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** 本卷为高中物理人教版（2019）必修第二册第七章“万有引力与宇宙航行”单元复习卷，以“天问一号”“东方红卫星”等科技情境为载体，覆盖开普勒定律、万有引力定律及卫星运动等核心知识，注重物理观念建构与科学思维培养。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |选择题|12|地心说日心说、地球自转向心力、行星运动参量比较、卫星变轨|结合“天问一号”变轨、金星火星运动数据，考查科学推理| |填空与实验题|2|开普勒定律应用、双星模型|东方红一号近远地点速度比较，双星总质量计算，体现模型建构| |计算题|3|线速度比、行星密度与同步卫星高度、组合体周期与轨道高度|以“神舟十一号”对接为情境，综合万有引力与圆周运动公式，培养综合应用能力|

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、下列说法中正确的是(　　) A．地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他行星都绕地球运动 B．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动 C．地球是绕太阳做匀速圆周运动的一颗行星 D．日心说和地心说都不完善 2、如图所示，P、Q是质量均为m的两个质点，分别置于地球表面不同纬度上，如果把地球看成是一个质量分布均匀的球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A．P、Q所受地球引力大小相等 B．P、Q做圆周运动的向心力大小相等 C．P、Q做圆周运动的线速度大小相等 D．P、Q两质点的重力大小相等 3、(双选)金星被称为地球的“孪生姐妹”，金星半径是地球半径的0.95倍，金星质量是地球质量的0.82倍，但金星与地球有许多不同之处，如金星的自转周期略大于公转周期，在金星上可谓“度日如年”。下面是金星、地球、火星的有关情况比较。 星球 金星 地球 火星 公转半径 1.0×108 km 1.5×108 km 2.25×108 km 自转周期 243日 23时56分 24时37分 根据以上信息，下列关于地球及金星和火星(均视为圆周运动)的说法正确的是(　　) A.金星运行的线速度最小，火星运行的线速度最大 B.金星公转的向心加速度大于地球公转的向心加速度 C.金星的公转周期最大，火星的公转周期最小 D.金星的公转角速度最大，火星的公转角速度最小 4、“天问一号”火星登陆探测器被火星俘获后首先在高轨道做圆周运动，然后转移到低轨道做圆周运动，为着陆火星做准备，相比高轨道，探测器在低轨道运行时（　　） A．周期较大 B．线速度较大 C．角速度较小 D．加速度较小 5、如图所示，李明和张华在小区电梯内看到一则小广告：“铁笼飞车燃情登场，挣脱地心引力，给你一场极限视觉享受”。关于广告内容，二人发生了争议，以下是二人的说法，你认为正确的是（　　） A．飞车不可能挣脱地心引力，除非飞车速度达到7.9km/s B．飞车不可能挣脱地心引力，除非飞车速度能够超过11.2km/s C．若飞车速度足够大，最终可以成为一颗绕地球运动且速度大于7.9km/s的卫星 D．由牛顿运动定律可知，只要飞车一直加速，速度最终就可以超过光速 6、国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为 2 060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为(　　) A.a2＞a1＞a3 B.a3＞a2＞a1 C.a3＞a1＞a2 D.a1＞a2＞a3 7、“静止”在赤道上空的地球同步气象卫星将气象数据发回地面，为天气预报提供准确、全面和及时的气象资料．设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，下列说法中正确的是(　　) A．同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的 B．同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得的速度的 C．同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的 D．同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的 8、一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为(　　) A. B. C. D. 9、关于开普勒对行星运动规律的认识，下列说法正确的是(　　) A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 B．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆 C．所有行星的轨道半长轴的二次方跟它的公转周期的三次方的比值都相同 D．所有行星的公转周期与行星的轨道半径都成正比 10、已知地球表面的重力加速度为g0， 在距离地面高度为2R（R 是地球半径）处的重力加速度为g，则为（　　） A．1 B． C． D． 11、(双选)2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面处的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的(　　) A.密度 B.向心力的大小 C.离地高度 D.线速度的大小 12、2021年5月22日，“天问一号”火星探测器所携带的“祝融号”火星车及其着陆组合体成功到达火星表面。如图是“天问一号”环绕火星变轨示意图。“天问一号”先沿轨道Ⅰ绕火星做匀速圆周运动，再在A点开始变轨后进入环绕火星的椭圆轨道Ⅱ运动。则“天问一号”（　　） A．由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要在A点加速 B．在轨道Ⅱ上A点的速度小于B点的速度 C．在轨道Ⅰ上的运行周期小于在轨道Ⅱ上的运行周期 D．在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度大于在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度 二、填空与实验题。 13、开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。“东方红一号”卫星是我国于1970年4月24日发射的第一颗人造地球卫星，由“长征一号”运载火箭送入近地点441km、远地点2368km的椭圆轨道，则“东方红一号”卫星在近地点的速度___________（填“大于”、“等于”或“小于”）在远地点的速度；已知地球同步卫星距地面高度为km，周期为24h，地球视为半径为km的球体，则“东方红一号”卫星运行的周期为__________h（结果保留一位有效数字）。 14、如图所示，远离其它天体的两颗星A、B可视为质点，它们之间的距离为d，A、B围绕连线上一固定点O做匀速圆周运动，测得A运动的角速度为ω，已知引力常量为G，求它们总质量________。 三、计算题。 15、地球和水星绕太阳运转的轨道可近似看作是圆形，已知地球到太阳的距离为水星到太阳距离的倍，那么地球和水星绕太阳运转的线速度之比为多少？ 16、假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球（引力视为恒力），经时间t落到地面。已知该行星半径为R，自转周期为T，万有引力常量为G，求： (1)该行星的平均密度； (2)如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面的高度H为多少。 17、如图所示，已知“神舟十一号”从捕获“天宫二号”到实现对接用时为t，这段时间内组合体绕地球转过的角度为θ(此过程轨道不变，速度大小不变)。地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转，求组合体运动的周期T及所在圆轨道离地高度H。 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、下列说法中正确的是(　　) A．地球是宇宙的中心，太阳、月球及其他行星都绕地球运动 B．太阳是静止不动的，地球和其他行星都绕太阳运动 C．地球是绕太阳做匀速圆周运动的一颗行星 D．日心说和地心说都不完善 【答案】D　 2、如图所示，P、Q是质量均为m的两个质点，分别置于地球表面不同纬度上，如果把地球看成是一个质量分布均匀的球体，P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（　　） A．P、Q所受地球引力大小相等 B．P、Q做圆周运动的向心力大小相等 C．P、Q做圆周运动的线速度大小相等 D．P、Q两质点的重力大小相等 【答案】A 3、(双选)金星被称为地球的“孪生姐妹”，金星半径是地球半径的0.95倍，金星质量是地球质量的0.82倍，但金星与地球有许多不同之处，如金星的自转周期略大于公转周期，在金星上可谓“度日如年”。下面是金星、地球、火星的有关情况比较。 星球 金星 地球 火星 公转半径 1.0×108 km 1.5×108 km 2.25×108 km 自转周期 243日 23时56分 24时37分 根据以上信息，下列关于地球及金星和火星(均视为圆周运动)的说法正确的是(　　) A.金星运行的线速度最小，火星运行的线速度最大 B.金星公转的向心加速度大于地球公转的向心加速度 C.金星的公转周期最大，火星的公转周期最小 D.金星的公转角速度最大，火星的公转角速度最小 【答案】BD 4、“天问一号”火星登陆探测器被火星俘获后首先在高轨道做圆周运动，然后转移到低轨道做圆周运动，为着陆火星做准备，相比高轨道，探测器在低轨道运行时（　　） A．周期较大 B．线速度较大 C．角速度较小 D．加速度较小 【答案】B 5、如图所示，李明和张华在小区电梯内看到一则小广告：“铁笼飞车燃情登场，挣脱地心引力，给你一场极限视觉享受”。关于广告内容，二人发生了争议，以下是二人的说法，你认为正确的是（　　） A．飞车不可能挣脱地心引力，除非飞车速度达到7.9km/s B．飞车不可能挣脱地心引力，除非飞车速度能够超过11.2km/s C．若飞车速度足够大，最终可以成为一颗绕地球运动且速度大于7.9km/s的卫星 D．由牛顿运动定律可知，只要飞车一直加速，速度最终就可以超过光速 【答案】B 6、国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为 2 060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为(　　) A.a2＞a1＞a3 B.a3＞a2＞a1 C.a3＞a1＞a2 D.a1＞a2＞a3 【答案】D 7、“静止”在赤道上空的地球同步气象卫星将气象数据发回地面，为天气预报提供准确、全面和及时的气象资料．设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，下列说法中正确的是(　　) A．同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的 B．同步卫星的运行速度是地球赤道上物体随地球自转获得的速度的 C．同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的 D．同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的 【答案】C　 8、一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为(　　) A. B. C. D. 【答案】D 9、关于开普勒对行星运动规律的认识，下列说法正确的是(　　) A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 B．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆 C．所有行星的轨道半长轴的二次方跟它的公转周期的三次方的比值都相同 D．所有行星的公转周期与行星的轨道半径都成正比 【答案】A　 10、已知地球表面的重力加速度为g0， 在距离地面高度为2R（R 是地球半径）处的重力加速度为g，则为（　　） A．1 B． C． D． 【答案】B 11、(双选)2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面处的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的(　　) A.密度 B.向心力的大小 C.离地高度 D.线速度的大小 【答案】CD 12、2021年5月22日，“天问一号”火星探测器所携带的“祝融号”火星车及其着陆组合体成功到达火星表面。如图是“天问一号”环绕火星变轨示意图。“天问一号”先沿轨道Ⅰ绕火星做匀速圆周运动，再在A点开始变轨后进入环绕火星的椭圆轨道Ⅱ运动。则“天问一号”（　　） A．由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要在A点加速 B．在轨道Ⅱ上A点的速度小于B点的速度 C．在轨道Ⅰ上的运行周期小于在轨道Ⅱ上的运行周期 D．在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度大于在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度 【答案】B 二、填空与实验题。 13、开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。“东方红一号”卫星是我国于1970年4月24日发射的第一颗人造地球卫星，由“长征一号”运载火箭送入近地点441km、远地点2368km的椭圆轨道，则“东方红一号”卫星在近地点的速度___________（填“大于”、“等于”或“小于”）在远地点的速度；已知地球同步卫星距地面高度为km，周期为24h，地球视为半径为km的球体，则“东方红一号”卫星运行的周期为__________h（结果保留一位有效数字）。 【答案】大于 2 14、如图所示，远离其它天体的两颗星A、B可视为质点，它们之间的距离为d，A、B围绕连线上一固定点O做匀速圆周运动，测得A运动的角速度为ω，已知引力常量为G，求它们总质量________。 【答案】 三、计算题。 15、地球和水星绕太阳运转的轨道可近似看作是圆形，已知地球到太阳的距离为水星到太阳距离的倍，那么地球和水星绕太阳运转的线速度之比为多少？ 【答案】 16、假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球（引力视为恒力），经时间t落到地面。已知该行星半径为R，自转周期为T，万有引力常量为G，求： (1)该行星的平均密度； (2)如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面的高度H为多少。 【答案】(1)； (2) 17、如图所示，已知“神舟十一号”从捕获“天宫二号”到实现对接用时为t，这段时间内组合体绕地球转过的角度为θ(此过程轨道不变，速度大小不变)。地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转，求组合体运动的周期T及所在圆轨道离地高度H。 【答案】　－R 【解析】设地球质量为M，组合体角速度为ω，依题意，地球表面处万有引力等于重力，有：G＝mg① ω＝② θ＝ωt③ G＝mω2(R＋H)④ 联立解得：T＝ H＝－R。 学科网（北京）股份有限公司 $