(6)万有引力理论的成就、宇宙航行、相对论时空观-【衡水金卷·先享题】2025-2026学年高一物理必修第二册同步周测卷（教科版）

高一周测卷 ·物理（教科版）必修第二册· 高一同步周测卷/物理必修第二册（六） 命题要素一贤表 注： 1.能力要求： I.理解能力 Ⅱ，推理能力Ⅲ，分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力 2.学科素养： ①物理观念 ②科学思维③科学探究( 科学态度与责任 分 知识点 能力要求 学科素养 预估难度 题号 题型 值 (主题内容) ① ②③ ④ 档次 系数 1 单项选择题 6 万有引力定律理论的应用 易 0.90 2 单项选择题 6 行星运动规律 易 0.85 单项选择题 卫星轨道参数比较 中 0.75 4 单项选择题 6 不同轨道卫星参数的比较 中 0.75 5 单项选择题 6 万有引力定律的综合运用 0.75 6 单项选择题 6 万有引力定律、宇宙速度 中 0.70 7 多项选择题 8 卫星变轨问题 中 0.65 开普勒定律在彗星运动中的 8 多项选择题 中 0.60 应用 9 非选择题 15 不同轨道参数的计算 易 0.80 10 非选择题 15 双星问题 中 0.70 星球密度和第一宇宙速度的 非选择题 18 中 0.60 计算 叁考答案及解析 一、单项选择题 8=4Gzp 3,可知匙=尽=2，A项正确，B项错误； 1.B【解折】根据G兴=mg可得M=答，A项正 3 g地R 由于巨蟹座56A的质量和太阳质量相等，根据=k 确：根报G恤-m禁，可得M一禁，需要知道地 r2 可知ru<r,根据G恤=ma,可知au>a,C项错 球的公转周期而不是自转周期，B项错误；海王星的 r2 轨道是利用万有引力定律计算预言的，因此被称为 误；根据GM /GM R2 =m尺，可知第一字宙速度u=√尺 “笔尖下发现的行星”，C项正确：牛顿用月球和太阳 的万有引力解释了潮汐现象，D项正确。 4GmR卫，可知地=√ 3 4GR>入 4GπR地P= 3 3 2.A【解析】根据G=mg,而M=p·专R,可得 4 R V地，D项错误。 ·19· ·物理（教科版）必修第二册· 参考答案及解析 3.B【解析】根据万有引力提供向心力有GMm 可知周期关系为T,=T>T,B项错误；对a、c,因为 r2 两者的角速度相同，根据a=w2r可知a>a。,对b、c, M ，解得=√ ,可知半径越小，线速度越大， 根据G-ma,可得a-,可知a,>a,则向心 GM r2 故空间站运行的线速度比卫星大，A项错误；设空间 加速度的大小关系为a,>a:>aa,C项正确；同步卫 站和卫星的周期分别为T、T2,半径分别为n、2,由 星c没有脱离地球的引力范围，则发射速度要小于 开普勒第三定律可得只-膏，故空间站运行的周期 11.2km/s,D项错误。 T 二、多项选择题 比卫星短，B项正确；根据角速度计算公式w一票，可 7.AD【解析】从轨道I到轨道Ⅱ，卫星在Q点是做逐 知空间站运行的角速度比卫星大，C项错误；根据牛 渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需 向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需 顿第二定律有G0=ma,可知a=,半径越小， r2 的向心力，即卫星在Q点需加速，则在轨道Ⅱ上Q点 加速度越大，空间站运行的加速度比卫星大，D项 的速度大于轨道I上Q点的速度，A项正确，B项错 错误。 误；根据GMm=ma,得a=G,因此卫星在轨道1 r2 r 4.C 【解析】根据GMm =ma,解得a r GM,卫星的向 上Q点的加速度等于在轨道Ⅱ上Q点的加速度，C 心加速度减小到原来的。，A项错误：根据G 项错误；要把该同步卫星回收，卫星在Q点是做近心 r2 运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力小于万 rw2,解得w GM ,卫星的角速度减小到原来的 有引力，所以应给卫星减速，减小所需的向心力，即卫 星在Q点需减速，D项正确。 8,B项错误；根据G =m，解得T 4π2 r2 8.BCD【解析】由开普勒第二定律，在极短的△t时间 1 √GM,卫星的周期增大到原来的8倍，C项正确，D /4π2r3 内有号△n=子△m,解得=rnA项错 项错误。 误根据GM=ma有a-GM,可得aa=i,B 5.D【解析】“嫦娥五号”绕月球做匀速圆周运动时，根 项正确；地球公转周期T=1年，哈雷彗星的周期为 据万有引力提供向心力有G=mt,解得M= 2 （2061-1986)年=75年，根据开普勒第三定律有二 名，A项错误：根据M=pV=p·专R,解得p R ，解得只=7厅>15，C项正确：从2025年到 京，B项错误：根据园周运动向心加速度可知。 2061年的时间内，哈雷彗星从远日点向近日点运动， 其速度不断增大，D项正确。 “嫦娥五号”的加速度a=亡，C项错误；在月球表面 三、非选择题 有万有引力等于重力，即GM=mg,联立解得g 9.【解析】(1)飞船在预定圆轨道上运动的周期 T=L (2分) ,D项正确 (2)设预定圆轨道距地面的高度为h,飞船在预定圆 6.C【解析】对a、c,因为两者的角速度相同，根据v= 轨道上做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，根 ar可知a,>,对6、c,根据G0=m号，可得= ,2 据牛顿第二定律得 GMm (R+h)2 n4元(R+h) =mT下 (2分) GM ,可知，>，则线速度的大小关系为%> 当飞船在地球表面时有 >u。,A项错误；对a、c,两者的周期相同T。=T,对 GMm mg= (2分) 6c,根据开普勒第三定律可 下=k,可知T>T6, 解得预定圆轨道距地面的高度 ·20· 高一周测卷 ·物理（教科版）必修第二册· RE一R h=入√4 (2分) 解得w=√Gm四 L3 (3分) (3)飞船在近地点A所受的万有引力 11.【解析】(1)由万有引力提供向心力有 F=_ GMm R+h) (2分) =m禁R R (3分) 又ng=GMm R2 (2分) 可得M=4红R GT (2分) 根据牛顿第二定律有F=ma (1分) 由-兴 (2分) 解得飞船在近地点A的加速度a=R干) 8R2 (2分) 可得p器 (2分) 10.【解析】(1)联星系统中双星的角速度相等，由万有 引力定律和向心力公式有 (2)设星球表面的重力加速度为g6,由小钢球做自 1 Gmm2-mro (3分) 由落体运动有h=乞8t (2分) L Gmimz=mzr2o (2分) L2 (3分) 则有=兰 解得口= 设第一宇宙速度为，在星球表面由重力提供小钢 (3分) r2721 球做圆周运动的向心力，有mg。=m尺 (3分) (2)根据以上分析，且双星的角速度相同，则 GL 解得=√gR=子V2mR (2分) (3分) ·21·高一同步周测卷/物理必修第二册 (六)预言未知星体、计算天体质量、人造卫星、宇宙速度 （考试时间40分钟，满分100分) 一、单项选择题（本题共6小题，每小题6分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只 有一项是符合题目要求的) 1.下列说法错误的是 A.已知地球的半径、地球表面的重力加速度和引力常量，可以“称量”出地球的质量 B.已知地球的公转轨道半径、地球的自转周期和引力常量，可以估算出太阳的质量 C.海王星的轨道是利用万有引力定律计算预言的，因此被称为“笔尖下发现的行星” D.牛顿用月球和太阳的万有引力解释了潮汐现象 2.巨蟹座55e是一颗环绕着巨蟹座55A的太阳系外行星，它的公转周期约为18h,其半 径约为地球半径的2倍，密度和地球密度基本一致，被称为超级地球。假设巨蟹座 55A的质量和太阳质量相等，忽略巨蟹座55e的自转，则下列说法正确的是 A.巨蟹座55e表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的2倍 B.巨蟹座55e表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的8倍 C.巨蟹座55e绕巨蟹座55A转动的向心加速度小于地球绕太阳转动的向心加速度 D.巨蟹座55e的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度 3.中国空间站的轨道高度为400~450千米，北斗系统第55颗导航卫星属地球静止轨 道卫星，其运行轨道距地面的高度约为36000千米。假设空间站和该卫星都绕地球 做圆周运动，那么空间站和卫星在各自轨道上运行时，下列说法正确的是 A.空间站运行的线速度比卫星的小 B.空间站运行的周期比卫星的短 C.空间站运行的角速度比卫星的小 D.空间站运行的加速度比卫星的小 物理（教科版）必修第二册第1页（共4页)】 衡水金卷·先享题 4.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的轨道半径增大为原来的4倍，卫星 仍然做匀速圆周运动，则下列说法正确的是 A,卫星的向心加速度减小到原来的 。B.卫星的角速度减小到原米的号 C.卫星的周期增大到原来的8倍 D.卫星的周期增大到原来的2倍 5.“嫦娥五号”探测器绕月球做匀速圆周运动时，轨道半径为r,速度大小为。已知月 球半径为R,引力常量为G,忽略月球自转的影响。下列说法正确的是 A,月球的质建为岩 B.月球平均密度为 C“嫦续五号”的加速度为荒 D,月球表面的重力加速度为彩 6.中国天宫空间站在距离地球表面约400千米高的近地轨道上运行，而地球同步卫星 离地高度约为36000千米。如图所示，α为静止在地球赤道上的物体，b为中国空间 站，c为地球同步卫星，则下列说法正确的是 A.线速度的大小关系为va>u>v。 B.周期关系为T6>T。=T C.向心加速度的大小关系为a6>a,>a。 D.同步卫星c的发射速度要大于11.2km/s 二、多项选择题（本题共2小题，每小题8分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有 多项符合题目要求。全部选对的得8分，选对但不全的得4分，有选错的得0分) 7.如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I,然后在Q点通 过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则下列说法正确的是 A.该卫星需在Q点点火加速才能进入轨道Ⅱ B.卫星在轨道Ⅱ上的运行速度小于在轨道I上Q点的速度 （地球 C.卫星在轨道I上Q点的加速度大于在轨道Ⅱ上Q点的加速度 D.如果要把该同步卫星回收且在P点着陆可在轨道Ⅱ上的Q点通 过点火减速实现 高一同步周测卷六 物理（教科版）必修第二册第2页（共4页) 8.如图所示，地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天 文学家哈雷成功预言了哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预测 下次飞近地球将在2061年。若哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为r1,线速度大 小为；在远日点与太阳中心的距离为2，线速度大小为2。下列说法正确的是 地球、 、哈雷彗星 太阳 A.哈雷彗星在近日点和远日点的线速度大小之比y:2=√：√r B.哈雷彗星在近日点和远日点的加速度大小之比为： C.哈雷彗星轨道的半长轴与地球公转半径之比大于15 D.从2025年到2061年的时间内，哈雷彗星的速度不断增大 班级 姓名 分数 题号 1 2 3 6 8 答案 三、非选择题（本题共3小题，共48分。请按要求完成下列各题） 9.(15分)如图所示，由“长征一2F”运载火箭将“神舟六号”飞船送入近地点为A、远地 点为B的椭圆轨道上，近地点A距地面的高度为h1。实施变轨后，飞船进入预定圆 轨道做匀速圆周运动，在预定圆轨道上飞行n圈所用的时间为t,之后返回。已知引 力常量为G,地球表面的重力加速度为g,地球半径为R,求： (1)飞船在预定圆轨道上运动的周期； (2)预定圆轨道距地面的高度； (3)飞船在近地点A的加速度。 ,预定圆轨道 地球 物理（教科版）必修第二册第3页（共4页) 衡水金卷·先享题· 10.(15分)联星是两颗恒星各自在轨道上绕共同质量中心旋转的恒星系统，它们以两 者连线的某一点为圆心做匀速圆周运动，而不至于因万有引力的作用吸引在一起， 设二者的质量分别为1和m2,二者相距为L,引力常量为G,求： (1)m1和m2的轨道半径之比： (2)双星转动的角速度w。 1m20---1 6m, 11.(18分)在未来的“星际穿越”中，宇航员发现了一颗未知星球，已知引力常量为G, 星球表面的空气阻力不计。 (1)若宇航员驾驶飞船绕星球表面做匀速圆周运动，运行一周所需的时间为T,把星 球视为质量均匀的球体，求星球的密度； (2)宇航员来到该星球表面做了如下实验：将一小钢球由距星球表面高h(h远小于 星球半径)处由静止释放，小钢球经过时间t落到星球表面，若该星球的半径为R, 求该星球的第一宇宙速度大小。 高一同步周测卷六 物理（教科版）必修第二册第4页（共4页)