第七章 万有引力与宇宙航行 单元检测卷A(基础) -2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

单元检测试卷A（基础）答案解析 一、单项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的 1．C A．哥白尼提出了日心说，迈出了人类认识宇宙历程中最艰难而重要的一步，故A错误； B．开普勒提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆，故B错误； C．海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用，故C正确； D．牛顿在前人研究的基础上发现和总结出万有引力定律，卡文迪许测出了万有引力常量，故D错误。 故选C。 2．B 根据开普勒第三定律可知 代入数据可得 最接近于25天。 故选B。 3．A 质量为的物体在星球表面受到的万有引力等于其重力，即 得 故 故选A。 4．A 万有引力提供向心力 得 密度 因为地球的静止卫星和星球A的静止卫星的轨道半径比为1：4，地球和星球A的半径比为1：2，两静止卫星的周期比1：4，所以地球和A星球的密度比为2：1，故A正确，BCD错误。 故选A。 5．D 由重力等于万有引力，在地面 在距地面上方3R处 可知 故D正确，ABC错误。 故选D。 二、多项选择题：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，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 6．AC A．完全失重状态，并不是重力消失，故宇航员仍受重力的作用，故A正确； B．宇航员随航天飞机在围绕地球做匀速圆周运动，有向心加速度，故受力不平衡，故B错误； C．宇航员随航天飞机在围绕地球做匀速圆周运动，由万有引力即重力提供向心力，故C正确； D．宇航员受到地球的引力，也即重力的作用，故D错误。 故选AC。 7．AB ABC. 第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是地球上发射卫星的最小速度，根据 可得： ，近地卫星轨道半径最小，环绕速度最大，AB正确C错误． D. 在近地轨道进入椭圆轨道，需要点火加速离心，所以卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度可能大于第一宇宙速度，D错误． 8．BCD 设行星的质量为m，公转半径为r，太阳的质量为M，根据万有引力提供向心力得：，解得：T=2π，r越大，T越大．故A错误．v=，r越大，v越小．故B正确．ω=，可知，r越大，ω越小．故C正确．a=，r越大，a越小．故D正确．故选BCD． 9．AB AB．因为静止卫星要和地球自转同步，相对地面静止，所以运行轨道就在赤道所在平面内，根据，因为一定，所以 r 必须固定，故AB正确； C．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，导航系统所有卫星的运行速度一定小于第一宇宙速度，故C错误； D．根据可知，运行轨道半径越大的，周期越大，故D错误。 故选AB。 10．ABC A．由于圆轨道的半径大于椭圆轨道半径，根据开普勒第三定律可知卫星在圆轨道上运行的周期大于它在椭圆轨道上运行的周期，故A正确； BD．在圆轨道实施变轨成椭圆轨道，是做近心运动，要实现这个运动必须万有引力大于所需向心力，所以应给“嫦娥二号”卫星减速，则有经过圆轨道上点时的速率大于它经过椭圆轨道上点时的速率，而圆轨道上的各个位置速率相等，所以经过圆轨道上点时的速率大于它经过椭圆轨道上点时的速率，故B正确，D错误； C．嫦娥二号卫星变轨前沿圆轨道运动只有万有引力来提供向心力，即满足 变轨后通过椭圆轨道远地点时也是只有万有引力来提供向心力，由于在圆轨道上经过点和在椭圆轨道上经过点时的半径相同，所以卫星在圆轨道上经过点和在椭圆轨道上经过点时的加速度大小相等，故C正确； 故选ABC。 11．BC A．“嫦娥三号”在距离月面高度为100 km的圆轨道Ⅰ上的运动是匀速圆周运动，速度大小不变 故A错误； B．由于圆轨道Ⅰ的轨道半径大于椭圆轨道Ⅱ的半长轴，根据开普勒第三定律，“嫦娥三号”在距离月面高度为100 km的圆轨道Ⅰ上运动的周期一定大于在椭圆轨道Ⅱ上运动的周期 故B正确； C．由于在Q点“嫦娥三号”所受的万有引力比在P点大，所以“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的加速度一定大于经过P点时的加速度 故C正确； D．根据开普勒第二定律可知，“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的速率一定大于经过P点时的速率 故D错误。 故选BC。 三、非选择题：本题共4小题，共44分。 12．(1) (2) (3) （1）轨道半径为r=R+h=6.4×103km+300km=6.7×103km． （2）根据万有引力提供向心力 得 （3）根据万有引力提供向心力，得 13．（1）；（2）5r (1)由万有引力定律得：卫星P与地球间的万有引力为； (2) 根据，得 ，卫星Q的周期是卫星P周期的8倍，根据知，卫星Q的轨道半径是卫星P轨道半径的4倍，即，当 P、Q、地球共线且P、Q位于地球两侧时最远，最远距离． 14．3.5m 根据万有引力定律可得运动员在地球表面时，有 在火星表面时，有 所以地球表面和火星表面的重力加速度之比 设运动员在宇宙运动会上的跳高成绩为h火 则由 得 所以 15．(1)    (2) （1）“嫦娥三号卫星”绕月球做匀速圆周运动，则有： ， 解得：M月＝ （2）月球绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有F=M月 则地球受月球的吸引力F′=M月= ． 答案第2页，共3页 答案第3页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 单元检测试卷A（基础） 考试范围：万有引力与航天；考试时间：75分钟；满分：100分 一、单项选择题：本题共5小题，每小题4分，共20分。在每个小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的 1．人类对天体运动的认识，经历了一个漫长的发展过程，以下说法正确的是（　　） A．亚里士多德提出了日心说，迈出了人类认识宇宙历程中最艰难而重要的一步 B．第谷通过观察提出行星绕太阳运动的轨道是椭圆 C．海王星的发现验证了万有引力定律的正确性，显示了理论对实践的巨大指导作用 D．牛顿在前人研究的基础上发现和总结出万有引力定律，并测出了万有引力常量 2．长期以来“卡戎星（Charon）”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1=19600km，公转周期T1=6.39天。2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2=48000km，则它的公转周期T2最接近于（　　） A．15天 B．25天 C．35天 D．45天 3．星球上的物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度与第一宇宙速度的关系是。已知某星球的半径为，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为（　　） A． B． C． D． 4．地球半径为，在距球心处（）有一静止卫星（周期为）。另有一半径为的星球A，在距球心处也有一静止卫星，它的周期是，那么星球A的平均密度与地球的平均密度之比为（　　） A．1：2 B．9：32 C．27：16 D．27：32 5．地球表面的重力加速度为，物体在距地面上方3R处(R为地球半径)的重力加速度为g，那么两个加速度为 A．1:1 B．1:4 C．1:9 D．1:16 二、多项选择题：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，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 6．人类发展空间技术的最终目的是开发太空资源，宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的航天飞机中，会处于完全失重状态，下列说法正确的是（　　） A．宇航员仍受重力的作用 B．宇航员受力平衡 C．重力正好为向心力 D．宇航员不受任何力作用 7．关于第一宇宙速度，下面说法正确的是： A．它是使卫星进入近地圆形轨道的最小速度 B．它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度 8．把太阳系各行星的运动近似看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星(　　) A．周期越小 B．线速度越小 C．角速度越小 D．加速度越小 9．北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统(CNSS)，建成后的北斗卫星导航系统包括5颗静止卫星和30颗一般轨道卫星。关于这些卫星，以下说法正确的是（　　） A．5颗静止卫星的轨道半径都相同 B．5颗静止卫星的运行轨道必定在同一平面内 C．导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度 D．导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期越小 10．2010年10月26日21时27分，北京航天飞行控制中心对嫦娥二号卫星实施了降轨控制，卫星成功由轨道半径为a、周期为T1的极月圆轨道进入远月点距离为a、周期为T2的椭圆轨道，为在月球虹湾区拍摄图像做好准备，轨道如图所示，则嫦娥二号（　　） A．在圆轨道上运行的周期T1大于它在椭圆轨道上运行的周期T2 B．经过圆轨道上B点时的速率大于它经过椭圆轨道上A点时的速率 C．在圆轨道上经过B点和在椭圆轨道上经过A点时的加速度大小相等 D．经过圆轨道上B点时的速率小于它经过椭圆轨道上A点时的速率 11．如图是“嫦娥三号”飞行轨道示意图。假设“嫦娥三号”运行经过P点第一次通过近月制动使“嫦娥三号”在距离月面高度为100 km的圆形轨道Ⅰ上运动，再次经过P点时第二次通过近月制动使“嫦娥三号”在距离月面近地点为Q、高度为15 km，远地点为P、高度为100 km的椭圆轨道Ⅱ上运动，下列说法正确的是（　　） A．“嫦娥三号”在距离月面高度为100 km的圆轨道Ⅰ上运动时速度大小可能变化 B．“嫦娥三号”在距离月面高度为100 km的圆轨道Ⅰ上运动的周期一定大于在椭圆轨道Ⅱ上运动的周期 C．“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的加速度一定大于经过P点时的加速度 D．“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的速率可能小于经过P点时的速率 三、非选择题：本题共4小题，共44分。 12．(10分）我国在酒泉卫星发射中心成功发射“神舟”五号载人试验飞船，飞船绕地球14圈后，地面控制中心发出返回指令，飞船启动制动发动机、调整姿态后，在内蒙古中部地区平安降落．假定飞船沿离地面高度为的圆轨道运行，(已知地球半径为，地球质量为，万有引力常量·／)；则： (1)轨道半径为多大? (2)运行周期为多少分钟? (3)在该高度处的重力加速度为多大? 13．(10分）人造地球卫星P绕地球球心做匀速圆周运动，已知P卫星质量为m，距地球球心的距离为r，地球的质量为M，引力常量为G. (1)求卫星P与地球间的万有引力； (2)现有另一地球卫星Q，Q绕地球运行的周期是卫星P绕地球运行周期的8倍，且P、Q的运行轨迹位于同一平面内，如图所示，求卫星P、Q在绕地球运行过程中，两星间相距最远时的距离多大？ 14．(12分）移居火星是人类的梦想。已知火星质量约是地球质量的十分之一，火星半径约是地球半径的二分之一，地球表面的重力加速度取10m/s2；不久的将来设想在火星城举行宇宙奥运会，“地球国”将派出获得国际田联钻石联赛奥斯陆站男子跳高比赛冠军的张国伟参赛。张国伟在地球上跳起的最大高度为1.4m，设他在火星城上起跳的速度与在地球上起跳的速度相同，则他在宇宙奥运会上的跳起的最大高度为多少。 15．“(12分）嫦娥三号卫星”简称“嫦娥三号”，专家称“三号星”，是嫦娥绕月探月工程计划中嫦娥系列的第三颗人造绕月探月卫星．若“三号星”在离月球表面距离为h的圆形轨道绕月球飞行，周期为T1.若已知地球中心和月球中心距离为地球半径R的n倍，月球半径r，月球公转周期T2，引力常量G.求： (1)月球的质量； (2)地球受月球的吸引力． 答案第2页，共3页 答案第3页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $