人教版高一物理必修二第六章《万有引力与航天》测试题(含答案)
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第六章《万有引力与航天》测试题 含答案
一、单选题（每小题只有一个正确答案）
1．两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动，它们的质量之比𝑚1:𝑚2=𝑝，轨道半径之比𝑟1:𝑟2=𝑞，则它们受到太阳的引力之比𝐹1:𝐹2为（ ）
A．𝑝𝑞 B．𝑞𝑝 C．𝑞𝑝2 D．𝑝𝑞2
2．北斗卫星导航系统（BDS）是我国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统（GPS）、 俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后的第三个成熟的卫星导航系统．已知某北斗导航 卫星的轨道高度约为 21500km，同步卫星的轨道高度约为 36000km，地球半径约为 6400km，则下列说法中正确的是（ ）
A．该导航卫星的线速度大于7.9km/s
B．地球同步卫星的运转角速度大于该导航卫星的运转角速度
C．地球赤道上的物体随地球自转的周期小于该导航卫星的运转周期
D．该导航卫星的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度
3．星系由很多绕中心作圆形轨道运行的恒星组成．科学家研究星系的一个方法是测量恒星在星系中的运行速度v和离星系中心的距离r．用v∝rn这样的关系来表达，科学家们特别关心指数n．若作用于恒星的引力主要来自星系中心的巨型黑洞，则n的值为（ ）
A．1 B．2 C．12 D．12
4．在大气层外,绕地球做匀速圆周运动的航天飞机的外表面上,一隔热陶瓷片自动脱落,则陶瓷片脱落后的运动是( )
A．匀速圆周运动 B．离心运动 C．匀速直线运动 D．自由落体运动
5．北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统(CNSS)，建立后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星.关于这些卫星，以下说法正确的是( )
A．5颗同步卫星的轨道距地高度不同
B．5颗同步卫星的运行轨道不一定在同一平面内
C．导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度
D．导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期一定越大
6．如图所示，地球绕太阳的运动与月亮绕地球的运动可简化成同一平面内的匀速圆周运动，农历初一前后太阳与月亮对地球的合力约为F1，农历十五前后太阳与月亮对地球的合力约为F2，则农历初八前后太阳与月亮对地球的合力表达式正确的是（ ）
A．12FF B．22122FF C．1212FFFF D．2212+2FF
7．利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（ ）
A．地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转）
B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期
C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离
D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离
8．假设有一人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，离地高度为H，因受高空稀薄空气的阻力作用，运行的轨道半径会发生变化．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，则：
A．变轨前，人造卫星的所在位置处的重力加速度为2RgRH（）
B．变轨前，人造卫星的速度为2RgRH（）
C．变轨后，人造卫星轨道更高
D．变轨后，卫星运行的周期将变大
9．设想把物体放到地球的中心，则此物体与地球间的万有引力是
A．零 B．无穷大
C．与放在地球表面相同 D．无法确定
10．已知两颗人造卫星A．B绕地球做匀速圆周运动，周期之比为１：８．则轨道半径之比和运动速率之比分别为( )
A．4:1 , 1:2 B．4:1 , 2:1 C．1:4 , 1:2 D．1:4 , 2:1
11．卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r，运动周期为T，地球半径为R，万有引力常数为G，下列说法正确的是（ ）
A．卫星的线速度大小为v =2RT
B．地球的质量为M=2324RGT
C．地球的平均密度为ρ=23GT D．地球表面重力加速度大小为g=23224rTR
12．一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的( )
A．0.25 B．0.5 C．2.0倍 D．4.0倍
13．如图所示是流星雨的图片，流星雨是大量陨石落向地球穿过大气层形成的壮观景象．陨石落向地球是因为
A．陨石对地球的引力远小于地球对陨石的引力，所以陨石才落向地球
B．陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等，但陨石的质量小，加速度大，所以陨石改变运动方向落向地球
C．太阳不再吸引陨石，所以陨石落向地球
D．陨石是受到其他星球斥力作用落向地球的
14．两颗质量相等的人造地球卫星，绕地球运动的轨道半径r1=2r2.下面说法正确的是（ ）
A．由公式F=m2vr知道，轨道半径为r1的卫星的向心力为另一颗卫星的一半
B．由公式F=mω2r知道，轨道半径为r1的卫星的向心力为另一颗卫星的两倍
C．由公式F=G2Mmr知道，轨道半径为r1的卫星的向心力为另一颗卫星的四分之一
D．因不知地球质量和卫星质量，无法比较两卫星所受向心力的大小
15．如图所示，有M和N两颗质量相等的人造地球卫星，都绕地球做匀速圆周运动．两颗卫星相比较（ ）
A．M受到的万有引力较大 B．M的周期较小
C．N的线速度较大 D．N的角速度较小
二、多选题（每小题至少有两个正确答案）
16．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ω
B．某卫星绕地球做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r
C．地球绕太阳做匀速圆周运动的周期T和轨道半径r D．地球半径R和地球表面的重力加速度g
17．如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为0T。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中
A．从P到M所用的时间等于0/4T
B．从Q到N阶段，速率逐渐变大
C．从P到Q阶段，角速度逐渐变小
D．从M到N所用时间大于0/2T
18．如图所示，A、B两卫星绕地球运行，运动方向相同，此时两卫星距离最近，其中A是地球同步卫星，轨道半径为r．地球可看成质量均匀分布的球体，其半径为R，自转周期为T．若经过时间t后，A、B第一次相距最远，下列说法正确的有
A．卫星B的周期为TtTt
B．卫星B的周期2TtTt
C．在地球两极，地表重力加速23224πrgTR
D．由题目条件可以求出卫星B的轨道半径
19．我国已掌握“半弹道跳跃式高速再入返回技术”,为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础。如图虚线为地球大气层边界,返回器与服务舱分离后,从a点无动力滑入大气层,然后经b点从c点“跳”出,再经d点从e点“跃入”实现多次减速,可避免损坏返回器。d点为轨迹的最高点,与地心的距离为R,返回器在d点时的速度大小为v,地球质量为M,引力常量为G. 则返回器 A．在b点处于失重状态 B．在a、c、e点时的动能相等
C．在d点时的加速度大小为2GMR D．在d点时的速度大小GMvR
20．两颗靠得较近的天体组成双星，它们以两者连线上某点为圆心.设其做匀速圆周运动，因而不会由于相互的引力作用而被吸在一起，则下列说法中正确的是
A．它们做圆周运动的角速度不相等
B．它们做匀速圆周运动的线速度之比与它们的轨道半径成正比
C．它们做匀速圆周运动的向心力不相等
D．它们做圆周运动的轨道半径之比与它们的质量成反比
三、实验题
21．如图所示，为“研究平抛物体运动”的实验装置图，通过描点画出平抛小球的运动轨迹．
以下是实验过程中的一些做法，其中合理的有_________（填序号即可）
a．安装斜槽轨道，使其末端保持水平
b．每次小球应从同一高度由静止释放
c．每次小球释放的初始位置可以任意选择
d．为描出小球的运动轨迹，描绘的点可以用折线连接
22．一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕行星数圈后．着陆于该行星，宇宙飞船备有下列器材：
A．精确秒表一只
B．弹簧秤一个
C．质量为m的物体一个
D．天平一台
已知宇航员在绕行星过程中与着陆后各作了一次测量，依据所测量的数据，可求得该行星的质量M和半径R（已知引力常量为G）；
（1）两次测量所选用的器材分别是上列器材中的________________（填写宇母序号）；
（2）两次测量的方法及对应的物理量分别是_____________________； （3）用测得的数据．求得该星球的质量M=___________________，该星球的半径R=_____________．
四、解答题
23．在地球表面让某小球做自由落体运动，小球经过时间t落地；若在某星球表面让同样的小球做自由落体运动，小球经过时间4t落在星球表面. 已知小球落在地面时和落在星球表面时的速度大小相等，该星球的半径与地球半径之比为R′：R=1：2，地球表面重力加速度为g，大气阻力不计. 求：
(1)该星球表面的重力加速度g′；
(2)该星球的质量与地球质量之比M′：M.
24．若动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比RA∶RB=1∶2,则
（1）它们的角速度之比ωA∶ωB是多少？
（2）它们的线速度之比VA∶VB是多少？
（3）质量之比mA∶mB又是多少？
参考答案
1．D 2．D 3．C 4．A 5．D 6．D 7．D 8．A 9．A 10．D 11．D 12．C 13．B 14．C 15．C
16．AC 17．BCD 18．CD 19．CD 20．BD
21．a b
22．ABC；用计时表测量周期T用天平测量质量，用弹簧秤测量重力；𝐹3𝐺𝑇416𝜋4𝐺𝑚3 ；𝐹𝐺𝑇24𝜋2𝑚 ；
23．(1)14gg (2):1:16MM
24．（1）22:1（2）2:1（3）1:2
