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2019年高中物理 第六章 万有引力与航天章末检测 新人教版必修2

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1 / 7 2019年高中物理 第六章 万有引力与航天章末检测 新人教版

必修2

时间：90分钟 分值：100分 第Ⅰ卷(选择题 共48分) 一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．其中1～10题为单选题，11～12题为多选题) 1．下述说法中正确的是( ) A．一天24 h，太阳以地球为中心转动一周是公认的事实 B．由开普勒定律可知，各行星都分别在以太阳为圆心的各圆周上做匀速圆周运动 C．太阳系的八颗行星中，水星离太阳最近，由开普勒第三定律可知其运动周期最小 D．月球也是行星，它绕太阳一周需一个月的时间 【解析】 地心说是错误的，故A错；月球是地球的卫星，绕地球一周的时间是一个月，故D错；由开普勒定律可知B错，C正确，故答案选C. 【答案】 C 2．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，如图所示，下列说法正确的是( ) A．宇航员A不受地球引力作用 B．宇航员A所受地球引力小于他在“地面”上所受的引力 C．宇航员A无重力 D．若宇航员A将手中一小球无初速(相对于空间舱)释放，该小球会落到“地”面上 【答案】 B 3. 如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球做圆周运动的卫星，且它们在同一平面内．已知A、B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B具有相同大小的加速度 B．A、B与地心的连线之间的夹角变小 2 / 7

C．卫星B运行的线速度值大于物体A的线速度值 D．卫星只能是与赤道某点相对静止的同步卫星 【解析】 物体与卫星的角速度相同，半径大的线速度大；由a＝ω2r可知加速度是卫星的大；该卫星不一定是同步卫星，也可能是和同步卫星相同高度的逆着地球自转方向的卫星． 【答案】 C 4．星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度．星球的第二宇宙速度v2与其第一宇宙速度v1的关系是v2＝v1.已知某星球的半径为r，表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为( )

A. B. 16gr

C. D.gr 【解析】 由第一宇宙速度公式可知，该星球的第一宇宙速度为v1＝，结合v2＝v1可得v2＝，C正确． 【答案】 C 5．若已知月球绕地球运动可近似看做匀速圆周运动，并且已知月球绕地球运动的轨道半径为r，它绕地球运动的周期为T，万有引力常量是G，由此可以知道( )

A．月球的质量m＝4π2r3GT2

B．地球的质量M＝4π2r3GT2

C．月球的平均密度ρ＝3πGT2

D．地球的平均密度ρ′＝3πGT2 【解析】 由＝mr可求得地球的质量M＝，但不可求得月球质

量，故A错，B对．由于地球的半径未知，故不能求平均密度，C、D均错． 【答案】 B 6．a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道在同一平面上．某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图所示．下列说法中正确的是( ) A．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度 B．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度 3 / 7

C．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度 D．a、c存在在P点相撞的危险 【解析】 由G＝m＝mrω2＝mr＝ma，可知B、C、D错误，A正确． 【答案】 A 7. 如图所示，地球球心为O，半径为R，表面的重力加速度为g.一宇宙飞船绕地球无动力飞行且沿椭圆轨道运动，轨道上P点距地心最远，距离为3R，则( )

A．飞船在P点的加速度一定是g9

B．飞船经过P点的速度一定是 gR3

C．飞船经过P点的速度大于 gR3 D．飞船经过P点时，对准地心弹射出的物体一定沿PO直线落向

地面 【解析】 飞船经过P点时的加速度a＝，在地球表面的物体有mg＝，又因为r＝3R，联立解得a＝，A正确．若飞船在P点做匀速圆周运动，则v＝＝，而飞船此时在P点做近心运动，所以vP＜v＝，B、C均错误．飞船经过P点时，对准地心弹出的物体参与两个运动，一个是原有的速度vP，一个是弹射速度vP′，如图所示，合运动并不沿PO直线方向，D错误． 【答案】 A 8．设地球是一质量分布均匀的球体，O为地心．已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．在下列四个图中，能正确描述x轴上各点的重力加速度g的分布情况的是( ) 【解析】 在地球内部距圆心为r处，G＝mg′，内部质量M′＝ρ·πr3，得g′＝，g′与r成正比；在地球外部，重力加速度g′＝G，与成正比，选项A正确． 【答案】 A 9．我国古代神话中传说：地上的“凡人”过一年，天上的“神仙”过一天．如果把看到一次日出就当成“一天”，在距离地球表面约300 km高度环绕地球飞行的航天员24 h内在太空中度过的“天”数约为(已知地球半径R＝6 400 km，地球表面处重力加速度g＝10 4 / 7

m/s2)( ) A．1 B．8 C．16 D．24 【解析】 根据卫星的环绕周期T＝2π 可得，在距离地球表面约300 km高度环绕地球飞行的航天员运行周期约为1.5 h,24 h内在太空中度过的“天”数约为16天，C正确． 【答案】 C 10．通信卫星大多是相对地球“静止”的同步卫星，理论上在地球周围均匀地配置3颗同步通信卫星，通信范围就覆盖了几乎全部地球表面，可以实现全球通信．假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，则下列说法中正确的是( ) A．地球同步卫星运行的角速度与地球自转的角速度相等

B．同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的1n C．同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转速度的n2

倍 D．同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的(忽略地球自转影响) 【解析】 地球同步卫星绕地球运行与地球自转的角速度、周期分别相等，A正确．设地球半径为R0，由G＝得，v＝ ，故＝ ＝ ，B错误．由圆周运动规律v＝ωr得，＝＝n，C错误．由G＝ma得，＝＝，D错误． 【答案】 A 11．关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下列说法中正确的是( ) A．在发射过程中向上加速时产生超重现象 B．在降落过程中减速下降时产生超重现象 C．进入轨道后做匀速圆周运动，产生失重现象 D．失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的 【解析】 超、失重是一种现象是从重力和弹力的大小关系而定义的，当向上加速以及向下减速时，其加速度都向上，物体都处于超重状态，故A、B选项正确；卫星做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，卫星及卫星内的物体处于完全失重状态，故C选项正确；失重是一种现象，并不是由于物体受到重力减小而引起的，故D选项错误． 【答案】 ABC 12．如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个 5 / 7

近地的圆轨道，然后在P点变轨，进入椭圆形转移轨道(该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P，远地点为同步圆轨道上的Q)，到达远地点Q时再次变轨，进入同步轨道．设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1，在椭圆形转移轨道的近地点P点的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3，在同步轨道上的速率为v4，三个轨道上运动的周期分别为T1、T2、T3，则下列说法正确的是( ) A．在P点变轨时需要加速，Q点变轨时要减速 B．在P点变轨时需要减速，Q点变轨时要加速 C．T1D．v2>v1>v4>v3 【解析】 卫星在椭圆形轨道的近地点P时做离心运动，所受的万有引力小于所需的向心力，即力，即＝，所以v2>v1，同理卫星在转移轨道上Q点做向心运动，可知v3v4，由以上所述可知D选项正确；由于轨道半径R1T1【答案】 CD 第Ⅱ卷(非选择题 共52分) 二、计算题(本题有4小题，共52分．解答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) 13．(12分)已知月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T、轨道半径为r，地球表面的重力加速度为g，试求出地球的密度(引力常量G为已知量)． 【解析】 由月球绕地球做匀速圆周运动的向心力由万有引力提

供，可分析得：G＝mr，解得地球质量M＝4π2r3GT2

由地球表面重力加速度g＝G，解得R＝ GMg 又地球密度为ρ＝，V＝πR3

从而由各式联立解得：ρ＝ .

【答案】 gr 14．(12分)某星球的质量为M，在该星球的表面有一倾角为θ的

斜坡，航天员从斜坡顶以初速度v0水平抛出一个小物体，经时间t小物体落回到斜坡上．不计一切阻力，忽略星球的自转，引力常量为G.

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高中物理第六章万有引力与航天章末质量评估新人教版必修2(new)

高中物理第六章万有引力与航天章末质量评估新人教版必修2(new)

第六章万有引力与航天章末质量评估（二)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．每小题中只有一个选项是正确的，选对得3分，错选、不选或多选均不得分）1.某行星绕太阳运动的轨道如图所示，则以下说法不正确的是( )A．太阳一定在椭圆的一个焦点上B．该行星在a点的速度比在b、c两点的速度都大C．该行星在c点的速度比在a、b两点的速度都大D．行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的解析:由开普勒第一定律知，太阳一定位于椭圆的一个焦点上，A正确；由开普勒第二定律知太阳与行星的连线在相等时间内扫过的面积是相等的，因为a点与太阳的连线最短，b点与太阳的连线最长，所以行星在a点速度最大，在b点速度最小，选项B、D正确,C错误．答案:C2．地球对物体的引力大小等于物体对地球的引力，但我们总是看到物体落向地球而地球并不向物体运动，这是因为（）A．万有引力定律不适用于地球和物体B．牛顿第三定律不适用于地球和物体C．以地球上的物体作为参考系，看不到地球向物体运动,如果以太阳为参考系，就可以看到地球向物体运动D．地球的质量太大，产生的加速度很小，即便以太阳为参照物，也看不到地球向物体运动解析：万有引力是普遍适用的,A错误．两物体之间的万有引力也是一对作用力与反作用力,同样遵循牛顿第三定律，B错误．地球的质量太大，产生的加速度很小，即便以太阳为参照物,也看不到地球向物体运动，C错误，D正确．答案：D3．有一质量分布均匀的球状行星,设想把一物体放在该行星的中心位置，则此物体与该行星间的万有引力是（)A．零B．无穷大C．无穷小D．无法确定解析:许多同学做此题时，直接将r＝0代入公式F＝GMmr2,得出F为无穷大的错误结论．这是因为当物体位于行星中心时，行星不能再视为质点．如图所示，将行星分成若干关于球心O 对称的质量小块,其中每一小块均可视为质点．现取同一直径上关于O对称的两个小块m、m′，它们对球心处物体的万有引力大小相等,方向相反,其合力为零．由此推广到行星中所有的其他质量小块．因此行星与物体间存在着万有引力，但这些力的合力为零．故正确选项为A.答案：A4．宇宙飞船进入一个围绕太阳运动的近乎圆形的轨道上运动,如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是( ）A．3年B．9年C．27年D．81年解析：开普勒第三定律中的公式R3T2＝k，解得：T＝错误!。

2019-2020年高中物理 第六章 万有引力与航天 第一节 行星的运动自我小测 新人教版必修2

2019-2020年高中物理 第六章 万有引力与航天 第一节 行星的运动自我小测 新人教版必修2

2019-2020年高中物理 第六章 万有引力与航天 第一节 行星的运动自我小测 新人教版必修2一、选择题(其中第1～5题为单选题，第6、7题为多选题) 1．下列关于行星绕太阳运动的说法中，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 ．离太阳越近的行星运动周期越长D ．所有行星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2．某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F 1和F 2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 ．F 2B ．AC ．F 1D ．B3．关于太阳系中行星的运动，以下说法错误的是( ) A ．行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大 B ．行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大 C ．水星的半长轴最短，公转周期最小D ．海王星离太阳“最远”，绕太阳运行的公转周期最大4．已知两个行星的质量m 1＝2m 2，公转周期T 1＝2T 2，则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比a 1a 2为( )A.12 B ．2 C.34 D.1345．太阳系的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。

下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象。

图中坐标系的横轴是lg (T T 0)，纵轴是lg (R R 0)；这里T 和R 分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，T 0和R 0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。

下列4幅图中正确的是( )6．关于开普勒第二定律，正确的理解是( )A．行星绕太阳运动时，一定是匀速曲线运动B．行星绕太阳运动时，一定是变速曲线运动C．行星绕太阳运动时，由于角速度相等，故在近日点处的线速度小于它在远日点处的线速度D．行星绕太阳运动时，由于它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等，故它在近日点的线速度大于它在远日点的线速度7．两颗小行星都绕太阳做圆周运动，其周期分别是T、3T，则( )A．它们轨道半径之比为1∶3 B．它们轨道半径之比为1∶39C．它们运动的速度之比为33∶1 D．以上选项都不对二、非选择题8．两颗行星的质量分别为m1和m2，它们绕太阳运动的轨道半径为a1和a2，若m1＝2m2、a1＝4a2，则它们的周期之比T1∶T2是多少？9．如图所示，飞船沿半径为R的圆周绕地球运动，其周期为T，地球半径为R0。

【2019-2020】高中物理第六章万有引力与航天章末总结教学案新人教版必修2

【2019-2020】高中物理第六章万有引力与航天章末总结教学案新人教版必修2

教学资料参考范本【2019-2020】高中物理第六章万有引力与航天章末总结教学案新人教版必修2撰写人：__________________部门：__________________时间：__________________章末总结一、解决天体运动问题的思路解决天体运动的基本思路(1)将天体运动视为匀速圆周运动.(2)万有引力提供向心力，根据已知条件灵活选择合适的表达式＝m＝mω2r＝mr.(3)关于地球卫星的问题，有时还会应用GM＝gR2做代换.例1 如图1所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地球表面的高度为h，已知地球半径为R，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心.图1(1)求卫星B的运行周期.(2)如果卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、A、B在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？答案(1)2π(2) 错误!解析(1)由万有引力定律和牛顿第二定律得G＝m(R＋h)①G＝mg②联立①②解得TB＝2π ③(2)由题意得(ωB－ω0)t＝2π④由③得ωB＝⑤代入④得t＝ .二、人造卫星各运动参量的分析由＝man＝m＝mω2r＝mr得an＝，v＝，ω＝，T＝2π，即随着轨道半径的增大，卫星的向心加速度、线速度、角速度均减小，周期增大.例2 太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是圆，各行星的半径、日星距离和质量如下表所示：则根据所学的知识可以判断下列说法中正确的是( )A.太阳系的八大行星中，海王星的圆周运动速率最大B.太阳系的八大行星中，水星的圆周运动周期最大C.若已知地球的公转周期为1年，万有引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，再利用地球和太阳间的距离，则可以求出太阳的质量D.若已知万有引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，并忽略地球的自转，利用地球的半径以及地球表面的重力加速度g＝10 m/s2，则可以求出太阳的质量答案C解析设太阳的质量为M，行星的质量为m，轨道半径为r，运动周期为T，线速度为v.由牛顿第二定律得G＝m＝m()2r，知v＝，T＝＝2π，则行星的轨道半径越大，周期越大，线速度越小.所以海王星周期最大，水星线速度最大，选项A、B错误；由地球绕太阳公转的周期T，轨道半径R，可知G＝mR，解得太阳质量M＝，选项C正确；同时看出地球的重力加速度与太阳质量无关，选项D错误.三、人造卫星的发射、变轨与对接1.发射问题要发射人造卫星，动力装置在地面处要给卫星一很大的发射初速度，且发射速度v＞v1＝7.9 km/s，人造卫星做离开地球的运动；当人造卫星进入预定轨道区域后，再调整速度，使F引＝F向，即G＝m，从而使卫星进入预定轨道.2.变轨问题如图2所示，一般先把卫星发射到较低轨道1上，然后在P点点火，使卫星加速，让卫星做离心运动，进入轨道2，到达Q点后，再使卫星加速，进入预定轨道3.回收过程：与发射过程相反，当卫星到达Q点时，使卫星减速，卫星由轨道3进入轨道2，当到达P点时，再让卫星减速进入轨道1，再减速到达地面.图23. 对接问题如图3所示，飞船首先在比空间站低的轨道运行，当运行到适当位置时，再加速运行到一个椭圆轨道.通过控制使飞船跟空间站恰好同时运行到两轨道的相切点，便可实现对接.图3例3 (多选)2016年中国发射了“天宫二号”空间实验室和“神舟十一号”载人飞船.2017年4月中国发射的“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”交会对接.长征运载火箭将天宫二号送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，B点距离地面的高度为h，地球的中心位于椭圆的一个焦点上.“天宫二号”飞行几周后进行变轨进入预定圆轨道，如图4所示.已知“天宫二号”在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，引力常量为G，地球半径为R.则下列说法正确的是( )图4A.“天宫二号”从B点沿椭圆轨道向A点运行的过程中，引力为动力B.“天宫二号”在椭圆轨道的B点的向心加速度大于在预定圆轨道上B 点的向心加速度C.“天宫二号”在椭圆轨道的B点的速度大于在预定圆轨道上的B点的速度D.根据题目所给信息，可以计算出地球质量答案AD解析“天宫二号”从B点沿椭圆轨道向A点运行的过程中，速度在变大，故受到的地球引力为动力，所以A正确.在B点“天宫二号”产生的加速度都是由万有引力产生的，因为同在B点万有引力大小相等，故不管在哪个轨道上运动，在B点时万有引力产生的向心加速度大小相等，故B错误.“天宫二号”在椭圆轨道的B点加速后做离心运动才能进入预定圆轨道，故“天宫二号”在椭圆轨道的B点的速度小于在预定圆轨道的B点的速度，故C错误.“天宫二号”在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，故周期为T＝，根据万有引力提供向心力G＝m，得地球的质量M＝＝，故D正确.。

高中物理 第六章 万有引力与航天 章末综合检测(含解析)新人教版必修2-新人教版高一必修2物理试题

高中物理 第六章 万有引力与航天 章末综合检测(含解析)新人教版必修2-新人教版高一必修2物理试题

章末综合检测(A 卷)一、选择题(此题10小题，每一小题7分，共70分。

1～6题只有一个选项符合题目要求，7～10题有多个选项符合题目要求)1．关于引力常量G ，以下说法正确的答案是() A ．在国际单位制中，G 的单位是N·m 2/kgB ．在国际单位制中，G 的数值等于两个质量各1 kg 的物体，相距1 m 时的相互吸引力C ．在不同星球上，G 的数值不一样D ．在不同的单位制中，G 的数值是一样的解析： 同一物理量在不同的单位制中的值是不同的，选项B 正确。

答案：B2．(2019·江西吉安白鹭洲中学期中考试)假设地球绕太阳的公转周期和公转轨道半径分别为T 和R ，月球绕地球的公转周期和公转轨道半径分别为t 和r ，如此太阳质量与地球质量之比为()A.R 3t 2r 3T 2 B ．R 3T 2r 3t 2 C.R 3t 2r 2T3 D ．R 2t 3r 2T3 解析： 无论地球绕太阳公转，还是月球绕地球公转，统一的公式为GMm R 20＝m 4π2R 0T 20，即M ∝R 30T 20，所以M 太M 地＝R 3t 2r 3T2，A 项正确。

答案：A3．航天员王亚平在“天宫一号〞飞船内进展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。

假设飞船质量为m ，距地面高度为h ，地球质量为M ，半径为R ，引力常量为G ，如此飞船所在处的重力加速度大小为()A ．0B ．GM(R ＋h )2C.GMm(R ＋h )2 D ．GM h2解析：“天宫一号〞飞船绕地球飞行时与地球之间的万有引力F 引＝G Mm(R ＋h )2，由于“天宫一号〞飞船绕地球飞行时重力与万有引力相等，即mg ＝G Mm(R ＋h )2，故飞船所在处的重力加速度g ＝G M(R ＋h )2，应当选项B 正确，选项A 、C 、D 错误。

答案：B4．某天体的第一宇宙速度为8 km/s ，如此高度为该天体半径的3倍轨道上宇宙飞船的运行速度为()A ．2 2 km/sB ．4 km/sC ．4 2 km/sD ．2 km/s解析： 由G Mm r 2＝m v 2r得线速度为v ＝GMr ，第一宇宙速度v ＝GM R，故飞船的速度v ′＝GM r＝GM 4R ＝12×8 km/s ＝4 km/s ，B 正确。