1、人教（2019版）必修二第七章 万有引力与航天单元测试卷(时间：90分钟满分：100分)一、单选题(本题共8小题，每小题4分，共32分)1下列说法符合物理史实的是()A天文学家第谷通过艰苦的观测，总结出行星运动三大定律B开普勒进行“月地检验”，并总结出了天上、地上物体所受的引力遵从相同的规律C布鲁诺在他的毕生著作天体运行论中第一次提出了“日心说”的观点D卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量G，也直接检验了万有引力定律的正确性2牛顿定律不适用于下列哪些情况()A研究原子中电子的运动B研究“嫦娥三号”的高速发射C研究地球绕太阳的运动D研究飞机从北京飞往纽约的航线32015年12月，我国暗物质粒子探测
2、卫星“悟空”发射升空进入高为5.0102 km的预定轨道。“悟空”卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动，已知地球半径R6.4103 km。下列说法正确的是 ()A“悟空”卫星的线速度比同步卫星的线速度小 B“悟空”卫星的角速度比同步卫星的角速度小C“悟空”卫星的运行周期比同步卫星的运行周期小D“悟空”卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小42020年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星).该卫星()A.入轨后可以位于北京正上方 B.入轨后的速度大于第一宇宙速度C.发射速度大于第二宇宙速度 D.若发射到近地圆轨道所需能量较少5已知地球半径为
3、R，火箭上升到某高度H处所受的引力为它在地面所受引力的一半（设火箭质量不变），则火箭离地面的高度H为（）A B CR D6地球的第一宇宙速度约为8km/s，某行星的质量是地球的12倍，半径是地球的3倍。该行星上的第一宇宙速度约为（）A16km/ s B32km/s C46km/s D2km/s7假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的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，引力常数为G，则地球的密度为A. B. C. D.8. “科学真是迷人”天文学家已经测出月球表面的加速度g、月球的半径R和月球绕地球运转的周期T等据，根据万有引力定律就可以“称量”月球的质
4、量了。已知引力常数G，用M表示月球的质量。关于月球质量，下列说法正确的是A M= B. M= C. D. 二、多选题(本题共4小题，每小题4分，共16分) 9各行星绕太阳运转的轨道如图所示，假设图中各行星只受太阳引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法中正确的是（）A. 离太阳越近的行星角速度越小B. 各行星运行的角速度不相同C. 离太阳越近的行星运行周期越小D. 离太阳越近的行星运行周期越大10利用引力常量G和下列某一组数据，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.
5、地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离112021年2月24日，我国首个火星探测器“天问一号”成功进入火星停泊轨道，开始科学探测，并为择机着陆火星做好准备。假设火星和地球绕太阳公转的运动均可视为匀速圆周运动。某一时刻，火星会运动到日地连线的延长线上，如图所示。下列选项正确的是（）A. “天问一号”在火星停泊轨道上处于完全失重状态B. 火星的环绕速度大于地球的环绕速度C. 火星的公转周期大于地球的公转周期D. 从图示时刻再经过半年的时间，太阳、地球、火星再次共线12如图所示，北斗导航卫星的发射需要经过几次变轨，例如某次变轨，先将卫星发射至近地圆轨道1上，然后在P处变轨到椭圆轨道2上，最后
6、由轨道2在Q处变轨进入圆轨道3，轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切于Q点.忽略空气阻力和卫星质量的变化，则以下说法正确的是()A.该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处减速B.该卫星从轨道1到轨道2再到轨道3，机械能逐渐减小C.该卫星在轨道3的动能小于在轨道1的动能D.该卫星稳定运行时，在轨道3上经过Q点的加速度等于在轨道2上Q点的加速度三、非选择题 (本题共5小题，共52分)13(6分)所谓的地球第一宇宙速度的大小为_km/s，第二宇宙速度的大小为_km/s，第三宇宙速度的大小为_km/s。14. (8分)若海王星的质量是地球的16倍，它的半径是地球的4倍。已知地球的表面重力加速度为，地球的
7、第一宇宙速度为，如图所示。则海王星的表面重力加速度为 ；绕海王星表面做圆周运动的宇宙飞船，其运行速度大小为 。15(12分)某颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，绕行n圈所用总时间为t，已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g（不考虑地球自转的影响），万有引力恒量为G求(1) 地球的第一宇宙速度v； (2) 地球的平均密度的大小；(3) 该卫星距离地面高度h。16.(12分)火星半径约为地球半径的，火星质量约为地球质量的，地球表面的重力加速度g取10 m/s2。(1)求火星表面的重力加速度.(结果保留两位有效数字)(2)若弹簧测力计在地球上最多可测出质量为2 kg的物体所受的重力，则该弹簧测力
8、计在火星上最多可测出质量为多大的物体所受的重力？17（14分）如图所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速周运动，星球A和B两者中心之间距离为L已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧，引力常数为G（1）求两星球做圆周运动的周期；（2）在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行为的周期记为T1但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期T2已知地球和月球的质量分别为6.001024kg 和 7.20 1022kg 。求T2与T1两者平方之比。（结果保留3位有效数字）人教（2019
9、版）必修二第七章 万有引力与航天单元测试卷参考答案1【答案】D【解析】开普勒总结出了行星运动三大定律，A错误；牛顿总结了万有引力定律，B错误；哥白尼提出了日心说，C错误；卡文迪许通过扭秤实验测定了引力常量G，也直接检验了万有引力定律的正确性，D正确。2【答案】A【解析】A.牛顿第二定律不适用于微观原子，A正确；BCD.都是宏观低速运动的物体（与光速比速度较低），牛顿运动定律都适用，BCD错误。故选A。3【答案】C【解析】地球同步卫星距地表36 000 km，由v可知，“悟空”卫星的线速度要大，所以A错。由可知，“悟空”卫星的角速度要大，即周期要小，由a可知，“悟空”卫星的向心加速度要大，因此B
10、、D错，C对。4【答案】D 【解析】同步卫星只能位于赤道正上方，A项错误；由知，卫星的轨道半径越大，卫星做匀速圆周运动的线速度越小，因此入轨后的速度小于第一宇宙速度(近地卫星的速度)，B项错误；同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，C项错误；将卫星发射到越高的轨道克服引力做功越多，故发射到近地圆轨道所需能量较少，D正确.5【答案】B【解析】根据万有引力公式可知，整理得，故选B。6【答案】A【解析】星球半径为，第一宇宙速度满足，解得则解得，A正确，B、C、D错误。故选A。7【答案】B 【解析】由万有引力定律可知：，在地球的赤道上：，地球的质量：，联立三式可得:，只有B正确。8【答
11、案】A【解析】设质量为m的物体在月球表面，受到的重力等于月球的万有引力，可得：，故A正确，B错误；在利用月球绕地球做圆周运动的周期计算天体质量时，只能计算中心天体的质量，即计算的是地球质量而不是月球的质量，故C、D错误。9【答案】BC 【解析】根据，得，向心加速度、线速度、角速度、周期，知各行星的线速度、角速度不等，离太远越近，轨道半径越小，周期越小，向心加速度越大故B、C正确，A、D错误。10【答案】ABC【解析】在地球表面附近，在不考虑地球自转的情况下，物体所受重力等于地球对物体的万有引力，有，可得，A能求出地球质量。根据万有引力提供卫星、月球、地球做圆周运动的向心力，由，解得；由，解得；
12、由，会消去两边的M；故B、C能求出地球质量，D不能求出。11【答案】AC【解析】“天问一号”在火星停泊轨道上处于完全失重状态，故A正确；根据万有引力提供向心力可知，得，于火星的轨道半径比地球的大，则火星的环绕速度小于地球的环绕速度，故B错误；根据开普勒第三定律可知，地球的轨道半径小，公转周期小，火星的轨道半径大，公转周期大，故C正确；从图示时刻再经过半年时间，地球运动到图示位置的对称点，但由于火星的角速度小，不能运动到图示位置的对称点，此时太阳、地球、火星不能再次共线，故D错误。12【答案】CD【解析】该卫星从轨道1变轨到轨道2需要在P处加速，A错误；该卫星从轨道1到轨道2需要点火加速，则机械
13、能增加；从轨道2再到轨道3，又需要点火加速，机械能增加；故该卫星从轨道1到轨道2再到轨道3，机械能逐渐增加，B错误；根据v可知，该卫星在轨道3的速度小于在轨道1的速度，则卫星在轨道3的动能小于在轨道1的动能，C正确；根据a可知，该卫星稳定运行时，在轨道3上经过Q点的加速度等于在轨道2上Q点的加速度，D正确.13【答案】 (1). 7.9 (2). 11.2 (3). 16.7【解析】根据引力提供向心力，则有：，再由黄金代换：，联立可得：，将，代入可得：；第二宇宙速度的大小为11.2km/s；第三宇宙速度的大小为16.7km/s。14【答案】；【解析】由，得，所以，解得。由，得，所以解得。15【
14、答案】(1) ； (2) ； (3) 。【解析】(1) 根据 解得第一宇宙速度： (2) 由 解得： (3) 卫星做圆周运动的周期： 解得：16【答案】(1)4.4 m/s2；(2)4.5 kg【解析】(1)对于在星球表面的物体，有mgG 可得()2()2 故g火g地4.4 m/s2. (2)弹簧测力计的最大弹力不变，即m地g地Fm火g火 则m火m地4.5 kg. 17【答案】（1）；（2）1.01。【解析】（1）A和B绕O做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供向心力，则A和B的向心力相等。且A和B和O始终共线，说明A和B有相同的角速度和周期。因此有， 解得， 对A根据牛顿第二定律和万有引力定律得 化简得 （2）（6分）将地月看成双星，由得将月球看作绕地心做圆周运动，根据牛顿第二定律和万有引力定律得化简得 所以两种周期的平方比值为
