1、人教版高一物理必修2万有引力定律精选习题（含详细答案）一、单选题1据媒体报道，“嫦娥”一号卫星绕月工作轨道为圆轨道，轨道距月球表面的高度为200km，运行周期为127min.若要求出月球的质量，除上述信息外，只需要再知道( )A. 引力常量和“嫦娥”一号的质量B. 引力常量和月球对“嫦娥”一号的吸引力C. 引力常量和地球表面的重力加速度D. 引力常量和月球表面的重力加速度2下列说法正确的是A. 伽利略探究物体下落规律的过程所用的科学方法是：问题猜想数学推理实验验证合理外推得出结论B. 打雷时，呆在木屋里比呆在汽车里更安全C. 牛顿在寻找万有引力的过程中，他没有利用牛顿第二定律，但他用了牛顿第三
2、定律D. 人造地球卫星的第一宇宙速度是指卫星在近地圆轨道上的速度，是对地心的速度3地球同步卫星离地心距离为r,运行速度为v1,加速度为a1,地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R,则以下正确的是A. B. C. D. 42010年10月1日，我国成功发射了“嫦娥二号”探月卫星，在卫星飞赴月球的过程中，随着它与月球间距离的减小，月球对它的万有引力将（ ）A.变小 B.变大 C.先变小后变大 D.先变大后变小5下列关于万有引力定律的说法中正确的是A.万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的B.公式F=G中的G是一个比例常数，是没有单位的C.公式F=G中的r
3、是指两个质点间的距离或两个均匀球体的球心间的距离D.由F=G可知，当距离r趋向于0时，F趋向于无穷大6下列说法正确的是（ ）A. 地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其他行星都绕地球运动B. 太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动C. 地球是绕太阳运动的一颗行星D. 日心说和地心说都正确地反映了天体的运动规律7两个质量相等的球形物体，两球心相距，他们之间的万有引力为F，若它们的质量都加倍，两球心的距离也加倍，它们之间的万有引力为（ ）A. B. C. D. 8物理学中的自由落体规律、万有引力定律、静止点电荷之间的相互作用规律和电流磁效应分别由不同的物理学家探究发现，他们依次是()A. 伽利略、
4、牛顿、库仑和奥斯特B. 牛顿、安培、洛伦兹和奥斯特C. 伽利略、卡文迪许、库仑和安培D. 开普勒、伽利略、库仑和洛伦兹9下列关于地球的卫星和空间站，说法正确的是（ ）A. 卫星绕地球做匀速圆周运动过程中，受到恒力的作用B. 卫星绕地球做匀速圆周运动的速度可能达到9km/sC. 要在地面上成功发射卫星，速度至少是7.9km/sD. 空间站内的宇航员可以通过练习哑铃来锻炼肌肉102011年11月3日，“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与“神州九号”交会对接。变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨
5、道半径分别为R1、R2，线速度大小分别为、。则等于（ ）A. B. C. D. 11一个行星，其半径是地球半径的2倍，质量是地球的8倍，则它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的： A16倍 B4倍 C2倍 D0.5倍12人造地球卫星离地面的高度等于地球半径R，卫星以速度v沿圆轨道运动，设地面的重力加速度为g，则有（ ）A B C D13在物理学的发展过程中,科学家们创造出了许多物理学研究方法,以下关于所用物理学研究方法的叙述不正确的是（ ）A. 加速度、速度都是采取比值法定义的物理量B. 在探究共点力的合成时用到了等效替代的思想方法C. 牛顿提出了万有引力定律，并没有通过实验测出了万有引力常
6、量的数值D. 牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，可以用实验直接验证14中国某颗数据中继卫星“天链一号星”2011年x月x日23时35分在西昌卫星发射中心成功发射。中国航天器有了天上数据“中转站”。 25分钟后，西安卫星测控中心传来数据表明，卫星准确进入预定的飞行轨道。若“天链一号星”沿圆形轨道绕地球飞行的半径为R，国际空间站沿圆形轨道绕地球匀速圆周运动的半径为，且.根据以上信息可以确定A国际空间站的加速度比“天链一号星”大B国际空间站的线速度比“天链一号星”大C国际空间站的周期比“天链一号星”长D国际空间站的角速度比“天链一号星”小15火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的
7、轨道近似为圆。已知火卫一的周期为7小时39分。火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比A火卫一距火星表面较近。B火卫二的质量较大C火卫二运动速度较大。 D火卫二的向心加速度较大16（8分）某行星的半径为R，它有一颗卫星，卫星绕它公转的轨道半径为r、公转周期为T万有引力常量为G.求该行星的质量和密度。17 如下图所示，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，下列说法中正确的是()A物体A和卫星C具有相同大小的加速度B卫星C的运行速度大于物体A的速度C卫星B在P点的加速度与卫星C在该点
8、加速度大小不相等D若已知物体A的周期和万有引力常量，可求出地球的平均密度18关于开普勒行星运动的公式R3/T2=K,以下理解不正确的是（）AK是一个与行星有关的常数BK是一个与恒星有关的常数CT表示行星运动的公转周期DR表示轨道半径20一个物体在地球表面所受的引力为F，则该物体在距离地面高度为地球半径的2倍时，所受引力为 A B C D21三颗人造地球卫星A、B、C在地球的大气层外沿如图所示的轨道做匀速圆周运动，已知mA = mB mC，则三个卫星（ ）A. 线速度大小的关系是vAvB=vC B. 周期关系是TATB=TCC. 向心加速度大小的关系是aAaBaC D. 向心力大小的关系是FAF
9、B=FC22到目前为止，火星是除了地球以外人类了解最多的行星，已经有超过30枚探测器到达过火星，并发回了大量数据如果已知万有引力常量为G，根据下列测量数据，能够得出火星密度的是A发射一颗绕火星做匀速圆周运动的卫星，测出卫星的轨道半径r和卫星的周期T B在火星表面使一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时间tC发射一颗贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的速度vD发射一颗贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的角速度23均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极等少数地区外的“全球通信”。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转
10、周期为T，三颗卫星中任意两颗卫星间距离为S0，下面列出的是同步卫星所在位置处的重力加速度g，其中正确的是（）ABCD 二、多项选择题24我国发射的“神州六号”载人飞船，与“神州五号”飞船相比，它在更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示，下列说法中正确的是（ ）A. “神州六号”的速度较小B. “神州六号”的速度与“神州五号” 的相同C. “神州六号”的周期更长D. “神州六号”的周期与“神州五号” 的相同25发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送人同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点如图所示，则卫星分别在
11、1、2、3轨道上运行时，以下说法正确的是（ ） 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3上的角速度小于在轨道1上的角速度C. 卫星在轨道1上经过Q点时的速度等于它在轨道2上经过Q点时的速度D. 卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度26三颗人造地球卫星绕地球作匀速圆周运动，如图所示，已知mAmBC，则三个卫星的（ ）A. 线速度关系是：VA VB VCB. 周期关系是：TA TB TCC. 向心力大小关系是：FA FB FCD. 半径与周期的关系是：27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
12、银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示。若AOOB，则( ) A. 星球A 的角速度等于B的角速度B. 星球A的线速度大于B的线速度C. 星球A的向心力大于星球B的向心力D. 星球A的质量大于星球B的质量28人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道离地面越高该卫星A. 所受的万有引力越小 B. 运行的角速度越小C. 运行的线速度越大 D. 运行的周期越小 参考答案1D【解析】绕月卫星绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、距月球表面的高度为h、周期为T；月球质量为M，半径为R月球表面的重力加速度为g则有，得，由题已知G、
13、h、T，但不知道月球半径R，无法求出月球的质量，故A错误；根据，知道h、G、F，由于不知道月球半径R，无法求出月球的质量，故B错误；地球表面重力加速度公式，则得，由得知，若知道引力常量G、月球表面的重力加速度g和周期T，可求出月球的质量M而知道引力常量和地球表面的重力加速度不能求出月球的质量，故C错误D正确2AD【解析】本题考查物理基本知识伽利略通过观察研究，设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，而小球在
14、斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推所以伽利略用来抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法打雷时，呆在汽车里更安全，静电屏蔽；3D【解析】A、B、同步卫星和地球自转的周期相同，运行的角速度亦相等，则根据向心加速度a=2r可知，同步卫星的加速度与地球赤道上物体随地球自转的向心加速度之比等于半径比，选项A、B均错误。C、D、同步卫星绕地于做匀速圆周运动，第一宇宙速度是近地轨道上绕地球做匀速圆周运动的线速度，两者都满足万有引力提供圆周运动的向心力；即：,由此可得：,所以有：，故D正确，C错误故选D 4
15、B【解析】根据万有引力定律，万有引力与物体之间的距离的二次方成反比，故在卫星飞赴月球的过程中，随着它与月球间距离r的减小，月球对它的万有引力F将变大，故B正确，5AC【解析】牛顿在自然科学的数学原理一书中第一次阐述了万有引力定律，A选项正确。公式中G的单位，B选项错误。公式中r是指两个质点间的距离或两个均匀球体的球心间的距离，当物体之间距离r趋向于0时，物体不能看做是质点，公式不再适用。考点：万有引力公式的应用点评：注意万有引力公式的适用范围，当两物体间距离很小时，两物体不能看做是质点。6C【解析】由开普勒行星运动定律知“地心说”是错误的，所以，选项A错误；太阳系在银河系中运动，银河系也在运动
16、，所以，选项B错误；由开普勒行星运动定律知地球是绕太阳运动的一颗行星，所以，选项C正确；从现在的观点看地心说和日心说都是错误的，都是有其时代局限性的，所以，选项D错误。7B【解析】两个质点相距r时，它们之间的万有引力为： ，若它们间的距离变为2倍，两个质点的质量变为原来的2倍，则它们之间的万有引力为： ，故选项B正确。8A【解析】物理学中的自由落体规律、万有引力定律、静止点电荷之间的相互作用规律和电流磁效应分别由不同的物理学家探究发现，他们依次是：伽利略、牛顿、库仑和奥斯特；故选A.9C【解析】卫星绕地球做匀速圆周运动过程中，受到大小不变，但方向不断变化的引力的作用，选项A错误；第一宇宙速度（
17、7.9km/s）是环绕地球做圆周运动的卫星的最大环绕速度，故 卫星绕地球做匀速圆周运动的速度不可能达到9km/s，选项B错误； 第一宇宙速度（7.9km/s）是卫星的最小的发射速度，故要在地面上成功发射卫星，速度至少是7.9km/s，选项C正确； 空间站内的物体都处于完全失重态，故宇航员不可以通过练习哑铃来锻炼肌肉，选项D错误；故选C.10B【解析】万有引力提供向心力有，得，所以 ，选项B正确。11C【解析】在地球表面有，所以，故，故选C12A【解析】根据万有引力定律可知：，其中r=2R，又；带入解得：，选项A正确.13D【解析】加速度、速度都是采取比值法定义的物理量，选项A正确；在探究共点力
18、的合成时用到了等效替代的思想方法，选项B正确；牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出了万有引力常量的数值，选项C正确；牛顿第一定律是利用逻辑思维对事实进行分析的产物，不可以用实验直接验证，选项D错误；此题选项不正确的选项，故选D.14C D【解析】根据，解得，因为，所以国际空间站的加速度比“天链一号星”小，选项A错误；，国际空间站的线速度比“天链一号星”小，选项B错误；由，国际空间站的周期比“天链一号星”长，选项C正确；由，国际空间站的角速度比“天链一号星”小，选项D正确。15A【解析】根据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进行讨论即可卫星绕火星做匀速
19、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、火星质量为M，有F=F向F向=m=m2r=m（）2r因而=m2r= m（）2r =ma解得v= T=2=a=由于火卫二周期较大，根据式，其轨道半径较大，再结合式，可知火卫二的线速度较小、角速度较小、加速度较小；16，【解析】（1）万有引力提供卫星做半径为r的圆周运动，则： （4分）（2）该天体的体积为： （4分）17B【解析】A、C两者周期相同，转动角速度w相同，由可知A错；由v=wr可知，B正确；卫星B与卫星C在同一点受到的万有引力相同，加速度相同，C错误.物体A做圆周运动的向心力只是万有引力的一个分力，没有办法求得地球质量和
20、密度，D错；18A【解析】根据开普勒定律可知，K与中心天体有关，A错误、B正确；其中的T指行星运动的公转周期，R表示轨道半径，CD正确；选项为A。19C【解析】试题分析：由题意可知：海王星与天王星相距最近时，对天王星的影响最大，且每隔时间t发生一次最大的偏离海王星行星的周期为T，圆轨道半径为R，则有：，解得，根据开普勒第三定律：，解得故选C20D【解析】根据万有引力公式可得，当物体在距离地面高度为地球半径的2倍时，所受到得引力变为原来的选D21A【解析】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，有解得： ， ；根据题意rarb=rc 可
21、知，vAvB=vC，故A正确；TATB=TC，故B错误；aAaB=aC, ,则C错误;又mA=mBmC和可知FAFB，FBFC，故FAFBFC，故D错误；故选A.22D【解析】据A选项中的已知量有：GMm/r2=mr42/T2，M=4R3/3，要测量火星密度还需要知道火星的半径，A选项错误；据B选项的已知量有：H=gt2/2，GMm/r2=mg，M=4R3/3，要测量火星密度还需要知道火星的半径，B选项错误；据C选项中的已知量有：GMm/r2=mv2/r，M=4R3/3，得v2=4R/3要测量火星密度还需要知道火星的半径，C选项错误；据D选项中的已知量有：GMm/r2=mrw2，M=4R3/3
22、，得=3w2/4G，所以D选项正确。23A【解析】因为任意两颗同步卫星之间的距离为，则根据几何知识可得同步卫星的轨道半径为，根据万有引力定律可得，再根据公式可得，A正确，B错误，根据公式可得,CD错误，24AC【解析】卫星在运动过程中万有引力充当向心力，故根据公式可得，轨道半径越大，线速度越小，所以神舟六号的线速度较小，A正确B错误；根据公式可得，轨道半径越大，转动周期越大，故C正确D错误25BD【解析】A、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，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： ，解得： ，轨道3半径比轨道1半径大，所以卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，故
23、A错误；B、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，故： ，解得： ，故轨道半径越大角速度越小，故卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，故B正确；C、卫星在轨道1上经过Q点时的速度，使其做匀速圆周运动，而它在轨道2上经过Q点时的速度，使其做离心运动，必须加速，因此卫星在轨道1上经过Q点时的速度小于它在轨道2上经过Q点时的速度，故C错误；D、根据牛顿第二定律， ，则，卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，故D正确。26ABD【解析】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，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，由图示可知：rArB=
24、rC，由题意知：mA=mBvB=vC，故A正确；B、由解得，则TATB=TC，故B正确；C、向心力，已知rArB=rC，mA=mBFB，FBFC，故C错误；D、由开普勒第三定律可知，绕同一个中心天体运动的半径的三次方与周期的平方之比是一个定值，故D正确；故选：ABD。27AD【解析】双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，故A正确；根据v=r，且AOOB，可知，A的线速度小于B的小速度，故B错误；双星靠相互间的万有引力提供向心力，所以向心力相等，故C错误；根据万有引力提供向心力公式得: ，因为r1r2，所以m1m2，即A的质量一定大于B的质量，故D正确故选AD.28AB【解析】设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，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，则有 由 ，轨道离地面越高该卫星所受的万有引力越小，故A正确； ，轨道离地面越高该卫星运行的角速度越小，故B正确； ，轨道离地面越高该卫星运行的线速度越小，故C错误； ，轨道离地面越高该卫星运行的周期越大，故D错误；故选A
