高中物理必修二第六章《 萬有引力與航天》單元測試題（解析版）

1、.第六章? 萬有引力與航天?單元測試題一、單項選擇題每題只有一個正確答案 1.物理學開展歷史中，在前人研究根底上經過多年的嘗試性計算，首先發(fā)表行星運動的三個定律的科學家是A 哥白尼 B 第谷 C 伽利略 D 開普勒2.通過一個加速裝置對電子加一很大的恒力，使電子從靜止開場加速，那么對這個加速過程，以下描繪正確的選項是A 根據牛頓第二定律，電子將不斷做勻加速直線運動B 電子先做勻加速直線運動，后以光速做勻速直線運動C 電子開場近似于勻加速直線運動，后來質量增大，牛頓運動定律不再適用D 電子是微觀粒子，整個加速過程根本就不能用牛頓運動定律解釋3.衛(wèi)星繞某一行星的運動軌道可近似看成是圓軌道，觀察發(fā)現

2、每經過時間t，衛(wèi)星運動所通過的弧長為L，該弧長對應的圓心角為弧度，如下圖萬有引力常量為G，由此可計算出太陽的質量為AM BM C D4.宇宙中有這樣一種三星系統(tǒng)，系統(tǒng)由兩個質量為m的小星體和一個質量為M的大星體組成，兩個小星體圍繞大星體在同一圓形軌道上運行，軌道半徑為r.關于該三星系統(tǒng)的說法中正確的選項是 在穩(wěn)定運行情況下，大星體提供兩小星體做圓周運動的向心力在穩(wěn)定運行情況下，大星體應在小星體軌道中心，兩小星體在大星體相對的兩側小星體運行的周期為T大星體運行的周期為TA B C D 5.設在地球上和某天體上以一樣的初速度豎直上拋一物體的最大高度比為k均不計阻力，且地球與該天體的半徑之比也為k，

3、那么地球與此天體的質量之比為A 1 Bk2 Ck D6.我國繞月探測工程的預先研究和工程施行已獲得重要進展設地球、月球的質量分別為m1、m2，半徑分別為R1、R2，人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度為v，對應的環(huán)繞周期為T，那么環(huán)繞月球外表附近圓軌道飛行的探測器的速度和周期分別為Av，T Bv，TCv，T Dv，T7.土星周圍有美麗壯觀的“光環(huán)，組成環(huán)的顆粒是大小不等、線度從1 m到10 m的巖石、塵埃，類似于衛(wèi)星，它們與土星中心的間隔 從7.3×104km延伸到1.4×105km.環(huán)的外緣顆粒繞土星做圓周運動的周期約為14 h，引力常量為6.67×1011N·

4、m2/kg2，那么土星的質量約為估算時不考慮環(huán)中顆粒間的互相作用A 9.0×1016kg B 6.4×1017kg C 9.0×1025kg D 6.4×1026kg8.一艘宇宙飛船繞一個不知名的行星外表飛行，要測定該行星的密度，僅僅需要A 測定飛船的運行周期B 測定飛船的環(huán)繞半徑C 測定行星的體積D 測定飛船的運行速度9.甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運行高度低于甲的運行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道以下判斷正確的選項是A 乙的周期大于甲的周期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 甲在運行時能經過北極的正上方10

5、.冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，質量比約為71，同時繞它們連線上某點O做勻速圓周運動由此可知，冥王星繞O點運動的A 軌道半徑約為卡戎的B 角速度大小約為卡戎的C 線速度大小約為卡戎的7倍D 向心力大小約為卡戎的7倍11.火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據開普勒行星運動定律可知A 火星與木星公轉周期相等B 火星和木星繞太陽運行速度的大小始終不變C 太陽位于木星運行橢圓軌道的某焦點上D 一樣時間內，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積12.某星球的半徑為R，在其外表上方高度為aR的位置，以初速度v0程度拋出一個金屬小球，程度射程為bR，a，b均為數值極小的常數

6、，那么這個星球的第一宇宙速度為Av0 Bv0 Cv0 Dv013.關于我國發(fā)射的“亞洲一號地球同步通訊衛(wèi)星的說法，正確的選項是A 假設其質量加倍，那么軌道半徑也要加倍B 它在北京上空運行，故可用于我國的電視播送C 它以第一宇宙速度運行D 它運行的角速度與地球自轉角速度一樣14.人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運行的速率v，其中g為地面處的重力加速度，R為地球半徑，r為衛(wèi)星離地球中心的間隔 以下說法正確的選項是A 從公式可見，環(huán)繞速度與軌道半徑成反比B 從公式可見，環(huán)繞速度與軌道半徑的平方根成反比C 從公式可見，把人造衛(wèi)星發(fā)射到越遠的地方越容易D 以上答案都不對15.如下圖，A為地球赤道上的物體，B為地球同步衛(wèi)

7、星，C為地球外表上北緯60°的物體A、B的質量一樣那么以下關于A、B和C三個物體的說法中，正確的選項是AA物體受到的萬有引力小于B物體受到的萬有引力BB物體的向心加速度小于A物體的向心加速度CA、B兩物體的軌道半徑的三次方與周期的二次方的比值一樣DA和B線速度的比值比C和B線速度的比值大，都小于1二、多項選擇題每題至少有兩個正確答案 16.多項選擇2019年12月2日，我國探月衛(wèi)星“嫦娥三號在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空，飛行軌道示意圖如下圖“嫦娥三號從地面發(fā)射后奔向月球，先在軌道上運行，在P點從圓形軌道進入橢圓軌道，Q為軌道上的近月點，那么“嫦娥三號在軌道上“嫦娥三號飛行軌道示意圖

8、A 運行的周期小于在軌道上運行的周期B 從P到Q的過程中速率不斷增大C 經過P的速度小于在軌道上經過P的速度D 經過P的加速度小于在軌道上經過P的加速度17.多項選擇假設地球自轉角速度增大，關于物體所受的重力，以下說法正確的選項是A 放在赤道地面上的物體的萬有引力不變B 放在兩極地面上的物體的重力不變C 放在赤道地面上的物體的重力減小D 放在兩極地面上的物體的重力增加18.多項選擇“嫦娥一號探月衛(wèi)星發(fā)動機關閉，軌道控制完畢，衛(wèi)星進入地月轉移軌道，圖中MN之間的一段曲線表示轉移軌道的一部分，P是軌道上的一點，直線AB過P點且和兩邊軌道相切，以下說法中正確的選項是A 衛(wèi)星在此段軌道上，動能不變B

9、衛(wèi)星經過P點時動能最小C 衛(wèi)星經過P點時速度方向由P指向BD 衛(wèi)星經過P點時加速度為019.2019年中國將發(fā)射“天宮二號空間實驗室，并發(fā)射“神舟十一號載人飛船和“天舟一號貨運飛船，與“天宮二號交會對接“天宮二號預計由“長征二號F改進型無人運載火箭或“長征七號運載火箭從酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，由長征運載火箭將飛船送入近地點為A、遠地點為B的橢圓軌道上，B點間隔 地面的高度為h，地球的中心位于橢圓的一個焦點上“天宮二號飛行幾周后進展變軌進人預定圓軌道，如下圖“天宮二號在預定圓軌道上飛行n圈所用時間為t，引力常量為G，地球半徑為R.那么以下說法正確的選項是A “天宮二號從B點沿橢圓軌道向A點運行

10、的過程中，引力為動力B “天宮二號在橢圓軌道的B點的向心加速度大于在預定圓軌道上B點的向心加速度C “天宮二號在橢圓軌道的B點的速度大于在預定圓軌道上B點的速度D 根據題目所給信息，可以計算出地球質量20.多項選擇在中國航天驕人的業(yè)績中有這些記載：“天宮一號在離地面343 km的圓形軌道上飛行；“嫦娥一號在距月球外表高度為200 km的圓形軌道上飛行；“北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由“同步衛(wèi)星地球靜止軌道衛(wèi)星，在赤道平面，距赤道的高度約為 36 000千米和“傾斜同步衛(wèi)星周期與地球自轉周期相等，但不定點于某地上空等組成那么以下分析正確的選項是A 設“天宮一號繞地球運動的周期為T，用G表示引力常量，那么用表

11、達式求得的地球平均密度比真實值要小B “天宮一號的飛行速度比“同步衛(wèi)星的飛行速度要小C “同步衛(wèi)星和“傾斜同步衛(wèi)星同周期、同軌道半徑，但兩者的軌道平面不在同一平面內D “嫦娥一號與地球的間隔 比“同步衛(wèi)星與地球的間隔 小三、填空題 21.地球半徑為R，質量為M，自轉周期為T.一個質量為m的物體放在赤道處的海平面上，那么物體受到的萬有引力F_，重力G_.22.對太陽系的行星，由公式，F，k可以得到F_，這個公式說明太陽對不同行星的引力，與_成正比，與_成反比23.地球赤道上的物體A，近地衛(wèi)星B軌道半徑等于地球半徑，同步衛(wèi)星C，假設用TA、TB、TC；vA、vB、vC；分別表示三者周期，線速度，那

12、么滿足_，_.24.據報道，美國方案2021年開場每年送15 000名游客上太空旅游如下圖，當航天器圍繞地球做橢圓運行時，近地點A的速率_填“大于“小于或“等于遠地點B的速率25.如下圖是某行星圍繞太陽運行的示意圖，那么行星在A點的速率_在B點的速率.四、計算題 26.假設幾年后，你作為航天員登上了月球外表，假如你月球半徑R，那么你用一個彈簧測力計和一個質量的砝碼m，能否測出月球的質量M？怎樣測定？27.宇宙中兩個相距較近的天體稱為“雙星，它們以兩者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動，但兩者不會因萬有引力的作用而吸引到一起設兩者的質量分別為m1和m2，兩者相距為L.求：1雙星的軌道半徑之比；2

13、雙星的線速度之比；3雙星的角速度答案解析1.【答案】D【解析】哥白尼提出了日心說，第谷對行星進展了大量的觀察和記錄，開普勒在第谷的觀察記錄的根底上提出了行星運動的三個定律，選項D正確，A、B、C錯誤.2.【答案】C【解析】電子在加速裝置中由靜止開場加速，開場階段速度較低，遠低于光速，此時牛頓運動定律根本適用，可以認為在它被加速的最初階段，它做勻加速直線運動隨著電子的速度越來越大，接近光速時，相對論效應越來越大，質量加大，它不再做勻加速直線運動，牛頓運動定律不再適用3.【答案】B【解析】線速度為v角速度為根據線速度和角速度的關系公式，有vr衛(wèi)星做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，根據牛頓第二定律

14、，有Gmv聯立解得M，應選項B正確4.【答案】B【解析】三星應該在同一直線上，并且兩小星體在大星體相對的兩側，只有這樣才能使某一小星體受到大星體和另一小星體的引力的合力提供向心力由GGmr2，解得小星體的周期T，所以選項B正確5.【答案】C【解析】在地球上：h某天體上；h因為k所以k根據Gmg，Gmg可知又因為k聯立得：k6.【答案】A【解析】由向心力公式，兩式聯立，得v2v；由T2，T，兩式聯立，得T2T，故A項正確7.【答案】D【解析】環(huán)的外緣顆粒繞土星做圓周運動，根據萬有引力提供向心力，列出等式：GmR2M，其中R為軌道半徑，大小為1.4×105km，T為周期，約為14 h.代

15、入數據得：M6.4×1026kg.8.【答案】A【解析】取飛船為研究對象，由GmR及MR3，知，應選A.9.【答案】C【解析】人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據萬有引力提供向心力，設衛(wèi)星的質量為m、軌道半徑為r、地球質量為M，有：Gmm2rm2rma解得：vT2a由式可以知道，人造衛(wèi)星的軌道半徑越大，線速度越小、周期越大、加速度越小，由于甲衛(wèi)星的高度大，軌道半徑大，故甲衛(wèi)星的線速度小、周期大，加速度小；第一宇宙速度是近地圓軌道的環(huán)繞速度，也是圓軌道運行的最大速度；那么C正確；甲只能在赤道上空，那么D錯誤，應選C.10.【答案】A【解析】設冥王星和卡戎的質量分別為m1和m2，軌道半徑分

16、別為r1和r2，它們之間的間隔 為L.冥王星和卡戎繞它們連線上的某點做勻速圓周運動，轉動周期和角速度一樣，選項B錯誤；對于冥王星有m12r1，對于卡戎有m22r2，可知m12r1m22r2，故，選項A正確；又線速度vr，故線速度大小之比，選項C錯誤；因兩星的向心力均由它們之間的萬有引力提供，故大小相等，選項D錯誤11.【答案】C【解析】根據開普勒第三定律，k，k為常量，火星與木星公轉的半徑不等，所以火星與木星公轉周期不相等，故A錯誤；開普勒第二定律：對每一個行星而言，太陽與行星的連線在一樣時間內掃過的面積相等行星在此橢圓軌道上運動的速度大小不斷變化，故B錯誤；一樣時間內，太陽行星的連線在一樣時

17、間內掃過的面積相等是對同一個行星而言，故D錯誤；開普勒第一定律的內容為所有行星分別沿不同大小的橢圓軌道繞太陽運動，太陽處于橢圓的一個焦點上，故C正確12.【答案】A【解析】設該星球外表重力加速度為g，小球落地時間為t，拋出的金屬小球做平拋運動，根據平拋運動規(guī)律得aRgt2，bRv0t，聯立以上兩式解得g，第一宇宙速度即為該星球地表衛(wèi)星線速度，根據地表衛(wèi)星重力充當向心力得mgm，所以第一宇宙速度vv0，應選項A正確13.【答案】D【解析】由Gm得r，可知軌道半徑與衛(wèi)星質量無關，A錯同步衛(wèi)星的軌道平面必須與赤道平面重合，即在赤道上空運行，不能在北京上空運行，B錯第一宇宙速度是衛(wèi)星在最低圓軌道上運行

18、的速度，而同步衛(wèi)星在高軌道上運行，其運行速度小于第一宇宙速度，C錯所謂“同步就是衛(wèi)星保持與地面赤道上某一點相對靜止，所以同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉角速度一樣，D對14.【答案】B【解析】由于g是地球外表處的重力加速度，R是地球半徑，都是定值，根據v可得環(huán)繞速度與軌道半徑的平方根成反比，B正確，A、D錯誤；雖然r越大，v越小，但把衛(wèi)星發(fā)射到越遠的地方火箭會有更多的動能轉化為重力勢能，需要的發(fā)射速度就越大，C錯誤15.【答案】D【解析】根據萬有引力定律FG，且A、B的質量一樣，可知，間距越大的，引力越小，因此A物體受到的萬有引力大于B物體受到的萬有引力，故A錯誤；由an2r，因A與B的角速度一樣，

19、當半徑越大時，那么向心加速度越大，故B錯誤；A在地球外表，不是環(huán)繞地球做勻速圓周運動，因此不滿足開普勒第三定律，故C錯誤；根據vr，可知，B點線速度最大，而C的線速度最小，因此A與B的線速度之比，C與B的線速度之比，均小于1，再根據同步衛(wèi)星軌道半徑約是地球半徑的5.7倍，那么，C為地球外表上北緯60°的物體，那C軌道半徑為地球半徑的一半，那么，因此，故D正確16.【答案】ABC【解析】根據開普勒第三定律k，可判斷嫦娥三號衛(wèi)星在軌道上的運行周期小于在軌道上的運行周期，A正確；因為P點是遠地點，Q點是近地點，故從P點到Q點的過程中速率不斷增大，B正確；根據衛(wèi)星變軌特點可知，衛(wèi)星在P點從圓

20、形軌道進入橢圓軌道要減速，C正確；根據牛頓第二定律和萬有引力定律可判斷在P點，衛(wèi)星的加速度是一樣的，D錯誤17.【答案】ABC【解析】地球自轉角速度增大，物體受到的萬有引力不變，選項A正確；在兩極，物體受到的萬有引力等于其重力，那么其重力不變，選項B正確，D錯誤；而對放在赤道地面上的物體，F萬G重m2R，由于增大，那么G重減小，選項C正確18.【答案】BCD19.【答案】AD【解析】“天宮二號從B點沿橢圓軌道向A點運行的過程中，速度是變大的，故受到的地球引力為動力，所以A正確；在B點“天宮二號產生的加速度都是由萬有引力產生的，因為同在B點萬有引力大小相等，故不管在哪個軌道上運動，在B點時萬有引

21、力產生的加速度大小相等，故B錯誤；“天宮二號在橢圓軌道的B點的加速后做離心運動才能進入預定圓軌道，故“天宮二號在橢圓軌道的B點的速度小于在預定圓軌道的B點的速度，故C錯誤；“天宮二號在預定圓軌道上飛行n圈所用時間為t，故周期為T，根據萬有引力提供向心力Gm，得地球的質量M，故D正確20.【答案】AC【解析】設地球軌道半徑為R，“天宮一號的軌道半徑為r，運行周期為T，地球密度為，那么有m2r，M·，解得，A正確；軌道半徑小，運動速度大，B錯誤；“同步衛(wèi)星和“傾斜同步衛(wèi)星周期一樣，那么軌道半徑一樣，軌道平面不同，C正確；“嫦娥一號繞月球運動，與地球間隔 大于同步衛(wèi)星與地球間隔 ，D錯誤21.【答案】【解析】根據