山东省岱岳区高考补习学校2025-2026学年高一上学期周测物理试卷（第七章万有引力与航天）

高中物理周测卷（必修二 第七章万有引力与航天） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．设地球与火星的第一宇宙速度之比为2∶1，质量之比为8∶1，则关于地球与火星，下列说法正确的是（　　） A．半径之比为4：1 B．表面重力加速度之比为1：1 C．宇宙飞船绕星球运行的最小周期之比为2：1 D．有相同的密度 2．行星绕太阳公转的半长轴a的立方与公转周期T的平方的比值是一个定值，即：（k与太阳的质量M有关），现将某行星轨道近似成圆轨道，已知万有引力常量为G，则关于k与M的关系为（  ） A． B． C． D． 3．已知某个绕太阳运动的彗星的椭圆轨道如图所示，F1、F2为椭圆的两个焦点，此彗星在A点时的速度比B点的速度大，那么太阳所处的位置是（  ） A．F1点 B．F2点 C．A点 D．B点 4．北京时间2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭发射成功，飞船发射后远离地球的过程中，地球对它的万有引力大小（　　） A．一直减小 B．一直增大 C．先增大后减小 D．先减小后增大 5．下列说法中正确的是 A．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率 B．麦克斯韦预言了电磁波的存在；楞次用实验证实了电磁波的存在 C．由电磁振荡产生电磁波，当波源的振荡停止时，空间中的电磁波立即消失 D．宇宙飞船以接近光速的速度经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变慢 6．A、B是在同一平面不同轨道上的两颗质量不同的卫星，均绕地球做匀速圆周运动。则（　　） A．周期TA>TB B．角速度ωA>ωB C．线速度大小vA>vB D．向心加速度大小aA>aB 7．“神舟六号”飞行到第5圈时，在地面指挥控制中心的控制下，由近地点250km圆形轨道1经椭圆轨道2转变到远地点350km的圆轨道3。设轨道2与1相切于Q点，与轨道3相切于P点，如图所示，则飞船分别在1、2、3轨道上运行时（    ）    A．飞船在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B．飞船在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C．飞船在轨道2上经过P点时的周期等于在轨道3上经过P点的周期 D．飞船在轨道1上经过Q点时的加速度大于在轨道2上经过Q点的加速度 8．我国自主研发的北斗卫星系统采用三种轨道搭配，27颗卫星处在距地面21500千米的圆形轨道Ⅰ上，其周期为12小时，5颗卫星处在赤道上空距地面35800千米的地球同步轨道Ⅱ上，3颗卫星处在距地面35800千米与赤道平面有一定夹角的圆形轨道Ⅲ上。已知万有引力常量为，地球自转周期为24小时，下列说法正确的是（　　） A．由题中信息不能算出地球质量 B．由题中信息能算出地球半径 C．轨道Ⅱ上的卫星一定比轨道Ⅰ上的卫星机械能大 D．轨道Ⅲ上的卫星一定比轨道Ⅱ上的卫星速率大 二、多选题 9．2015年2月7日，木星发生“冲日”现象。“木星冲日”是指木星和太阳正好分处地球的两侧，三者成一条直线。木星和地球绕太阳公转的方向相同，公转轨迹都近似为圆。设木星公转半径为R1，周期为T1；地球公转半径为R2，周期为T2，下列说法正确的是（  ） A． B． C．“木星冲日”这一天象的发生周期为 D．“木星冲日”这一天象的发生周期为 10．下列说法正确的是（　　） A．经典力学能够说明微观粒子的规律性 B．经典力学适用于宏观物体的低速运动问题，不适用于高速运动的物体 C．虽然相对论与量子力学的出现对经典力学有冲击，但经典力学仍然有意义 D．对于宏观物体的高速运动问题，经典力学仍适用 11．关于开普勒第三定律，下列说法正确的是（　　） A．若地球绕太阳运行轨道的半长轴为R，周期为T，月球绕地球运行轨道的半长轴为，周期为，则 B．围绕地球运行的卫星不适用该规律 C．T表示行星运动的公转周期 D．k是一个与中心天体质量有关的量 12．关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是    A．所有行星围绕太阳的运动轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 B．对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积 C．表达式R3/T2=k,k是一个与行星无关的常量 D．表达式R3/T2=k, T代表行星运动的自转周期 三、填空题 13．根据万有引力定律公式可知，当两质点的质量、不变，距离r增大时，则万有引力F （填“变大”或“变小”）。当距离r不变，两质点的质量均变大时，则万有引力F （填“变大”或“变小”）。 14．如图甲，质子束被加速到接近光速；如图乙，中子星是质量、密度非常大的星体，则经典力学 于质子束的运动规律， 中子星的引力规律（选填“适用”“不适用”）。 四、解答题 15．某人在一星球表面，从高h处以v0水平抛出一个小物体（小球仅在重力作用下运动），测得落地点与抛出点之间的水平距离为x，求： （1）该星球表面的重力加速度； （2）若已知该星球的半径为R，引力常量为G，求该星球的质量M． 16． 人类一直梦想登上月球，将月球作为人类的第二个家园。现根据观测已知月球的质量为M，半径为R，万有引力常量为G．请你结合以上数据求月球的第一宇宙速度v。 17．我国发射一颗返回式月球软着陆器，进行首次月球样品自动取样并安全返回地球。假设宇航员在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回到抛出点。已知月球半径为R，月球的质量分布均匀，万有引力常量为G，忽略月球自转，求： （1）月球表面的重力加速度； （2）月球的质量； （3）月球的第一宇宙速度。 18．电动机带动水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图所示。已知重力加速度g。设传送带足够长。从小木块被轻放在传送带上至小木块与传送带相对静止的过程中，求： (1)小木块的位移； (2)摩擦力对传送带做的功； (3)小木块与传送带在摩擦过程中产生的内能； (4)因传动物体电动机多消耗的电能。 第 2 页 共 5 页 第 1 页 共 5 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 高中物理周测卷（必修二 第七章万有引力与航天） 学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．设地球与火星的第一宇宙速度之比为2∶1，质量之比为8∶1，则关于地球与火星，下列说法正确的是（　D　） A．半径之比为4：1 B．表面重力加速度之比为1：1 C．宇宙飞船绕星球运行的最小周期之比为2：1 D．有相同的密度 【知识点】其他星球的第一宇宙速度 【详解】A．由得第一宇宙速度 因此 故A错误； B．由 可得 故B错误； C．由 得 有 故C错误； D．由 得 故D正确。 故选D。 2．行星绕太阳公转的半长轴a的立方与公转周期T的平方的比值是一个定值，即：（k与太阳的质量M有关），现将某行星轨道近似成圆轨道，已知万有引力常量为G，则关于k与M的关系为（ A ） A． B． C． D． 【知识点】开普勒第三定律 【详解】根据 得 A正确，BCD错误。 故选A。 3．已知某个绕太阳运动的彗星的椭圆轨道如图所示，F1、F2为椭圆的两个焦点，此彗星在A点时的速度比B点的速度大，那么太阳所处的位置是（ A ） A．F1点 B．F2点 C．A点 D．B点 【知识点】开普勒第一定律 【详解】彗星由远地点向近地点运动时，万有引力做正功，彗星速度增大，彗星在A点时的速度比B点的速度大，可知A点离太阳较近，由开普勒第一定律可知太阳位于其中的一个焦点上，为F1点，故A正确，BCD错误。故选A。 4．北京时间2022年6月5日10时44分，搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭发射成功，飞船发射后远离地球的过程中，地球对它的万有引力大小（　A　） A．一直减小 B．一直增大 C．先增大后减小 D．先减小后增大 【知识点】万有引力的计算 【详解】根据万有引力公式可知，飞离地球的过程中，地球对它的万有引力大小一直减小，A正确，BCD错误。故选A。 5．下列说法中正确的是 （　D　） A．声源向静止的观察者运动，观察者接收到的频率小于声源的频率 B．麦克斯韦预言了电磁波的存在；楞次用实验证实了电磁波的存在 C．由电磁振荡产生电磁波，当波源的振荡停止时，空间中的电磁波立即消失 D．宇宙飞船以接近光速的速度经过地球时，地球上的人观察到飞船上的时钟变慢 【知识点】多普勒效应、电磁场理论与电磁波的发现、时间延缓效应 【详解】A、声源向静止的观察者运动时，产生多普勒效应，则观察者接收到的频率大于声源的频率，故A错误．B、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B错误．C、电磁波由电磁振荡产生，但它是一种能量形式，若波源的电磁振荡停止，空中的电磁波不会立即消失，故C错误．D、根据钟慢效应，宇宙飞船高速经过地球附近时，地球上的人观察飞船是在做高速运动，所以飞船上的时钟变慢了；故D正确．故选D． 【点睛】本题考查光学、相对论以及电磁波的基本性质，要注意明确各对应规律的掌握，牢记对应的规律即可． 6．A、B是在同一平面不同轨道上的两颗质量不同的卫星，均绕地球做匀速圆周运动。则（　A　） A．周期TA>TB B．角速度ωA>ωB C．线速度大小vA>vB D．向心加速度大小aA>aB 【知识点】比较不同轨道上的卫星物理量 【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力得 可得，，， 由于，则有，，， 故选A。 7．“神舟六号”飞行到第5圈时，在地面指挥控制中心的控制下，由近地点250km圆形轨道1经椭圆轨道2转变到远地点350km的圆轨道3。设轨道2与1相切于Q点，与轨道3相切于P点，如图所示，则飞船分别在1、2、3轨道上运行时（  B  ）    A．飞船在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 B．飞船在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 C．飞船在轨道2上经过P点时的周期等于在轨道3上经过P点的周期 D．飞船在轨道1上经过Q点时的加速度大于在轨道2上经过Q点的加速度 【知识点】比较不同轨道上的卫星物理量 【详解】A．根据 可得 所以，可知飞船在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率 ，故A错误； B．根据 可得 所以，可知飞船在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度 ，故B正确； C．根据开普勒第三定律，可知由于飞船在椭圆轨道2上运行的半长轴小于其在圆轨道3上运行的半径，所以飞船在轨道2上经过P点时的周期小于在轨道3上经过P点的周期，故C错误； D．根据 得 所以，飞船在轨道1上经过Q点时的加速度等于在轨道2上经过Q点的加速度，故D错误。 故选B。 8．我国自主研发的北斗卫星系统采用三种轨道搭配，27颗卫星处在距地面21500千米的圆形轨道Ⅰ上，其周期为12小时，5颗卫星处在赤道上空距地面35800千米的地球同步轨道Ⅱ上，3颗卫星处在距地面35800千米与赤道平面有一定夹角的圆形轨道Ⅲ上。已知万有引力常量为，地球自转周期为24小时，下列说法正确的是（　B　） A．由题中信息不能算出地球质量 B．由题中信息能算出地球半径 C．轨道Ⅱ上的卫星一定比轨道Ⅰ上的卫星机械能大 D．轨道Ⅲ上的卫星一定比轨道Ⅱ上的卫星速率大 【知识点】计算中心天体的质量、比较不同轨道上的卫星物理量 【详解】AB．根据开普勒第三定律对轨道Ⅰ和同步轨道Ⅱ上的卫星 可得地球半径R；同步轨道Ⅱ上的卫星 可得地球质量M，选项A错误，B正确； C．轨道Ⅱ上的卫星与轨道Ⅰ上的卫星质量关系不确定，不能比较机械能大小，选项C错误； D．根据轨道Ⅲ上的卫星与轨道Ⅱ上的卫星轨道半径相等，可知速率相等， 选项D错误。故选B。 二、多选题 9．2015年2月7日，木星发生“冲日”现象。“木星冲日”是指木星和太阳正好分处地球的两侧，三者成一条直线。木星和地球绕太阳公转的方向相同，公转轨迹都近似为圆。设木星公转半径为R1，周期为T1；地球公转半径为R2，周期为T2，下列说法正确的是（ BD  ） A． B． C．“木星冲日”这一天象的发生周期为 D．“木星冲日”这一天象的发生周期为 【知识点】卫星的追及相遇问题 【详解】AB．由开普勒第三定律得 解得 故A错误，B正确； CD．当地球和木星运行到太阳两侧，三者排成一条直线，到地球与木星相距最近，两者转过的角度相差2π，所以 解得 故C错误，D正确。 故选BD。 10．下列说法正确的是（　BC　） A．经典力学能够说明微观粒子的规律性 B．经典力学适用于宏观物体的低速运动问题，不适用于高速运动的物体 C．虽然相对论与量子力学的出现对经典力学有冲击，但经典力学仍然有意义 D．对于宏观物体的高速运动问题，经典力学仍适用 【知识点】牛顿力学的成就与局限性 【详解】ABD．经典力学适用条件为宏观、低速。对微观、高速运动不再适用，故AD错误；B正确； C．相对论与量子力学的出现可以补充经典力学的不足，但是不能替代经典力学的地位。故C正确。故选BC。 11．关于开普勒第三定律，下列说法正确的是（　CD　） A．若地球绕太阳运行轨道的半长轴为R，周期为T，月球绕地球运行轨道的半长轴为，周期为，则 B．围绕地球运行的卫星不适用该规律 C．T表示行星运动的公转周期 D．k是一个与中心天体质量有关的量 【知识点】开普勒第三定律 【详解】CD．根据万有引力提供向心力，有 式子中的T表示行星绕中心天体运动的公转周期，k是一个与中心天体质量有关的量，故CD正确； A．开普勒第三定律 显然必须中心天体一样，式子中的k值才相等，故A错误； B．围绕地球运行的所有卫星，中心天体均为地球，同样适用该规律，故B错误；故选CD。 12．关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是 （　ABC　）    A．所有行星围绕太阳的运动轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 B．对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积 C．表达式R3/T2=k,k是一个与行星无关的常量 D．表达式R3/T2=k, T代表行星运动的自转周期 【知识点】开普勒第一定律、开普勒第二定律、开普勒第三定律 【详解】A、第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上．故A正确；B、开普勒第二定律的内容为：对于任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积，故B正确．C、D、第三定律：所有行星的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，k是与环绕天体无关，与中心天体有关的常量，而T为环绕天体的公转周期，故D错误，C正确．故选ABC． 【点睛】正确理解开普勒的行星运动三定律是解答本题的关键，注意理解面积定律的意义，知道行星在远日点的速率小于在近日点的速率． 三、填空题 13．根据万有引力定律公式可知，当两质点的质量、不变，距离r增大时，则万有引力F （填“变大”或“变小”）。当距离r不变，两质点的质量均变大时，则万有引力F （填“变大”或“变小”）。【答案】 变小 变大 【知识点】万有引力定律的内容、推导及适用范围 【详解】[1][2]根据 可知，当两质点的质量、不变，距离r增大时，则万有引力F变小，当距离r不变，两质点的质量均变大时，则万有引力F变大。 14．如图甲，质子束被加速到接近光速；如图乙，中子星是质量、密度非常大的星体，则经典力学 于质子束的运动规律， 中子星的引力规律（选填“适用”“不适用”）。    【答案】 不适用 不适用 【知识点】牛顿力学的成就与局限性 【详解】[1]经典力学适用于宏观、低速物体，质子束的速度接近光速，经典力学已不适用； [2]万有引力定律是在弱引力场中总结出来的，对弱引力场精确的适用，对强引力场则不是，中子星是质量、密度非常大的星体，是强引力场，因此经典力学不适用中子星的引力规律。 四、解答题 15．某人在一星球表面，从高h处以v0水平抛出一个小物体（小球仅在重力作用下运动），测得落地点与抛出点之间的水平距离为x，求： （1）该星球表面的重力加速度； （2）若已知该星球的半径为R，引力常量为G，求该星球的质量M． 【答案】（1）（2） 【详解】【分析】根据水平位移和初速度求出平抛运动的时间，结合位移时间公式求出星球表面的重力加速度，根据万有引力等于重力求出星球的质量； 解：(1)小物体做平抛运动的时间为： 根据 得星球表面的重力加速度为： (2)根据 得星球的质量为： 16．人类一直梦想登上月球，将月球作为人类的第二个家园。现根据观测已知月球的质量为M，半径为R，万有引力常量为G．请你结合以上数据求月球的第一宇宙速度v。 【答案】 【知识点】第一宇宙速度 【详解】月球的第一宇宙速度等于卫星在月球表面轨道绕月球做匀速圆周运动的线速度，根据万有引力提供向心力可得 解得 17．我国发射一颗返回式月球软着陆器，进行首次月球样品自动取样并安全返回地球。假设宇航员在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回到抛出点。已知月球半径为R，月球的质量分布均匀，万有引力常量为G，忽略月球自转，求： （1）月球表面的重力加速度； （2）月球的质量； （3）月球的第一宇宙速度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【知识点】其他星球的第一宇宙速度、其他星球表面的重力加速度 【详解】（1）根据 可知月球表面的重力加速度为 （2）根据小球所受重力等于万有引力 解得 （3）根据万有引力提供向心力 解得 18．电动机带动水平传送带以速度v匀速传动，一质量为m的小木块由静止轻放在传送带上，若小木块与传送带之间的动摩擦因数为μ，如图所示。已知重力加速度g。设传送带足够长。从小木块被轻放在传送带上至小木块与传送带相对静止的过程中，求： (1)小木块的位移； (2)摩擦力对传送带做的功； (3)小木块与传送带在摩擦过程中产生的内能； (4)因传动物体电动机多消耗的电能。 【答案】(1)；(2)；(3)；(4) 【知识点】物块在水平传送带上运动分析、功的定义（式）、常见力做功与相应的能量转化 【详解】(1)分析小木块，设运动时间为t，木块位移为，根据动力学规律有 v=at 解得 小木块的位移 (2)传送带的位移 解得 摩擦力对传送带做的功 解得 (3)摩擦过程中产生的内能 (4)由能量守恒定律得电动机消耗的电能 第 2 页 共 10 页 第 1 页 共 10 页 学科网（北京）股份有限公司 $