第七章 万有引力与宇宙航行 章末验收检测-2025-2026学年高一下学期人教版必修第二册

第七章万有引力与宇宙航行章末验收检测 2025-2026学年高一下学期人教版必修二 一、单选题 1．在太阳光照射下，卫星搭载的太阳能电池板将光能转化为电能，为卫星的正常运行提供能量。由于太阳与月球间距离遥远，太阳光可视为平行光照射到月球及其周围空间。某一人造月球卫星绕月球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球半径的倍，运行周期为T。则卫星（　　） A．发射速度大于第二宇宙速度 B．运行速度约为月球第一宇宙速度的倍 C．运行周期T约为绕月表面卫星运行周期的倍 D．运行一周，太阳能板收集光能的时间约为 2．“木星合日”是指当木星和地球分别位于太阳两侧与太阳共线的天文现象。把地球与木星绕太阳的运动看作匀速圆周运动且二者绕行方向相同，已知木星公转的周期为，地球公转的周期为，下列说法正确的是（　　） A．木星公转的周期小于地球公转的周期 B．木星的公转速度小于地球的公转速度 C．在单位时间内木星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积 D．相邻两次木星合日的时间间隔为 3．2025年10月6日，国家航天局和国家原子能机构联合发布了嫦娥六号月球背面样品研究最新成果。如图所示，嫦娥六号无动力绕月运行时，近月点M与远月点N距月球中心的距离之比约为1:5。假设嫦娥六号只受到来自月球的万有引力，则嫦娥六号（　　） A．通过M点与N点时加速度大小之比约为1:25 B．通过M点与N点时加速度大小之比约为25:1 C．通过M点与N点时加速度大小之比约为1:5 D．通过M点与N点时加速度大小之比约为5:1 4．若某双星系统初始运行时，两星之间的距离为L，经过长时间的演化后，总质量变为原来的p倍，两星做匀速圆周运动的周期变为原来的q倍，则演化后两星之间的距离为（　　） A． B． C． D． 5．如图所示，探测器在椭圆轨道上绕地球飞行，A为近地点，B为远地点，在B点变轨后进入圆形轨道。关于探测器，下列说法正确的是（    ） A．在椭圆轨道上机械能与在圆形轨道上相等 B．在椭圆轨道上从B向A运动过程中速度逐渐减小 C．在椭圆轨道上从B向A运动过程中加速度逐渐增大 D．在椭圆轨道上B点的速度与在圆形轨道上B点的速度相等 6．卫星1、2绕行星P、卫星3绕行星Q在轨道上运动的图像如图所示，其中T为卫星的公转周期，r为卫星的公转半径。已知图线P、Q的延长线均通过原点O，将行星P、Q视为相距很远的球体，卫星运动的轨道近似为圆轨道，则（    ） A．行星P的质量大于行星Q的质量 B．卫星1的运行速度小于卫星3的运行速度 C．卫星1和卫星2的运行速度之比为 D．相等时间内，卫星1和2与行星P的连线扫过的面积相等 7．如图所示，A、B两颗卫星在同一平面内沿顺时针方向绕地球做匀速圆周运动，图示时刻A、B连线与A的轨道相切，B与地心的连线与AB夹角为30°，A做圆周运动的周期为T，则从图示时刻至A、B间的距离最小所用的最短时间为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．2024年4月26日，神舟十八号宇航员乘组进驻中国空间站，宇航员叶光富、李聪和李广苏承担着多项空间实验任务。如图所示，将中国空间站绕地球的运动视为匀速圆周运动，一名宇航员手拿一个小球“静立”在“舱底面”上。下列说法正确的是（　　） A．宇航员不受地球引力的作用 B．空间站运行的线速度小于第一宇宙速度 C．宇航员处于完全失重状态，对“舱底面”的压力为零 D．若宇航员相对于太空舱无初速度地释放小球，小球将做自由落体运动 9．中国北斗卫星导航系统（图甲）是中国自行研制的全球卫星导航系统，该系统由地球同步卫星、倾斜轨道卫星以及中轨道卫星组成。地球同步卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达预定轨道，如图乙，在发射地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道I的点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在点变轨进入地球同步轨道Ⅲ．忽略其他卫星的影响，则下列说法正确的是（　　） A．卫星在A点由轨道I进入轨道Ⅱ需要点火加速 B．卫星在轨道的速率大于在轨道Ⅲ上的速率 C．卫星在轨道Ⅱ的点的加速度小于在轨道Ⅲ上点的加速度 D．在相同的时间内，卫星在轨道I和地球球心的连线扫过的面积等于卫星在轨道Ⅱ和地球球心的连线扫过的面积 10．如图所示，I为北斗卫星导航系统中的静止轨道卫星，其对地张角为2；II为地球的近地卫星。已知地球的自转周期为T0，万有引力常量为G，根据题中条件，可求出 （　　） A．卫星I的环绕速度比卫星II的环绕速度大 B．卫星Ⅱ的周期为 C．卫星I和卫星II的加速度之比为 D．地球的平均密度为 三、实验题 11．未来星际探索已经成为常态，在某新发现星球表面，宇航员利用图示装置探测该星球表面的重力加速度，铁架台竖直放置，其上端固定电磁铁，通电后能吸住铁质小球，电磁铁正下方安装一个可上下调节位置的光电门。已知小球直径为、小球球心与光电门中心的高度差为。断开电磁铁开关，小球立即自由下落，光电门可以记录小球挡光时间，调节光电门位置，记录多组、数据。 (1)小球经过光电门时的瞬时速度大小__________用已知物理量符号表示。 (2)应用多组、数据，绘制图像，得出的图像斜率为，则该星球表面的重力加速度__________用、表示。 (3)若已知该星球的半径为，引力常量为，结合第问中测得的该星球表面的重力加速度，则该星球的质量__________用、、、表示。 12．卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G。 (1)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”的主要措施是_____。 A．利用平面镜对光线的反射 B．增大T形架横梁的长度 C．增大刻度尺与平面镜的距离 D．减小石英丝的直径 (2)若实验中不慎将两对大铅球与小铅球之间的中心距离增大为原来的2倍，但实验者未察觉，测得的G值将_____。 A．变为原来的四分之一 B．变为原来的二分之一 C．保持不变 D．变为原来的四倍 四、解答题 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．如图所示，A、B是绕地球做圆周运动的两颗卫星，已知其轨道半径分别为r1、r2，A的运行周期为T1，地球半径为R，万有引力常量为G，求： (1)B卫星的周期T2； (2)地球的密度ρ。 15．我国科学家利用“慧眼”太空望远镜观测到了银河系的MaxiJ1820+070是一个由黑洞和恒星组成的双星系统，此双星系统的两星均绕其连线上的O点以相同的周期做匀速圆周运动。已知黑洞和恒星的质量分别为和，相距为L，引力常量为G。求： （1）黑洞和恒星做匀速圆周运动的半径和； （2）黑洞和恒星做匀速圆周运动的周期T。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B B A C A A BC AB CD 11．(1) (2) (3) 12．(1)AC (2)A 13．(1) (2) (3) 【详解】（1）根据小球做平抛运动的规律可得x＝v0t， 且 解得g＝ （2）根据 解得 解得密度 （3）根据星球表面附近万有引力近似等于重力，该力提供向心力，可得 解得 14．(1) (2) 【详解】（1）根据开普勒第三定律有 解得 （2）卫星绕地球做圆周运动万有引力提供向心力，则有 地球的体积为 地球的密度为 15．（1），；（2） 【详解】（1）对黑洞有 对恒星有 根据题意有 解得 ， （2）根据角速度与周期的关系有 结合上述解得 学科网（北京）股份有限公司 $