2017-2018学年度高一物理人教版必修2 第六章 万有引力与航天单元测试

第 1 页 共 10 页万有引力与航天一、单选题1. 经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O 点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L ，质量之比为m 1：m 2=3：2．则下列结论不正确的是（ ） A. m 1、m 2做圆周运动的线速度之比为3：2 B. m 1、m 2做圆周运动的角速度之比为1：1C. m 1做圆周运动的半径为LD. m 2做圆周运动的半径为L2. 开普勒第三定律对行星绕恒星的匀速圆周运动同样成立，即它的运行周期T 的平方与轨道半径r 的三次方的比为常数，设=K ，则常数K 的大小（）A. 只与行星的质量有关B. 与恒星的质量与行星的质量有关C. 只与恒星的质量有关D. 与恒星的质量及行星的速度有关3. 一物体在地球表面重16N ，它在以的加速度加速上升的火箭中的视重为9N ，则此时火箭离地面的距离为地球半径的几倍：（ ） A. 1 B. 3 C. 5 D. 74. 2018年我国航天事业捷报频传，4月12日，首颗高通量静止轨道通信卫星“中星16号”成功发射，实现了自主通信卫星的宽带应用．4月22日，“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室完成交会对接，对接形成的组合体在距地面约393 km 的圆轨道上运行，则： A. 组合体的运行速度大于7.9 km /s B. “中星16号”一定在赤道正上方 C. “中星16号”的周期比组合体小D. “中星16号”的向心加速度比组合体大 5. 关于第一宇宙速度的正确说法是（）A. 它是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度B. 它是人造地球卫星在圆形轨道上的最小运行速度C. 它比同步卫星绕地球运行的速度小D. 它的速度是11.2km /s6. 如图所示,发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地轨道1,然后经点火使其在椭圆轨道2上运行,最后再次点火将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于A 点,轨道2、3相切于B 点.则当卫星分别在1、2、3轨道正常运行时,下列说法中正确的是（ ）A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B. 卫星在轨道2上运行的周期大于在轨道1上运行的周期且小于在轨道3上运行的周期C. 卫星沿轨道2运行经过A 点时的加速度大于沿轨道1运行经过A 点时的加速度D. 卫星沿轨道3运行经过B 点时的速率小于沿轨道2运行经过B 点时的速率7.经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的直径远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。

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

高中物理人教版必修二第六章：万有引力与航天单元测试一、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”。

第六章 第4单元 万有引力与航天1．甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。

以下判断正确的是( )A ．甲的周期大于乙的周期B ．乙的速度大于第一宇宙速度C ．甲的加速度小于乙的加速度D ．甲在运行时能经过北极的正上方2．“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星。

若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期T ，已知引力常量为G ，半径为R 的球体体积公式V ＝43πR 3，则可估算月球的( )A ．密度B ．质量C ．半径D ．自转周期3．星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度。

星球的第二宇宙速度v 2与第一宇宙速度v 1的关系是v 2＝2v 1。

已知某星球的半径为r ，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的1/6。

不计其他星球的影响。

则该星球的第二宇宙速度为( )A.gr 3B.gr 6C.gr3D.gr4．假设有一个从地面赤道上某处连向其正上方地球同步卫星的“太空电梯”。

关于“太空电梯”上各处，说法正确的是( )A ．重力加速度相同B ．线速度相同C ．角速度相同D ．各质点处于完全失重状态5．木星是太阳系中最大的行星，它有众多卫星。

观察测出：木星绕太阳做圆周运动的半径为r 1、周期为T 1；木星的某一卫星绕木星做圆周运动的半径为r 2、周期为T 2。

已知万有引力常量为G ，则根据题中给定条件( )A ．能求出木星的质量B ．能求出木星与卫星间的万有引力C ．能求出太阳与木星间的万有引力D ．可以断定r 13T 12＝r 23T 226.如图1所示，在同一轨道平面上的三个人造地球卫星A 、B 、C 在某一时刻恰好在同一直线上，下列说法正确的有( )图1A ．根据v ＝gr ，可知v A <vB <vC B ．根据万有引力定律，F A >F B >F C C ．向心加速度a A >a B >a CD ．运动一周后，C 先回到原地点7．我国成功发射了“神舟七号”载人飞船，假设飞船绕地球做匀速圆周运动，下列正确的是( ) A ．飞船的运行速度小于地球的第一宇宙速度B ．若知道飞船运动的周期和轨道半径，再利用万有引力常量，就可算出地球的质量C ．若宇航员从船舱中慢慢“走”出并离开飞船，飞船速率将减小D ．若有两个这样的飞船在同一轨道上，相隔一段距离一前一后沿同一方向绕行，只要后一飞船向后喷气加速，则两飞船一定能实现对接8．同重力场作用下的物体具有重力势能一样，万有引力场作用下的物体同样具有引力势能。

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

假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是A. 使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B. 使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C. 飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D. 飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接7.地球的第一宇宙速度约为8km/s，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，则该行星的第一宇宙速度约为（）A. 4km/sB. 8km/sC. 16km/sD. 32km/s8.两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，质量之比为1：2，轨道半径之比为1：2，则()A. 线速度大小之比为1：√2B. 运行的周期之比为1：2C. 向心加速度大小之比为4：1D. 它们的向心力大小之比为4：19.“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道直奔月球，在距月球表面200km的P点进行第一次变轨后被月球捕获，先进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图所示.之后，卫星在P点又经过两次变轨，最后在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动.对此，下列说法正确的是A. 卫星在轨道Ⅲ上运动的速度大于月球的第一宇宙速度B. 卫星在轨道Ⅱ上运动周期比在轨道Ⅰ上长C. 卫星在轨道Ⅱ上运动到P点的速度大于沿轨道Ⅰ运动到P点的速度D. 卫星在轨道Ⅲ上运动到P点的加速度等于沿轨道Ⅱ运动到P点的加速度10.三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，某时刻A、B相距最近，如图所示．已知地球自转周期为T1，B的周期为T2，则下列说法正确的是A. A加速可追上同一轨道上的CB. 经过时间T1T2，A、B相距最远2(T1−T)2C. A、C向心加速度大小相等，且大于B的向心加速度D. A、B与地心连线在相同时间内扫过的面积不等11.2011年9月29日，我国自行设计、制造“天宫一号”空间实验室发射成功，开创了我国航天事业的新纪元。

第六章万有引力与航天一、单选题1.“嫦娥三号”探测器由“长征三号”乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射, 首次实现月球软着陆和月面巡视勘察. “嫦娥三号”的部分飞行轨道示意图如图所示. 假设“嫦娥三号”在圆轨道和椭圆轨道上运动时, 只受到月球的万有引力. 下列说法中正确的是( )A. “嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中, 速度逐渐变小B. “嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中, 月球的引力对其做负功C．若已知“嫦娥三号”在圆轨道上运行的半径、周期和引力常量, 则可计算出月球的密度D. “嫦娥三号”在椭圆轨道经过P点时和在圆形轨道经过P点时的加速度相等2.假设地球可视为质量均匀分布的球体．已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0, 在赤道的大小为g；地球自转的周期为T, 引力常量为G, 则地球的密度为( )A．B．C．D．3.“空间站”是科学家进行天文探测和科学实验的特殊而又重要的场所. 假设“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运动, 其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一, 且运行方向与地球自转方向一致. 下列说法正确的有( )A. “空间站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度B. “空间站”运行的速度等于同步卫星运行速度的倍C. 站在地球赤道上的人观察到它向西运动D. 在“空间站”工作的宇航员因受到平衡力而在舱中悬浮或静止4.下列说法正确的是( )A. 以牛顿运动定律为基础的经典力学因其局限性而没有存在的价值B. 物理学的发展, 使人们认识到经典力学有它的适用范围C．相对论和量子力学的出现, 是对经典力学的全盘否定D. 经典力学对处理高速运动的宏观物体具有相当高的实用价值5.设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k(均不计阻力), 且已知地球与该天体的半径之比也为k, 则地球与此天体的质量之比为( )A． 1B．k2C．kD．6.将火星和地球绕太阳的运动近似看成是同一平面内的同方向绕行的匀速圆周运动, 已知火星的轨道半径r1＝2.3×1011m, 地球的轨道半径为r2＝1.5×1011m, 根据你所掌握的物理和天文知识, 估算出火星与地球相邻两次距离最小的时间间隔约为( )A. 1年B. 2年C. 3年D. 4年7.2012年10月10日太空探索技术公司(SpaceX)的“龙”飞船已与国际空间站成功对接. “龙”飞船运抵了许多货物, 包括实验器材、备件、空间站宇航员所需的衣服和食品以及一个冰箱, 冰箱里还装有冰激凌, 下列相关分析中正确的是( )A. “龙”飞船的发射速度, 国际空间站的运行速度均小于第一宇宙速度B. “龙”飞船欲实现对接, 必须在国际空间站的后下方, 伺机喷气减速变轨, 实现对接C．“龙”飞船喷气加速前, “龙”飞船与国际空间站的加速度大小相等D. 空间站中收到的冰激凌处于完全失重状态8.设地球表面重力加速度为g0, 物体在距离地心4R(R是地球的半径)处, 由于地球的引力作用而产生的加速度为g, 则为( )A． 1B．C．D．9.关于地球的第一宇宙速度, 下列表述正确的是( )A. 第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度B. 第一宇宙速度又叫脱离速度C. 第一宇宙速度跟地球的质量无关D. 第一宇宙速度跟地球的半径无关10.下列说法正确的是( )A. 伽利略在探究物体下落规律的过程中用到的科学方法是: 提出问题、猜想、数学推理、实验验证、合理外推、得出结论B. 牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例情况, 所以, 牛顿第一定律可以不学C. 牛顿在寻找万有引力的过程中, 他既没有利用牛顿第二定律, 也没有利用牛顿第三定律, 只利用了开普勒第三定律D．第谷通过自己的观测, 发现行星运行的轨道是椭圆, 发现了行星运动定律二、多选题11.(多选)“嫦娥一号”探月卫星发动机关闭, 轨道控制结束, 卫星进入地月转移轨道, 图中MN 之间的一段曲线表示转移轨道的一部分, P是轨道上的一点, 直线AB过P点且和两边轨道相切, 下列说法中正确的是( )A. 卫星在此段轨道上, 动能不变B. 卫星经过P点时动能最小C. 卫星经过P点时速度方向由P指向BD. 卫星经过P点时加速度为012.(多选)在物理学的发展过程中, 许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步. 下列表述符合物理学史实的是( )A．开普勒认为只有在一定的条件下, 弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比B. 伽利略用“月—地检验”证实了万有引力定律的正确性C. 卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值D. 牛顿认为在足够高的山上以足够大的水平速度抛出一物, 物体就不会再落回地球上13.(多选)宇宙中, 两颗靠得比较近的恒星, 只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转, 称之为双星系统．在浩瀚的银河系中, 多数恒星都是双星系统．设某双星系统P、Q绕其连线上的O点做匀速圆周运动, 如图所示．若PO>OQ, 则( )A. 星球P的质量一定大于Q的质量B. 星球P的线速度一定大于Q的线速度C. 双星间距离一定, 双星的质量越大, 其转动周期越大D. 双星的质量一定, 双星之间的距离越大, 其转动周期越大14.(多选)有a, b, c, d四颗地球卫星, a还未发射, 在地球赤道上随地球表面一起转动, b处于地面附近的近地轨道上做圆周运动, c是地球同步卫星, d是高空探测卫星, 各卫星排列位置如图所示, 则有( )A. a的向心加速度等于重力加速度gB. b在相同时间内转过的弧长最长C. c在4h内转过的圆心角是D. d的运动周期可能是30 h15.(多选)已知地球质量为M, 半径为R, 自转周期为T, 地球同步卫星质量为m, 引力常量为G.有关同步卫星, 下列表述正确的是( )A. 卫星距地面的高度为B. 卫星的运行速度小于第一宇宙速度C. 卫星运行时受到的向心力大小为GD. 卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度三、计算题16.经过天文望远镜长期观测, 人们在宇宙中已经发现了许多双星系统, 通过对它们的研究, 使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识, 双星系统由两个星体组成, 其中每个星体的大小都远小于两星体之间的距离, 一般双星系统距离其他星体很远, 可以当作孤立系统来处理(即其它星体对双星的作用可忽略不计). 现根据对某一双星系统的光度学测量确定: 该双星系统中每个星体的质量都是m, 两者相距L, 它们正围绕两者连线上的某一点做匀速圆周运动.(1)试计算该双星系统的运动周期T1.(2)若实际中观测到的运动周期为T2,T2与T1并不是相同的, 目前有一种流行的理论认为, 在宇宙中可能存在一种观测不到的暗物质, 它均匀地充满整个宇宙, 因此对双星运动的周期有一定的影响. 为了简化模型, 我们假定在如图所示的球体内(直径看作L)均匀分布的这种暗物质才对双星有引力的作用, 不考虑其他暗物质对双星的影响, 已知这种暗物质的密度为ρ, 求T1∶T2.17.为了研究太阳演化进程, 需要知道太阳目前的质量M.已知地球半径R＝6.4×106m, 地球质量m ＝6.0×1024kg, 日地中心的距离r＝1.5×1011m, 地球表面处的重力加速度g＝10 m/s2,1年约为3.2×107s, 试估算太阳目前的质量M.18.假设在半径为R的某天体上发射一颗该天体的卫星．若它贴近该天体的表面做匀速圆周运动的周期为T1, 已知万有引力常量为G.(1)则该天体的密度是多少？(2)若这颗卫星距该天体表面的高度为h, 测得在该处做圆周运动的周期为T2, 则该天体的密度又是多少？四、填空题19.牛顿运动定律和万有引力定律在_____、_________、__________的广阔的领域, 包括天体力学的研究中经受了实践的检验, 取得了巨大的成就.20.地球赤道上的物体A, 近地卫星B(轨道半径等于地球半径), 同步卫星C, 若用TA.TB.TC；vA.vB.vC；分别表示三者周期, 线速度, 则满足________, ________.21.宇航员在某星球表面, 将一小球从离地面h高处以初速v0水平抛出, 测出小球落地点与抛出点间的水平位移为s, 若该星球的半径为R, 万有引力常量为G, 则该星球表面重力加速度为__________, 该星球的平均密度为__________.22.两行星A和B各有一颗卫星a和b, 卫星的圆轨道接近各自行星表面, 如果两行星质量之比MA∶MB＝2∶1, 两行星半径之比RA∶RB＝1∶2, 则两个卫星周期之比Ta∶Tb＝________, 向心加速度之比为________.23.已知绕中心天体做匀速圆周运动的星体的轨道半径r, 运动周期为T,(1)中心天体的质量M＝____；(2)若中心天体的半径为R, 则其平均密度ρ＝____；(3)若星体在中心天体表面附近做匀速圆周运动, 则其平均密度ρ＝____.答案解析1.【答案】D【解析】“嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中, 月球对卫星的引力做正功, 动能增大, 则速度增大, 故A.B错误；根据万有引力等于向心力, 有G ＝m , 得M＝, 据此可知若已知“嫦娥三号”在圆轨道上运行的半径、周期和引力常量, 可求出月球的质量, 但月球的体积未知, 不能求出月球的密度, 故C错误；对于“嫦娥三号”, 有G ＝ma, a＝, 在P点, M和r 相同, 则嫦娥三号在椭圆轨道经过P点时和在圆形轨道经过P点时的加速度相等, 故D正确. 2.【答案】B【解析】根据万有引力与重力的关系解题.物体在地球的两极时: mg0＝G ；物体在赤道上时mg＋m2R＝G.以上两式联立, 解得地球的密度ρ＝.故选项B正确, 选项A、C、D错误．3.【答案】A【解析】由v同步＝, v空间站＝, 则B错. 再结合v＝ωr, 可知ω空间站＞ω地球, 所以人观察到它向东运动, C错. 空间站的宇航员只受万有引力, 受力不平衡, 所以D错.4.【答案】B【解析】牛顿运动定律能够解决宏观物体的低速运动问题, 在生产、生活及科技方面起着重要作用；解决问题时虽然有一定误差, 但误差极其微小, 可以忽略不计；故经典力学仍可在一定范围内适用. 虽然相对论和量子力学更加深入科学地认识自然规律, 它是科学的进步, 但并不表示对经典力学的否定, 故选项B正确. A.C错误；经典力学不能用于处理高速运行的物体；故D错误.5.【答案】C【解析】在地球上: h＝某天体上；h′＝因为＝k所以＝k根据G ＝mg, G ＝mg′可知＝又因为＝k联立得: ＝k6.【答案】B【解析】根据开普勒第三定律可得＝, 解得＝≈, 因为T地＝1年, 所以T火≈1.9年, 火星与地球转过的角度之差Δθ＝2π时, 相邻再次相距最近, 故有( －)t＝2π, 解得t≈2.1, 近似为2年, 故B正确.7.【答案】D【解析】第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度, 所以“龙”飞船的发射速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间, 故A错误；“龙”飞船欲实现对接, 必须在国际空间站的后下方, 伺机喷气加速做离心运动, 可以实现对接, 故B错误；“龙”飞船喷气加速前, 在国际空间站的后下方, 根据a ＝得“龙”飞船与国际空间站的加速度不相等, 故C错误；空间站中收到的冰激凌只受重力, 处于完全失重状态, 故D正确.8.【答案】D【解析】地球表面处的重力加速度和离地心高4R处的加速度均由地球对物体的万有引力产生, 所以有:地面上: G＝mg0①离地心4R处: G＝mg②由①②两式得＝( )2＝, 故D正确.9.【答案】A【解析】第一宇宙速度是物体在地面附近做匀速圆周运动的速度, A对, B错；根据G ＝m 得v ＝, 可见第一宇宙速度与地球的质量和半径有关, C.D错.10.【答案】A【解析】A项是伽利略在探究物体下落规律的过程中用到的科学方法, A正确；牛顿第一定律指出, 物体“不受外力”作用时的运动状态, 或者是静止不动, 或者是做匀速直线运动. 牛顿第二定律: 物体的加速度跟物体所受的合外力F成正比, 跟物体的质量成反比, 加速度的方向跟合外力的方向相同. B错误；牛顿在寻找万有引力的过程中, 他利用了牛顿第二定律, 牛顿第三定律和开普勒第三定律, C错误；开普勒在第谷观测数据的基础上总结出了行星运动三定律, D错误.11.【答案】BCD12.【答案】CD【解析】胡克认为只有在一定的条件下, 弹簧的弹力才与弹簧的形变量成正比, 故A错误；牛顿用“月－地检验”证实了万有引力定律的正确性, 故B错误；卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值, 故C正确；牛顿认为在足够高的高山上以足够大的水平速度抛出一物体, 物体就不会再落在地球上, 故D正确；故选C.D.13.【答案】BD【解析】根据万有引力提供向心力m1ωr1＝m2ωr2, r1＞r2, 所以m1＜m2, 即P的质量一定小于Q的质量, 故A错误. 双星系统角速度相等, 根据v＝ωr, 且PO＞OQ, P的线速度大于Q的线速度, 故B正确. 设两星体间距为L, O点到P的距离为r1, 到Q的距离为r2, 根据万有引力提供向心力: ＝m1 r1＝m2 r2, 解得周期T＝2π, 由此可知双星的距离一定时, 质量越大周期越小, 故C错误；总质量一定, 双星之间的距离越大, 转动周期越大, 故D正确. 故选B.D.14.【答案】BCD【解析】a受到万有引力和地面支持力, 由于支持力等于重力, 与万有引力大小接近, 所以向心加速度远小于重力加速度, 选项A错误；由v＝知b的线速度最大, 则在相同时间内b转过的弧长最长, 选项B正确；c为同步卫星, 周期Tc＝24 h, 在4 h内转过的圆心角＝·2π＝, 选项C正确；由T＝知d的周期最大, 所以Td>Tc＝24 h, 则d的周期可能是30 h, 选项D正确.15.【答案】BD【解析】根据万有引力提供向心力, G ＝m (H＋R), 卫星距地面的高度为H＝－R, A错；根据G ＝m , 可得卫星的运行速度v＝, 而第一宇宙速度为, 故B对；卫星运行时受到的向心力大小为Fn＝G , C错；根据G ＝man, 可得卫星运行的向心加速度为an＝G , 而地球表面的重力加速度为g＝G , D 对．16.【答案】(1)T1＝2π(2)T1∶T2＝∶1【解析】(1)两星的角速度相同, 故F＝mr1ω；F＝mr2ω而F＝G可得r1＝r2①两星绕连线的中点转动, 则＝m··ω解得ω1＝②所以T1＝＝＝2π③(2)由于暗物质的存在, 双星的向心力由两个力的合力提供, 则G＋G＝m·L·ω2④M为暗物质质量, M＝ρV＝ρ·π( )3⑤联立④⑤式得: ω＝⑥T2＝＝⑦联立③⑦式解得: T1∶T2＝∶1⑧.17.【答案】1.90×1030kg【解析】地球绕太阳做圆周运动, 万有引力提供向心力, 根据万有引力定律和牛顿第二定律有G ＝mr ①对地球表面附近质量为m′的物体有G＝m′g②联立①②两式解得M＝≈1.90×1030kg.18.【答案】(1)(2)【解析】(1)设卫星的质量为m, 天体的质量为M, 卫星贴近天体表面运动时有G ＝m R, M＝.根据数学知识可知天体的体积为V＝πR3, 故该天体的密度为ρ＝＝＝.(2)卫星距天体表面距离为h时, 忽略自转有：G＝m(R＋h)M＝ρ＝＝＝.19.【答案】宏观低速弱引力【解析】略20.【答案】TA＝TC＞TB v B＞v C＞v A【解析】卫星A为同步卫星, 周期与C物体周期相等, 根据卫星绕地球做圆周运动, 万有引力提供向心力得周期T＝2π, 所以TA＝TC＞TB；AC比较, 角速度相等, 由v＝ωr, 可知vA＜vC；BC比较, 同为卫星, 由人造卫星的速度公式v＝, 可知vB＞vC,故TA＝TC＞TB, vB＞vC＞vA.21.【答案】(1)(2)【解析】(1)设该星球的密度为ρ、重力加速度为g, 小球在该星球表面做平抛运动则: 水平方向: s＝v0t, 竖直方向: h＝gt2, 联立得: g＝.(2)该星球表面的物体受到的重力等于万有引力：mg＝G , 该星球的质量为：M＝ρ·πR3, 联立得：ρ＝22.【答案】1∶48∶1【解析】卫星做圆周运动时, 万有引力提供圆周运动的向心力, 有: G＝mR, 得T＝2π.故＝·＝, 由G＝ma, 得a＝G,故＝·＝.23.【答案】(1)(2)(3)【解析】(1)根据万有引力提供圆周运动向心力有G ＝mr , 可得中心天体的质量M＝.(2)根据密度公式可知, 中心天体的平均密度ρ＝＝＝.(3)当星体在中心天体附近匀速圆周运动时有r＝R, 所以中心天体的平均密度ρ＝.Welcome To Download 欢迎您的下载, 资料仅供参考！。

2018学年度高一物理（人教版）必修二　第六章　万有引力与航天　单元测试一、单选题1. 下列说法中正确的是（）A．万有引力、电磁相互作用是远（长）程力，强相互作用、弱相互作用是近（短）程力B．物体的重心一定在物体的几何中心C．地球表面的重力加速度随纬度增大而减小，在南、北两极重力加速度最小D．重力的方向总是指向地心2. 万有引力常量G的单位是（）A．N•kg2/m2B．kg2/N•m2C．N•m2/kg2D．m2/N•kg23. 2013年12月，我国成功地进行了“嫦娥三号”的发射和落月任务，进一步获取月球的相关数据．该卫星在月球上空绕月球做匀速圆周运动时，经过时间t，卫星行程为s，卫星与月球中心连线扫过的角度是θ弧度，万有引力常量为G，月球半径为R，则可推知月球密度的表达式是（）A ．B ．C ．D ．4. 如图所示，地球半径为R，O为球心，A为地球表面上的点，B为0、A连线间的中点．设想在地球内部挖掉一以B 为圆心，半径为的球，忽略地球自转影响，将地球视为质量分布均匀的球体．则挖出球体后A点的重力加速度与挖去球体前的重力加速度之比为（）A．B．C．D．5. 如图所示，三颗人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是A．运行线速度关系为v A>v B＝v CB．向心加速度的大小关系为a A<a B＝a CC．运行周期关系为T A>T B＝T CD．B经过加速可以追上前方同一轨道上的C6. 2015年7月25日，我国发射的新一代北斗导航卫星，全部使用国产微处理器芯片（CPU），圆了航天人的“中国芯”之梦，该卫星在圆形轨道运行速度v满足（）A．v＜7.9 km/sB．7.9 km/s＜v＜11.2 km/sC．11.2 km/s＜v＜16.7 km/sD．v＞16.7 km/s7. 如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是A．甲的向心加速度比乙的小B．甲的运行周期比乙的小C．甲的角速度比乙的大D．甲的线速度比乙的大二、多选题8. 关于开普勒第三定律=k 常数k 的大小，下列说法中正确的是（ ）A ．与行星的质量有关B ．与中心天体的质量有关C ．与恒星及行星的质量有关D ．与中心天体的密度有关9. 2016年10月17日7点30分“神舟十一号”载人飞船发射升空并在离地面393km 的圆周上与天宫二号交会对接，航天员景海鹏、陈冬执行任务在轨飞行30天．与“神舟十号”比较，“神舟十一号”运行轨道半径大了50km ．以下说法正确的是（ ）A ．“神舟十一号”载人飞船从地面加速升空时航天员总处于失重状态B ．“神舟十一号”载人飞船做匀速圆周运动时航天员的合力为零C ．“神舟十号”飞行线速度比“神舟十一号”飞行的线速度大D ．“神舟十号”的向心加速度比“神舟十一号”向心加速度小10. 设地球表面处的重力加速度为g ，则在距地面高为2R （R 是地球的半径）处，由于地球的作用而产生的重力加速度是（ ）A ．B ．C ．D ．11. 通过电脑制作卫星绕地球做圆周运动的动画，卫星绕地球运动的轨道半径为R ，线速度为v ，周期为T 。

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

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

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

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

第 1 页2019-2019学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元测试学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共10小题，共40.0分）1. 宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m ，距地球表面高度为h ，地球质量为M ，半径为R ，引力常量为G ，则飞船所在处的加速度大小为( )A. 0B.C.D.2. 如图所示，椭圆为某行星绕太阳运动的轨道，A 、B 分别为行星的近日点和远日点，行星经过这两点时的速率分别为v A 和v B ；阴影部分为行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积，分别用S A 和S B 表示．根据开普勒第二定律可知（ ） A. v A ＞v B B. v A ＜v B C. S A ＞S B D. S A ＜S B3. 人造地球卫星在运行中，由于受到稀薄大气的阻力作用，其运动轨道半径会逐渐减小，在此进程中，以下说法中正确的是（ ） A. 卫星的速率将减小 B. 卫星的周期将增大 C. 卫星的向心加速度将增大 D. 卫星的向心力将减小4. 某行星探测器绕行星飞行，设探测器运行的轨道半径为r ，运动速率为v ，当探测器在飞越该行星表面的质量密集区上空时（ ） A. r 、v 都将略为减小 B. r 、v 都将保持不变 C. r 将略为减小，v 将略为增大 D. r 将略为增大，v 将略为减小 5. 关于万有引力定律，下列说法正确的是（ ）A. 牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值B. 万有引力定律只适用于天体之间C. 万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律D. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是相同的6. 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”，由以上信息我们可以推知（ ） A. 这颗行星的公转周期与地球相等 B. 这颗行星的第一宇宙速度与地球相等 C. 这颗行星受到的引力与地球的相等 D. 这颗行星的密度等于地球的密度7. 如图所示，a 为绕地球做椭圆轨道运动的卫星，b 为地球同步卫星，P 为两卫星轨道的切点，也是a 卫星的远地点，Q 为a 卫星的近地点．卫星在各自的轨道上正常运行，下列说法中正确的是（ ）A. 卫星a 经过P 点时的向心力与卫星b 经过P 点时的向心力大小相等B. 卫星a 经过P 点时的速率一定小于卫星b 经过P 点时的速率C. 卫星a 的周期一定大于卫星b 的周期D. 卫星a 的周期可能等于卫星b 的周期8. 关于地球同步通讯卫星，下列说法不正确的是（ ）A. 所有地球同步卫星的质量都相同B. 所有地球同步通讯卫星到地心的距离都相同C. 同步卫星的运行轨道平面一定与赤道平面重合D. 同步卫星运行的线速度大小一定小于第一宇宙速度9.2019年，“长征七号”运载火箭在文昌航天发射中心首次发射．人造地球卫星的发射速度至少应为（）A. 3.6km/sB. 7.9km/sC. 16.7km/sD. 340km/s10.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．若取无穷远处引力势能为零，物体距星球球心距离为r时的引力势能为E p=-G（G为引力常量、m0为星球质量），设宇宙中有一个半径为R的星球，宇航员在该星球上以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的物体，不计空气阻力，经t秒后物体落回手中，则以下说法错误的是（）A. 在该星球表面上以的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面B. 在该星球表面上以2的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面C. 在该星球表面上以2的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面D. 在该星球表面上以的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面二、多选题（本大题共5小题，共30.0分）11.如图是在牛顿著作里画出的一副原理图．图中表示出从高山上用不同的水平速度抛出的物体的轨迹．物体的速度越大，落地点离山脚越远．当速度足够大时，物体将环绕地球运动，成为一颗人造地球卫星．若卫星的运动可视为匀速圆周运动，则要确定卫星的最小发射速度，需要知道（）A. 引力常数、地球质量和地球半径B. 引力常数、卫星质量和地球半径C. 地球表面处重力加速度、地球半径D. 地球表面处重力加速度、地球自转周期12.我国的“嫦娥二号”卫星已于2010年10月1日18时59分57秒在西昌卫星发射中心发射升空，取得了圆满成功．这次发射与“嫦娥一号”大为不同，它是由火箭直接发射到地月转移轨道后被月球“俘获”而进入较大的绕月椭圆轨道，又经三次点火制动“刹车”后进入近月圆轨道，在贴近月球表面的近月圆轨道上运行的周期为118分钟，又知道月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的1/6，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g=10m/s2，仅利用以上数据可以计算出（）A. 月球对“嫦娥二号”的引力B. 月球上的第一宇宙速度C. 月球的质量和密度D. “嫦娥二号”的质量13.假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B，半径分别为R A和R B．两颗行星周围卫星的轨道半径的三次方（r3）与运行周期的平方（T2）的关系如图所示；T0为星环绕行星表面运行的周期．则（）A. 行星A的质量大于行星B的质量B. 行星A的密度小于行星B的密度C. 行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度D. 当两行星的卫星轨道半径相同时，行星A的卫星向心加速度大于行星B的卫星向心加速度14.假设地球和金星都绕太阳做匀速圆周运动，已知金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离，那么（）A. 地球公转的线速度大于金星公转的线速度B. 地球公转的角速度大于金星公转的角速度第 3 页C. 地球公转的周期大于金星公转的周期D. 地球公转的加速度小于金星公转的加速度15. 2019年我国即将发射“嫦娥四号”登月探测器，将首次造访月球背面，首次实现对地对月球中继通信，若“嫦娥四号”从距月面高度为100km 的环月圆轨道I 上的P 点实施变轨，进入近似月点为15km 的椭圆轨道II ，由近月点Q 登月，如图所示，关于“嫦娥四号”，下列说法正确的是（ ） A. 沿轨道I 运动至P 时，需制动减速才能进入轨道II B. 沿轨道II 运行的周期大于沿轨道I 运行的周期 C. 在轨道I ，II 上的P 点的加速度相等D. 沿轨道II 运行时，在P 点的速度大于在O 点的速度 三、计算题（本大题共3小题，共30.0分）16. 宇航员驾驶一艘宇宙飞船飞临X 星球，然后在该星球上做火箭发射实验．微型火箭点火后加速上升4s后熄火，测得火箭上升的最大高度为80m ，若火箭始终在垂直于星球表面的方向上运动，火箭燃料质量的损失及阻力忽略不计，且已知该星球的半径为地球半径的，质量为地球质量的1/8，地球表面的重力加速度g 0取10m /s 2．（1）求该星球表面的重力加速度；（2）求火箭点火加速上升时所受的平均推力与其所受重力的比值； （3）若地球的半径为6400km ，求该星球的第一宇宙速度．17. 已知地球的质量m =6.0×1024kg ，太阳的质量M =2.0×1030kg ，地球绕太阳公转的轨道半径r =1.5×1011m ，将地球绕太阳的运动看做匀速圆周运动，引力常量G =6.67×10-11N •m 2/kg 2，求：（结果保留两位有效数字）（1）太阳对地球的引力大小F ；（2）地球绕太阳运转的线速度大小v ．18. 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 落到斜坡上另一点Q ，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R ，万有引力常量为G ，求： （1）该星球表面的重力加速度； （2）该星球的第一宇宙速度V ．答案和解析【答案】1. B2. A3. C4. C5. C6. A7. B8. A9. B10. D11. AC12. BC13. AD14. CD15. AC16. 解：（1）根据解得地球表面联立得（2）加速上升阶段：减速上升阶段：又解得根据牛顿第二定律有F-mg=ma解得（3）由得答：（1）该星球表面的重力加速度；（2）火箭点火加速上升时所受的平均推力与其所受重力的比值2；（3）若地球的半径为6400km ，该星球的第一宇宙速度．17. 解：（1）太阳对地球的引力：F ==6.67×10-11×≈3.6×1022N；（2）地球绕太阳做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=m，解得：v ==≈3.0×104m/s；答：（1）太阳对地球的引力大小F为3.6×1022N；（2）地球绕太阳运转的线速度大小v为3.0×104m/s．18. 解：（1）物体落在斜面上有：tanα==所以g =．（2）根据万有引力提供向心力得，G=m则v ===．第 5 页答：（1）该星球表面的重力加速度为．（2）该星球的第一宇宙速度为．【解析】1. 【分析】飞船在距地面高度为h的位置，由万有引力等于重力列式求解重力加速度。

2017-2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习1 / 122017-2018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）1. 人造地球卫星绕地球的运动可以挖地看作匀速圆周运动，每到太阳活动期，由于受太阳的影响，地球大气层的厚度开始增加，假设某人造地球卫星由于进入大气层而受到稀薄气体的阻力，则其运动状态变化是（ ）A. 轨道半径逐渐减小，线速度逐渐增大B. 轨道半径逐渐减小，线速度逐渐减小C. 轨道半径逐渐增大，线速度逐渐增大D. 轨道半径逐渐增大，线速度逐渐减小2. 北京时间2016年10月19日凌晨，“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”成功进行对接，在对接前，“神舟十一号”的运行轨道高度为341km ，“天宫二号”的运行轨道高度为393km ，它们在各自轨道上作匀速圆周运动时，下列判断正确的是（ ）A. “神舟十一号”的向心力比“天宫二号”的小B. “神舟十一号”的加速度比“天宫二号”的小C. “神舟十一号”的运行周期比“天宫二号”的小D. “神舟十一号”的运行速度比“天宫二号”的小3. 2016年10月17日7时30分，搭载两名航天员的“神舟十一号”载人飞船由“长征二号”运载火箭成功发射升空，10月19日凌晨，“神舟十一号”飞船与“天宫二号”自动交会对接成功，对接时的轨道高度是393公里，这与未来空间站的轨道高度基本相同，而“神舟十号”与“天宫一号”对接时，轨道高度是343公里，根据以上信息，判断下列说法正确的是（ ）A. “神舟十一号”飞船对接后的环绕速度大于第一宇宙速度B. “天宫一号”的加速度比“天宫二号”的加速度小C. “天宫一号”的周期比“天宫二号”的周期小D. “神舟十一号”必须在“天宫二号”的轨道上加速实现对接4. 2016年10月17日神州十一号飞船成功发射，并于10月19日与天宫二号空间站成功对接，对接后，二者组成的整体在距地面的高度为R （地球半径R =6400km ）的圆形轨道上绕地球做周期为T 的圆周运动，如图所示，万有引力常量为G ，则（ ）A. 神州十一号飞船在椭圆轨道上运动的周期可能等于80分钟B. 成功对接后，宇航员不动时处于平衡状态C. 可求得地球质量为（）3D. 要实二者对接，应将天空二号空间站和神州十一号飞船均送入圆形对接轨道后，将飞船点火加速实现对接5.登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星，地球和火星的公转可视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响，根据下表，火星和地球相比：（）B. 火星的第一宇宙速度较大C. 火星绕太阳做圆周运动的周期较小D. 火星绕太阳做圆周运动的向心加速度较小6.2017年4月20日，我国成功实现货运飞行器“天舟一号”与轨道空间站“天宫2号”的对接．如图所示，已知“天舟一号”从捕获“天宫二号”到两个飞行器实现刚性对接用时为t，这段时间内组合体绕地球转过的角度为θ，地球半径为R，组合体离地面的高度为H，万有引力常量为G，据以上信息可求地球的质量为（）A. B. C. D.7.质量为m的人造地球卫星在圆轨道上运动，它离地面的高度是地球半径R的两倍，地球表面的重力加速度为g，则卫星的（）A. 加速度为B. 线速度为C. 角速度为D. 动能为8.“神舟”七号经过变轨后，最终在距离地球表面约343公里的圆轨道上正常飞行，约90分钟绕地球一圈．则下列说法错误的是（）A. “神舟”七号绕地球正常飞行时宇航员的加速度小于9.8m/s2B. “神舟”七号绕地球正常飞行的速率可能大于8km/sC. “神舟”七号飞船在轨道上正常飞行时，宇航员由于处于完全失重状态而悬浮，在舱内行走时，需穿带钩的鞋子，地板是网格状的D. “神舟”七号运行的周期比地球近地卫星的周期大二、多选题（本大题共6小题，共24.0分）9.在地球赤道上有一物体A随地球自转做匀速圆周运动，绕地球做匀速圆周运动的某一颗同步卫星为B，下列说法正确的是（）A. 物体A的角速度等于卫星B的角速度B. 物体A的线速度大于卫星B的线速度C. 卫星B可能位于北京的上空D. 物体A的线速度小于第一宇宙速度10.中国第四个航天发射场-海南航天发射场，2009年9月14日在海南省文昌市开始动工建设，海南航天发射场建成后，我国将实施登月工程，我国宇航员将登上月球，若已知月球质量为M，半径为R，引力常量为G，以下说法正确的是（）A. 如果在月球上以初速度v0竖直向上抛一个物体，则物体上升的最大高度为B. 如果在月球上以初速度v0竖直向上抛一个物体，则物体落回到抛出点所用时间为2017-2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习3 / 12C. 如果有一颗卫星绕月球做匀速圆周运动，则最大环绕运行速度为D. 如果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2π11. 2014年11月1日“嫦娥5号”返回器顺利着陆标志着我国已全面突破和掌握航天器高速载人返回的关键技术．已知人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动，经过时间t （t 小于航天器的绕行周期），航天器运动的弧长为s ，航天器与月球的中心 连线扫过角度为θ （弧度制），引力常量为G ，则（ ）A. 航天器的轨道半径为B. 航天器的环绕周期为C. 月球的质量为D. 月球的密度为 12. 一球形行星对其周围物体的万有引力使物体产生的加速度用a 表示，物体到球形行星表面的距离用h 表示，a 随h 变化的图象如图所示，图中a 1、h 1、a 2、h 2及万有引力常量G 均为己知．根据以上数据可以计算出（ ）A. 该行星的半径B. 该行星的质量C. 该行星的自转周期D. 该行星同步卫星离行星表面的高度13. 宇航员驾驶飞船环绕一未知星球表面飞行一周用时为T ，然后飞船减速降落在该星球表面，宇航员让随身携带的小铁锤从高为h 1处自由下落，得到小铁锤距地面距离随时间变化关系如图，已知万有引力常量为G ，根据题中所给信息，判断下列说法中正确的是（ ）A. 可以测出该星球表面的重力加速度B. 可以测出该星球的质量C. 不可以测出该星球对应的第一宇宙速度D. 可以测出小铁锤撞击地面前一瞬间的速度14. 已知引力常量G 和下列某组数据就能计算出地球的质量，这组数据是（ ）A. 地球绕太阳运行的周期及地球与太阳之间的距离B. 月球绕地球运行的周期及月球与地球的半径C. 人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期D. 若不考虑地球自转，已知地球的半径及地球表面重力加速度三、计算题（本大题共2小题，共20.0分）15. 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 /s 2，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．16.2009年至2015年，中国将进入嫦娥二期工程，届时将进行两到三次的软着陆巡视勘察，其中2012年向月面发射一个软着陆器的计划已经基本确定，按照这一计划软着陆器将携带载有摄像机和多种探测仪器的月球车，在月球表面巡视勘查，为建立月球基地收集基本数据资料．为了实现这一计划，先要登月飞船从距月面一定距离的高轨道变到靠近月球表面低轨道．假设有一登月飞船以某一速度绕月球做匀速圆周运动，已知该飞船质量为m，已知该飞船距月球表面的高度为h．该飞船在距月球表面h 高处的A点短促地向前喷气，喷出气体相对飞船的速度为u，经过一段时间后飞船运动到靠近月球表面的B点，A、B两点的连线过月球球心．已知飞船在A、B两点的速度与飞船到月心距离的乘积为定值．已知月球半径为R，已知月球表面的重力加速度为g，已知登月飞船在月球上空的万有引力势能为E p=（以无穷远处引力势能为零）．求：（1）飞船在距月球表面h高度处做匀速圆周运动时的线速度．（2）飞船在A点喷出气体的质量是多少．2017-2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习5 / 12答案和解析【答案】1. A2. C3. C4. C5. D6. A7. C8. B 9. AD 10. AC 11. BC 12. AB 13. AD 14. CD15. 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 ′×2.5t ，代入数据解得：g ′=4 m /s 2．（2）忽略星体和地球的自转，表面的物体受到的万有引力等于重力，有：=mg ，所以有M =， 解得：M 星：M 地=1：10．答：（1）该星球表面附近的重力加速度大小为4m /s 2；（2）该星球的质量与地球质量之比为1：10．16. 解：（1）设飞船在距月球表面h 高度处做匀速圆周运动时的速度为v 0，设月球的质量为M ，万有引力提供向心力G =m月球上满足G=mg 得：v 0=（2）飞船喷气后的质量设为m ′，速度为v A ，到达B 点速度为v B ，飞船从喷气后一直到B 点满足机械能守恒定律：m ′v A 2-=m ′v B 2-又因为飞船在A 、B 两点的速度与飞船到月心距离的乘积为定值，有：v A （R +h ）=v B R以上两式消去v B ，可得：v A =飞船喷气过程中动量守恒：mv 0=（m -△m ）v A +△m （v A +u ）解得：△m ==答：（1）飞船在距月球表面h高度处做匀速圆周运动时的线速度为．（2）飞船在A点喷出气体的质量是．【解析】1. 解：由于卫星要克服空气阻力做功，机械能要减小，所以卫星轨道半径逐渐减小．根据万有引力提供向心力，得：G=m得v=，r减小，v增大．故A正确．故选：A太空垃圾绕地球转动，太空垃圾进入稀薄大气层，要克服空气阻力做功，机械能将逐渐变小，从而轨道半径将变小．根据万有引力提供向心力，列式得到卫星的线速度与轨道半径的关系式，再进行分析．卫星绕地球做圆周运动所需要的向心力由万有引力提供，根据题意选择恰当的向心力的表达式，解出线速度，根据表达式讨论．2. 解：A、“神舟十一号”和“天宫二号”都绕地球做匀速圆周运动，它们的向心力都来源于地球的万有引力，由两者的质量关系未知，所以不能确定向心力的大小．故A错误．BCD、由万有引力提供向心力得：G=ma=m=m可得加速度为：a=，周期为：T=2π，线速度为：v=，因为“神舟十一号”的轨道半径小于“天宫二号”的轨道半径，所以可得：“神舟十一号”的加速度、速度比“天宫二号”的大，而“神舟十一号”的运行周期比“天宫二号”的小．故BD错误，C正确；故选：C“神舟十一号”和“天宫二号”都绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，结合万有引力公式与牛顿第二定律可以求出加速度、周期、线速度的表达式，再分析答题即可．本题的关键是要明确“天宫二号”和“神舟十一号”的运动情况，知道它们向心力来源：万有引力，根据牛顿第二定律列式分析．3. 解：A、第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，可知“神舟十一号”飞船对接后的环绕速度小于第一宇宙速度，故A错误．B、由题意可知，“天宫一号”的轨道半径小于“天宫二号”的轨道半径，根据a=知，“天宫一号”的加速度比“天宫二号”的加速度大，故B错误．C、根据知，“天宫一号”的轨道半径小于“天宫二号”的轨道半径，则“天宫一号”的周期比“天宫二号”的周期小，故C正确．D、“神舟十一号”不能在“天宫二号”的轨道上加速实现对接，因为在同轨道上加速，万有引力小于向心力，做离心运动，会离开原轨道，故D错误．故选：C．根据万有引力提供向心力得出周期、加速度与轨道半径的关系，通过轨道半径比较加速度和周期的大小，第一宇宙速度是绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度．在同轨道上加速，万有引力小于向心力，做离心运动，不能实现对接．2017-2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习7 / 12解决本题的关键知道第一宇宙速度的意义，第一宇宙速度是最小的发射速度，绕地球做匀速圆周运动最大的环绕速度，知道线速度、周期、加速度与轨道半径的关系，并能灵活运用．4. 解：A 、神舟十一号飞船在椭圆轨道的半长轴比地球近地卫星的轨道半径大，根据开普勒第三定律，椭圆轨道的周期地球近地卫星的周期大，近地卫星的周期最小为85min ，所以神舟十一号飞船在椭圆轨道上运动的周期不可能等于80分钟，故A 错误；B 、成功对接后，宇航员随飞船做匀速圆周运动，处于完全失重状态，故B 错误；C 、根据万有引力提供向心力，有，解得：，其中，解得：，故C 正确；D 、如果均送入圆形对接轨道，将飞船点火加速，飞船将做离心运动，到达更高的轨道，无法实现对接，故D 错误；故选：C轨道半径越大，周期越大，近地卫星的周期最小为85min ，所以椭圆轨道的周期大于85min ；飞船绕地球做圆周运动，处于完全失重状态．根据万有引力提供向心力，结合轨道半径和周期求出地球的质量． 解决本题的关键是掌握万有引力提供向心力这一重要理论，会根据该理论求解中心天体的质量，知道飞船绕地球做圆周运动，处于完全失重状态．5. 解：A 、根据万有引力定律公式得：F =G ，由于地球的质量大约是火星质量的10倍，轨道半径大约为火星的1.5倍，可知地球受到太阳的引力较大，故A 错误；B 、根据G =m 得，星球的第一宇宙速度v =，地球的质量大约是火星质量的10倍，半径大约是火星的2倍，则地球的第一宇宙速度较大，故B 错误；C 、由开普勒第三定律可知：=k ，火星的公转半径较大，火星绕太阳做圆周运动的周期较大，故C 错误；D 、根据G =ma ，得，向心加速度a =，火星的轨道半径较大，则火星做圆周运动的向心加速度较小，故D 正确．故选：D ．火星和地球绕太阳做圆周运动，靠万有引力提供向心力，结合轨道半径的大小，比较向心加速度大小．结合星球的质量和半径比较第一宇宙速度．由开普勒第三定律比较周期．解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向心力，并能灵活运用，并注意中心天体是否相同．6. 解：组合体的角速度：， 根据得，地球的质量M ==，故A 正确，B 、C 、D 错误． 故选：A ．根据组合体转动的角度和运动的时间求出组合体的角速度，结合万有引力提供向心力求出地球的质量． 解决本题的关键知道组合体做圆周运动向心力的来源，结合万有引力提供向心力求解中心天体的质量，注意组合体做圆周运动的轨道半径不是H ，而是R +H ．7. 解：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m 、轨道半径为r 、地球质量为M ，有：F==m=mω2r=m（）2r根据地球表面重力等于万有引力得：=mg，得：GM=R2g根据题意得：r=R+h=3R，由以上等式解得：A、加速度为a=，故A错误；B、线速度为v=，故卫星的动能为：E k=mv2=，故BC错误；C、角速度为ω=，故C正确；故选：C．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，再结合地球表面重力加速度的公式进行讨论即可．本题关键根据人造卫星的万有引力等于向心力，以及地球表面重力等于万有引力列两个方程求解．8. 解：A、根据知，因为近地轨道上的加速度等于地球表面的重力加速度9.8m/s2，轨道半径越大，加速度越小，所以“神舟”八号绕地球正常飞行时宇航员的加速度小于9.8m/s2．故A正确．B、根据，得v=，轨道半径越大，线速度越小，近地轨道上的线速度等于7.9km/s，所以神舟”八号绕地球正常飞行的速率小于8km/s．故B错误．C、“神舟”八号飞船在轨道上正常飞行时，宇航员会处于完全失重状态．故C正确．D、根据得，T=，轨道半径越大，周期越大，所以“神舟”八号运行的周期比地球近地卫星的周期大．故D正确．本题选错误的，故选：B．根据万有引力提供向心力，得出速度、周期、加速度与轨道半径的关系，从而比较出它们的大小．解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一理论，知道线速度、周期、加速度与轨道半径的关系．9. 解：A、同步卫星的周期等于地球自转周期，由此可知，A、B做圆周运动的周期相等，角速度：ω=，由于周期T相等，则角速度ω相等，故A正确；B、线速度：v=ωr，由于A、B的角速度ω相等而A做圆周运动的半径小于B的半径，因此A的线速度小于B的线速度，故B错误；C、同步卫星位于赤道平面内，北京不在赤道上，因此卫星B不可能位于北京上空，故C错误；D、万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=m，解得：v=，由于同步卫星的轨道半径大于地球半径，则同步卫星的线速度小于第一宇宙速度，又因为A的线速度小于同步卫星B的线速度，因此A 的线速度小于第一宇宙速度，故D正确；故选：AD．同步卫星绕地球做圆周运动的周期等于地球自转周期，根据角速度、线速度与周期的关系分析判断A、B周期与线速度的关系；同步卫星位于赤道平面内；万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律求出线速度，然后分析答题．本题考查了万有引力定律的应用，知道同步卫星的周期等于地球自转周期、知道同步卫星位移赤道平面内、2017-2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习9 / 12万有引力提供卫星做圆周运动的向心力是解题的前提与关键，应用线速度、角速度与周期的关系、应用牛顿第二定律即可解题．10. 解：A 、B 、忽略月球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式：=mg解得：g =在月球上以初速度v 0竖直上抛一个物体，物体落回到抛出点所用时间：t ==物体上升的最大高度：h ==故A 正确，B 错误；C 、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，根据万有引力提供向心力得：=m在月球上发射一颗绕它作圆形轨道运行的卫星的最大运行速度为：v =故C 正确；D 、根据万有引力提供向心力得=解得： T =2π，卫星的轨道半径增大，周期也在增大，故卫星的最小周期为：2πR ，故D 错误．故选：AC ．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度；忽略月球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式求出月球表面重力加速度，再根据竖直上抛的运动规律求解．把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题；运用黄金代换式GM =gR 2求出问题是考试中常见的方法．11. 解：A 、根据几何关系得：r =．故A 错误；B 、经过时间t ，航天器与月球的中心连线扫过角度为θ，则：=，得：T =．故B 正确；C 、由万有引力充当向心力而做圆周运动，所以：G=m r所以：M===．故C正确；D、人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动，月球的半径等于r，则月球的体积：V=πr3=π（）3月球的密度：ρ===．故D错误．故选：BC．由万有引力充当向心力而做圆周运动的，则由万有引力公式及已知量可得出能计算的物理量．万有引力在天体中的运动，主要是万有引力充当向心力，注意向心力的表达有多种形式，应灵活选择．12. 解：A、球形行星对其周围质量为m的物体的万有引力：所以：，联立可得：R=故A正确；B、将R=代入加速度的表达式即可求出该行星的质量．故B正确；C、由题目以及相关的公式的物理量都与该行星转动的自转周期无关，所以不能求出该行星的自转周期．故C错误；D、由于不能求出该行星的自转周期，所以也不能求出该行星同步卫星离行星表面的高度．故D错误．故选：AB将两组数据代入万有引力定律的方程，然后分析即可．本题考查了万有引力在天体中的应用，解题的关键是根据题目的已知条件，结合万有引力定律定律来分析．13. 解：设飞船质量为m，星球的质量为M，星球的半径为R，星球表面的重力加速度为gA、由自由落体运动规律有：得：，故A正确；B、由牛顿第二定律和万有引力定律得：2017-2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习11 / 12，公式两边的飞船的质量m 可以约调，所以不能求得飞船的质量，故B 错误；C 、该星球对应的第一宇宙速度v =由牛顿第二定律和万有引力定律得：解得：v =，故C 错误；D 、由落地的过程中机械能守恒得：联立得：，故D 正确． 故选：AD 小物块自由下落h 1高度所用时间为t ，根据：h =gt 2求出星球表面的重力加速度．根据万有引力等于重力和万有引力提供向心力，结合重力加速度的大小，求出第一宇宙速度，根据机械能守恒即可求得落地的速度．解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵活运用．D 选项也可以使用平均速度的公式进行判定．14. 解：A 、地球绕太阳运行的周期及地球与太阳间距离根据万有引力提供圆周运动向心力，可以计算中心天体太阳的质量，而不可以计算环绕天体地球的质量，故A 错误； B 、根据万有引力提供圆周运动向心力，可得中心天体地球的质量，必须给出月球绕地球的轨道半径及月球绕地球的周期才能求出地球的质量，故B 错误；C 、已知地面附近绕行的人造卫星的速度及运行周期，根据知，根据周期与绕行速度可以求得卫星轨道半径，再根据B 分析知可以求得中心天体地球的质量M ，故C 正确；D 、不考虑地球自转，在地球表面重力与万有引力相等有，可得地球质量为，故可知D 正确．故选：CD计算中心天体质量的主要思路有：一是在星球表面重力与万有引力相等，据重力加速度和地球半径求地球的质量，二是环绕天体围绕地球圆周运动的向心力由万有引力提供，根据圆周运动的物理量可以求中心天体的质量．万有引力应用的主要入手点是星球表面重力与万有引力相等，二是万有引力提供环绕天体的向心力．据此只能计算中心天体的质量．15. （1）根据速度时间公式求出重力加速度之比，从而得出星球表面附近的重力加速度大小；（2）根据万有引力等于重力，结合重力加速度之比、半径之比求出星球质量和地球质量之比．解决本题的关键掌握万有引力等于重力这一重要理论，并能灵活运用，该理论运用比较广泛，所以将GM =gR 2称为“黄金代换式”．16. （1）飞船在距月球表面h 高度处做匀速圆周运动时，由月球的万有引力提供向心力，在月球表面上，物体的重力近似等于万有引力，列式即可求解．（2）飞船从喷气后一直到B 点满足机械能守恒定律，列出A 到B 机械能守恒表达式．飞船在A 、B 两点的速度与飞船到月心距离的乘积为定值，列式求出飞船喷气后的速度，再根据飞船喷气过程中动量守恒求解。

第六章万有引力与航天（考试时间:90分钟分值：100分)一、选择题（本题共10小题,每题6分，共60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,全部选对得6分,漏选得3分,错选或不选得0分）1、把太阳系各行星的运动近似瞧做匀速圆周运动，比较各行星周期，则离太阳越远的行星（B)A、周期越短B、周期越长C、周期都一样D、无法确定2、如果认为行星围绕太阳做匀速圆周运动,那么下列说法中正确的就是(A）A、行星受到太阳的引力，提供行星做圆周运动的向心力B、行星受到太阳的引力，但行星运动不需要向心力C、行星同时受到太阳的引力与向心力的作用D、行星受到太阳的引力与它运行的向心力可能不等3、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,牛顿(AB)A、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、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、根据F∝m与牛顿第三定律,分析了地月间的引力关系，进而得出F∝m1m2D、根据大量实验数据得出了比例系数G的大小4、关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下列说法中不正确的就是(D)A、在发射过程中向上加速时产生超重现象B、在降落过程中向下减速时产生超重现象C、进入轨道时做匀速圆周运动,产生失重现象D、失重就是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的5、2011年11月3日与14日,“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器顺利完成两次交会对接、关于它们的交会对接,以下说法正确的就是（BD)A、飞船在同轨道上加速直到追上“天宫一号”完成对接B、飞船从较低轨道,通过加速追上“天宫一号”完成对接C、在同一轨道上的“天宫一号”通过减速完成与飞船的对接D、若“神舟八号"与“天宫一号"原来在同一轨道上运动,则不能通过直接加速或减速某飞行器的方式完成对接6、下面关于同步卫星的说法中不正确的就是（B)A、同步卫星与地球自转同步，卫星的高度与速率就被确定B、同步卫星的角速度虽已被确定，但高度与速率可以选择，高度增加，速率增大；高度降低,速率减小，仍同步C、我国发射第一颗人造地球卫星的周期就是114分钟，比同步卫星的周期短，所以第一颗人造地球卫星离地面的高度比同步卫星低D、同步卫星的速率比我国发射第一颗人造卫星的速率小7、1989年10月18日，人类发射的“伽利略”号木星探测器进入太空,于1995年12月7日到达木星附近,然后绕木星运转并不断发回拍摄到的照片,人类发射该探测器的发射速度应为(C)A、等于7、9 km/sB、大于7、9 km/s而小于11、2 km/sC、大于11、2 km/s而小于16、7 km/sD、大于16、7 km/s8、“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中,发现A、B两颗天体各有一颗靠近表面飞行的卫星,并测得两颗卫星的周期相等,以下判断错误的就是（AB）A、天体A、B表面的重力加速度与它们的半径成正比B、两颗卫星的线速度一定相等C、天体A、B的质量可能相等D、天体A、B的密度一定相等9、宇宙飞船与空间站在同一轨道上运动,若飞船想与前面的空间站对接，飞船为了追上轨道空间站，可采取的方法就是（B）A、飞船加速直到追上空间站，完成对接B、飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接C、飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接D、无论飞船采取何种措施,均不能与空间站对接10、已知地球质量为M,半径为R,自转周期为T，地球同步卫星质量为m,引力常量为G，有关同步卫星，下列表述正确的就是(BD)A、卫星距地面的高度为错误!B、卫星的运行速度小于第一宇宙速度C、卫星运行时受到的向心力大小为G错误!D、卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度二、计算题（本大题共4小题,共40分,要有必要的文字说明与解题步骤,有数值计算的要注明单位）11、(8分）火星半径为地球半径的一半,火星质量约为地球质量的错误!、一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为100 kg，则在火星上其质量为多少？重力为多少（g地取9、8 m/s2)?解析:地球表面的重力加速度g地＝错误!,①火星表面的重力加速度g火＝错误!,②由①②得g火＝错误!·g地＝22×错误!×9、8 m/s2＝4、36 m/s2、物体在火星上重力G火＝mg火＝100×4、36 N＝436 N，其在火星上时质量仍为100 kg、答案:100 kg 436 N12、(8分）月球的质量约为地球质量的1/81,半径约为地球半径的1/4,地球上第一宇宙速度约为7、9 km/s,则月球上第一宇宙速度约为多少？解析：对绕地球表面做匀速圆周运动的卫星有错误!＝错误!得v＝错误!，对绕月球表面做匀速圆周运动的卫星有错误!＝错误!得v′＝错误!，由以上两式代入数据解得v′＝1、76 km/s、答案:1、76 km/s13、（10分）在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上,再经过多次弹跳才停下来、假设着陆器第一次落到火星表面弹起后,到达最高点时高度为h,速度方向就是水平的,速度大小为v0，求它第二次落到火星表面时速度的大小,计算时不计火星大气阻力、已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r,周期为T、火星可视为半径为r0的均匀球体、解析:以g＇表示火星表面附近的重力加速度,M表示火星的质量,m表示火星的卫星的质量,m＇表示火星表面处某一物体的质量，由万有引力定律与牛顿第二定律,有G错误!＝m＇g＇,①G错误!＝m（错误!）2r,②设v表示着陆器第二次落到火星表面时的速度,它的竖直分量为v1，水平分量仍为v0，有v2，1＝2g＇h，③v＝错误!，④由以上各式解得v＝错误!、答案：错误!14、(14分）恒星演化发展到一定阶段，可能成为横行世界的“侏儒"——中子星，中子星的半径很小,一般为7～20 km，但它的密度大得惊人、若某中子星的密度为1、2×1017 kg/m3,半径为10 km,那么该中子星的第一宇宙速度约为多少(G＝6、67×10－11 N·m2/kg2，结果保留两位有效数字）?解析：中子星的第一宇宙速度即为它表面卫星的环绕速度,此时卫星的轨道半径可近似认为就是中子星的半径，且中子星对卫星的万有引力充当卫星的向心力，由G错误!＝m错误!，得：v＝错误!，又M＝ρV＝ρ错误!πR3,解得v＝R错误!＝1×104×错误!≈5、8×107 (m/s）＝5、8×104 km/s、答案：5、8×107 m/s或5、8×104 km/s。

第六章 万有引力与航天一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的4个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得零分)1．若已知太阳的一个行星绕太阳运转的轨道半径为r ，周期为T ，引力常量为G ，则可求( )A ．该行星的质量B ．太阳的质量C ．该行星的平均密度D ．太阳的平均密度【答案】B【解析】研究行星绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式GMmr 2＝m 4π2T2r ，知道行星的运动轨道半径r 和周期T ，再利用万有引力常量G ，通过前面的表达式只能算出太阳M 的质量，也就是中心体的质量，无法求出行星的质量，也就是环绕体的质量，故A 错误．通过以上分析知道可以求出太阳M 的质量，故B 正确；本题不知道行星的质量和体积，也就无法知道该行星的平均密度，故C 错误．本题不知道太阳的体积，也就不知道太阳的平均密度，故D 错误．2．专家称嫦娥四号探月卫星为“四号星”，计划在2017年发射升空，它的主要任务是更深层次、更全面地科学探测月球地貌、资等方面的信息，完善月球档案资料．已知月球表面的重力加速度为g ，月球的平均密度为ρ.月球可视为半径为R 的球体，“四号星”离月球表面的高度为h ，绕月做匀速圆周运动的周期为T .仅根据以上信息不能求出的物理量是( )A ．月球质量B ．万有引力常量C ．“四号星”与月球间的万有引力D ．月球的第一宇宙速度 【答案】C【解析】月球表面的重力与万有引力相等，绕月球圆周运动的向心力由万有引力提供，故有G MmR2＝mg月球质量M ＝ρ·43πR 3所以有G m ·ρ43πR 3R 2＝mg 可得万有引力常量G ＝3g 4R πρ，B 可以；由万有引力常量可以求出月球质量M ＝gR 2G，A 可以；月球表面的第一宇宙速度即月球重力提供圆周运动向心力有v 1＝gR ，D 可以； 由于不知道“四号星”的质量，故无法求出它与月球间的万有引力，故C 不可以． 3．(2018宿迁模拟)“北斗一号”导航卫星系统中有5颗地球同步轨道卫星，定位在距地面约为36 000 km 的地球同步轨道上．关于同步卫星，下面说法正确的是( )A ．发射速度小于7.9 km/sB ．发射速度大于11.2 km/sC ．运行速度小于7.9 km/sD ．如果需要，该卫星可以定位在江苏上空 【答案】C【解析】卫星的最小发射速度最小为7.9 km/s ，A 错误；若发射速度大于11.2 km/s ，则要脱离地球，B 错误；近地卫星的运行速度为7.9 km/s ，而同步卫星的轨道半径大，运行速度要小于7.9 km/s ，C 正确；同步卫星只能在赤道上空，D 错误．4．“新视野号”探测器已飞掠冥王星，若“新视野号”由椭圆轨道变轨进入更低的近冥王星圆轨道，已知制动点为椭圆轨道和圆轨道的切点，万有引力常量G ＝6.67×10－11N·m 2/kg 2，则以下分析正确的是( )A ．“新视野号”在地球上发射的速度小于7.9 km/sB ．制动时，“新视野号”应向后喷气以变轨进入圆轨道C ．若给出在近冥王星圆轨道上的环绕周期，结合题中所给数据可以算出冥王星密度D ．若圆轨道上的“新视野号”加速变轨到更高圆轨道，则运动周期变大，向心加速度变大【答案】C【解析】若“新视野号”发射初速度小于7.9 km/s ，则发射不成功，A 错误；制动时，“新视野号”应向前喷气减速从而变轨进入圆轨道，B 错误；根据公式ρ＝M V ，G Mm r 2＝m 4π2T 2r ，联立解得ρ＝3πGT 2，故根据题中数据可计算冥王星密度，C 正确；若圆轨道上的“新视野号”加速变轨至更高圆轨道，运动半径增大，根据G Mm r 2＝m 4π2T 2r 可得T ＝2πr 3GM，则运动周期变大，根据公式a ＝GMr2，可得向心加速度变小，D 错误．5．金星和木星都绕太阳做匀速圆周运动，木星绕太阳的公转周期是金星绕太阳的公转周期的20倍，那么金星和木星绕太阳运行的线速度大小之比约为( )A ．25B ．320 C ．400 D ．3120【答案】B【解析】根据开普勒行星运动第三定律可知，r 3T 2＝k ，而v ＝2πr T ，则v ＝2π3kT 2T ，故v 金v 木＝3T 木T 金＝320，故选B.6．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，即始终保持与地球、太阳在一条直线上．则此飞行器的( )A ．向心力仅由太阳的引力提供B ．向心力仅由地球的引力提供C ．向心加速度等于地球的向心加速度D ．线速度大于地球的线速度 【答案】D【解析】飞行器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，靠地球和太阳引力的合力提供向心力，故A 、B 错误；飞行器和地球的角速度相等，根据a ＝rω2知，飞行器的向心加速度大于地球的向心加速度，故C 错误；根据v ＝rω知，飞行器的线速度大于地球的线速度，故D 正确．7．(2018定州期末)随着深太空探测的发展，越来越多的“超级类地行星”被发现，某“超级类地行星”半径是地球的1.5倍，质量是地球的4倍，下列说法正确的是( )A ．该星球表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的169倍B ．该星球第一宇宙速度小于地球第一宇宙速度C ．绕该星球运行的卫星的周期是半径相同的绕地球运行卫星周期的12D ．绕该星球运行的卫星的周期是半径相同的绕地球运行卫星周期的38 6【答案】AC【解析】根据GMm R 2＝mg 得，星球表面的重力加速度g ＝GMR 2，因为“超级类地行星”半径是地球的1.5倍，质量是地球的4倍，则星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的169倍，A 正确；根据GMmr 2＝m v 2R，得星球的第一宇宙速度v ＝GMR，因为“超级类地行星”半径是地球的1.5倍，质量是地球的4倍，则星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的83倍，可知星球的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度，B 错误；根据GMm r 2＝mr 4π2T 2得T ＝4π2r 3GM，因为轨道半径相同，星球质量是地球质量的4倍，则绕该星球运行的卫星的周期是半径相同的绕地球运行卫星周期的12，C 正确，D 错误；故选AC ．8．如图所示，地球赤道上的山丘、近地资源卫星和同步通信卫星均在赤道平面内绕地心做匀速圆周运动．设山丘c 、近地资源卫星p 和同步通信卫星q 的圆周运动速率依次为v 1、v 2、v 3，向心加速度依次为a 1、a 2、a 3，则( )A ．v 1＞v 2＞v 3B ．v 1＜v 3＜v 2C ．a 1＞a 2＞a 3D ．a 2＞a 3＞a 1【答案】BD【解析】山丘c 与同步通信卫星q 转动周期相等，根据v ＝2πrT ，由于山丘c 的轨道半径小于同步通信卫星q 的轨道半径，故v 1＜v 3；根据卫星的线速度公式v ＝GMr，由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q 的轨道半径，故近地资源卫星的线速度大于同步通信卫星的线速度，即v 3＜v 2；故v 1＜v 3＜v 2，故A 错误，B 正确；山丘c 与同步通信卫星q 转动周期相等，根据a ＝ω2r ＝4π2rT 2，由于山丘c 的轨道半径小于同步通信卫星q 的轨道半径，故山丘c 的轨道加速度小于同步通信卫星q 的加速度，即a 1＜a 3；根据加速度公式a ＝GMr 2，由于近地资源卫星的轨道半径大于同步通信卫星q 的轨道半径，故近地资源卫星的加速度大于同步通信卫星的加速度，即a 3＜a 2；故a 1＜a 3＜a 2，故C 错误，D 正确．9．(2018杭州四中期中)北京时间7月24日，NASA 宣布开普勒太空望远镜发现了1 400光年外天鹅座的“另一个地球”——开普勒452b ，开普勒452b 的直径为地球直径的1.6倍，表面的重力加速度为地球的2倍，绕其母星(开普勒452)公转周期为384天，距离其母星(开普勒452)的距离为1.05天文单位(地球到其母星太阳的平均距离为一个天文单位)，则下列判断正确的是( )A ．开普勒452b 母星的质量比太阳的质量略大B ．因为未知开普勒452b 和地球的密度关系，所以无法比较开普勒452b 和地球的质量大小C ．开普勒452b 的第一宇宙速度约为地球的1.8倍D ．因为未知开普勒452b 和地球的质量大小关系，所以无法比较开普勒452b 和地球的第一宇宙速度的大小【答案】AC【解析】设开普勒452b 母星的质量为M 1，开普勒452b 的质量为m 1、轨道半径为r 1、周期为T 1，开普勒452b 绕其母星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，根据万有引力定律得，G M 1m 1r 21＝m 14π2r 1T 21，解得M 1＝4π2r 31GT 21，设太阳的质量为M 2，地球的绕太阳运动的半径为r 2、周期为T 2，同理可得，M 2＝4π2r 32GT 22，则M 1M 2＝r 31T 22r 32T 21＝1.05，故开普勒452b 母星的质量比太阳的质量略大，选项A 正确；设开普勒452b 的半径为R 1，开普勒452b 表面的重力加速度为g 1，由表面物体所受的重力近似等于万有引力得，G m 1m R 21＝mg 1，解得m 1＝g 1R 21G，同理可得，地球的质量m 2＝g 2R 22G ，则m 1m 2＝g 1R 21g 2R 22＝2×1.62＝5.12，故开普勒452b 的质量比地球的质量大，选项B 错误；设M 为中心天体的质量，r 为中心天体的半径，由G Mmr 2＝m v 2r 得，第一宇宙速度v ＝GMr ，则v 1v 2＝R 2R 1·m 1m 2＝11.6× 5.12≈1.8，选项C 正确，D 错误． 10．甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道．以下判断正确的是( )A ．乙的速度大于第一宇宙速度B ．甲的周期大于乙的周期C ．甲的加速度小于乙的加速度D ．甲在运行时可能经过北极的正上方 【答案】BC【解析】由于卫星运行高度越大，周期越大，速度越小，所以甲的周期大于乙的周期，乙的速度小于第一宇宙速度，选项A 错误，B 正确；卫星越高，加速度越小，甲的加速度小于乙的加速度，选项C 正确；同步卫星只能运行在赤道上方特定轨道上，甲在运行时不能经过北极的正上方，选项D 错误，本题选BC ．二、非选择题(本大题4小题，共60分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，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)11．(14分)“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行，标志着我国探月工程的第一阶段已经完成．设“嫦娥二号”卫星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 ，已知月球的质量为M 、半径为R ，引力常量为G ，求卫星绕月球运动的向心加速度和线速度．【答案】GM (R ＋h )2GMR ＋h【解析】万有引力提供卫星绕月球圆周运动的向心力，所以有G Mmr 2＝ma 得“嫦娥二号”的向心加速度a ＝GM r 2＝GM (R ＋h )2根据公式G Mmr 2＝m v 2r得“嫦娥二号”的线速度v ＝GMr＝GMR ＋h. 12．(15分)宇航员来到某星球表面做了如下实验：将一小钢球由距星球表面高h (h 远小于星球半径)处由静止释放，小钢球经过时间t 落到星球表面，该星球为密度均匀的球体，引力常量为G .(1)求该星球表面的重力加速度；(2)若该星球的半径为R ，忽略星球的自转，求该星球的密度． 【答案】(1)2h t 2 (2)3h2πGRt 2【解析】(1)小球做自由落体运动，根据h ＝12gt 2得星球表面的重力加速度为g ＝2ht 2.(2)根据GMm R 2＝mg 得星球的质量为得M ＝gR 2G则星球的密度为ρ＝M v ＝3h2πGRt 2.13．(15分)宇航员驾驶宇宙飞船到达月球，他在月球表面做了一个实验：在离月球表面高度为h 处，将一小球以初速度v 0水平抛出，水平射程为x .已知月球的半径为R ，万有引力常量为G .不考虑月球自转的影响．求：(1)月球表面的重力加速度大小g 0 ； (2)月球的质量M ；(3)飞船在近月圆轨道绕月球做匀速圆周运动的速度v .【答案】(1)2h v 20x 2 (2)2h v 20R2x 2G (3)v 0x2hR【解析】(1)设小球落地时间为t ，根据平抛运动规律 水平方向 x ＝v 0t 竖直方向 h ＝12g 0t 2解得g 0＝2h v 20x2.(2)设飞船质量为m ，在月球表面忽略地球自转时有G MmR2＝mg 0解得月球质量M ＝2h v 20R2x 2G.(3)由万有引力定律和牛顿第二定律 G MmR 2＝m v 2R解得v ＝v 0x2hR .14．(16分)(2018衡水期末)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 落到斜坡上另一点Q ，斜面的倾角为θ，已知该星球半径为R ，引力常量为G ，自转周期为T ，求：(1)该星球表面的重力加速度g 和质量M ； (2)该星球的第一宇宙速度v ；(3)该星球的同步卫星距离地面的高度h .【答案】(1)2v 0tan θt 2v 0R 2tan θGt(2)2v 0R tan θt(3)3T 2v 0R 2tan θ2π2t－R【解析】(1)根据tan θ＝12gt 2v 0t 解得星球表面的重力加速度为g ＝2v 0tan θt星球表面，有G MmR 2＝mg解得M ＝gR 2G ＝2v 0R 2tan θGt.(2)根据重力提供向心力，有mg ＝m v 2R解得第一宇宙速度为v ＝gR ＝2v 0R tan θt. (3)由公式GMm (R ＋h )2＝m (R ＋h )4π2T 2G MmR 2＝mg 联立以上结果得h ＝3T 2v 0R 2tan θ2π2t－R .。

《万有引力与航天》单元测试题一、选择题。

1.对于万有引力定律的表达式F = Gm 1m 2r 2，下列说法正确的是( ) A ．公式中G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的 B ．当r 趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C ．m 1与m 2受到的引力总是大小相等的，而与m 1和m 2是否相等无关D ．m 1与m 2受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力 答案：AC 2.(2012·北京理综)关于环绕地球运行的卫星,下列说法正确的是( )。

A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星,不可能具有相同的周期 B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道不同位置可能具有相同的速率 C.在赤道上空运行的两颗地球同步卫星,它们的轨道半径有可能不同 D.沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面一定会重合答案:B 解析:环绕地球运动的卫星,由开普勒第三定律32R T =常数,当椭圆轨道半长轴与圆形轨的半径相等时,两颗卫星周期相同,选项A 错误;沿椭圆轨道运行的卫星,只有引力做功,机械能守恒,在轨道上相互对称的地方(到地心距离相等的位置)速率相同,选项B 正确;所有地球同步卫星相对地面静止,运行周期都等于地球自转周期,由2224πGMm mRRT ,R=22T 4πGM ,轨道半径都相同,选项C 错误;同一轨道平面不同轨道半径的卫星,相同轨道半径、不同轨道平面的卫星,都有可能(不同时刻)经过北京上空,选项D 错误。

3、1970年4月24日,我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,开创了我国航天事业的新纪元。

如图所示,“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道,其近地点M 和远地点N 的高度分别为439 km 和2 384 km,则( )。

A.卫星在M 点的势能大于N 点的势能B.卫星在M 点的角速度大于N 点的角速度C.卫星在M 点的加速度大于N 点的加速度D.卫星在N 点的速度大于7.9 km/s 答案:BC解析:卫星从M 点到N 点,万有引力做负功,势能增大,A 项错误;由开普勒第二定律知,M 点的角速度大于N 点的角速度,B 项正确;由于卫星在M 点所受万有引力较大,因而加速度较大,C 项正确;卫星在远地点N 的速度小于其在该点做圆周运动的线速度,而第一宇宙速度7.9 km/s 是线速度的最大值,D 项错误。

2017-2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习(1) 1 / 102017-2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习一、单选题（本大题共9小题，共36.0分）1. 根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动知识知：太阳对行星的引力F ∝，行星对太阳的引力F ′∝，其中M 、m 、r 分别为太阳、行星质量和太阳与行星间的距离．下列说法正确的是（ ）A. 太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力B. F 和F ′大小相等，是一对平衡力C. F 和F ′大小相等，是同一个力D. 由F ∝和F ′∝知F ：F ′=m ：M2. 德国天文学家开普勒对第谷观测的行星数据进行多年研究，得出著名开普勒行星三定律．根据周期定律，设太阳的行星匀速圆周运动的半径立方与周期平方的比值为K 1，地球的卫星匀速圆周运动的半径立方与周期平方的比值为K 2，月球的卫星匀速圆周运动的半径立方与周期平方的比值为K 3，则三者大小关系为（ ）A. K 1=K 2=K 3B. K 1＞K 2＞K 3C. K 1＜K 2＜K 3D. K 1＞K 2=K 33. 下列说法正确的是（ ）A. 开普勒发现了行星的运动规律并据此推广出了万有引力定律B. 牛顿借助万有引力定律发现了海王星和冥王星C. 卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，因此被誉为称量地球质量第一人D. 据万有引力公式F =G ，当两物体间的距离趋近于0时，万有引力趋近于无穷大4. “神舟十号”飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动，其轨道高度距离地面约340km ，则关于飞船的运行，下列说法中正确的是（ ）A. 飞船处于平衡状态B. 地球对飞船的万有引力提供飞船运行的向心力C. 飞船运行的速度大于第一宇宙速度D. 飞船运行的加速度大于地球表面的重力加速度5. 同步卫星到地心的距离为r ，加速度为a 1，速度为v 1；地球半径为R ，赤道上物体随地球自转的向心加速度为a 2，速度为v 2，则（ ）A.B.C.D.6. 2016年9月15日，“天宫二号”空间实验室在我国酒泉卫星发射中心发射升空，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，如图是交会对接时的示意图，交会时“天宫二号”在前，“神舟11号”在后．神舟11号”发射后首先进入椭圆形轨道绕地球运行，其发射速度为（ ）A. 7.9km/sB. 11.2km/sC. 16.7km/sD. 大于7.9km/s，小于11.2km/s7.关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（）A. 第一宇宙速度是发射人造地球卫星的最大速度B. 第一宇宙速度是人造地球卫星环绕运行的最小速度C. 地球的第一宇宙速度由地球的质量和半径决定的D. 第一宇宙速度是地球同步卫星环绕运行的速度8.美国地球物理专家通过计算可知，因为日本的地震导致地球自转快了1.6μs（1s的百万分之一），通过理论分析下列说法正确的是（）A. 地球赤道上物体的重力将不变B. 地球赤道上物体的重力会略变大C. 地球同步卫星的高度略调小D. 地球同步卫星的高度略调大9.中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国GPS、俄罗斯GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统．其空间段计划由35颗卫星组成，其中静止同步轨道卫星、中地球轨道卫星距地面高度分别约为3.6×104km、2.2×104km．关于静止同步轨道卫星和中地球轨道卫星，下列说法正确的是（）A. 静止同步轨道卫星的周期大于中地球轨道卫星周期B. 多颗静止同步轨道卫星不能在同一轨道上，否则会相撞C. 静止同步轨道卫星的线速度大于中地球轨道卫星线速度D. 静止同步轨道卫星的角速度大于中地球轨道卫星角速度二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）10.2008年9月25日，我国利用“神州七号”飞船将翟志刚、刘伯明、景海鹏三名宇航员送入太空．设宇航员测出自己绕地球做匀速圆周运动的周期为T，离地高度为H，地球半径为R，则根据T、H、R和引力常量G，能计算出的物理量是（）A. 地球的质量B. 地球的平均密度C. 飞船所需的向心力D. 飞船线速度的大小11.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12.关于笫一宇宙速度，下列说法中正确的是（）A. 笫一宇宙速度的大小为7.9m/sB. 它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度C. 它是人造地球卫星进入绕地轨道的最大发射速度D. 把人造地球卫星发射到高轨道需要的发射速度大于第一宇宙速度13.如图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．下面说法正确的是（）A. 在轨道a、b运行的两颗卫星的周期相等B. 在轨道a、c运行的两颗卫星的速率v a＜v cC. 在轨道b、c运行的两颗卫星的角速度ωb＜ωcD. 在轨道a、b运行的两颗卫星的加速度a a＞c c14.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接近行星赤道表面匀速飞行，测出运动的周期为T，已知引力常量为G，则可得（）2017-2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习(1)A. 该行星的半径为B. 该行星的平均密度为C. 该行星的质量为D. 该行星表面的重力加速度为三、计算题（本大题共2小题，共20.0分）15.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，求：（1）卫星运动的线速度；（2）卫星运动的周期．16.我国“嫦娥一号”月球探测器在绕月球成功运行之后，为进一步探测月球的详细情况，又发射了一颗绕月球表面飞行的科学试验卫星．假设卫星绕月球作圆周运动，月球绕地球也作圆周运动，且轨道都在同一平面内．己知卫星绕月球运动周期T0，地球表面处的重力加速度g，地球半径R0，月心与地心间的距离为r om，引力常量G，试求：（1）月球的平均密度ρ（2）月球绕地球运转的周期T．3 / 10答案和解析【答案】1. A2. B3. C4. B5. C6. D7. C8. C9. A10. ABD11. BC12. AD13. ABC14. BD15. 解：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有=m=m，v=，T=2π，根据万有引力等于重力得地球表面重力加速度为：g=根据题意得r=R+h=2R（1）卫星运动的速度v==，（2）卫星运动的周期T=2π=4π．答：（1）卫星运动的速度v=，（2）卫星运动的周期T=4π．16. 解：（1）设卫星质量为m，对于绕月球表面飞行的卫星，由万有引力提供向心力得又据得（2）月球的球心绕地球的球心运动的周期为T．地球的质量为M，对于在地球表面的物体m表有即月球绕地球做圆周运动的向心力来自地球引力2017-2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习(1) 5 / 10即得答：（1）月球的平均密度ρ为．（2）月球绕地球运转的周期T 为．【解析】1. 解：A 、行星绕太阳做匀速圆周运动，太阳对行星的万有引力提供行星圆周运动的向心力，故A 正确BD 、根据牛顿第三定律，太阳对行星的引力与行星对太阳的引力是作用力与反作用力，故两个力的大小相等方向相反，故BD 错误C 、太阳对行星的引力受力物体是行星，行星对太阳的引力受力物体是太阳，故两个力不是同一个力，故C 错误；故选：A推导万有引力的大小表达式，熟悉掌握牛顿运动定律和开普勒行星运动定律并进行推导求解熟练掌握万有引力推导的过程，理解万有引力的相互性，不难属于基础题2. 解：由K =，式中的k 只与恒星的质量有关，与行星质量无关，与行星运行的速度无关，因此K 1＞K 2＞K 3，故B 正确，ACD 错误；故选：B ． 开普勒第三定律中的公式=K =，可知K 与中心天体的质量有关，从而即可求解． 考查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，同时掌握影响K 的因素．3. 解：A 、开普勒发现了行星的运动规律，牛顿发现万有引力定律，故A 错误． B 、德国的加勒发现了海王星，故B 错误．C 、卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量，因此被誉为称量地球质量第一人，故C 正确．D 、万有引力公式F =G ，适用于两质点间的引力计算，当两物体间的距离趋近于0时已经不能看为质点，故不能用公式计算引力，故D 错误．故选：C开普勒发现了行星的运动规律；牛顿发现万有引力定律；万有引力常量G 是由卡文迪许在实验室中首次准确测量出来的；加勒发现了海王星；卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量；万有引力公式F =G ，适用于两质点间的引力计算普勒关于行星运动的定律是万有引力定律得发现的基础，是行星运动的一般规律，正确理解开普勒的行星运动定律和万有引力定律以及相关的物理学史4. 解：A、飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动，速度方向时刻改变，是变速运动，不是平衡状态，故A错误；B、飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动，地球对飞船的万有引力提供飞船运行的向心力，故B正确；C、根据，得，可知轨道半径越大，速度越小，当轨道半径最小等于地球半径时的速度为第一宇宙速度，故飞船运行的速度小于第一宇宙速度，故C错误；D、根据万有引力提供向心力，得，可知轨道半径越大，加速度越小，当轨道半径最小等于地球半径时的加速度等于地球表面的重力加速度，故飞船运行的加速度小于地球表面的重力加速度，故D错误．故选：B．匀速圆周运动是变速运动，不是平衡状态．飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动，地球对飞船的万有引力提供飞船运行的向心力．根据=ma，得，可知轨道半径越大，速度越小，加速度越小．本题要知道匀速圆周运动是变速运动，速度方向时刻改变，是变速运动，做匀速圆周运动的物体受到的合力要提供向心力，合力不为零，不是平衡状态．5. 解：AB、同步卫星与赤道上物体具有相同的角速度，根据v=rω知，，故A、B 错误．CD、根据a=rω2知，，故C正确，D错误．故选：C．同步卫星与赤道上物体具有相同的角速度，结合v=rω得出线速度之比，根据a=rω2得出加速度之比．解决本题的关键知道同步卫星和地球赤道上物体具有相同的角速度，结合线速度、向心加速度与轨道半径的关系分析判断，注意赤道上的物体不是靠万有引力提供向心力．6. 解：人造卫星绕地球做椭圆运动的发射速度要大于第一宇宙速度7.9km/s，小于第二宇宙速度11.2km/s，则D正确故选：D第一宇宙速度为7.9km/s，这是卫星绕地球做圆周运动的最大的运行速度也是最小发射速度，发射卫星时发射速度要大于等于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，要是大于第二宇宙速度，物体将脱离地球的约束．明确第一、二宇宙速度的物理意义，若做椭圆运动则发射速度要在第一，第二宇宙速度之间．7. 解：A、物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，在地面附近发射飞行器，如果速度等于7.9km/s，飞行器恰好做匀速圆周运动，如果速度小于7.9km/s，就出现万有引力大于飞行器做圆周运动所需的向心力，做近心运动而落地，所以第一宇宙速度是最小的发射速度，故A错误；B、人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度v=，轨道半径越大，速度越小，故第一宇宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度，故B错误；2017-2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习(1) 7 / 10C 、人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度v =，其中M 为地球质量，而r 为地球的半径，故C 正确；D 、人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度v =，同步卫星的轨道半径远大于地球半径．故同步卫星绕地球飞行的速度小于第一宇宙速度．故D 错误．故选：C ．第一宇宙速度又称为近地轨道环绕速度，是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度．人造卫星在圆轨道上运行时，运行速度v =，轨道半径越大，速度越小，同步卫星的轨道半径远大于地球半径．故同步卫星绕地球飞行的速度小于第一宇宙速度．不同行星的质量不同，半径不同，故不同行星的第一宇宙速度是不同的．本题考查宇宙速度，要注意明确第一宇宙速度有三种说法：①它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度②它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度③它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度8. 解：AB 、据题，日本的地震导致地球自转快了1.6μs ，地球自转的周期变小．以赤道地面的物体来分析：由于地球自转的周期变小，在地面上的物体随地球自转所需的向心力会增大，而“向心力”等于“地球对物体的万有引力减去地面对物体的支持力”，万有引力的大小不变，所以必然是地面对物体的支持力减小．地面对物体的支持力大小等于物体受到的“重力”，所以是物体的“重力”会略变小．故A 、B 错误．CD 、对地球同步卫星而言，卫星的运行周期等于地球的自转周期．地球自转的周期T 变小了，由开普勒第三定律=k 可知，卫星的轨道半径R 减小，卫星的高度要减小些，故C 正确，D 错误．故选：C日本的地震导致地球自转快了1.6μs ，即地球自转的周期变小了，根据向心力公式知道在地面上的物体随地球自转所需的向心力会增大，而万有引力的大小不变．对地球同步卫星而言，卫星的运行周期等于地球的自转周期，由开普勒第三定律可以得出卫星的高度的变化．本题是信息题，我们要从题目中找出与所求解问题相关的物理信息，再根据物理知识解答．9. 解：A 、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则有=m ω2r =m解得：v =，，，由题知中轨道卫星的轨道半径小于同步卫星，半径小的线速度、角速度大，周期小，所以中轨道卫星的线速度、角速度大于同步卫星的线速度，周期小于同步卫星周期．故A 正确，CD 错误；B 、静止同步轨道卫星都在同一轨道上，速率相等，不会相撞．故B 错误． 故选：A人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列式求出线速度、角速度、周期的表达式，进而可分析各问题．此题考查卫星运动规律，明确各量与半径的关系，从而会判断各量的大小关系，难度适中．10. 解：人造地球卫星做匀速圆周运动，万有引力等于向心力F引=F向=m=m解得M=v=故AD正确；由于缺少卫星质量，引力大小无法算出，故C错误；地球密度ρ===故B正确；故选ABD．人造地球卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据向心力公式和万有引力公式可求出相关物理量．本题关键抓住引力等于向心力，即可列式求解．11. 解：双星间的万有引力充当向心力，故两星的向心力大小一定相等，故C正确；两星绕同一点转动，故两星一直在同一直线上，故角速度相等，故B正确；由F=m可得，因两星的质量可能不同，而向心力相同，故两星的向心加速度不同，故D错误；质量不同，则半径也不同，由a=rω2可得，线速度也不同，故A错误；故选BC．双星彼此间的万有引力充当对方的向心力，且两天体一定在同一直线上，角速度相等．双星问题要把握住双星的特点：彼此间的万有引力充当向心力，并且只能绕同一点做圆周运动．12. 解：A、根据万有引力提供向心力，设对绕地球表面圆周运动的卫星质量为m，由牛顿第二定律有：G=m=mg，解得：v==7.9km/s，故A正确；B、由上述分析可知，第一宇宙速度是人造卫星在地球表面做圆周运动的最大运行速度，故B错误；CD、在发射人造卫星的过程中，要克服引力和阻力做功，所以第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度，即把人造地球卫星发射到高轨道需要的发射速度大于第一宇宙速度，故C错误，D正确．故选：AD．根据万有引力提供向心力，对绕地球表面圆周运动的卫星由牛顿第二定律计算出第一宇宙速度；2017-2018学年度高一物理人教版必修2第六章万有引力与航天单元练习(1)第一宇宙速度是人造卫星在地球表面做圆周运动的最大运行速度，也是发射人造卫星的最小速度．本题考查对宇宙速度的理解能力．对于第一宇宙速度不仅要理解，还要会计算．第一宇宙速度就近地卫星环绕地球做匀速圆周运动的速度，要强调卫星做匀速圆周运动．13. 解：根据万有引力提供向心力，得：G=m r=m=mrω2=ma解得，T =2π，v =，ω=，a =A、由T =2π，可得，a、b的轨道半径相等，故a、b的周期相等，故A正确；B、由v =，可得，c的轨道半径小于a的轨道半径，故v a＜v c，故B正确；C、由ω=，可得，c的轨道半径小于b的轨道半径，故ωb＜ωc，故C正确；D、由a =，可得，a、b的轨道半径相等，故a、b的加速度大小相等，故D错误．故选：ABC由万有引力提供向心力，得到周期、速度、角速度、加速度与轨道半径的关系式，从而确定各量的大小关系．本题关键抓住万有引力提供向心力，列式求解出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，再进行讨论．14. 解：A、据题知，该飞船的轨道半径与行星半径近似相等，设为r．根据线速度与周期的关系知v =可知，该行星的半径r =，故A错误；BC、根据万有引力提供向心力，有：G=mr （）2可知，行星的质量M =，该行星的平均密度为ρ==，故B正确；C、由B知行星的质量可以表示为M =，又由A知行星半径为：r =，联立可得M =，故C错误；D、由于该飞船接近行星赤道表面匀速飞行，所以该行星表面的重力加速度等于飞船的向心加速度，为a ===．故D正确．故选：BD飞船绕行星做匀速圆周运动，由万有引力提供飞船做圆周运动所需要的向心力，知道该飞船的轨道半径与行星半径近似相等，由圆周运动知识展开讨论即可．9 / 10知道圆周运动的线速度与周期的关系，能根据万有引力提供圆周运动向心力推导出描述圆周运动物理量的关系是解决此题的关键．15. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、周期和向心力的表达式，再结合地球表面重力加速度的公式进行讨论即可．本题关键根据人造卫星的万有引力等于向心力，以及地球表面重力等于万有引力列两个方程求解．16. 1、抓住绕月表面飞行的卫星受到的万有引力提供圆周运动向心力可计算月球的质量，再根据密度的定义式可计算月球的密度．2、抓住地球表面重力与万有引力相等和月球受到地球的万有引力提供圆周运动向心力可计算月球绕地球运动的周期．本题主要掌握天体运动的两个问题：1、万有引力提供向心力，2、星球表面的物体受到的重力等于万有引力．掌握好这两个关系可以解决所以天体问题．。