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

**基本信息** 本卷为人教版（2019）必修第二册第七章“万有引力与宇宙航行”单元复习卷，以中国航天（如“东方红一号”“天和空间站”）为情境，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训练。 **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（1题）、万有引力定律应用（2题）、卫星参量比较（6题）等|结合“高分四号”卫星、吉林一号卫星等真实情境，考查科学推理| |填空与实验题|2|开普勒定律应用（13题）、相对论初步（14题）|以“东方红一号”轨道周期计算，体现模型建构| |计算题|3|线速度比（15题）、星球重力加速度与密度（16题）、同步卫星参量（17题）|综合万有引力与圆周运动规律，强化综合应用能力|

第七章 万有引力与宇宙航行 练习-2025-2026学年人教版（2019）必修第二册物理 一、选择题。 1、我国的人造卫星围绕地球的运动，有近地点和远地点，由开普勒定律可知卫星在远地点运动速率比近地点运动的速率小，如果近地点距地心距离为R1，远地点距地心距离为R2，则该卫星在近地点运动速率和远地点运动的速率之比为（　　） A． B． C． D． 2、太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，这个向心力的大小(　　) A．与行星距太阳的距离成正比 B．与行星距太阳的距离成反比 C．与行星运动的速率的平方成正比 D．与行星距太阳的距离的平方成反比 3、设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动，若测得土星到太阳的距离为R，土星绕太阳运动的周期为T，万有引力常量G已知，根据这些数据，不能够求出的量有（　　） A．土星线速度的大小 B．土星加速度的大小 C．土星的质量 D．太阳的质量 4、(双选)人造地球卫星绕地球表面附近做匀速圆周运动，设地球半径为R，地面处的重力加速度为g，人造地球卫星(　　) A.绕行的线速度最大为 B.绕行的周期小于2π C.在距地面高为R处的绕行速度为 D.在距地面高为R处的周期为2π 5、下列运动中，牛顿力学规律适用的是（ 　） A.研究原子中电子的运动 B.高能粒子（速度较大）进一步加速 C.粒子接近光速的运动 D.嫦娥五号探测器的运动 6、中国航天局在2015年年底发射了“高分四号”卫星，这是中国首颗地球同步轨道高分辨率对地观测卫星。如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是“高分四号”卫星。则下列关系正确的是(　　) A．物体A随地球自转的角速度大于卫星B的角速度 B．卫星B的线速度小于卫星C的线速度 C．物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度 D．物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期 7、太阳系中某行星A运行的轨道半径为R，周期为T，但科学家在观测中发现，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间t发生一次最大的偏离。天文学家认为形成这种现象的原因可能是A外侧还存在着一颗未知行星B，它对A的万有引力引起A行星轨道的偏离，假设其运行轨道与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同，由此可推测未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为(　　) A.R B. R C.R D.R 8、如图所示，“嫦娥三号”探测器发射到月球上要经过多次变轨，最终降落到月球表面上，其中轨道Ⅰ为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道，P为两轨道的交点．下列说法正确的是 (　　) A．探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度大于月球表面的重力加速度 B．探测器在轨道Ⅰ经过P点时的加速度小于在轨道Ⅱ经过P点时的加速度 C．探测器在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅱ的运行周期 D．探测器在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必须点火加速 9、天文爱好者小郭在10月29日通过卫星过境的GoSatWatch获得天和空间站过境运行轨迹（如图甲），通过微信小程序“简单夜空”，点击“中国空间站过境查询”，获得中国天和空间站过境连续两次最佳观察时间信息（如图乙，11月2日开始时间17:50:08和11月3日开始时间18:28:40），这两次连续过境中空间站绕地球共转过16圈，但因白天天空太亮或夜晚空间站处在地球阴影中而造成观察时机不佳。地球自转周期为24h，不考虑空间站轨道修正，由以上信息可得同步卫星的轨道半径是天和空间站的轨道半径的（　　） A．3.6倍 B．6.3倍 C．9.6倍 D．12倍 10、如图所示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，大小分别为m1、m2，半径分别为r1、r2。则两球的万有引力大小为(　　) A．G B．G C．G D．G 11、某人造地球卫星在距地面高度为的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动．已知地球质量为，地球半径为，卫星质量为，引力常量为．则卫星在圆形轨道上运行时（ ） A．线速度大小 B．线速度大小 C．角速度大小 D．角速度大小 12、我国以“一箭三星”方式将吉林一号视频04、05、06星成功发射。其中吉林一号04星的工作轨道高度约为535 km，比同步卫星轨道低很多，同步卫星的轨道又低于月球的轨道，其轨道关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.吉林一号04星的发射速度一定小于7.9 km/s B.同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球的角速度大 C.吉林一号04星绕地球运行的周期比同步卫星的周期大 D.所有卫星在运行轨道上完全失重，重力加速度为零 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、甲、乙两架太空战机以相同的速度在一条直线上匀速飞行，甲向乙发出一条无线电指令，乙显示经过t0时间接受到指令，已知光速为c，则在甲、乙看来，该无线电指令传播的速度_______c(选填>、=、<)； 地面指挥中心认为从甲发出指令到乙接受到指令的时间间隔是t，t___t0(选填>、=、<)。 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、某星球的半径为R，在该星球表面高h处自由释放一物体，经时间t落到该星球表面上，万有引力常量为G，不计一切阻力。求： (1)该星球表面的重力加速度； (2)该星球的平均密度。 17、同步卫星在通信等方面起到重要作用。已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，地球自转周期为T。求： (1)同步卫星距离地面的高度； (2)同步卫星的线速度大小。(用代数式表示) 第七章 万有引力与宇宙航行 练习-2025-2026学年人教版（2019）必修第二册物理 一、选择题。 1、我国的人造卫星围绕地球的运动，有近地点和远地点，由开普勒定律可知卫星在远地点运动速率比近地点运动的速率小，如果近地点距地心距离为R1，远地点距地心距离为R2，则该卫星在近地点运动速率和远地点运动的速率之比为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 2、太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，这个向心力的大小(　　) A．与行星距太阳的距离成正比 B．与行星距太阳的距离成反比 C．与行星运动的速率的平方成正比 D．与行星距太阳的距离的平方成反比 【答案】D　 3、设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动，若测得土星到太阳的距离为R，土星绕太阳运动的周期为T，万有引力常量G已知，根据这些数据，不能够求出的量有（　　） A．土星线速度的大小 B．土星加速度的大小 C．土星的质量 D．太阳的质量 【答案】C 4、(双选)人造地球卫星绕地球表面附近做匀速圆周运动，设地球半径为R，地面处的重力加速度为g，人造地球卫星(　　) A.绕行的线速度最大为 B.绕行的周期小于2π C.在距地面高为R处的绕行速度为 D.在距地面高为R处的周期为2π 【答案】AC 5、下列运动中，牛顿力学规律适用的是（ 　） A.研究原子中电子的运动 B.高能粒子（速度较大）进一步加速 C.粒子接近光速的运动 D.嫦娥五号探测器的运动 【答案】D　 6、中国航天局在2015年年底发射了“高分四号”卫星，这是中国首颗地球同步轨道高分辨率对地观测卫星。如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是“高分四号”卫星。则下列关系正确的是(　　) A．物体A随地球自转的角速度大于卫星B的角速度 B．卫星B的线速度小于卫星C的线速度 C．物体A随地球自转的向心加速度小于卫星C的向心加速度 D．物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期 【答案】C　 7、太阳系中某行星A运行的轨道半径为R，周期为T，但科学家在观测中发现，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间t发生一次最大的偏离。天文学家认为形成这种现象的原因可能是A外侧还存在着一颗未知行星B，它对A的万有引力引起A行星轨道的偏离，假设其运行轨道与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同，由此可推测未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为(　　) A.R B. R C.R D.R 【答案】A 8、如图所示，“嫦娥三号”探测器发射到月球上要经过多次变轨，最终降落到月球表面上，其中轨道Ⅰ为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道，P为两轨道的交点．下列说法正确的是 (　　) A．探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度大于月球表面的重力加速度 B．探测器在轨道Ⅰ经过P点时的加速度小于在轨道Ⅱ经过P点时的加速度 C．探测器在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅱ的运行周期 D．探测器在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必须点火加速 【答案】C 9、天文爱好者小郭在10月29日通过卫星过境的GoSatWatch获得天和空间站过境运行轨迹（如图甲），通过微信小程序“简单夜空”，点击“中国空间站过境查询”，获得中国天和空间站过境连续两次最佳观察时间信息（如图乙，11月2日开始时间17:50:08和11月3日开始时间18:28:40），这两次连续过境中空间站绕地球共转过16圈，但因白天天空太亮或夜晚空间站处在地球阴影中而造成观察时机不佳。地球自转周期为24h，不考虑空间站轨道修正，由以上信息可得同步卫星的轨道半径是天和空间站的轨道半径的（　　） A．3.6倍 B．6.3倍 C．9.6倍 D．12倍 【答案】B 10、如图所示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，大小分别为m1、m2，半径分别为r1、r2。则两球的万有引力大小为(　　) A．G B．G C．G D．G 【答案】D 11、某人造地球卫星在距地面高度为的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动．已知地球质量为，地球半径为，卫星质量为，引力常量为．则卫星在圆形轨道上运行时（ ） A．线速度大小 B．线速度大小 C．角速度大小 D．角速度大小 【答案】B 12、我国以“一箭三星”方式将吉林一号视频04、05、06星成功发射。其中吉林一号04星的工作轨道高度约为535 km，比同步卫星轨道低很多，同步卫星的轨道又低于月球的轨道，其轨道关系如图所示。下列说法正确的是(　　) A.吉林一号04星的发射速度一定小于7.9 km/s B.同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球的角速度大 C.吉林一号04星绕地球运行的周期比同步卫星的周期大 D.所有卫星在运行轨道上完全失重，重力加速度为零 【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、甲、乙两架太空战机以相同的速度在一条直线上匀速飞行，甲向乙发出一条无线电指令，乙显示经过t0时间接受到指令，已知光速为c，则在甲、乙看来，该无线电指令传播的速度_______c(选填>、=、<)； 地面指挥中心认为从甲发出指令到乙接受到指令的时间间隔是t，t___t0(选填>、=、<)。 【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、某星球的半径为R，在该星球表面高h处自由释放一物体，经时间t落到该星球表面上，万有引力常量为G，不计一切阻力。求： (1)该星球表面的重力加速度； (2)该星球的平均密度。 【答案】(1)； (2) 17、同步卫星在通信等方面起到重要作用。已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，地球自转周期为T。求： (1)同步卫星距离地面的高度； (2)同步卫星的线速度大小。(用代数式表示) 【答案】(1)－R　 (2) 【解析】(1)根据万有引力提供同步卫星做圆周运动的向心力，有＝mr，则GM＝r3① GM＝gR2② 将②代入①式得r＝③ 所以同步卫星离地面的高度h＝－R。 (2)把③式代入v＝得v＝。 学科网（北京）股份有限公司 $