2025-2026学年高二年级暑假作业（十一）万有引力与宇宙航行

**基本信息** 高中物理暑假专项训练，聚焦万有引力与宇宙航行，通过概念辨析、轨道分析、定量计算构建知识网络，强化物理观念与科学思维。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |概念辨析|3题（1/3/5）|开普勒定律理解、参考系选择、同步卫星参量比较|从地心说到开普勒定律，构建天体运动认知框架| |轨道分析|4题（2/9/10/11）|地月引力比较、变轨问题、椭圆轨道特性|通过轨道模型迁移，深化运动与相互作用观念| |定量计算|6题（4/6/7/8/12/13）|中心天体质量、宇宙速度、密度计算|万有引力定律为核心，推导运动参量关系链|

高二年级暑假作业（十一） 万有引力与宇宙航行 一、单选题 1．关于行星的运动，下列说法中不正确的是（     ） A．关于行星的运动，早期有“地心说”与“日心说”之争，而“地心说”容易被人们所接受的原因之一是由于相对运动使得人们观察到太阳东升西落 B．所有行星围绕太阳运动的椭圆轨道都可近似地看作圆轨道 C．开普勒第三定律，式中k的值与太阳的质量无关 D．开普勒三定律也适用于其他星系的行星运动 2．发射一颗探月卫星，其先后在两个轨道上分别经过M、N两点，如图所示，关于卫星在M、N两点的情况，下列说法正确的是（     ） A．在点所受地球引力比月球引力大 B．在点所受地球引力和月球引力相等 C．在点所受月球引力比地球引力大 D．在点所受地球引力比月球引力大 3．如图所示，关于开普勒三大定律，下列说法正确的是（     ） A．火星绕太阳运行一周的时间比地球绕太阳运行一周的时间短 B．地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点运行的速率相等 C．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 D．在相等时间内，火星和太阳的连线扫过的面积与地球和太阳的连线扫过的面积相等 4．神舟飞船绕地球做匀速圆周运动，运动周期为T，已知地球质量为M，地球半径为R，万有引力常量为G，则飞船绕地球飞行时距离地面的高度为（　　） A． B． C． D． 5．关于赤道上的建筑物A、采石矶的李白雕塑B、地球同步卫星C的运动情况，下列说法正确的是（　　） A．周期大小关系：TA=TB<TC B．角速度大小关系：ωA=ωB=ωC C．线速度大小关系：vA>vB>vC D．向心加速度大小关系：aA>aB>aC 6．离地球280光年外有一恒星TOI-561。与TOI-561相距约0.01 AU（日地距离为1 AU）的行星绕其公转的周期约为地球公转周期的，该行星和地球的公转均视为匀速圆周运动。则TOI-561与太阳的质量的比值约为（     ） A．0.16 B．0.64 C．1.6 D．6.4 7．已知某卫星绕地球做椭圆运动，在近地点所受的地球引力为其在地面附近的，在远地点所受的地球引力为其在地面附近的。地面附近的重力加速度大小为，地球半径为，该卫星的运动周期为（     ） A． B． C． D． 二、多选题 8．据报道，我国计划发射的“巡天号”望远镜将运行在离地面约的轨道上，其视场比“哈勃”望远镜的更大。已知“哈勃”运行在离地面约的轨道上，若两望远镜绕地球近似做匀速圆周运动，则“巡天号”（　　） A．角速度大小比“哈勃”的小 B．线速度大小比“哈勃”的小 C．运行周期比“哈勃”的小 D．向心加速度大小比“哈勃”的大 9．我国的SJ—21卫星曾将失效的北斗导航卫星从地球同步轨道（圆轨道1）通过转移轨道（椭圆轨道2），拖拽至更高的墓地轨道（圆轨道3）。P为轨道1与轨道2的切点，Q为轨道2与轨道3的切点。下列说法正确的是（　　） A．卫星在轨道2上运行的周期大于24小时 B．卫星在轨道1上经过P点的速度大于在轨道2上经过P点的速度 C．卫星在轨道2上经过Q点的速度大于经过P点的速度 D．卫星在轨道2上经过Q点的加速度等于在轨道3上经过Q点的加速度 10．鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。鹊桥二号采用周期为24h的环月椭圆冻结轨道（如图），近月点A距月心约为2.0 × 103km，远月点B距月心约为1.8 × 104km，CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是（   ） A．鹊桥二号从C经B到D的运动时间为12h B．鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比约为81：1 C．鹊桥二号在C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线 D．鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s 三、填空题 11．有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b在近地轨道上转动，c是地球静止卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则a卫星的角速度________（填“”“”或“”）c卫星的角速度，a卫星的线速度________（填“”“”或“”）c卫星的线速度，b卫星的线速度________（填“”“”或“”）卫星的线速度。 四、解答题 12．中国火星探测器“天问一号”绕火星做匀速圆周运动，已知探测器的圆轨道半径为r，周期为T；万有引力常量为G，火星可视为半径为R的均匀球体。求： (1)火星质量大小； (2)火星表面重力加速度大小； (3)火星的第一宇宙速度大小。 13．如图所示，在半径为、质量分布均匀的某星球表面，有一倾角为的斜坡。宇航员以初速度从斜坡顶端点水平抛出一个小球，经过时间小球落在斜坡上的点。求： (1)该星球表面附近的重力加速度； (2)该星球的第一宇宙速度大小； (3)该星球的平均密度。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 C D C D B B B CD AD BD 11． 12．(1) (2) (3) 【详解】（1）对探测器，根据牛顿第二定律可得 解得火星质量大小为 （2）设在火星表面的物体的质量为，根据万有引力等于重力可得 解得 （3）火星第一宇宙速度为近地卫星的环绕速度，根据牛顿第二定律可得 解得 13．(1) (2) (3) 【详解】（1） 如图，由平抛运动位移关系得， 根据 解得 （2）某环绕天体绕该星球表面附近做匀速圆周运动，根据重力提供向心力可得 解得 （3）根据环绕天体在该星球表面附近重力等于引力可得 根据星球体积公式 解得该星球的平均密度 学科网（北京）股份有限公司 $