第七章 万有引力与宇宙航行 检测题-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”单元检测题，涵盖选择、填空、计算题型，结合“嫦娥四号”“天问一号”等航天情境，注重物理观念与科学思维考查，适配单元复习巩固。 **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、卫星运动、相对论|以“火星公转”“太空城”等情境，考查运动和相互作用观念| |填空与实验题|2|卫星周期比、地球引力计算|结合行星质量与半径关系，强化模型建构| |计算题|3|卫星速度比、星球质量比、双星系统|以“双星系统”综合题，体现科学推理与综合应用|

第七章 万有引力与宇宙航行 检测题-2025-2026学年物理人教版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、地球公转半径在天文学上常用来作为长度单位，叫做天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。已知火星公转的轨道半径是1.5天文单位，则火星公转的周期与地球公转的周期之比为（　　） A． B． C． D． 2、下列关于万有引力定律的说法中，正确的是（　 　） ①万有引力定律是卡文迪许在实验室中发现的 ②对于相距很远、可以看成质点的两个物体，万有引力定律中的r是两质点间的距离 ③对于质量分布均匀的球体，公式中的r是两球心间的距离 ④质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力。 A．①②③ B．②③ C．②③④ D．①④ 3、假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B，自身球体半径分别为RA和RB．两颗行星各自周围的卫星的轨道半径的三次方（r3）与运行公转周期的平方（T2）的关系如图所示；T0为卫星环绕各自行星表面运行的周期．则（　　） A．行星A的质量小于行星B的质量 B．行星A的密度小于行星B的密度 C．行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度 D．当两行星周围的卫星的运动轨道半径相同时，行星A的卫星的向心加速度大于行星B的卫星的向心加速度 4、假设发射两颗探月卫星A和B，如图所示，其环月飞行距月球表面的高度分别为200km和100km。若环月运行均可视为匀速圆周运动，则（　　） A．B环月运行时向心加速度比A小 B．B环月运行的速度比A小 C．B环月运行的周期比A长 D．B环月运行的角速度比A大 5、一艘太空飞船静止时的长度为30 m，他以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是(　　) A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 m B.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m C.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c D.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c 6、我国已于2018年12月发射“嫦娥四号”登月探测器，该探测器将首次造访月球表面，实现对地对月中继通信。如图所示，“嫦娥四号”在环月圆轨道Ⅰ上的A点实施变轨，进入近月的椭圆轨道Ⅱ，由近月点B落月，如图所示。下列关于“嫦娥四号”的说法，正确的是(　　) A．沿轨道Ⅰ运动至A点时，需向前喷气才能进入轨道Ⅱ B．沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期 C．沿轨道Ⅱ运行时，在A点的加速度大于在B点的加速度 D．在轨道Ⅱ上由A点运行到B点的过程，速度逐渐减小 7、（双选）在圆轨道上做匀速圆周运动的国际空间站里，一名宇航员手拿一只小球相对于太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上，如图所示。下列说法正确的是(　　) A.宇航员相对于地球的速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间 B.若宇航员相对于太空舱无初速度释放小球，小球将继续做匀速圆周运动 C.宇航员将不受地球的引力作用 D.宇航员对“地面”的压力等于零 8、人类向宇宙空间发展最具可能的是在太阳系内地球附近建立“太空城”．设想中的一个圆柱形“太空城”，其外壳为金属材料，长1 600 m，直径200 m，内壁沿纵向分隔成6个部分，窗口和人造陆地交错分布，陆地上覆盖1.5 m厚的土壤，窗口外有巨大的铝制反射镜，可调节阳光的射入，城内部充满空气，“太空城”内的空气、水和土壤最初可从地球和月球运送，以后则在“太空城”内形成与地球相同的生态环境．为了使“太空城”内的居民能如地球上一样具有“重力”，以适应人类在地球上的行为习惯，“太空城”将在电力的驱动下，绕自己的中心轴以一定的角速度转动．如图为“太空城”垂直中心轴的截面，下列说法不正确的是(　　) A．“太空城”内物体所受的“重力”方向一定通过垂直中心轴截面的圆心 B．人随“太空城”自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供 C．“太空城”内的居民不能运用天平准确测出质量 D．“太空城”绕自己的中心轴转动的角速度越大，“太空城”的居民受到的“重力”越大 9、二十四节气中的春分与秋分均为太阳直射赤道，春分为太阳从南回归线回到赤道，秋分则为太阳从北回归线回到赤道。2020年3月20日为春分，9月22日为秋分，可以推算从春分到秋分为186天，而从秋分到春分为180天。设以上两个时间段内地球公转的轨迹长度相等，如图所示，关于上述自然现象，下列说法正确的是（   ） A．从春分到秋分地球离太阳远 B．从秋分到春分地球离太阳远 C．夏天地球离太阳近 D．冬天地球离太阳远 10、下列实验用到与“探究加速度与力、质量的关系”相同实验方法的是（　 　） A．甲图斜面理想实验 B．乙图卡文迪什扭秤实验 C．丙图共点力合成实验 D．丁图“探究向心力大小”实验 11、一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为，已知引力常量为G,则这颗行星的质量为( ) A． B． C． D． 12、2020年4月24日，在“中国航天日”启动仪式上，备受关注的中国首次火星探测任务名称、任务标识正式公布。中国首次火星探测任务被命名为“天问一号”，任务标识如图所示。根据计划，我国将在2020年实施首次火星探测任务，目标是通过一次发射任务，实现火星环绕和着陆巡视。设发射火星探测器的速度为，地球的第一、第二、第三宇宙速度分别为、、，则下列关系式正确的是（　　） A． B． C． D． 二、填空与实验题。 13、两颗行星A和B各有一颗卫星a和b，卫星轨道接近各自行星的表面，如果两行星的质量之比为=p，两行星半径之比为= q，则两个卫星的周期之比为___________。 14、质量为80kg的宇航员，他在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上绕地球运行时，所受地球吸引力是______N，这时他对卫星中的座椅的压力为______N。（g取10m/s2） 三、计算题。 15、1970年4月24日，我国发射了第一颗人造卫星，其近地点高度是km，远地点高度是km，设近地点处卫星的速率v1，远地点处卫星速率v2，则v1：v2为多少？（已知km） 16、宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t，小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处。(取地球表面重力加速度g＝10 m/s2，空气阻力不计) (1)求该星球表面附近的重力加速度g′； (2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M星∶M地。 17、天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量。(引力常量为G) 第七章 万有引力与宇宙航行 检测题-2025-2026学年物理人教版（2019）必修第二册 一、选择题。 1、地球公转半径在天文学上常用来作为长度单位，叫做天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。已知火星公转的轨道半径是1.5天文单位，则火星公转的周期与地球公转的周期之比为（　　） A． B． C． D． 【答案】D 2、下列关于万有引力定律的说法中，正确的是（　 　） ①万有引力定律是卡文迪许在实验室中发现的 ②对于相距很远、可以看成质点的两个物体，万有引力定律中的r是两质点间的距离 ③对于质量分布均匀的球体，公式中的r是两球心间的距离 ④质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力。 A．①②③ B．②③ C．②③④ D．①④ 【答案】B 3、假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B，自身球体半径分别为RA和RB．两颗行星各自周围的卫星的轨道半径的三次方（r3）与运行公转周期的平方（T2）的关系如图所示；T0为卫星环绕各自行星表面运行的周期．则（　　） A．行星A的质量小于行星B的质量 B．行星A的密度小于行星B的密度 C．行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度 D．当两行星周围的卫星的运动轨道半径相同时，行星A的卫星的向心加速度大于行星B的卫星的向心加速度 【答案】D 4、假设发射两颗探月卫星A和B，如图所示，其环月飞行距月球表面的高度分别为200km和100km。若环月运行均可视为匀速圆周运动，则（　　） A．B环月运行时向心加速度比A小 B．B环月运行的速度比A小 C．B环月运行的周期比A长 D．B环月运行的角速度比A大 【答案】D 5、一艘太空飞船静止时的长度为30 m，他以0.6c(c为光速)的速度沿长度方向飞行越过地球，下列说法正确的是(　　) A.飞船上的观测者测得该飞船的长度小于30 m B.地球上的观测者测得该飞船的长度小于30 m C.飞船上的观测者测得地球上发来的光信号速度小于c D.地球上的观测者测得飞船上发来的光信号速度小于c 【答案】B 6、我国已于2018年12月发射“嫦娥四号”登月探测器，该探测器将首次造访月球表面，实现对地对月中继通信。如图所示，“嫦娥四号”在环月圆轨道Ⅰ上的A点实施变轨，进入近月的椭圆轨道Ⅱ，由近月点B落月，如图所示。下列关于“嫦娥四号”的说法，正确的是(　　) A．沿轨道Ⅰ运动至A点时，需向前喷气才能进入轨道Ⅱ B．沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期 C．沿轨道Ⅱ运行时，在A点的加速度大于在B点的加速度 D．在轨道Ⅱ上由A点运行到B点的过程，速度逐渐减小 【答案】A　 7、（双选）在圆轨道上做匀速圆周运动的国际空间站里，一名宇航员手拿一只小球相对于太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上，如图所示。下列说法正确的是(　　) A.宇航员相对于地球的速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间 B.若宇航员相对于太空舱无初速度释放小球，小球将继续做匀速圆周运动 C.宇航员将不受地球的引力作用 D.宇航员对“地面”的压力等于零 【答案】BD 8、人类向宇宙空间发展最具可能的是在太阳系内地球附近建立“太空城”．设想中的一个圆柱形“太空城”，其外壳为金属材料，长1 600 m，直径200 m，内壁沿纵向分隔成6个部分，窗口和人造陆地交错分布，陆地上覆盖1.5 m厚的土壤，窗口外有巨大的铝制反射镜，可调节阳光的射入，城内部充满空气，“太空城”内的空气、水和土壤最初可从地球和月球运送，以后则在“太空城”内形成与地球相同的生态环境．为了使“太空城”内的居民能如地球上一样具有“重力”，以适应人类在地球上的行为习惯，“太空城”将在电力的驱动下，绕自己的中心轴以一定的角速度转动．如图为“太空城”垂直中心轴的截面，下列说法不正确的是(　　) A．“太空城”内物体所受的“重力”方向一定通过垂直中心轴截面的圆心 B．人随“太空城”自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供 C．“太空城”内的居民不能运用天平准确测出质量 D．“太空城”绕自己的中心轴转动的角速度越大，“太空城”的居民受到的“重力”越大 【答案】C 9、二十四节气中的春分与秋分均为太阳直射赤道，春分为太阳从南回归线回到赤道，秋分则为太阳从北回归线回到赤道。2020年3月20日为春分，9月22日为秋分，可以推算从春分到秋分为186天，而从秋分到春分为180天。设以上两个时间段内地球公转的轨迹长度相等，如图所示，关于上述自然现象，下列说法正确的是（   ） A．从春分到秋分地球离太阳远 B．从秋分到春分地球离太阳远 C．夏天地球离太阳近 D．冬天地球离太阳远 【答案】A 10、下列实验用到与“探究加速度与力、质量的关系”相同实验方法的是（　 　） A．甲图斜面理想实验 B．乙图卡文迪什扭秤实验 C．丙图共点力合成实验 D．丁图“探究向心力大小”实验 【答案】D 11、一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为，已知引力常量为G,则这颗行星的质量为( ) A． B． C． D． 【答案】B 12、2020年4月24日，在“中国航天日”启动仪式上，备受关注的中国首次火星探测任务名称、任务标识正式公布。中国首次火星探测任务被命名为“天问一号”，任务标识如图所示。根据计划，我国将在2020年实施首次火星探测任务，目标是通过一次发射任务，实现火星环绕和着陆巡视。设发射火星探测器的速度为，地球的第一、第二、第三宇宙速度分别为、、，则下列关系式正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】C 二、填空与实验题。 13、两颗行星A和B各有一颗卫星a和b，卫星轨道接近各自行星的表面，如果两行星的质量之比为=p，两行星半径之比为= q，则两个卫星的周期之比为___________。 【答案】 14、质量为80kg的宇航员，他在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上绕地球运行时，所受地球吸引力是______N，这时他对卫星中的座椅的压力为______N。（g取10m/s2） 【答案】200 0 三、计算题。 15、1970年4月24日，我国发射了第一颗人造卫星，其近地点高度是km，远地点高度是km，设近地点处卫星的速率v1，远地点处卫星速率v2，则v1：v2为多少？（已知km） 【答案】1.28：1 16、宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t，小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处。(取地球表面重力加速度g＝10 m/s2，空气阻力不计) (1)求该星球表面附近的重力加速度g′； (2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M星∶M地。 【答案】(1)2 m/s2　 (2) 【解析】(1)设竖直上抛小球初速度为v0，则 v0＝gt＝g′×5t，所以g′＝g＝2 m/s2。 (2)设小球的质量为m，则mg＝G，mg′＝G， 所以M星∶M地＝＝×＝。 17、天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量。(引力常量为G) 【答案】 【解析】设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、r2，角速度分别为ω1、ω2，根据题意有ω1＝ω2① r1＋r2＝r② 根据万有引力定律和牛顿运动定律，有 G＝m1ω12r1③ G＝m2ω22r2④ 联立以上各式解得 r1＝⑤ 根据角速度与周期的关系知 ω1＝ω2＝⑥ 联立③⑤⑥式解得这个双星系统的总质量 m1＋m2＝。 学科网（北京）股份有限公司 $