第七章 万有引力与宇宙航行 练习题-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，通过选择、填空、计算三种题型，结合5G卫星、嫦娥三号等科技情境与哈雷彗星、三星模型等经典问题，考查物理观念与科学思维，适配单元知识巩固与能力提升。 **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、万有引力定律应用、同步卫星、相对论|题6以高分卫星对比考查轨道参量，体现科技前沿；题7双选区分牛顿时空观与相对论，强化科学思维| |填空与实验题|2|天体类型、相对论长度收缩|题14结合高速飞船情境，考查相对论速度不变原理，落实物理观念| |计算题|3|竖直上抛与圆周运动综合、三星模型、平抛与星球质量计算|题17平抛运动与星球质量关联，题16三星模型分析，突出模型建构与科学推理，契合核心素养要求|

第七章 万有引力与宇宙航行 练习题-2025-2026学年人教版（2019）必修第二册物理 一、选择题。 1、如图是行星绕太阳运行的示意图，下列说法正确的是（    ） A．行星速率最大时在B点 B．行星速率最小时在C点 C．行星从A点运动到B点做减速运动 D．行星从A点运动到B点做加速运动 2、若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证(　　) A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602 B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602 C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6 D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60 3、已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，若不考虑地球自转的影响，地面上的物体所受的重力等于地球对物体的引力，由此可以求出地球的质量为（ ） A． B． C． D． 4、“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 5、关于相对论及相关问题，下列说法正确的是（　） A.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，物理规律可能不同 B.当物体运动速度时，物体的质量，即物体的质量改变了，故经典力学不再适用 C.当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，如分析地球上物体的运动就不必考虑质量变化 D.按照相对论理论，一个真实的静止质量不为零的物体相对任何惯性参考系的速度有可能超过光速 6、我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。2018年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是(　　) A．周期　　B．角速度 C．线速度 D．向心加速度 7、（双选）关于牛顿力学与相对论，下列说法正确的是(　　) A.相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律 B.相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律 C.牛顿力学研究的是物体在低速运动时所遵循的规律 D.牛顿力学研究的是物体在高速运动时所遵循的规律 8、“嫦娥三号”卫星在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T.计划中，该卫星还在月球上软着陆．若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响．则下列说法不正确的是(　　) A．月球的第一宇宙速度为 B．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为 C．物体在月球表面自由下落的加速度大小为 D．由于月球表面是真空，“嫦娥三号”降落月球时，无法使用降落伞减速 9、哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，哈雷彗星每隔一定的时间飞临地球一次，如图所示。从公元前240年起，哈雷彗星每次回归，中国均有记录。它最近一次回归的时间是1986年。从公元前240年至今，我国关于哈雷彗星回归记录的次数，最合理的是（　　） A．24次 B．30次 C．124次 D．319次 10、设想把质量为m的物体放在地球的中心，地球质量为M、半径为R，则物体与地球间的万有引力为(　　) A．零 B．无穷大 C. D. 11、地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G.假设地球是一个质量分布均匀的球体，体积为，则地球的平均密度是( ) A． B． C． D． 12、2020年北京时间1月16日11点02分，酒泉卫星发射中心一枚“快舟一号甲”火箭发射由银河航天研发制造的5G低轨宽带卫星，也是全球首颗5G卫星，重量为227公斤，在距离地面1156公里的区域运行，下列说法正确的是（　　） A．5G卫星不受地球引力作用 B．5G卫星绕地飞行的速度一定大于7.9km/s C．5G卫星轨道半径比地球同步卫星高 D．5G卫星在轨道上运行的速度大小与卫星的质量无关 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、如图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c)。地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离________(选填“大于”“等于”或“小于”)L。当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为________。 三、计算题。 15、已知某星球的自转周期为T0，在该星球赤道上以初速度v竖直上抛一物体，经时间t物体落回星球表面。已知物体在赤道上随星球自转的向心加速度为a，要使赤道上的物体“飘”起来，则该星球的转动周期T要变为多大？ 16、在天文观测中，观测到质量相等的三颗星始终位于边长为L的等边三角形三个顶点上，并沿等边三角形的外接圆做周期为T的匀速圆周运动，如图所示。已知引力常量为G，不计其他星球对它们的影响。 （1）求每颗星的质量m； （2）若三颗星两两之间的距离均增大为原来的2倍，求三颗星稳定运动时的线速度大小v。 17、如图所示，一航天员站在某星球表面一斜坡上的M点，并沿水平方向以初速度v0抛出一个质量为m的小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点N，斜面的倾角为α，已知该星球的半径为R，星球的质量分布均匀，引力常量为G，忽略星球的自转，试求： (1)该星球表面的重力加速度g； (2)该星球的质量M。 第七章 万有引力与宇宙航行 练习题-2025-2026学年人教版（2019）必修第二册物理 一、选择题。 1、如图是行星绕太阳运行的示意图，下列说法正确的是（    ） A．行星速率最大时在B点 B．行星速率最小时在C点 C．行星从A点运动到B点做减速运动 D．行星从A点运动到B点做加速运动 【答案】C 2、若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证(　　) A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602 B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602 C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6 D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60 【答案】B　 3、已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，若不考虑地球自转的影响，地面上的物体所受的重力等于地球对物体的引力，由此可以求出地球的质量为（ ） A． B． C． D． 【答案】B 4、“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 5、关于相对论及相关问题，下列说法正确的是（　） A.狭义相对论认为在不同的惯性参考系中，物理规律可能不同 B.当物体运动速度时，物体的质量，即物体的质量改变了，故经典力学不再适用 C.当物体以较小的速度运动时，质量变化十分微小，如分析地球上物体的运动就不必考虑质量变化 D.按照相对论理论，一个真实的静止质量不为零的物体相对任何惯性参考系的速度有可能超过光速 【答案】C　 6、我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。2018年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是(　　) A．周期　　B．角速度 C．线速度 D．向心加速度 【答案】A 7、（双选）关于牛顿力学与相对论，下列说法正确的是(　　) A.相对论研究的是物体在低速运动时所遵循的规律 B.相对论研究的是物体在高速运动时所遵循的规律 C.牛顿力学研究的是物体在低速运动时所遵循的规律 D.牛顿力学研究的是物体在高速运动时所遵循的规律 【答案】BC 8、“嫦娥三号”卫星在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T.计划中，该卫星还在月球上软着陆．若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响．则下列说法不正确的是(　　) A．月球的第一宇宙速度为 B．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为 C．物体在月球表面自由下落的加速度大小为 D．由于月球表面是真空，“嫦娥三号”降落月球时，无法使用降落伞减速 【答案】B 9、哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，哈雷彗星每隔一定的时间飞临地球一次，如图所示。从公元前240年起，哈雷彗星每次回归，中国均有记录。它最近一次回归的时间是1986年。从公元前240年至今，我国关于哈雷彗星回归记录的次数，最合理的是（　　） A．24次 B．30次 C．124次 D．319次 【答案】B 10、设想把质量为m的物体放在地球的中心，地球质量为M、半径为R，则物体与地球间的万有引力为(　　) A．零 B．无穷大 C. D. 【答案】A　 11、地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G.假设地球是一个质量分布均匀的球体，体积为，则地球的平均密度是( ) A． B． C． D． 【答案】A 12、2020年北京时间1月16日11点02分，酒泉卫星发射中心一枚“快舟一号甲”火箭发射由银河航天研发制造的5G低轨宽带卫星，也是全球首颗5G卫星，重量为227公斤，在距离地面1156公里的区域运行，下列说法正确的是（　　） A．5G卫星不受地球引力作用 B．5G卫星绕地飞行的速度一定大于7.9km/s C．5G卫星轨道半径比地球同步卫星高 D．5G卫星在轨道上运行的速度大小与卫星的质量无关 【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、如图所示，两艘飞船A、B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为v(v接近光速c)。地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离________(选填“大于”“等于”或“小于”)L。当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为________。 【答案】大于　c(或光速) 三、计算题。 15、已知某星球的自转周期为T0，在该星球赤道上以初速度v竖直上抛一物体，经时间t物体落回星球表面。已知物体在赤道上随星球自转的向心加速度为a，要使赤道上的物体“飘”起来，则该星球的转动周期T要变为多大？ 【答案】　T0 【解析】　物体抛出后，在星球表面上做竖直上抛运动。 设星球对物体产生的“重力加速度”为g，则v＝g×， 物体在赤道上随星球自转的向心加速度为a，设该星球的半径是R，根据向心加速度的表达式可得a＝，R＝，赤道上的物体“飘”起来，物体将绕星球表面做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设该星球的转动周期为T，根据牛顿第二定律有mg＝， 联立得T＝T0。 16、在天文观测中，观测到质量相等的三颗星始终位于边长为L的等边三角形三个顶点上，并沿等边三角形的外接圆做周期为T的匀速圆周运动，如图所示。已知引力常量为G，不计其他星球对它们的影响。 （1）求每颗星的质量m； （2）若三颗星两两之间的距离均增大为原来的2倍，求三颗星稳定运动时的线速度大小v。 【答案】（1）； （2） 17、如图所示，一航天员站在某星球表面一斜坡上的M点，并沿水平方向以初速度v0抛出一个质量为m的小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点N，斜面的倾角为α，已知该星球的半径为R，星球的质量分布均匀，引力常量为G，忽略星球的自转，试求： (1)该星球表面的重力加速度g； (2)该星球的质量M。 【答案】(1) 　(2) 【解析】(1)由题意结合平抛运动的知识可得 x＝v0t，y＝gt2，tan α＝，解得g＝。 (2)忽略星球的自转，对星球表面的小球，有G＝mg，解得M＝。 学科网（北京）股份有限公司 $