B 代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道．由此假想图，可以判断（ ）A．“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率B．“天宫一号”的周期小于“神舟八号”的周期C．“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度D．“神舟八号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接16.高景一号卫星于 2016 年 12 月 28 日在太原卫星发射中心以一箭双星的方式成功发射．高景一号卫星轨道高度 530 公里，是国内首个具备高敏捷、多模式成像能力的商业卫星，不仅可以获取多点、多条带拼接的影像数据，还可以进行立体采集．高景一号卫星与轨道高度为36000公里的地球同步卫星的相比（）A．高景一号卫星的向心加速度大于地球同步卫星 B．高景一号卫星的角速度小于地球同步卫星C．高景一号卫星的周期大于地球同步卫星 D．高景一号卫的线速度大于7.9km/s17.如图所示，从地球表面发射一颗卫星，先让其进入椭圆轨道I运动，A、B分别为椭圆轨道的近地点和远地点，卫星在远地点B点火加速变轨后沿圆轨道II运动．下列说法中正确的是（）A．卫星沿轨道II运动的周期小于沿轨道I运动的周期B．卫星在轨道II上机械能大于在轨道I上的机械能C．卫星在轨道II上B点的加速度大于在轨道I上B点的加速度D．卫星在轨道II上C点的加速度大于在轨道I上A点的加速度18.如图，在赤道平面内，绕地球做圆周运动的人造卫星a、b质量相同．某时刻两卫星与地心恰好在同一直线上，则（）A．a所需要的向心力较大B．a、b所需的向心力一样大C．b绕地球运行的角速度较大D．a、b绕地球运行的角速度一样大19.如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等且小于c的质量，则A．b所需向心力最小B．b、c的周期相同且小于a的周期C．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度20.（多选题）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点时的速度小于它在轨道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21.如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M，半径为R．下列说法正确的是（）A ．地球对一颗卫星的引力大小为2)(R r GMm -B ．一颗卫星对地球的引力小于2rGMm C ．两颗卫星之间的引力大小为223rGm D ．三颗卫星对地球引力的合力大小为23rGMm 22.（多选题）有一宇宙飞船到了某行星上（该行星没有自转运动），以速度v 接近行星表面匀速飞行，测出运动的周期为T ，已知引力常量为G ，则可得（ ）A ．该行星的半径为π2vTB ．该行星的平均密度为23GT π C ．无法测出该行星的质量 D ．该行星表面的重力加速度为T v π2 23.2016年9月15日．“天宫二号”空间实验室发射升空，10月17日7时30分，“神舟11 号”飞船载着两名宇航员飞向太空．并于10月19日凌晨与“天宫二号”交会对接，交会时“天宫二号”在前，“神舟11号”在后．则该过程中（ ）A ．宇航员看“天宫二号”是向后运动的B ．飞船应该从低轨道加速追上“天宫二号”C ．飞船应该直接发射到“天宫二号”运行的轨道上，然后慢慢加速追上并对接D ．对接过程中，飞船对“天宫二号”的作用力大于“天宫二号”对飞船的作用力24.（多选题）如图所示，在“嫦娥”探月工程中，设月球半径为R ，月球表面的重力加速度为g 0．飞船在半径为4R 的圆型轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A 点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B 时，再次点火进入半径约为R 的近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，则（ ）A ．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率等于R g 021 B ．飞船在轨道Ⅰ上运行速率小于在轨道Ⅱ上B 处的速率C ．飞船在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅱ上B 处的加速度D ．飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的周期之比T I ：T Ⅲ=4：125.（多选题）如图所示，两颗靠得很近的天体组合为双星，它们以两者连线上的某点为圆心，做匀速圆周运动，以下说法中正确的是（ ）A ．它们做圆周运动的角速度大小相等B ．它们做圆周运动的线速度大小相等C ．它们的轨道半径与它们的质量成反比D ．它们的轨道半径与它们的质量的平方成反比参考答案1.B2.B3.AD4.D5.A6.B7.AB8.B9.A 10.B 11.BD 12.A 13.BC 14.B 15.D 16.A 17.B 18.A 19.A 20.BCD 21.C 22.ABD 23.B 24.AB 25.AC。

1.人造地球卫星做半径为r ,线速度大小为v 的匀速圆周运动。

当其角速度变为原来的错误!倍后,运动半径为_________，线速度大小为_________. 【解析】由22Mm Gm r rω=可知，角速度变为原来的错误!倍后，半径变为2r ，由v r ω=可知,角速度变为原来的错误!倍后，线速度大小为错误!v .【答案】2r ，错误!v 2.一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m 的物体重力,物体静止时，弹簧测力计的示数为0N，已知引力常量为G,则这颗行星的质量为A ．2GNmv B 。

4GNmvC ．2GmNv D.4GmNv【解析】卫星在行星表面附近做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有R v m M G 2/2/Rm =，宇航员在行星表面用弹簧测力计测得质量为m 的物体的重为N ，则 N M G =2R m ，解得M=GN4mv ,B 项正确。

【答案】B3.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 。

太阳对小行星的引力相同B.各小行星绕太阳运动的周期小于一年C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于小行星带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【答案】C 【解析】根据行星运行模型,离地越远，线速度越小，周期越大，角速度越小,向心加速度等于万有引力加速度，越远越小,各小行星所受万有引力大小与其质量相关，所以只有C 项对。

4。

宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t 小球落回原处;若他在某星球表面以相同的速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t 小球落回原处。

（取地球表面重力加速度g=10 m/s 2，空气阻力不计)（1)求该星球表面附近的重力加速度g ′.(2）已知该星球的半径与地球半径之比为R 星∶R 地=1∶4,求该星球的质量与地球质量之比M 星∶M 地. 答案 (1）2 m/s2 （2)1∶80解析 (1)在地球表面竖直上抛小球时，有t =g 02v ,在某星球表面竖直上抛小球时，有5t ='20g v所以g ′=g 51=2 m/s2（2)由G801)41(51',,22222=⨯====地星地星所以得gR R g M M G gR M mg R Mm5.关于卡文迪许扭秤实验对物理学的贡献，下列说法中正确的是 ( )A ．发现了万有引力的存在B ．解决了微小力的测定问题C ．开创了用实验研究物理的科学方法D ．验证了万有引力定律的正确性6.假设地球是一半径为R 。

第七章万有引力与宇宙航行习题课:天体运动课后篇巩固提升合格考达标练1.两个质量不同的天体构成双星系统,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,下列说法正确的是()A.质量大的天体线速度较大B.质量小的天体角速度较大C.两个天体的向心力大小相等D.若在圆心处放一个质点,它受到的合力为零,故它们的角速度相等,故B项错误;两个星球间的万有引力提供向心力,根据牛顿第三定律可知,两个天体的向心力大小相等,故C项正确;根据牛顿第二定律,有G m1m2L2=m1ω2r1=m2ω2r2其中r1+r2=L,故r1=m2m1+m2Lr2=m1m1+m2L,故v1v2=r1r2=m2m1故质量大的天体线速度较小,A错误; 若在圆心处放一个质点,合力F=G m1m0r12-G m2m0r22=Gm0(m1+m2)2L2(m1m22−m2m12)≠0,故D错误。

2.(2021山东潍坊模拟)2021年5月30日,天舟二号货运飞船(设为A)与天和核心舱(设为B)成功对接,完美演绎了“万里相会、温柔亲吻”的精准对接技术。

如图所示,对接前,天舟二号飞船A在低轨道上飞行,为了给更高轨道的空间站B输送物资,它可以采用喷气的方法改变速度,从而达到改变轨道的目的,则以下说法正确的是()A.天舟二号飞船A应沿运行速度方向喷气,与B对接后运行周期变小B.天舟二号飞船A应沿运行速度的反方向喷气,与B对接后运行周期变大C.天舟二号飞船A 应沿运行速度方向喷气,与B 对接后运行周期变大D.天舟二号飞船A 应沿运行速度的反方向喷气,与B 对接后运行周期变小,需要提高在轨道上的运行速度,故应沿运行速度的反方向喷气,由G m 地mr 2=mr 4π2T 2可知,r 增大,T 变大,选项B 正确。

3.如图所示,地球赤道上的山丘e 、近地卫星p 和同步卫星q 均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。

设e 、p 、q 的圆周运动速率分别为v 1、v 2、v 3,向心加速度分别为a 1、a 2、a 3,则( ) A.v 1>v 2>v 3 B.v 1<v 2<v 3 C.a 1>a 2>a 3 D.a 1<a 3<a 2v=√Gm地r ,可见卫星距离地心越远,即r 越大,则速度越小,所以v 3<v 2;q 是同步卫星,其角速度ω与地球自转角速度相同,所以其线速度v 3=ωr 3>v 1=ωr 1。

人教版物理必修二天体运动测试题（含参考答案）人教版物理必修二天体运动测试题（含参考答案）总分：100分时间：60min一、选择题（除特殊说明外，本题仅有一个正确选项，每小题4分，共计40分）1．人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道半径会慢慢减小，在半径缓慢变化过程中，卫星的运动还可近似当作匀速圆周运动。

当它在较大的轨道半径r 1上时运行线速度为v 1，周期为T 1，后来在较小的轨道半径r 2上时运行线速度为v 2，周期为T 2，则它们的关系是（）A ．v 1﹤v 2，T 1﹤T 2B ．v 1﹥v 2，T 1﹥T 2C ．v 1﹤v 2，T 1﹥T 2D ．v 1﹥v 2，T 1﹤T 22. 土星外层上有一个土星环,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 之间的关系来判断① 若v R ∝,则该层是土星的一部分②2v R ∝,则该层是土星的卫星群. ③若1v R∝,则该层是土星的一部分④若21v R∝,则该层是土星的卫星群.以上说法正确的是A. ①②B. ①④C. ②③D. ②④3.假如地球自转速度增大,关于物体重力的下列说法中不正确的是( ) 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 赤道上的物体重力减小D 放在两极地面上的物体的重力增大4．在太阳黑子的活动期，地球大气受太阳风的影响而扩张，这样使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，而开始下落。

大部分垃圾在落地前烧成灰烬，但体积较大的则会落到地面上给我们造成威胁和危害．那么太空垃圾下落的原因是（）A ．大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致的B ．太空垃圾在燃烧过程中质量不断减小，根据牛顿第二定律，向心加速度就会不断增大，所以垃圾落向地面C ．太空垃圾在大气阻力的作用下速度减小，那么它做圆运动所需的向心力就小于实际受到的万有引力，因此过大的万有引力将垃圾拉向了地面D ．太空垃圾上表面受到的大气压力大于下表面受到的大气压力，所以是大气的力量将它推向地面的5.用m 表示地球通讯卫星（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，则通讯卫星所受万有引力的大小为（） A .等于零 B .等于22()R g m R h +C .等于342ωg R m D .以上结果都不正确6．关于第一宇宙速度，下列说法不正确的是（） A 第一宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度B ．第一宇宙速度是人造地球卫星环绕运行的最大速度C ．第一宇宙速度是地球同步卫星环绕运行的速度 D ．地球的第一宇宙速度由地球的质量和半径决定的7.某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如它的轨道半径增加到原来的n 倍后，仍能够绕地球做匀速圆周运动，则（）A ．根据r v ω=，可知卫星运动的线速度将增大到原来的n 倍。

行星的运动练习一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1.关于天体运动，下列说法正确的是()A. 在太阳系中，各行星都围绕太阳运动B. 在太阳系中，各行星都围绕地球运动C. 地心说的参考系是太阳D. 日心说的参考系是地球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.从开普勒第二定律，我们可以知道()A. 行星绕日运动的轨道是椭圆B. 行星运动的速度是不变的C. 任意一点速度方向与太阳的连线时刻垂直D. 行星运动的速度在不同位置的快慢是不同的4.如图所示，地球沿椭圆形轨道绕太阳运动，所处四个位置分别对应地球上的四个节气。

根据开普勒行星运动定律可以判定哪个节气地球绕太阳公转速度最大()A. 春分B. 夏至C. 秋分D. 冬至5.太阳系中有一颗绕太阳公转的行星，距太阳的平均距离是地球到太阳平均距离的4倍，则该行星绕太阳公转的周期是()A. 2年B. 4年C. 8年D. 10年6.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=K，则常数K的大小()方与轨道半径r的三次方的比为常数，设T2r3A. 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7.关于开普勒第三定律的公式R3=K，下列说法中正确的是()T2A. 公式只适用于绕太阳作椭圆轨道运行的行星B. 式中的R只能为做圆周轨道的半径C. 公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星(或卫星)D. 围绕不同星球运行的行星(或卫星)，其K值相同8.如图所示，A，B为地球两个同轨道面的人造卫星，运行方向相同，A为同步卫星，A，B卫星的轨道半径之比为r Ar B=k，地球自转周期为T。

必修二专题复习 天体运动经典好题一．选择题1.环绕地球在圆形轨道上运行的人造地球卫星，其周期可能是( )A ．60分钟B ．80分钟C ．180分钟D ．25小时2.地球同步卫星距地面高度为h ，地球表面的重力加速度为g ，地球半径为R,地球自转的角速度为ω，那么下列表达式表示同步卫星绕地球转动的线速度的是（ ）A.ω)(h R v +=B.)/(h R Rg v +=C.)/(h R g R v +=D.32ωg R v =3.组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率．如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动．由此能得到半径为R 、密度为ρ、质量为M 且均匀分布的星球的最小自转周期T ．下列表达式中正确的是（ ）A ．T =2πGM R 3B ．T =2πGMR 33 C ．T =ρπG D ．T =ρπG 3 4．地球表面重力加速度g 地、地球的半径R 地，地球的质量M 地，某飞船飞到火星上测得火星表面的重力加速度g 火、火星的半径R 火、由此可得火星的质量为（ ） A. 地地地火火M R g R g 22 B. 地火火地地M R g R g 22 C. 地地地火火M R g R g 22 D. 地地地火火M R g R g 5.我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星.某双星由质量不等的星体S 1和S 2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C 做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为T ，S 1到C 点的距离为r 1，S 1和S 2的距离为r ，已知引力常量为G .由此可求出S 1的质量为( )A ．2122)(4GT r r r -π B ．22124GT r π C ．2224GT r π D ．21224GT r r π6.“嫦娥一号”是我国的首颗绕月人造卫星，以中国古代神话人物嫦娥命名，于北京时间2007年10月24日18时05分在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭将其成功送入太空，它的发射成功，标志着我国实施绕月探测工程迈出重要一步。

必修二天体运动专项练习一．选择题(共10小题）1．（2014•南京模拟)宇宙空间中任何两个有质量的物体之间都存在引力，在实际生活中，为什么相距较近的两个人没有吸在一起？其原因是（B）A．他们两人除万有引力外，还有一个排斥力B．万有引力太小，只在这一个力的作用下，还不能把他们相吸到一起C．由于万有引力很小,地面对他们的作用力总能与之平衡D．人与人之间没有万有引力2．（2014•武汉模拟)牛顿时代的科学家们围绕万有引力的研究,经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践．在万有引力定律的发现历程中，下列叙述不符合史实的是(D）A．开普勒研究了第谷的行星观测记录,提出了开普勒行星运动定律B．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律C．卡文迪许在实验室中准确地得出了引力常量G的数值D．根据天王星的观测资料，哈雷利用万有引力定律计算出了海王星的轨道解:A、开普勒总结出了行星运动的三大规律，故A正确；B、牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，故B正确；C、牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许在实验室中准确地得出了引力常量G的数值，故C正确；D、海王星是英国人亚当斯和法国人勒威耶根据万有引力推测出这颗新行星的轨道和位置，柏林天文台年轻的天文学家伽勒和他的助手根据根据勒威耶计算出来的新行星的位置，发现了第八颗新的行星﹣﹣海王星,故D错误；3．（2014•海南)设地球自转周期为T，质量为M，引力常量为G，假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R．同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为(A）A．B．C．D．在赤道上物体所受的万有引力与支持力提供向心力可求得支持力,在南极支持力等于万有引力。

解：在赤道上：G，可得①在南极：②由①②式可得：=．4．(2014•南明区二模）“嫦娥二号"环月飞行的高度为100km,所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的“嫦娥一号"更加详实．若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示．则（C）A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”大B．“嫦娥二号"环月运行的线速度比“嫦娥一号”小C．“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”大D．“嫦娥二号”环月运行的向心力与“嫦娥一号"相等(解：根据万有引力充当向心力知：F=G=m=mω2r=m(）2r=ma解得：v=①T==2π②ω=③a=④A、因为R1＞R2，所以T1＞T2,故A错误；B、因为R1＞R2，所以v2＞v1,故B错误;C、因为R1＞R2,所以a2＞a1，故C正确；D、因为R1＞R2,所以F1＜F2,故D错误5．(2014•揭阳二模）我国发射的第一颗探月卫星“嫦娥一号”,进入距月面高度h的圆形轨道正常运行．已知月球半径为R,月球表面的重力加速度为g,万有引力常量为G，则（CD）A．嫦娥一号绕月球运行的周期为2πB．嫦娥一号绕行的速度为C．嫦娥一号绕月球运行的角速度为D．嫦娥一号轨道处的重力加速度(）2g（解:“嫦娥一号"卫星绕月做匀速圆周运动，由月球的万有引力提供向心力,则得：G=m（R+h）=m=mω2(R+h）=ma在月球表面上,万有引力等于重力，则有：m′g=G，得GM=gR2，由上解得：T=2π，v=，ω=,a=（)2g6．（2014•陕西二模）2013年12月2日1时30分,“嫦娥三号”月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空．该卫星在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T，最终在月球表面实现软着陆．若以R表示月球的半径，引力常量为G，忽略月球自转及地球对卫星的影响，下列说法不正确的是（A)A．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为B．月球的第一宇宙速度为C．月球的质量为D．物体在月球表面自由下落的加速度大小为解:A、根据万有引力提供向心力G=ma=m（R+h），得向心加速度为:a=（R+h），故A错误．C、根据万有引力提供向心力为:G=m（R+h)，可求月球质量为:M=．故C正确,D、根据黄金代换GM=gR2，又M=联立解得月球表面的加速度为：g=，故D正确．B、可得月球的第一宇宙速度为v==,故B正确．7．(2014•凉山州二模）我国发射的嫦娥一号探月卫星沿近似圆形轨道绕月球飞行,测出卫星距月球表面高度为h，运行周期为T，假若还知道引力常量G与月球半径R，仅利用以上条件可求出的物理量正确的是（D）A．探月卫星的质量为B．月球表面的重力加速度为C．卫星绕月球运行的加速度为D ．卫星绕月球运行的线速度为解：A、已知月球的半径R、卫星的高度h，周期T，根据月球的万有引力提供向心力,得:G =m（R+h）①得，月球的质量M=．可知可求出月球的质量M，不能求出探月卫星的质量m．故A错误．B、在月球表面上有重力等于万有引力，得：G=mg，②由①②可得月球表面的重力加速度为g=，故B错误．C、卫星绕月球运行的加速度为a=，故C错误．D、卫星绕月球运行的线速度为v=,故D正确8．（2014•福建）若有一颗“宜居"行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的(C）A．倍B．倍C．倍D．倍解：根据万有引力提供向心力，得，所以，故C正确、ABD错误9．（2014•北京模拟)质量相同的人造卫星，如果在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，那么下列判断中正确的是(BD）A．轨道半径大的卫星所受向心力大B．轨道半径大的卫星所受向心力小C．轨道半径大的卫星运行线速度大D．轨道半径大的卫星运行线速度小解：A、B、根据万有引力提供向心力，列出等式：=F向M为地球质量，r为轨道半径．质量相同的人造卫星,卫星所受向心力小．故A错误,B正确．C、D、根据万有引力提供向心力，列出等式：=v=所以轨道半径大的卫星运行线速度小，故C错误，D正确．10．（2014•南昌模拟）假设将来人类登上了火星，考察完毕后，乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时,经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法正确的是（BC）A．飞船在轨道Ⅰ上运动时的机械能大于飞船在轨道Ⅱ上运动时的机械能B．飞船在轨道Ⅱ上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度C．飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度D．飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以轨道Ⅰ同样的轨道半径运动的周期相同解：A、飞船在轨道Ⅰ上经过P点时，要点火加速，使其速度增大做离心运动，从而转移到轨道Ⅱ上运动．所以飞船在轨道Ⅰ上运动时的机械能小于轨道Ⅱ上运动的机械能．故A错误．B、根据开普勒第二定律可知，飞船在轨道Ⅱ上运动时，在P点速度大于在Q点的速度．故B正确．C、飞船在轨道Ⅰ上运动到P点时与飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时受到的万有引力大小相等，根据牛顿第二定律可知加速度必定相等．故C正确．D、根据G=m，得周期公式T=2π，虽然r相等，但是由于地球和火星的质量不等,所以周期T不相等．故D错误．二．解答题(共4小题）11．（2014•重庆）如图所示为“嫦娥三号"探测器在月球上着陆最后阶段的示意图，首先在发动机作用下,探测器受到推力在距月面高度为h1处悬停(速度为0，h1远小于月球半径）,接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h2处的速度为v，此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面．已知探测器总质量为m（不包括燃料），地球和月球的半径比为k1，质量比为k2，地球表面附近的重力加速度为g，求:（1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月球时的速度大小;（2）从开始竖直下降到接触月面时，探测器机械能的变化．解：（1）设地球质量和半径分别为M和R，月球的质量、半径和表面的重力加速度分别为M、R′和g′,探测器刚接触月球表面时的速度大小为v1;由mg′=G和mg=G,得：g′=由,得：v t=;(2）设机械能变化量为△E，动能变化量为△E k，重力势能变化量为△E p;由△E=△E k+△E p有△E=(v2+）﹣m gh1得：△E=v2﹣mg（h1﹣h2）12．(2014•开封二模）近日，美国航空航天局的科学家们称，他们找到一颗迄今与地球最相似的行星,它被称作Kepler﹣186f．人类探索宇宙的脚步一直在前行．某宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落同原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处(地球表面重力加速度g取10m/s2，空气阻力不计）（1)该星球表面附近的重力加速度g′是多大?（2）若已知该星球的半径与地球半径之比为R量：R地=1:4，则该星球的质量与地球质量之比M星:M地是多少？解：(1）设小球竖直上抛的初速度大小为v0．根据匀变速直线运动规律有:在地球上，有v0=g•在星球上,有：v0=g′所以可得：g′=g=2m/s2，（2）设小球的质量为m．根据万有引力等于重力，得：在地球表面，有：G=mg在星球表面,有：G=mg′可解得:==×=13．（2014•陕西模拟)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落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球的半径为R，万有引力常量为G．求该星球的密度．解：设该星球表面的重力加速度为g，根据平抛运动规律：水平方向:x=v0t竖直方向：y=平抛位移与水平方向的夹角的正切值tanα==得g=设该星球质量M，对该星球表面质量为m1的物体有=m1gM=由V=得ρ==14．(2014•红桥区一模）宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若它在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间2.5t小球落回原处．（取地球表面重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计，忽略星体和地球的自转）（1）求该星球表面附近的重力加速g′；（2）已知该星球的半径与地球半径之比为R星：R地=1：2，求该星球的质量与地球质量之比M星：M地．解:(1）小球竖直上抛后做匀变速直线运动，取竖直向上为正方向，根据运动学规律有：﹣v﹣v=gt；﹣v﹣v=g′×2。

2017-2018学年度高一物理人教版必修2第六章天体物理单元练习一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）是椭圆的中心，行星在B点的速度比在A点的速度大．则恒星位于（）A. F点B. A点C. E点D. O点2.关于开普勒行星运动的公式=k，以下理解正确的是（）A. k是一个与行星有关的常数B. T表示行星运动的公转周期C. T表示行星运动的自转周期D. 若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R0，周期为T0；月球绕地球运转轨道的长半轴为R，周期为T，则=3.关于万有引力定律和库仑定律，下列说法正确的是（）A. 万有引力定律是卡文迪许得出的，库仑定律是库伦得出的B. 万有引力定律和库仑定律中常数G和k的单位是相同的C. 万有引力定律和库仑定律形式上相似，万有引力和库仑力是性质相同的力D. 万有引力定律适用于任何两个物体之间的万有引力计算，库仑定律只适用于真空中两个点电荷之间的库仑力计算4.牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了引力常量G．G在国际单位中的单位是（）A. N•m/kgB. N•m2/kgC. N•m/kg2D. N•m2/kg25.美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星-“开普勒-22b”，其直径约为地球的2.4倍．至今其确切质量和表面成分仍不清楚，假设该行星的密度和地球相当，根据以上信息，估算该行星的第一宇宙速度等于（）A. 3.3×103m/sB. 7.9×103m/sC. 1.2×104m/sD. 1.9×104m/s6.“空间站”是科学家进行天文探测和科学试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行，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，下列说法正确的有（）A. “空间站”运行的速度大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B. “空间站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度C. “空间站”运动在运行一段时间后，由于阻力作用其动能可能会减少D. 在“空间站”工作的宇航员因所受合力为零而在舱中悬浮或静止7.据报道，我国计划2020年发射“火星探测器”．已知火星质量约为地球质量的，火星直径约为地球直径的，由此可估算“火星探测器”在火星表面附近环绕火星运行的速度约为地球第一宇宙速度的（）A. 0.20倍B. 0.47倍C. 2.2倍D. 4.8倍8.2008年9月25日21时10分，载着翟志刚、刘伯明、景海鹏三位宇航员的神舟七号飞船在中国酒泉卫星发射中心发射成功．9月27日翟志刚成功实施了太空行走．如果神舟七号飞船在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，已知地球的半径为R，万有引力常量为G．在该轨道上，关于神舟七号航天飞船的说法错误的是（）第1页，共10页A. 运行的线速度小于第一宇宙速度B. 运行的线速度大小为C. 向心加速度大小为D. 地表的重力加速度大小为二、多选题（本大题共6小题，共24.0分）9.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A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示．若AO＞OB，则（）A. 星球A的质量一定大于B的质量B. 星球A的线速度一定大于B的线速度C. 双星间距离一定，双星的总质量越大，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10.假设地球同步卫星绕地球运行的轨道半径为地球半径的6.6倍，地球赤道平面与地球公转平面共面．站在地球赤道某地的人，日落后4小时的时候，在自己头顶正上方观察到一颗恰好有阳光照亮的人造地球卫星，若该卫星在赤道所在平面内做匀速圆周运动，视地球为球体，则此人造卫星（）A. 绕地球运行的轨道半径等于地球半径的2倍B. 绕地球运行的周期约为12小时C. 绕地球运行的角速度与同步卫星绕地球运行的角速度相同D. 绕地球运行的速率约为同步卫星绕地球运行速率的1.8倍11.发射同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运动，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，如图所示，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2上由Q向P运动的过程中速率越来越小B. 卫星在轨道3上经过P点的速率大于在轨道2上经过P点的速率C. 卫星在轨道2上经过Q点的速率小于在轨道2上经过P点的速率D. 卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道1上经过Q点的加速度12.如图所示，关于卫星可能的轨道，下列说法正确的是（）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a13.若人造卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地球越远的卫星（）A. 速度越小B. 角速度越大C. 加速度越大D. 周期越长14.火星是太阳系内地球外侧的一颗行星，人类正计划用飞船载人登陆火星，探索火星移民的可能．下列说法中正确的是（）A. 火星上的“一年“时间比地球上的一年时间长B. 发射飞船的速度必须达到第三宇宙速度16.7km/sC. 不管飞船何时起飞到达火星通过的路程都相同D. 火星和地球相邻两次距离最近的时间间隔大于一年三、计算题（本大题共2小题，共20.0分）15.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他们的引力作用．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，两颗星围绕中央星以相同的周期T做匀速圆周运动；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行．设每个星体的质量均为m．（1）试求第一种形式下，星体运动的半径和线速度；（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．16.利用万有引力定律可以测量天体的质量．（1）测地球的质量英国物理学家卡文迪许，在实验室里巧妙地利用扭秤装置，比较精确地测量出了引力常量的数值，他把自己的实验说成是“称量地球的质量”．转的影响，求地球的质量．（2）测“双星系统”的总质量所谓“双星系统”，是指在相互间引力的作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动的两个星球A和B，如图所示．已知A、B间距离为L，A、B绕O点运动的周期均为T，引力常量为G，求A、B的总质量．（3）测月球的质量若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成“双星系统”．已知月球的公转周期为T1，月球、地球球心间的距离为L1．你还可以利用（1）、（2）中提供的信息，求月球的质量．第3页，共10页答案和解析【答案】1. A2. B3. D4. D5. D6. B7. B8. B9. BD10. AD11. ABD12. BD13. AD14. AD15. 解：（1）在第一种形式下：三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R的圆轨道上运行；其中边上的一颗星受中央星和另一颗边上星的万有引力提供向心力．得v=则周期为T==4πR①（2）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，由万有引力定律和牛顿第二定律得：②有①②解得：l=．答：（1）试求第一种形式下，星体运动的线速度为，周期为4πR．（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．16. 解：（1）设地球的质量为M，地球表面某物体质量为m，忽略地球自转的影响，则有解得：M=（2）设A的质量为M1，A到O的距离为r1，设B的质量为M2，B到O的距离为r2，根据万有引力提供向心力公式得：，，又因为L=r1+r2解得：（3）设月球质量为M3，由（2）可知，由（1）可知，M =解得：答：（1）地球的质量为；（2）A、B 的总质量为；（3）月球的质量为．【解析】1. 解：根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积．如果时间间隔相等，即t2-t1=t4-t3，那么面积A=面积B，由此可知，弧长t1t2＞弧长t3t4则v A＞V B即行星在在近日点A的速率最大，远日点B的速率最小，故A正确，BCD错误．故选：A开普勒第二定律的内容，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积．如图所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上．如果时间间隔相等，即t2-t1=t4-t3，那么面积A=面积B由此可知行星在远日点B的速率最小，在近日点A 的速率最大考查了开普勒第二定律，再结合时间相等，面积相等，对应弧长求出平均速度．2. 解：A、结合万有引力定律可知，k是一个与行星无关的常量，与恒星的质量有关，故A错误．B、C、T代表行星运动的公转周期，故B正确，C错误；D 、公式=k中的k是与中心天体质量有关的，中心天体不一样，k值不一样．地球公转的中心天体是太阳，月球公转的中心天体是地球，k值是不一样的．故D错误．故选：B开普勒第三定律中的公式=k，可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比．行星绕太阳虽然是椭圆运动，但我们可以当作圆来处理，同时值得注意是周期是公转周期．3. 解：A、万有引力定律是牛顿得出的，库仑定律是库仑得出的，故A错误．B、万有引力定律中常数G的单位是N•m2/kg2，库仑定律中常数k的单位是N•m2/C2，故B错误．C、万有引力定律和库仑定律形式上相似，但是万有引力和库仑力是性质不同的力，故C错误．D、万有引力定律适用于任何两个物体之间的万有引力计算，库仑定律只适用于真空中两个点电荷之间的库仑力计算，故D正确．故选：D．万有引力定律是牛顿得出的．常量G的单位是N•m2/kg2，常数k的单位是N•m2/C2．万有引力和库仑力是性质不同的力．万有引力定律适用于任何两个物体之间的万有引力计算，库仑定律只适用于真空中两个点电荷之间的库仑力计算．本题要注意万有引力定律和库仑定律形式上相似，但是万有引力和库仑力是性质不同的力，其中的常量G 和k数值和单位均不同，物理含义也不同．第5页，共10页4. 解：万有引力定律F=G，公式中，质量m的单位为kg，距离r的单位为m，引力F的单位为N，由公式推导得出，G的单位为N•m2/kg2，故D正确，ABC错误．故选：D．根据万有引力定律F=G，由质量、距离和力三个量的单位推导出G的单位．物理量的单位分基本单位和导出单位，导出单位由基本单位根据公式进行推导得出．5. 解：第一宇宙速度是行星表面的运行速度，根据万有引力提供向心力得：=解得：v==该行星的密度和地球相当，其直径约为地球的2.4倍．所以该行星的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的2.4倍．所以该行星的第一宇宙速度等于1.9×104m/s，故选：D．根据万有引力提供向心力表示出第一宇宙速度．再根据已知的条件求解．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，再根据表达式进行比较．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．6. 解：A、根据G=m得：v=，离地球表面的高度不是其运动半径，所以线速度小于第一宇宙速度．故A错误．B、根据G=mg=ma，知“空间站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度，故B正确；C、“空间站”运动过程中，由于阻力做功，机械能减小，但动能会增大．故C错误；D、在“空间站”工作的宇航员处于完全失重状态，靠万有引力提供向心力，做圆周运动，合力不为零，故D错误．故选：B．A、根据万有引力提供向心力分析，即可判定．B、根据空间站在某一位置受到的重力提供它做圆周运动的向心力，可知运行加速度和所在高度处的重力加速度的关系．C、因阻力做功，导致机械能减小，动能增大．D、在“空间站”工作的宇航员处于完全失重状态．解决本题的关键掌握万有引力等于重力，以及处于空间站中的人、物体处于完全失重状态，靠地球的万有引力提供向心力，做圆周运动．7. 解：万有引力提供向心力得：v=则：=×===0.47则B正确，ACD错误故选：B由万有引力提供向心力确定第一宇宙速度的表达式，据表达式进行求解．考查第一宇宙速度的表达式，明确其比值与半径，质量的关系．8. 解：A、第一宇宙速度是绕地球匀速圆周运动的最大速度也是近地卫星的最大速度，由于神舟七号飞船轨道半径大于地球半径，故其运行速度小于第一宇宙速度，故A正确；B、飞船飞行轨道半径r=R+h ，所以飞船飞行时的线速度大小为，故B错误；C、由向心加速度a =知飞船的向心加速度大小为，故C正确；D 、根据万有引力提供圆周运动向心力有：可得地球质量M =，又在球地球表面重力与万有引力相等有：可得地球表面重力加速度=，故D正确．本题选择说法错误的，故选：B．第一宇宙速度是绕地球圆周运动的最大速度，万有引力提供圆周运动向心力由此分析线速度向心加速度和地球表面重力加速度．运用黄金代换式GM=gR2求出问题是考试中常见的方法．向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用．9. 解：A、根据万有引力提供向心力m1ω2r1=m2ω2r2，因为r1＞r2，所以m1＜m2，即A的质量一定小于B的质量，故A错误．B、双星系统角速度相等，根据v=ωr，且AO＞OB，可知，A的线速度大于B的线速度，故B正确．CD、设两星体间距为L，中心到A的距离为r1，到B的距离为r2，根据万有引力提供向心力公式得：=m r1=m 2，解得周期为T =，由此可知双星的距离一定，质量越大周期越小，故C错误；总质量一定，转动周期越大，双星之间的距离就越大，故D正确．故选：BD．双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，根据向心力公式判断质量关系，根据v=ωr判断线速度关系．解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度．以及会用万有引力提供向心力进行求解．10. 解：A、如图所示：太阳光可认为是平行光，O是地心，人开始在A点，这时刚好日落，因为经过24小时地球转一圈，所以经过4小时，地球转了60°，即：∠AOC=60°，此时人已经到了B点，卫星在人的正上方C点，太阳光正好能照到卫星，所以根据∠AOC=60°就能确定卫星的轨道半径为：r=OC=2OA=2R．则卫星距地面高度等于地球半径R，即绕地球运行的轨道半径等于地球半径的2倍．故A正确．B、设此卫星的运行周期为T1，地球自转的周期为T2，则地球同步卫星的周期也为T2，依据常识知道T2=24h．第7页，共10页根据开普勒第三定律有：=代入数据得：T1=14400s=4h．故B错误．C、由于绕地球运行的周期与同步卫星绕地球运行的周期不等，所以绕地球运行的角速度与同步卫星绕地球运行的角速度不同．故C错误．D、由v=得：该卫星与同步卫星绕地球运行的速率之比=≈1.8，即绕地球运行的速率约为同步卫星绕地球运行速率的1.8倍．故D正确．故选：AD．作出卫星与地球之间的位置关系图，根据几何关系确定卫星的轨道半径．设此卫星的运行周期为T1，地球自转的周期为T2，则地球同步卫星的周期也为T2，依据常识我们可以知道T2=24小时．根据开普勒第三定律求解T1，由卫星速度公式v=求速率．这个题的突破口是“恰能在日落后4小时的时候，恰观察到一颗自己头顶上空被阳光照亮的人造地球卫星”，运用几何方法作出卫星的位置，求出这颗卫星的轨道半径是解题的关键．11. 解：A、因为卫星在轨道上飞行只受引力，根据机械能守恒条件知道，卫星在椭圆轨道上飞行时机械能守恒，由于远地点P的势能大于近地点Q势能，所以远地点P的动能就小于近地点Q的动能．所以由近地点Q到远地点P卫星速度越来越小．故A正确．B、在椭圆轨道远地点实施变轨成圆轨道是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须万有引力小于卫星所需向心力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力，卫星在轨道3上经过P点的速率大于在轨道2上经过P点的速率，故B正确．C、根据万有引力定律的内容（万有引力是与质量乘积成正比，与距离的平方成反比），卫星在轨道2上经过Q点的距离小于在轨道2上经过P点的距离，所以卫星在轨道2上经过Q点受到的引力大于在轨道2上经过P点受到的引力．故C错误．D、根据牛顿第二定律和万有引力定律得：a=，所以卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道1上经过Q点的加速度．故D正确．故选ABD．根据卫星在轨道上飞行只受引力，机械能守恒去判断近地点和远地点的速度大小关系．当万有引力刚好提供卫星所需向心力时卫星正好可以做匀速圆周运动1．若是供大于需则卫星做逐渐靠近圆心的运动2．若是供小于需则卫星做逐渐远离圆心的运动牛顿第二定律和万有引力定律结合应用解决问题．卫星变轨也就是近心运动或离心运动，根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定．要比较一个物理量大小，我们应该把这个物理量先表示出来，在进行比较．12. 解：A因b平面不过地心．故A错误B因a，c都过地心，故可为轨道．故B正确C因c不在赤道上空，不能为同步轨道．故C错误D因a在赤道上空，且过地心，可能是同步轨道．故D正确故选：BD卫星的轨道平面必须过地心，同步轨道必须位于赤道上某一高度处．卫星的轨道必过地心，同步卫星的轨道还要在赤道上空某一高度处（距离地面的高度约是36000km）．13. 解：A：由G=m解得：v =，半径越大，线速度越小，离地面越远的卫星，线速度越小．故A正确；B：由G=mrω2解得：ω=，半径越大，角速度越小，离地面越远的卫星，角速度越小，故B错误；C：由G=ma解得：a =，半径越大，向心加速度越小，离地面越远的卫星，向心加速度越小，故C错误；D：由G=mr解得：T=2π，半径越大，周期越大，离地面越远的卫星，周期越大，故D正确；故选：AD需要列出卫星涉及的万有引力充当向心力的，由关线速度，角速度，周期，以及加速度的表达式，由此可以得到对应的结果．重点是要熟练掌握卫星涉及的圆周运动中万有引力充当向心力的各种表达式，并会熟练应用．本题作为选择题，由个结论需要记住：除了卫星周期是随半径增大而增大之外，其余都是随半径的增大而减小．这个结论在选择题中可以很大的节约解题时间，但也不能因此就忽略具体表达式的形式，表达式也需要牢记．14. 解：A、根据开普勒第三定律，火星的距离太阳比地球距离太阳远，故火星的公转周期比地球大，即火星上的“一年“时间比地球上的一年时间长，故A正确．B、发生飞船的速度达到第三宇宙速度16.7km/s时，飞船不仅脱离地球束缚，也要脱离太阳束缚，要到达火星的发射速度必须小于16.7km/s，故B错误．C、由于地球和火星绕太阳运动的周期不一样，运动过程中，有时越来越近，有时越来越远，故不同时间发射飞船，到达火星通过的路程不同，故C错误．D、设地球绕太阳匀速圆周运动的周期为T，火星绕太阳匀速圆周运动的周期为T火．根据圆周运动的规律，地球再一次与火星相距最近的条件是，解得t =，由于T火＞T，所以t＞T，即火星和地球相邻两次距离最近的时间间隔大于一年，故D正确．故选：AD．根据开普勒第三定律，到太阳的距离r越大，周期越大．发生飞船的速度达到第三宇宙速度16.7km/s时，飞船不仅脱离地球束缚，也要脱离太阳束缚．由于地球和火星绕太阳运动的周期不一样，运动过程中，相对位置会不停的变化．两星转过的角度之差△θ=2π时，火星与地球相邻再次相距最近，从而求出时间．本题考查万有引力定律的应用及天体的运行规律；关于天文学中的问题，要注意对题意的掌握，通过审题可以得出有用的信息，比如“火星是太阳系内地球外侧的一颗行星”说明火星距离太阳比地球距离太阳远．15. （1）画出三颗星位置示意图．两侧的星由另外两个星的万有引力的合力提供向心力，列式求解速度和周期．（2）对于任意一个星体，由另外两个星体的万有引力的合力提供向心力，列式求解周期．万有引力定律和牛顿第二定律是力学的重点，在本题中有些同学找不出什么力提供向心力，关键在于进行正确受力分析．第9页，共10页16. （1）根据地球表面的物体受到的重力等于万有引力，可解得地球的质量M；（2）双星问题，它们之间的万有引力提供向心力，它们两颗星的轨道半径的和等于它们之间的距离．代入公式即可解答；（3）根据地（2）问的结论求出地球和月球的总质量，再减去（1）中求出的地球质量即为月球质量．本题要掌握两个关系：星球表面的物体受到的重力等于万有引力；环绕天体绕中心天体做圆周运动所需要的向心力由万有引力提供．这两个关系可以解决天体运动的一切问题，双星问题，要注意的是它们两颗星的轨道半径的和等于它们之间的距离，不能把它们的距离当成轨道半径．。