第三章 万有引力定律（单元自测·基础卷）物理粤教版必修第二册

………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… 此卷只装订不密封 ………………○………………内………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… ………………○………………外………………○………………装………………○………………订………………○………………线………………○……………… … 学校：______________姓名：_____________班级：_______________考号：______________________ 2025-2026学年高一年级必修二物理单元自测 第三章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．关于开普勒第三定律中的公式，下列说法中正确的是（　　） A．常数k只与行星质量有关 B．仅适用于围绕地球运行的所有卫星 C．仅适用于围绕太阳运行的所有行星 D．公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星或卫星 2．奋斗者号是我国研发的万米载人潜水器，曾多次下潜突破万米。若把地球看成质量分布均匀的球体，海平面看成球体表面，且球壳对球内任一质点的万有引力为零，忽略地球的自转，则下列关于“奋斗者号”下潜所在处的重力加速度大小和下潜深度的关系图像大致为（    ） A． B． C． D． 3．在人类探索宇宙的过程中，许多伟大的物理学家做出了卓越的贡献，下列说法正确的是（　　） A．开普勒根据第谷的行星观察数据，提出了行星运动定律 B．古希腊科学家托勒密提出了“日心说”，大胆反驳了“地心说” C．牛顿发现了万有引力定律并利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量 D．英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维耶应用万有引力定律，计算出了天王星的轨道 4．2023年5月12日，我国第一艘改进型国产货运飞船天舟六号将7.4吨物资送至“天和”核心舱进行补给。如图，对接前天舟六号飞船在圆形轨道Ⅰ运行，核心舱在距地面高度400km的圆形轨道Ⅱ运行。飞船从轨道Ⅰ加速到达轨道Ⅱ与核心舱对接，对接后共同沿轨道Ⅱ运行，则下列说法正确的是（　　）    A．对接后飞船的运行速度可能大于7.9km/s B．对接后核心舱的运行周期将增大 C．考虑稀薄大气阻力，需要启动核心舱的动力装置进行能量补给 D．在轨道Ⅰ运行的飞船速度小于在轨道运行的“天和”核心舱的速度 5．如图所示，有两颗绕地球做椭圆运动的卫星1和卫星2，它们轨道的近地点到地球表面的最近距离均为，远地点到地球表面的最近距离分别为、，环绕地球运动的周期之比。已知万有引力常量为，地球表面的重力加速度为，忽略地球的自转，两卫星均可看作质点，则地球质量为（　　） A． B． C． D． 6．2025年11月3日，我国在文昌航天发射场成功发射遥感四十六号卫星，该卫星由长征七号改运载火箭送入轨道，主要用于防灾减灾、国土资源勘察及气象监测。已知遥感四十六号卫星的运行轨道距离地面的高度为h，环绕周期为T，地球可看作半径为R的均质球体，下列说法正确的是（　　） A．遥感四十六号卫星的环绕速度为 B．遥感四十六号卫星的环绕速度大于第一宇宙速度 C．遥感四十六号卫星的向心加速度大小为 D．地球的第一宇宙速度为 7．我国计划在2028年前后实施两次火星探测任务。某兴趣小组根据下表提供的信息，据此提出了一些说法，其中正确的是（　　） 到太阳的距离 质量 直径 自转周期 地球 L M d T 火星 1.5L 0.11M 0.5d T A．可以计算出太阳质量 B．地球表面重力加速度和火星表面重力加速度大小之比为 C．火星第一宇宙速度和地球第一宇宙速度之比为 D．地球绕太阳的周期和火星绕太阳的周期之比为1 8．在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理研究方法的叙述正确的是（　　） A．“探究向心力大小的表达式”实验中用到了等效替代法 B．卡文迪什利用扭秤实验测量引力常量运用了放大的思想 C．在研究物体沿曲面运动时重力做功的过程中用到了微元法 D．研究小船渡河问题时，主要运用了极限的思想方法 9．如图所示，固定在地面上的斜面，斜面的高度为，底边的长度为，在斜面的顶点沿水平方向以抛出一个小球，经时间时落回该斜面，已知地球半径，引力常量为。设地球的质量为，地球的平均密度为，地球表面的重力加速度为，则（　　） A． B． C． D． 10．木星是太阳系八大行星中体积最大的行星，从地球上看，它是夜空中亮度排第二的行星，排在“夜空中最亮行星”金星之后。木星质量约为地球质量的318倍，木星公转周期约为地球公转周期的12倍，若木星和地球绕太阳的运动均视为匀速圆周运动由以上条件可以近似得出（　　） A．地球与木星公转的线速度大小之比 B．地球与木星的自转周期之比 C．地球表面与木星表面重力加速度大小之比 D．地球与木星公转的向心加速度大小之比 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11．（6分）卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量，假设某同学在这种环境设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量；给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，设航天器中具有基本测量工具。 （1）物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是 ； （2）实验时需要测量的物理量是 ； （3）待测质量的表达式为 。 12．（8分）卡文迪许利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量： (1)横梁一端固定有一质量为m的均匀铅球A，旁边有一质量为m'的均匀铅球B，A、B两球球心的距离L，已知引力常量为G，则A、B两球间的万有引力大小为F= 。 (2)在下图所示的几个实验中，与“卡文迪许扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是 。（选填“甲”“乙”或“丙”） 三、计算题：本题共3小题，共40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．（10分）“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，已知它在距月球表面高度为h的圆形轨道上运行，运行周期为T，引力常量为G，月球半径为R。 (1)求月球的质量； (2)求月球的密度； (3)求月球表面的重力加速度。 14．（14分）科学家将首批宇航员送往火星进行考察。假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测一质量为的物体，其重力的读数为，在火星赤道上宇航员用同一个弹簧测力计测其重力的读数为（其中），通过天文观测测得火星的自转周期为，引力常量为，将火星看成是质量分布均匀的球体，求： (1)火星的密度； (2)火星的第一宇宙速度。 15.（16分）2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r。已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。求： (1) “天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v； (2)火星的质量M； (3)火星表面的重力加速度的大小g； (4)火星上的第一宇宙速度是多少？ 试题 第3页（共8页） 试题 第4页（共8页） 试题 第1页（共8页） 试题 第2页（共8页） 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高一年级必修二物理单元自测 第三章·基础通关 1、 选择题：本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D C A C A D B BC BD AD 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11．物体随着卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以摩擦力可以忽略不计（2分）； 测物体受到的拉力，待测物体做匀速圆周运动的半径，周期（2分）； （2分） 12．(1)（4分） (2)乙（4分） 三、计算题：本题共4小题，共40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．（10分）（1）根据万有引力提供向心力得 （2分） 解得月球的质量（1分） （2）月球的体积（1分） 则月球的密度（2分） （3）根据万有引力等于重力得（2分） 解得（2分） 14．（14分）（1）根据题意，物体在火星两极处万有引力等于重力，则有（2分） 在火星赤道上有（2分） 联立得火星的半径为，（2分） 根据密度公式得，火星的密度为（1分） 体积（1分） 联立得（2分） （2）由万有引力提供向心力，对在火星表面匀速圆周运动的物体有（2分） 结合小问（1）解得，火星的第一宇宙速度为（2分） 15．（16分）（1）“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小（2分） （2）设火星质量为，“天问一号”质量为，“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，火星对“天问一号”的万有引力提供了“天问一号”做圆周运动的向心力，则 （2分） 解得火星的质量（2分） （3）设火星表面有一个质量为的物体，不考虑火星的自转，其重力等于万有引力，则 又（3分） 解得（2分） （4）设质量为的物体贴近火星表面飞行，设火星上的第一宇宙速度大小为，则 又（3分） 解得（2分） 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高一年级必修二物理单元自测 第三章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．关于开普勒第三定律中的公式，下列说法中正确的是（　　） A．常数k只与行星质量有关 B．仅适用于围绕地球运行的所有卫星 C．仅适用于围绕太阳运行的所有行星 D．公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星或卫星 【答案】D 【详解】A．根据牛顿第二定律 ，常数由中心天体的质量决定，与行星质量无关，故A错误； BCD．从上面的推导过程可知，此结论适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星或卫星，只需要求围绕同一中心天体运动，BC错误，D正确。 故D正确。 2．奋斗者号是我国研发的万米载人潜水器，曾多次下潜突破万米。若把地球看成质量分布均匀的球体，海平面看成球体表面，且球壳对球内任一质点的万有引力为零，忽略地球的自转，则下列关于“奋斗者号”下潜所在处的重力加速度大小和下潜深度的关系图像大致为（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】把地球看成质量分布均匀的球体，海平面看成球体表面，且球壳对球内任一质点的万有引力为零，忽略地球的自转，则“奋斗者号”所受的万有引力取决于“奋斗者号”所处位置以内的地球质量，设地球的密度为，地球半径为，则对“奋斗者号”产生万有引力的有效质量为 则“奋斗者号”受到的万有引力为 “奋斗者号”所处位置的重力加速度大小为。 故选C。 3．在人类探索宇宙的过程中，许多伟大的物理学家做出了卓越的贡献，下列说法正确的是（　　） A．开普勒根据第谷的行星观察数据，提出了行星运动定律 B．古希腊科学家托勒密提出了“日心说”，大胆反驳了“地心说” C．牛顿发现了万有引力定律并利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量 D．英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维耶应用万有引力定律，计算出了天王星的轨道 【答案】A 【详解】A．开普勒根据第谷的行星观察数据，提出了行星运动定律，故A正确； B．古希腊科学家哥白尼提出了“日心说”，大胆反驳了“地心说”，故B错误； C．牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许（卡文迪什）利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量，故C错误； D．英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维耶应用万有引力定律，计算出了海王星的轨道，故D错误。 故选A。 4．2023年5月12日，我国第一艘改进型国产货运飞船天舟六号将7.4吨物资送至“天和”核心舱进行补给。如图，对接前天舟六号飞船在圆形轨道Ⅰ运行，核心舱在距地面高度400km的圆形轨道Ⅱ运行。飞船从轨道Ⅰ加速到达轨道Ⅱ与核心舱对接，对接后共同沿轨道Ⅱ运行，则下列说法正确的是（　　）    A．对接后飞船的运行速度可能大于7.9km/s B．对接后核心舱的运行周期将增大 C．考虑稀薄大气阻力，需要启动核心舱的动力装置进行能量补给 D．在轨道Ⅰ运行的飞船速度小于在轨道运行的“天和”核心舱的速度 【答案】C 【详解】A．为第一宇宙速度，即近地卫星速度，根据公式 得 对接后共同沿轨道Ⅱ运行，轨道半径大于近地卫星轨道半径，所以对接后飞船的运行速度小于，故A错误； B．根据公式 解得 可知周期与核心舱的质量无关，所以对接后核心舱的运行周期不变，故B错误； C．对接后，由于稀薄大气阻力，若无动力补充，核心舱将做近心运动，故需要启动核心舱的动力装置进行能量补给，故C正确； D．根据 可得 因 则有 所以沿轨道Ⅰ运行的速度大于天和核心舱沿轨道Ⅱ运行的速度，故D错误。 故选C。 5．如图所示，有两颗绕地球做椭圆运动的卫星1和卫星2，它们轨道的近地点到地球表面的最近距离均为，远地点到地球表面的最近距离分别为、，环绕地球运动的周期之比。已知万有引力常量为，地球表面的重力加速度为，忽略地球的自转，两卫星均可看作质点，则地球质量为（　　） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】根据开普勒第三定律，卫星1和卫星2的周期之比，可求卫星1和卫星2的半长轴之比为 根据几何关系， 联立解得地球的半径 根据密度公式，忽略地球的自转，地球质量满足 解得 故选A。 6．2025年11月3日，我国在文昌航天发射场成功发射遥感四十六号卫星，该卫星由长征七号改运载火箭送入轨道，主要用于防灾减灾、国土资源勘察及气象监测。已知遥感四十六号卫星的运行轨道距离地面的高度为h，环绕周期为T，地球可看作半径为R的均质球体，下列说法正确的是（　　） A．遥感四十六号卫星的环绕速度为 B．遥感四十六号卫星的环绕速度大于第一宇宙速度 C．遥感四十六号卫星的向心加速度大小为 D．地球的第一宇宙速度为 【答案】D 【详解】A．根据万有引力定律和匀速圆周运动规律，遥感四十六号卫星的轨道半径 万有引力提供向心力 其中为地球质量，为卫星质量。由此可得环绕速度，故A错误； C．向心加速度，故C错误； B．第一宇宙速度（最小环绕速度）为 由于轨道半径 ，环绕速度 ，故B错误； D．由卫星周期与轨道关系 得 第一宇宙速度，故D正确。 故选D。 7．我国计划在2028年前后实施两次火星探测任务。某兴趣小组根据下表提供的信息，据此提出了一些说法，其中正确的是（　　） 到太阳的距离 质量 直径 自转周期 地球 L M d T 火星 1.5L 0.11M 0.5d T A．可以计算出太阳质量 B．地球表面重力加速度和火星表面重力加速度大小之比为 C．火星第一宇宙速度和地球第一宇宙速度之比为 D．地球绕太阳的周期和火星绕太阳的周期之比为1 【答案】B 【详解】A．要计算太阳质量，需利用万有引力定律，但题目仅提供行星到太阳的距离，未给出绕太阳运动周期、线速度、角速度、频率、转速这些物理量的其中一个，因此无法计算太阳质量，故A错误； B．计算表面重力加速度，在行星表面，忽略行星自转影响，物体受到的万有引力等于其重力，得 化简得 其中为行星半径，地球半径，火星半径 所以，故B正确； C．第一宇宙速度可看作卫星贴近中心天体表面绕中心天体做圆周运动时的速度，此时圆周运动的半径为中心天体的半径，万有引力充当向心力得 化简得 所以，故C错误； D．根据开普勒第三定律，火星与地球轨道半径之比，则周期之比为，故D错误。 故选B。 8．在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理研究方法的叙述正确的是（　　） A．“探究向心力大小的表达式”实验中用到了等效替代法 B．卡文迪什利用扭秤实验测量引力常量运用了放大的思想 C．在研究物体沿曲面运动时重力做功的过程中用到了微元法 D．研究小船渡河问题时，主要运用了极限的思想方法 【答案】BC 【详解】A．“探究向心力大小的表达式”实验中用到了控制变量法，故A错误； B．卡文迪什利用扭称实验测量引力常量运用了放大的思想，故B正确； C．在研究物体沿曲面运动时重力做功的过程中用到了微元法，故C正确； D．研究小船渡河问题时，主要运用了运动的合成与分解，选项D错误。 故选BC。 9．如图所示，固定在地面上的斜面，斜面的高度为，底边的长度为，在斜面的顶点沿水平方向以抛出一个小球，经时间时落回该斜面，已知地球半径，引力常量为。设地球的质量为，地球的平均密度为，地球表面的重力加速度为，则（　　） A． B． C． D． 【答案】BD 【详解】AB．令小球的位移为，则有 解得，故A错误，B正确； C．在地球表面有 结合上述解得，故C错误； D．地球的密度 结合上述解得，故D正确。 故选BD。 10．木星是太阳系八大行星中体积最大的行星，从地球上看，它是夜空中亮度排第二的行星，排在“夜空中最亮行星”金星之后。木星质量约为地球质量的318倍，木星公转周期约为地球公转周期的12倍，若木星和地球绕太阳的运动均视为匀速圆周运动由以上条件可以近似得出（　　） A．地球与木星公转的线速度大小之比 B．地球与木星的自转周期之比 C．地球表面与木星表面重力加速度大小之比 D．地球与木星公转的向心加速度大小之比 【答案】AD 【详解】AD．由题知，木星和地球绕太阳的运动均视为匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有 解得 其中为太阳的质量，为万有引力常量，由题知，木星公转周期约为地球公转周期的12倍，故可以得出木星公转的轨道半径与地球公转的轨道半径之比；根据万有引力提供向心力有 解得， 故可以得出地球与木星公转的线速度大小之比和地球与木星公转的向心加速度大小之比，故AD正确； B．根据已知条件，可知地球与木星的公转周期之比，但无法求出地球与木星的自转周期之比，故B错误； C．设某物体在某星球表面上，忽略某星球自转的影响，则有 解得 其中为行星的质量，为万有引力常量，为行星的半径，由题知，木星质量约为地球质量的318倍，但不知道木星的半径与地球的半径之比，故无法得出地球表面与木星表面重力加速度大小之比，故C错误。 故选AD。 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11．（6分）卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量，假设某同学在这种环境设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量；给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，设航天器中具有基本测量工具。 （1）物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是 ； （2）实验时需要测量的物理量是 ； （3）待测质量的表达式为 。 【答案】 见解析 测物体受到的拉力，待测物体做匀速圆周运动的半径，周期 【详解】（1）[1]物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是：物体随着卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以摩擦力可以忽略不计。 （2）[2]待测物体绕O点做匀速圆周运动，设半径为，周期为，则有 可知实验时需要测量的物理量：待测物体受到的拉力，待测物体做匀速圆周运动的半径，周期。 （3）[3]根据 可得待测质量的表达式为 12．（8分）卡文迪许利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量： (1)横梁一端固定有一质量为m的均匀铅球A，旁边有一质量为m'的均匀铅球B，A、B两球球心的距离L，已知引力常量为G，则A、B两球间的万有引力大小为F= 。 (2)在下图所示的几个实验中，与“卡文迪许扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是 。（选填“甲”“乙”或“丙”） 【答案】(1) (2)乙 【详解】（1）根据万有引力定律，A、B两球间的万有引力大小为 （2）为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”，利用平面镜对光线的反射，来体现微小形变的，当增大刻度尺与平面镜的距离时，转动的角度更明显，而甲中采用的等效替代法，乙采用的放大法，丙采用的控制变量法。 故选乙。 三、计算题：本题共3小题，共40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．（10分）“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，已知它在距月球表面高度为h的圆形轨道上运行，运行周期为T，引力常量为G，月球半径为R。 (1)求月球的质量； (2)求月球的密度； (3)求月球表面的重力加速度。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据万有引力提供向心力得 解得月球的质量 （2）月球的体积 则月球的密度 （3）根据万有引力等于重力得 解得 14．（14分）科学家将首批宇航员送往火星进行考察。假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测一质量为的物体，其重力的读数为，在火星赤道上宇航员用同一个弹簧测力计测其重力的读数为（其中），通过天文观测测得火星的自转周期为，引力常量为，将火星看成是质量分布均匀的球体，求： (1)火星的密度； (2)火星的第一宇宙速度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据题意，物体在火星两极处万有引力等于重力，则有 在火星赤道上有 联立得火星的半径为， 根据密度公式得，火星的密度为 体积 联立得 （2）由万有引力提供向心力，对在火星表面匀速圆周运动的物体有 结合小问（1）解得，火星的第一宇宙速度为 15.（16分）2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r。已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。求： (1) “天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v； (2)火星的质量M； (3)火星表面的重力加速度的大小g； (4)火星上的第一宇宙速度是多少？ 【答案】(1) (2) (3) (4) 【详解】（1）“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小 （2）设火星质量为，“天问一号”质量为，“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，火星对“天问一号”的万有引力提供了“天问一号”做圆周运动的向心力，则 解得火星的质量 （3）设火星表面有一个质量为的物体，不考虑火星的自转，其重力等于万有引力，则 又 解得 （4）设质量为的物体贴近火星表面飞行，设火星上的第一宇宙速度大小为，则 又 解得 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司1 / 16 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 2025-2026学年高一年级必修二物理单元自测 第三章·基础通关 建议用时：75分钟，满分：100分 第Ⅰ卷 选择题 一．选择题（本题共10小题，共46分，在每小题给出的四个选项中，1~7题只有一项符合题目要求，每小题4分，8~10题有多项符合题目要求，全部选对得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答得0分。） 1．关于开普勒第三定律中的公式，下列说法中正确的是（　　） A．常数k只与行星质量有关 B．仅适用于围绕地球运行的所有卫星 C．仅适用于围绕太阳运行的所有行星 D．公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星或卫星 2．奋斗者号是我国研发的万米载人潜水器，曾多次下潜突破万米。若把地球看成质量分布均匀的球体，海平面看成球体表面，且球壳对球内任一质点的万有引力为零，忽略地球的自转，则下列关于“奋斗者号”下潜所在处的重力加速度大小和下潜深度的关系图像大致为（    ） A． B． C． D． 3．在人类探索宇宙的过程中，许多伟大的物理学家做出了卓越的贡献，下列说法正确的是（　　） A．开普勒根据第谷的行星观察数据，提出了行星运动定律 B．古希腊科学家托勒密提出了“日心说”，大胆反驳了“地心说” C．牛顿发现了万有引力定律并利用扭秤实验装置比较准确地测出了引力常量 D．英国剑桥大学学生亚当斯和法国天文学家勒维耶应用万有引力定律，计算出了天王星的轨道 4．2023年5月12日，我国第一艘改进型国产货运飞船天舟六号将7.4吨物资送至“天和”核心舱进行补给。如图，对接前天舟六号飞船在圆形轨道Ⅰ运行，核心舱在距地面高度400km的圆形轨道Ⅱ运行。飞船从轨道Ⅰ加速到达轨道Ⅱ与核心舱对接，对接后共同沿轨道Ⅱ运行，则下列说法正确的是（　　）    A．对接后飞船的运行速度可能大于7.9km/s B．对接后核心舱的运行周期将增大 C．考虑稀薄大气阻力，需要启动核心舱的动力装置进行能量补给 D．在轨道Ⅰ运行的飞船速度小于在轨道运行的“天和”核心舱的速度 5．如图所示，有两颗绕地球做椭圆运动的卫星1和卫星2，它们轨道的近地点到地球表面的最近距离均为，远地点到地球表面的最近距离分别为、，环绕地球运动的周期之比。已知万有引力常量为，地球表面的重力加速度为，忽略地球的自转，两卫星均可看作质点，则地球质量为（　　） A． B． C． D． 6．2025年11月3日，我国在文昌航天发射场成功发射遥感四十六号卫星，该卫星由长征七号改运载火箭送入轨道，主要用于防灾减灾、国土资源勘察及气象监测。已知遥感四十六号卫星的运行轨道距离地面的高度为h，环绕周期为T，地球可看作半径为R的均质球体，下列说法正确的是（　　） A．遥感四十六号卫星的环绕速度为 B．遥感四十六号卫星的环绕速度大于第一宇宙速度 C．遥感四十六号卫星的向心加速度大小为 D．地球的第一宇宙速度为 7．我国计划在2028年前后实施两次火星探测任务。某兴趣小组根据下表提供的信息，据此提出了一些说法，其中正确的是（　　） 到太阳的距离 质量 直径 自转周期 地球 L M d T 火星 1.5L 0.11M 0.5d T A．可以计算出太阳质量 B．地球表面重力加速度和火星表面重力加速度大小之比为 C．火星第一宇宙速度和地球第一宇宙速度之比为 D．地球绕太阳的周期和火星绕太阳的周期之比为1 8．在物理学的发展过程中，科学家们运用了许多研究方法。以下关于物理研究方法的叙述正确的是（　　） A．“探究向心力大小的表达式”实验中用到了等效替代法 B．卡文迪什利用扭秤实验测量引力常量运用了放大的思想 C．在研究物体沿曲面运动时重力做功的过程中用到了微元法 D．研究小船渡河问题时，主要运用了极限的思想方法 9．如图所示，固定在地面上的斜面，斜面的高度为，底边的长度为，在斜面的顶点沿水平方向以抛出一个小球，经时间时落回该斜面，已知地球半径，引力常量为。设地球的质量为，地球的平均密度为，地球表面的重力加速度为，则（　　） A． B． C． D． 10．木星是太阳系八大行星中体积最大的行星，从地球上看，它是夜空中亮度排第二的行星，排在“夜空中最亮行星”金星之后。木星质量约为地球质量的318倍，木星公转周期约为地球公转周期的12倍，若木星和地球绕太阳的运动均视为匀速圆周运动由以上条件可以近似得出（　　） A．地球与木星公转的线速度大小之比 B．地球与木星的自转周期之比 C．地球表面与木星表面重力加速度大小之比 D．地球与木星公转的向心加速度大小之比 第Ⅱ卷 非选择题 二、实验题：本题共2小题，共14分。 11．（6分）卫星绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量，假设某同学在这种环境设计了如图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量；给待测物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动，设航天器中具有基本测量工具。 （1）物体与桌面间的摩擦力可以忽略不计，原因是 ； （2）实验时需要测量的物理量是 ； （3）待测质量的表达式为 。 12．（8分）卡文迪许利用如图所示的扭称实验装置测量了引力常量： (1)横梁一端固定有一质量为m的均匀铅球A，旁边有一质量为m'的均匀铅球B，A、B两球球心的距离L，已知引力常量为G，则A、B两球间的万有引力大小为F= 。 (2)在下图所示的几个实验中，与“卡文迪许扭秤实验”中测量微小量的思想方法最相近的是 。（选填“甲”“乙”或“丙”） 三、计算题：本题共3小题，共40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．（10分）“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，已知它在距月球表面高度为h的圆形轨道上运行，运行周期为T，引力常量为G，月球半径为R。 (1)求月球的质量； (2)求月球的密度； (3)求月球表面的重力加速度。 14．（14分）科学家将首批宇航员送往火星进行考察。假设在火星两极宇航员用弹簧测力计测一质量为的物体，其重力的读数为，在火星赤道上宇航员用同一个弹簧测力计测其重力的读数为（其中），通过天文观测测得火星的自转周期为，引力常量为，将火星看成是质量分布均匀的球体，求： (1)火星的密度； (2)火星的第一宇宙速度。 15.（16分）2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r。已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。求： (1) “天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v； (2)火星的质量M； (3)火星表面的重力加速度的大小g； (4)火星上的第一宇宙速度是多少？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 1 / 9 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $