第七章 万有引力与宇宙航行 单元测试-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

《万有引力与宇宙航行》单元测试--2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册 一、选择题 1.关于万有引力定律，下列说法正确的是（　　） A. 卡文迪什提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值 B. 万有引力定律只适用于天体之间 C. 所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 D. 地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是相同的 2.我国的空间站“天和”核心舱在地球引力作用下，绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为M，地球的半径为R，“天和”的质量为m，离地面的高度为h，引力常量为G，则地球对“天和”的万有引力大小为（　　） A. B. C. D. 3.下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是 A. 第一宇宙速度又称为逃逸速度 B. 第一宇宙速度的数值是11.2km/s C. 第一宇宙速度的数值是7.9km/s D. 第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小线速度 4.木星绕太阳的公转，以及卫星绕木星的公转，均可以看作匀速圆周运动．已知万有引力常量，并且已经观测到木星和卫星的公转周期．要求得木星的质量，还需要测量的物理量是（　　） A. 太阳的质量 B. 卫星的质量 C. 木星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径 D. 卫星绕木星做匀速圆周运动的轨道半径 5.天文学家们曾经新发现了一颗类地行星Gliese12b，它绕其母恒星的运动可视为匀速圆周运动。已知Gliese122b轨道半径约为日地距离的，其母恒星质量约为太阳质量的，则Gliese122b绕其母恒星的运动周期约为（　　） A. 13天 B. 27天 C. 64天 D. 128天 6.某卫星沿椭圆轨道绕地球运行的示意图如图所示，地球半径为R，卫星的近地点Q在地球表面上方0.5R处，卫星的远地点P到地心的距离为3R，则下列说法正确的是（ ） A. 卫星在Q点的运行速率小于在P点的运行速率 B. 在Q点和P点的卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积之比为1：2 C. 卫星在Q点和P点受到的万有引力大小之比为36：1 D. 卫星在Q点和P点的加速度大小之比为4：1 7.如图所示，神舟十三号载人飞船与在轨飞行的天和核心舱顺利实现径向自主交汇对接，整个交会对接过程历时约6.5小时。为实现神舟十三号载人飞船与空间站顺利对接，飞船安装有几十台微动力发动机，负责精确地控制它的各种转动和平动。对接前飞船要先到达和空间站很近的相对静止的某个停泊位置（距空间站m）。为到达这个位置，飞船由惯性飞行状态转入发动机调控状态，下列说法正确的是（　　） A. 飞船先到空间站同一圆周轨道上同方向运动，合适位置减速靠近即可 B. 飞船先到与空间站圆周轨道垂直的同半径轨道上运动，合适位置减速靠近即可 C. 飞船到空间站轨道下方圆周轨道上同方向运动，合适的位置减速即可 D. 飞船先到空间站轨道上方圆周轨道上同方向运动，合适的位置减速即可 8. 如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（　　） A. b卫星转动线速度大于 B. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为 C. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为 D. 在b、c中，b的线速度大 9.中国火星探测器“天问一号”成功发射后，将沿地火转移轨道飞行七个多月，然后到达火星附近，通过制动减速被火星引力俘获，进入环绕火星的轨道飞行。已知地球的质量约为火星质量的10倍，半径约为火星半径的2倍，下列说法正确的是（　　） A. 若在火星上发射一颗绕火星的近地卫星，其速度至少需要 B. “天问一号”探测器的发射速度一定大于，小于 C. 火星与地球的第一宇宙速度之比为 D. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 10.“嫦娥四号”已成功降落月球背面，未来中国还将建立绕月轨道空间站。如图所示，关闭动力的宇宙飞船在月球引力作用下沿地－月转移轨道向月球靠近，并将与空间站在A处对接。已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，月球的半径为R，下列说法正确的是 A. 宇宙飞船在A处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火加速 B. 地－月转移轨道的周期小于T C. 月球的质量为 D. 月球的第一宇宙速度为 11.在天文学研究中，科学家通过引力波探测器观测到一个双星系统，该系统由两颗恒星组成，质量分别为和，它们围绕共同的中心做匀速圆周运动。已知两颗恒星之间的距离为，引力常量为。根据最新的观测数据，科学家发现该双星系统的运动周期与两颗恒星的质量和距离之间存在某种关系。此外，该双星系统的轨道偏心率很小，可以近似为圆轨道。关于该双星系统，下列说法正确的是（　　） A. 两颗恒星所受的向心力大小不相等 B. 该双星系统的质量比越大，两颗恒星的轨道半径比也越大 C. 两颗恒星的运动周期与成反比，与成正比 D. 研究发现该双星系统会通过引力波辐射损失能量，则该双星系统的距离会逐渐减小，运动周期也会逐渐减小 12.我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索，初步方案是：采用长征十号火箭先后将揽月着陆器和梦舟载人飞船送入地月转移轨道，经组合变轨，两个飞行器在环月轨道图中未画出交会对接，航天员进入揽月着陆器，之后揽月着陆器被月球捕获下降并将航天员送上月面。下列说法正确的是（　　） A. 载人飞船在地月转移轨道上的运行速度大于 B. 飞船与着陆器对接时，可以在同一轨道上向后喷气追上着陆器 C. 飞船在轨道Ⅱ上P点的加速度大小大于在轨道Ⅰ上P点的加速度大小 D. 飞船从捕获轨道转移到冻结轨道时需要在A点减速 二、计算题 13.如图所示，宇航员在某质量分布均匀的星球表面，从一斜坡上的P点沿水平方向以初速度v0抛出一小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，求： （1）该星球表面的重力加速度大小； （2）该星球的密度； （3）该星球的第一宇宙速度。 14. 一个质量均匀分布的球体，半径为，在其内部挖去一个半径为的球形空穴，其表面与球面相切，如图所示。已知挖去小球的质量为，在球心和空穴中心连线上，距球心处有一质量为的质点。已知万有引力常量为，球的体积与半径关系为，求： （1）被挖去的小球对的万有引力为多大？ （2）剩余部分对的万有引力为多大？ 15. 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？ 16.如图所示，若北斗卫星导航系统中的一颗卫星a位于赤道上空的轨道Ⅰ上，其对地张角为60°，Ⅱ为地球赤道上方的近地卫星b的轨道。已知地球的半径为R，卫星a的周期为T，引力常量为G，求： （1）卫星b的周期； （2）地球的平均密度。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C A C D A D D D C C 题号 11 12 答案 D D 13.（1） （2） （3） 14.（1） （2） 15.（1） （2） （3） （4） 16.（1） （2） 学科网（北京）股份有限公司 $