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

第七章 万有引力 单元检测

第I卷（选择题）

一、选择题（共46分，本题共10小题，1-7题每小题4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，8-10题每小题6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）。

1．中国空间站在距离地球表面约的圆轨道上做匀速圆周运动。若地球表面重力加速度取，第一宇宙速度为，则该空间站（     ）

A．所受重力为零 B．环绕周期为

C．环绕速度小于 D．向心加速度为

2．一艘飞船以0.2（为光速）速度沿船身方向飞离地球，飞船与地面通过电磁波相互联络，则地面上观测者测得来自飞船电磁波信号的速度等于（　　）

A．0.2c       B．0.8c      C．1.0c       D．1.2c

3．在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合物理史实的是（　　）

A．开普勒对第谷观测的行星数据进行分析，总结出了万有引力定律

B．地球绕太阳公转、月球绕地球公转各自轨道半长轴三次方与公转周期平方之比相同

C．天王星的轨道是亚当斯和勒威耶独自推算出来的，后人称其为“笔尖下发现的行星”

D．“月−地检验”表明地面物体与地球间的引力、月地间引力、行星间引力遵从相同的规律

4．下列关于天体力学发展的叙述，正确的是（     ）

A．第谷通过长期观测总结出行星运动的轨道为椭圆

B．牛顿利用扭秤装置首次在实验室测出引力常量

C．开普勒在万有引力定律的基础上推导出行星运动规律

D．“月—地检验”证实了地球对地面物体的引力与天体间引力遵循同一规律

5．如图所示是地球绕太阳运动的椭圆轨迹，短轴和长轴的四个位置所对应的节气分别是春分、秋分、夏至和冬至，假设地球只受到太阳的引力，下列说法正确的是（　　）

A．春分和秋分时，地球运动的加速度相同

B．从夏至到秋分，地球的运行时间等于公转周期的

C．火星与太阳连线单位时间扫过的面积等于地球与太阳连线单位时间扫过的面积

D．若用a代表椭圆轨道的半长轴，T代表公转周期，，则地球与木星对应的k值相同

6．我国“天问一号”探测器成功实现火星环绕与着陆，开启了中国深空探测的新篇章。已知火星质量约为地球质量的，忽略地球和火星的自转影响，一个在地球表面重力为50N的物体，在火星表面的重力为20N，则火星的半径与地球的半径之比约为（　　）

A．2∶1 B．3∶1 C．1∶2 D．1∶3

7．观测密近双星时发现了一种双星轨道变化的新模式：密近双星的运动周期会突变，有可能是两子星间的物质相互交流造成，即小质量子星的物质被吸引而转移至大质量子星上（不考虑质量的损失）。若双星的运动周期增大，则（　　）

A．两子星的间距减小 B．两子星间的万有引力增大

C．小质量子星的轨道半径增大 D．大质量子星的运动角速度增大

8．在物理学发展的过程中，科学家总结了许多重要的物理思想与方法。关于物理学思想方法和物理学史，下列叙述正确的是（　　）

A．探究向心力大小与半径、角速度、质量的关系实验中，采用了控制变量法的思想

B．卡文迪什在测万有引力常量时，利用了微小量放大法的思想

C．第谷在其天文观测数据的基础上，总结出了行星按照椭圆轨道运行的规律

D．牛顿发现了万有引力定律，并通过扭秤实验测出了引力常量的数值

9．如图所示，绕地球运行的“晨昏轨道”卫星是未来算力卫星的黄金选择，其轨道平面与地球晨昏线近似重合，轨道平面绕地轴旋转，使得卫星一侧始终朝向太阳持续获得太阳能。已知晨昏轨道位于离地面600~800 km的高空，下列说法正确的是（　　）

A．“晨昏轨道”卫星的周期大于地球同步轨道卫星的周期

B．“晨昏轨道”卫星的周期小于地球同步轨道卫星的周期

C．地球从远日点运动到近日点的过程中，“晨昏轨道”平面绕地轴旋转的角速度逐渐变大

D．地球从远日点运动到近日点的过程中，“晨昏轨道”平面绕地轴旋转的角速度逐渐变小

10．中国天眼FAST已发现约500颗脉冲星，成为世界上发现脉冲星效率最高的设备，如在球状星团M92第一次探测到“红背蜘蛛”脉冲双星。如图是相距为L的A、B星球构成的双星系统绕O点做匀速圆周运动情景，其运动周期为T。C为B的卫星，绕B做匀速圆周运动的轨道半径为R，周期也为T，忽略A与C之间的引力，且A与B之间的引力远大于C与B之间的引力。引力常量为G，则（　　）

A．A的质量为 B．B的质量为

C．A、B的速度之比 D．A、B的轨道半径之比为

第II卷（非选择题）

本题共5小题，共54分。

二、实验题

11．（8分）在一个未知星球上研究平抛运动的规律。拍下了小球做平抛运动过程中的多张照片，经合成照片如（乙）图。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际的长度之比为1：4，则：（1）该星球表面的重力加速度为___________m/s2，小球在b点时的速度是___________m/s。

（2）若已知该星球的半径与地球半径之比为R星：R地 = 1：4，则该星球的质量与地球质量之比M星：M地 = ___________，第一宇宙速度之比v星：v地 = ___________，（g地取10m/s2）

12．（8分）航天员团队在某星球上估测星球半径，先乘宇宙飞船在近地轨道运行，绕该星球飞行了n圈用时间为t，随后着陆进行实验，实验时使用频闪仪和照相机对水平抛出的小球进行拍摄，频闪仪每隔0.1s发出一次闪光，某次拍摄后得到的照片如图所示（图中未包括小球刚离开轨道的影像）。图中的背景是竖直平面内的带有方格的纸板，纸板与小球轨迹所在平面平行，其上每个小方格的边长为1cm。在实验中测得的小球影像的高度差已经在如图中标出。

(1)实验中测得，小球影像在相同时间内竖直分位移差几乎相同，可知小球在竖直方向做的是___________运动；

(2)小球运动到上图中位置A时，其速度的竖直分量大小为vAy=___________m/s，星球表面重力加速度大小为g=___________m/s2；（结果均保留2位有效数字）

(3)请用题中给的物理量写出该星球的半径表达式R=___________。

三、解答题

13．（8分）如图甲所示，两个挨得很近的人之间的万有引力是不是很大呢？如图乙所示，设想将一个小球放到地球的中心，小球受到的万有引力又是多少呢？