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

**基本信息** 本单元卷聚焦人教版必修第二册第七章“万有引力与宇宙航行”，通过“天舟二号”“嫦娥三号”等真实科技情境，覆盖行星运动、万有引力定律应用等核心知识，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|12|开普勒定律（题1）、万有引力定律计算地球质量（题3、11）、卫星运动参量比较（题4、12）|结合“天舟二号”对接情境（题4）考查卫星参量，体现科技前沿；双选题（题6）梯度设计，区分理解与应用能力| |填空与实验题|2|天体类型（题13）、星球表面重力加速度及卫星周期（题14）|题14关联竖直上抛运动与万有引力，融合运动与相互作用观念| |计算题|3|行星第一宇宙速度（题15）、双星系统周期（题16）、卫星轨道参量（题17）|题16以双星演化考查科学推理，题17综合地球与月球引力模型，强化模型建构能力|

第七章 万有引力与宇宙航行 练习题 2025-2026学年物理人教版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳位于(　　) A.F2 B.A C.F1 D.B 2、下列实验用到与“探究加速度与力、质量的关系”相同实验方法的是（　 　） A．甲图斜面理想实验 B．乙图卡文迪什扭秤实验 C．丙图共点力合成实验 D．丁图“探究向心力大小”实验 3、利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（　　） A．地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转） B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 4、2021年5月30日，我国成功发射的“天舟二号”货运飞船与“天和核心舱”完成自主快速交会对接，河北辛集中学校友白明生正是天舟二号货运飞船总设计师。已知对接形成的组合体仍沿“天和核心舱”原来的轨道（可视为圆轨道）运行，对接前“天和核心舱”的运行轨道高度为393 km，“天舟二号”货运飞船轨道高度为386 km，它们的运行轨道均视为圆周，则（　　） A．“组合体”比“天和核心舱”加速度大 B．“组合体”比“天和核心舱”角速度大 C．“组合体”比“天和核心舱”周期大 D．“组合体”比“天舟二号”货运飞船机械能大 5、下列说法正确的是（　　） A．相对论和量子力学的出现彻底否认了经典力学 B．经典力学适用于宏观低速物体，也适用于微观高速物体 C．开普勒的三大定律揭示了行星运动的规律，其中的第三定律只适用于椭圆轨道而不适用于圆形轨道 D．卡文迪许通过“美丽”的扭秤实验测出了万有引力常量的值，使得牛顿的万有引力定律能够定量解决更多的问题 6、（双选）“嫦娥三号”发动机成功点火，开始实施变轨控制，由距月面平均高度100 km的环月轨道成功进入近月点高度15 km、远月点高度100 km的椭圆轨道。关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是(　　) A.“嫦娥三号”的发射速度大于7.9 km/s B.“嫦娥三号”在环月轨道上的运行周期大于在椭圆轨道上的运行周期 C.“嫦娥三号”变轨前沿圆轨道运动的加速度大于变轨后通过椭圆轨道远月点时的加速度 D.“嫦娥三号”变轨前需要先点火加速 7、如图所示，实线圆表示地球，竖直虚线a表示地轴，虚线圆b、c、d、e表示地球卫星可能的轨道，对于此图，下列说法正确的是(　　) A．b、c、d、e都可能是地球卫星的轨道 B．c可能是地球卫星的轨道 C．b可能是地球同步卫星的轨道 D．d可能是地球同步卫星的轨道 8、下列说法正确的是(　　) A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人 B．卡文迪许测出引力常量的值．让万有引力定律有了实际意义 C．相对论和量子力学．否定了经典力学 D．天王星是通过计算发现的新天体，被人们称为“笔尖下发现的行星” 9、两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，公转周期之比为TA∶TB＝1∶8，则轨道半径之比为(　　) A.＝4 B.＝ C.＝2 D.＝ 10、假设地球是一个均匀球体，其半径为R。某航天器距地面的高度为R时，受到的万有引力为F，当航天器飞到距地面的高度为2R时，则受到的万有引力大小为（　 　） A． B． C． D． 11、利用引力常量G和下列有关数据，不能计算出地球质量的是(　　) A.地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转) 不考虑地球自转，则万有引力等于重力　 B.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 12、如图所示，三颗卫星A、B、C都在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，其中B为同步卫星。则三颗卫星中（　　） A．卫星C绕地球运动的周期小于24小时 B．卫星C的加速度最大 C．卫星A的速度最小 D．卫星C的速度最小 二、填空与实验题。 13、在我们观测到的超巨星、巨星、中型星、白矮星和中子星之中，与地球大小接近的是_______________，跟彗星内核大小接近的是______________，太阳属于其中的_______________。 14、在某星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，若物体只受该星球的引力作用，物体上升的最大高度为h.该星球表面的重力加速度为________；已知该星球的半径R，如果要在这个星球上发射一颗绕它运行的卫星，其做匀速圆周运动的最小周期为________ 。 三、计算题。 15、取地球的第一宇宙速度为7.9 km/s，地球表面的重力加速度g取10 m/s2，某行星的质量是地球质量的8倍，半径是地球半径的2倍，求： (1)此行星的第一宇宙速度； (2)一个质量为60 kg的人在该行星表面上的重力。 16、某国际研究小组观测到了一组双星系统，它们绕二者连线上的某点做匀速圆周运动，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．根据大爆炸宇宙学可知，双星间的距离在缓慢增大，假设星体的轨道仍近似为圆．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的1.2倍，两星之间的距离变为原来的1.728倍，求此时两星做圆周运动的周期。 17、“嫦娥一号”探月卫星在空中的运动可简化为如图所示的过程，卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道．已知卫星在停泊轨道和工作轨道运行的半径分别为R和R1，地球半径为r，月球半径为r1，地球表面重力加速度为g，月球表面重力加速度为.求： (1)卫星在停泊轨道上运行的线速度大小； (2)卫星在工作轨道上运行的周期． 第七章 万有引力与宇宙航行 练习题 2025-2026学年物理人教版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳位于(　　) A.F2 B.A C.F1 D.B 【答案】A 2、下列实验用到与“探究加速度与力、质量的关系”相同实验方法的是（　 　） A．甲图斜面理想实验 B．乙图卡文迪什扭秤实验 C．丙图共点力合成实验 D．丁图“探究向心力大小”实验 【答案】D 3、利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（　　） A．地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转） B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 【答案】D 4、2021年5月30日，我国成功发射的“天舟二号”货运飞船与“天和核心舱”完成自主快速交会对接，河北辛集中学校友白明生正是天舟二号货运飞船总设计师。已知对接形成的组合体仍沿“天和核心舱”原来的轨道（可视为圆轨道）运行，对接前“天和核心舱”的运行轨道高度为393 km，“天舟二号”货运飞船轨道高度为386 km，它们的运行轨道均视为圆周，则（　　） A．“组合体”比“天和核心舱”加速度大 B．“组合体”比“天和核心舱”角速度大 C．“组合体”比“天和核心舱”周期大 D．“组合体”比“天舟二号”货运飞船机械能大 【答案】D 5、下列说法正确的是（　　） A．相对论和量子力学的出现彻底否认了经典力学 B．经典力学适用于宏观低速物体，也适用于微观高速物体 C．开普勒的三大定律揭示了行星运动的规律，其中的第三定律只适用于椭圆轨道而不适用于圆形轨道 D．卡文迪许通过“美丽”的扭秤实验测出了万有引力常量的值，使得牛顿的万有引力定律能够定量解决更多的问题 【答案】D 6、（双选）“嫦娥三号”发动机成功点火，开始实施变轨控制，由距月面平均高度100 km的环月轨道成功进入近月点高度15 km、远月点高度100 km的椭圆轨道。关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是(　　) A.“嫦娥三号”的发射速度大于7.9 km/s B.“嫦娥三号”在环月轨道上的运行周期大于在椭圆轨道上的运行周期 C.“嫦娥三号”变轨前沿圆轨道运动的加速度大于变轨后通过椭圆轨道远月点时的加速度 D.“嫦娥三号”变轨前需要先点火加速 【答案】AB 7、如图所示，实线圆表示地球，竖直虚线a表示地轴，虚线圆b、c、d、e表示地球卫星可能的轨道，对于此图，下列说法正确的是(　　) A．b、c、d、e都可能是地球卫星的轨道 B．c可能是地球卫星的轨道 C．b可能是地球同步卫星的轨道 D．d可能是地球同步卫星的轨道 【答案】D　 8、下列说法正确的是(　　) A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人 B．卡文迪许测出引力常量的值．让万有引力定律有了实际意义 C．相对论和量子力学．否定了经典力学 D．天王星是通过计算发现的新天体，被人们称为“笔尖下发现的行星” 【答案】B 9、两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，公转周期之比为TA∶TB＝1∶8，则轨道半径之比为(　　) A.＝4 B.＝ C.＝2 D.＝ 【答案】B 10、假设地球是一个均匀球体，其半径为R。某航天器距地面的高度为R时，受到的万有引力为F，当航天器飞到距地面的高度为2R时，则受到的万有引力大小为（　 　） A． B． C． D． 【答案】D 11、利用引力常量G和下列有关数据，不能计算出地球质量的是(　　) A.地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转) 不考虑地球自转，则万有引力等于重力　 B.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 【答案】D 12、如图所示，三颗卫星A、B、C都在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，其中B为同步卫星。则三颗卫星中（　　） A．卫星C绕地球运动的周期小于24小时 B．卫星C的加速度最大 C．卫星A的速度最小 D．卫星C的速度最小 【答案】D 二、填空与实验题。 13、在我们观测到的超巨星、巨星、中型星、白矮星和中子星之中，与地球大小接近的是_______________，跟彗星内核大小接近的是______________，太阳属于其中的_______________。 【答案】白矮星 中子星 中型星 14、在某星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，若物体只受该星球的引力作用，物体上升的最大高度为h.该星球表面的重力加速度为________；已知该星球的半径R，如果要在这个星球上发射一颗绕它运行的卫星，其做匀速圆周运动的最小周期为________ 。 【答案】　 三、计算题。 15、取地球的第一宇宙速度为7.9 km/s，地球表面的重力加速度g取10 m/s2，某行星的质量是地球质量的8倍，半径是地球半径的2倍，求： (1)此行星的第一宇宙速度； (2)一个质量为60 kg的人在该行星表面上的重力。 【答案】(1)15.8 km/s　 (2)1 200 N 【解析】(1)设卫星质量为m，中心天体质量为M，半径为R，天体的第一宇宙速度即为卫星绕天体表面做圆周运动的运行速度，设为v.由＝m 解得v＝.① 由题意可得M行＝8M地，R行＝2R地② 由①②得v行＝2v地＝15.8 km/s. (2)设人的质量为m′，当人在一个中心天体表面上时有m′g＝F引 所以m′g＝ 解得g＝③ 由②③得g行＝2g地＝20 m/s2 所以在该行星表面上，一个质量60 kg的人的重力大小为m′g行＝1 200 N。 16、某国际研究小组观测到了一组双星系统，它们绕二者连线上的某点做匀速圆周运动，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．根据大爆炸宇宙学可知，双星间的距离在缓慢增大，假设星体的轨道仍近似为圆．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的1.2倍，两星之间的距离变为原来的1.728倍，求此时两星做圆周运动的周期。 【答案】1.2T 【详解】双星靠彼此的引力提供向心力，则有： G＝m1r1　G＝m2r2 并且r1＋r2＝L　解得T＝2π 当双星总质量变为原来的k倍，两星之间距离变为原来的n倍时： T′＝2π＝·T＝1.2T。 17、“嫦娥一号”探月卫星在空中的运动可简化为如图所示的过程，卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道．已知卫星在停泊轨道和工作轨道运行的半径分别为R和R1，地球半径为r，月球半径为r1，地球表面重力加速度为g，月球表面重力加速度为.求： (1)卫星在停泊轨道上运行的线速度大小； (2)卫星在工作轨道上运行的周期． 【答案】(1)r　 (2) 【解析】(1)设卫星在停泊轨道上运行的线速度为v，卫星做圆周运动的向心力由地球对它的万有引力提供，有 G＝m，且有G＝m′g，由此得v＝r. (2)设卫星在工作轨道上运动的周期为T 则有G＝m2R1 又有G＝m′ 解得T＝。 学科网（北京）股份有限公司 $