2019人教版必修第二册第七章2万有引力定律同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 2019人教版必修第二册第七章2万有引力定律同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 269.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-20 06:32:20 | ||
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文档简介
2019人教版必修第二册 第七章 2 万有引力定律 同步练习
一、多选题
1．下列有关科学家及他们的贡献描述中正确的是
A．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星运行的规律
B．牛顿利用行星运行的规律，并通过月地检验，得出了万有引力定律
C．伽利略利用行星运行的规律，进行了“月﹣地检验”，将天体间的力和地球上物体的重力统一起来
D．牛顿用扭秤实验测出了万有引力常量
2．人造地球卫星绕地球旋转时，既具有动能又具有引力势能（引力势能实际上是卫星与地球共有的，简略地说此势能是人造卫星所具有的）．设地球的质量为M，半径为R，取离地无限远处为引力势能零点，则距离地心为r，质量为m的物体引力势能为（G为引力常量)，假设质量为m的飞船在距地心r1的近地点速度为v1，下列说法中正确的是（ ）
A．飞船在椭圆轨道上正常运行时具有的机械能
B．飞船在椭圆轨道距离地心r2时的速度大小
C．地球的第一宇宙速度
D．该飞船在近地点的加速度为
3．下列说法正确的是
A．日心说的代表人物是托勒密
B．万有引力定律公式中的引力常量G是没有单位的
C．开普勒第三定律中的K是一个与中心天体有关的常量
D．万有引力定律既适用于天体间的相互作用，也适用于地面上物体间的相互作用
4．某行星的自转周期为T，赤道半径为R。研究发现，当该行星的自转角速度变为原来的2倍时会导致该行星赤道上的物体恰好对行星表面没有压力。已知引力常量为G，则（ ）
A．该行星的质量M=
B．该行星的同步卫星的轨道半径r=
C．质量为m的物体对该行星赤道表面的压力F=
D．环绕该行星做匀速圆周运动的卫星的最大线速度为7.9km/s
5．如下所示四幅图片涉及物理学史上的四个重大发现。其中说法正确的是（ ）
A．甲图行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积，是开普勒得到的行星运动三大定律中的其中一条规律
B．乙图卡文迪许实验示意图，卡文迪许通过扭秤实验，归纳出了万有引力定律
C．丙图奥斯特实验示意图，奥斯特通过实验研究，发现了电流周围存在磁场
D．丁图法拉第电磁感应实验装置图，法拉第通过实验研究，总结出电磁感应现象中感应电流方向的规律
二、单选题
6．关于万有引力定律，下列说法中正确的是（ ）
A．牛顿最早测出G值，使万有引力定律有了真正的实用价值
B．牛顿通过“月地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律
C．由可知，距离r趋于零时，万有引力无限大
D．引力常量G值大小与中心天体选择有关
7．两个质量相等的均匀球体，两球心距离为r，它们之间的万有引力为F，若它们的质量都加倍，两球心之间的距离不变，它们之间的吸引力为( )
A．4F B．2F C．F D．0.25F
8．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是（ ）
A．牛顿发现了万有引力定律
B．“地心说”的代表人物是哥白尼
C．相对论的创立表明经典力学已不再适用
D．经典力学既适用于弱相互作用，也适用于强相互作用
9．如图，甲乙两颗质量相等的卫星绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道半径分别为r甲、r乙，且r甲< r乙，它们的线速度大小分别为v甲、v乙，地球对它们的引力大小分别为F甲、F乙．下列关系正确的是（ ）
A．
B．v甲 = v乙
C．F甲 < F乙
D．F甲 = F乙
10．下面对人类探索宇宙的历史表述不正确的是；
A．开普勒通过研究第谷的行星观测数据得出了行星运动定律；
B．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律；
C．经典力学适用于低速运动的宏观物体；
D．牛顿不仅提出了万有引力定律而且测量出了引力常量；
11．下列说法正确的是
A．牛顿最早提出了日心说
B．托勒密发现了海王星和冥王星
C．开普勒发现了万有引力定律
D．卡文迪许第一次测出了万有引力常量
12．已知月球到地球的距离约为地球半径的60倍，地球表面重力加速度为g，月球环绕地球圆周运动的速度为向心加速度为a，则a约为g的
A． B． C．3600倍 D．60倍
13．已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍.不考虑地球、月球自转的影响，由以上数据可推算出（ ）
A．地球的平均密度与月球的平均密度之比约为9∶8
B．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为9∶4
C．靠近表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比约为8∶9
D．靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器线速度之比约为81∶4
14．火星被认为是太阳系中最有可能存在地外生命的行星，对人类来说充满着神秘和期待，为更进一步探索火星，美国宇航局于2011年发射了火星探测器，该探测器经过长途跋涉成功被火星捕获。已知探测器在距火星表面高处的圆轨道上运行的周期为，变轨后在距火星表面高处的圆轨道上运行的周期为，已知引力常量为G，根据以上信息下列物理量中不能求出的是（ ）
A．火星的公转周期
B．火星的平均密度
C．火星表面的重力加速度
D．火星的第一宇宙速度
15．若忽略其他天体的影响，地球和月球可以看成一个双星系统，它们绕着两者连线上某一点做匀速圆周运动。天文学家发现月球正以平均每年3.8cm的速度离开地球，设地球和月球的质量保持不变，则关于此双星系统的说法正确的是（ ）
A．双星间的万有引力逐渐增大
B．双星的周期逐渐减小
C．双星的线速度均逐渐减小
D．双星系统的引力势能逐渐减小
16．某星球的质量和地球相等，半径是地球半径的 ，该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（不考虑星球和地球自转的影响）
A．2倍 B．倍 C．4倍 D．倍
阅读下列材料，回答下列小题
2014年12月7日，中国和巴西联合研制的地球资源卫星04星在太原成功发射升空．04星成功发射，恰逢中国长征系列运载火箭第200次发射，展示了两国科技合作最新成果和水平．相比中巴地球资源卫星01星、02星，04星提高了空间分辨率，增加了传感器和谱段数，获取的5米全色、10米多光谱等影像图可广泛应用于中国和巴西农作物估产、环境保护与监测、国土资源勘查和灾害监测等多个领域，满足持续提供稳定的中分辨率普查数据的迫切需求．
17．火箭由地面竖直向上发射，在大气层里加速上升的过程中卫星的 （ ）
A．机械能增加
B．重力势能减少
C．机械能不变
D．动能减少
18．火箭加速上升的过程中，假设火箭中有一个质量为1kg的物体静止地放在台式弹簧测力计上，此时弹簧测力计的示数可能是 （ ）
A．20N
B．10N
C．5N
D．0N
19．地球资源卫星04星进入预定轨道后绕地球作椭圆轨道运动，地球位于椭圆的一个焦点上，如图所示，从A点运动到远地点B点的过程中，下列表述正确的有 （ ）
A．地球引力对卫星不做功
B．卫星的速度越来越大
C．卫星受到的地球引力越来越小
D．卫星受到的地球引力越来越大
20．同一遥感卫星离地面越近时，获取图象的分辨率也就越高．则当图象的分辨率越高时，卫星的（ ）
A．向心加速度越小
B．周期越小
C．线速度越小
D．角速度越小
21．2020年5月7日，出现超级月亮景观，从科学定义而言，叫作近地点满月更为准确如图所示，月球的绕地运动轨道实际上是一个椭圆，地球位于椭圆的一个焦点上，则（ ）
A．月球运动到远地点时的速度最大
B．月球运动到近地点时的加速度最大
C．月球由近地点向远地点运动的过程，月球的线速度增大
D．月球由远地点向近地点运动的过程，月球的线速度减小
22．某物体在地球表面，受到地球的万有引力为F。若此物体受到的引力减小为，则其距离地面的高度应为（R为地球半径）（ ）
A．R B．2R C．3R D．4R
三、解答题
23．已知地球的质量，太阳的质量，地球到太阳的平均距离，那么太阳对地球的引力有多大？
24．地球质量为，月球质量为，相距距离为，它们之间的万有引力多大？对月球产生的加速度多大？从上述计算中，你得到什么结论？
25．假如你将来成为一名宇航员，你驾驶一艘宇宙飞船飞临一未知星球，你发现当你关闭动力装置后，你的飞船贴着星球表面飞行一周用时为t秒，而飞船仪表盘上显示你的飞行速度大小为v。已知球的体积公式是，引力常量为G。问该星球的：
(1)半径R多大？
(2)密度多大？
(3)表面重力加速度g多大？
26．某星球质量为M，半径为R，可视为质量分布均匀的球体，一人在该星球表面上距星球表面高为h（h远小于R）处以初速度V0水平抛出一个质量为m的小球，不计任何阻力，万有引力常量为G，求：
（1）抛球过程中人对小球所做的功W；
（2）星球表面的重力加速度g的大小．
（3）小球落到星球表面时的速度v的大小．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．AB
【详解】
开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星运动的开普勒三定律，A正确；牛顿利用行星运行的规律，并通过月地检验，得出了万有引力定律，B正确C错误；卡文迪许通过扭秤实验测得万有引力常量，D错误．
2．BCD
【详解】
A．由于飞船在椭圆轨道上机械能守恒，所以飞船的机械能等于在近地点的机械能，机械能为，A错误；
B．根据机械能守恒有，解得：，B正确；
C．对在地面附近飞行的物体，根据向心力公式有，解得：，C正确；
D．飞船在近地点时，根据万有引力定律矣牛顿第二定律有，解得：，D正确.
3．CD
【分析】
解答本题根据相关的物理学史分析即可日心说的代表人物是哥白尼；万有引力定律公式中的引力常量G的单位根据公式推导出来；开普勒第三定律中的K是一个与中心天体有关的常量；万有引力定律适用于天体间和地面间相互作用．
【详解】
A．日心说的代表人物是哥白尼，而不是托勒密，故A错误．
B．根据万有引力定律公式推导得知，G的单位是，故B错误．
C．以环绕天体绕中心天体圆周运动为例，根据万有引力提供向心力得：
得
M是中心天体的质量，可知开普勒第三定律中的k是一个与中心天体有关的常量，故C正确．
D．万有引力定律既适用于天体间的相互作用，也适用于地面上物体间的相互作用，故D正确．
故选CD.
【点睛】
解决本题除了掌握相关的物理学史外，要知道万有引力定律及适用范围，建立天体运动模型，加学理解开普勒第三定律．
4．BC
【详解】
A．该行星自转角速度变为原来2倍，则周期将变为原，即为，由题意可知此时
解得
M=
故A错误；
B．同步卫星的周期等于该星球的自转周期，由万有引力提供向心力可得
又
M=
解得
r=
故B正确；
C．行星地面物体的重力和支持力的合力提供向心力
又
解得
F=
故C正确；
D ．7.9km/s是地球的第一宇宙速度，由于不知道该星球的质量以及半径与地球质量和半径的关系，故无法得到该星球的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度的关系，故无法确定环绕该行星作匀速圆周运动的卫星线速度和7.9km/s 的关系，故 D 错误。
故选BC。
5．AC
【详解】
A．甲图行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积即为开普勒第二定律，故A正确；
B．该实验是卡文迪许做的扭秤实验；卡文迪许通过扭秤实验，测出万有引力常量，并非归纳出了万有引力定律，故B错误；
C．该实验是奥斯特研究电流磁效应的实验；奥斯特通过实验研究，发现了电流周围存在磁场，故C正确；
D．楞次总结出判断电磁感应现象中感应电流方向的规律，故D错误。
故选AC。
6．B
【详解】
A．最早测出G值的是卡文迪许，不是牛顿，故A错误；
B．牛顿通过“月地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律，故B正确；
C．公式适用于质点之间的万有引力，当距离r趋于零时，万有引力公式不再适用，故C错误；
D．引力常量G是一个定值，它大小与中心天体选择无关，故D错误；
故选B。
7．A
【解析】
设两个物体的质量分别为m1，m2；未变时：；变化后：，即它们之间的吸引力变为4F．故A正确，BCD错误．故选A．
8．A
【详解】
A．人们一般都认为牛顿从观察到苹果落地就总结出了万有引力定律，故A正确；
B．“地心说”的代表人物是托米勒，“日心说”的代表人物是哥白尼，故B错误；
C．经典力学适用于宏观物体和低速运动的物体，对于微观世界和高速运动的物体不再适用，相对论并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，故C错误；
D．经典力学只适用于弱相互作用，不适用于强相互 作用，故D错误。
故选A。
9．A
【详解】
AB．根据得，线速度
因为r甲＜r乙则v甲＞v乙，故A正确，B错误．
CD．地球对卫星的万有引力
因为卫星的质量相等，r甲＜r乙，则F甲＞F乙，故CD错误．
故选A．
【点睛】
解决本题的关键掌握万有引力定律公式，知道卫星做圆周运动向心力的来源，得出线速度的表达式是关键．
10．D
【详解】
开普勒通过研究第谷的行星观测数据，总结出了行星运动的三大规律，故A正确； 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，故B正确； 经典力学适用于宏观低速物体的运动规律，对于微观、高速不再适用，故C正确；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许在实验室中准确地得出了引力常量G的数值，故D错误； 此题选择错误的选项，故选D．
11．D
【详解】
哥白尼提出了“日心说”推翻了很长时间的“地心说”，故A错误；克莱德 汤博发现了冥王星，亚当斯和勒威耶发现了海王星，故B错误；开普勒发现了行星的运动规律，在此基础上牛顿发现了万有引力定律，故C错误；卡文迪许第一次测出了万有引力常量．故D正确．所以D正确，ABC错误．
12．A
【详解】
设地球半径为R，月球的向心加速度为a，由题意知月球向心力与月球在地面上的重力之比：，即，故选A.
13．C
【详解】
A.根据密度定义所以地球的平均密度与月球的平均密度之比约为81：64．故A错误．
B.根据万有引力等于重力表示出重力加速度得：，所以地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为81：16．故B错误．
C.研究航天器做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，解得：，所以地球近地卫星的周期与月球近地卫星的周期之比为8：9，故C正确．
D.研究航天器做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，，解得：，所以地球近地卫星的线速度与月球近地卫星的线速度之比约为9：2，故D错误．
14．A
【详解】
若设火星的半径为R，由探测器绕其运动规律
能求出火星半径R，由
能求出火星的质量，由能求出火星的平均密度，由能求出火星表面的重力加速度，由
能求出火星的第一宇宙速度，故选项BCD均可求出；由于火星是绕太阳公转的，在不知轨道半径和其他行星周期等参考量的情况下，不能求出其公转周期。
故选A。
15．C
【详解】
A．根据万有引力公式
随着地月间距增加，可知双星间的万有引力逐渐减小，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力
解得
随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的周期将变大，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力
解得
随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的速度将变小，故C正确；
D．双星距离增大的过程中，万有引力对双星做负功，双星系统的引力势能增大，故D错误。
故选C。
16．C
【详解】
根据可知，，所以C正确．
17．A
18．A
19．C
20．B
【分析】
本大题考查万有引力相关的知识，涉及能量，天体运动的参变量间的关系等．
17．加速升空的过程，卫星的速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，因此卫星的机械能增大，故A正确，BCD错误．
18．火箭加速上升的过程中，物体放在静止的台式弹簧秤上，受到弹簧秤向上的支持力和重力，物体的加速度的方向向上，根据牛顿第二定律得F–mg=ma，解得F=ma+mg=（10+a）N>10 N，故A正确，BCD错误．
19．由题图可知，飞船由A到B的过程中，离地球的距离增大，则万有引力减小，飞船的加速度减小，引力对飞船做负功，由动能定理可知，飞船的动能减小，则速度减小，故C正确，ABD错误．
20．由图象的分辨率越高，可知遥感卫星离地面越近，即轨道半径r越小，根据万有引力提供向心力有，得可知r越小，向心加速度越大，线速度越大，角速度越大，周期越小．故B正确，ACD错误．
21．B
【详解】
ACD．由开普勒第二定律可知，月球运动到远地点时的速度最小，月球由近地点向远地点运动的过程中，月球的线速度减小，由远地点向近地点运动的过程中，月球的线速度增大，故A、C、D错误；
B．根据牛顿第二定律和万有引力定律可得
月球运动到近地点时所受万有引力最大，加速度最大，故B正确。
故选B。
22．C
【详解】
根据万有引力定律表达式得：
，
解得
故选C。
23．
【详解】
根据万有引力定律可得
24． ,结论见解析
【解析】
【详解】
根据万有引力定律，地球与月球之间的万有引力的大小为：
；
根据牛顿第二定律F=ma有：
我们身边常见的物体之间的万有引力很小，几乎为零，产生的加速度也几乎为零.天体之间的万有引力巨大，产生的加速度不能忽略
25．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)因做匀速圆周运动周期为t则由
得
(2)根据由万有引力提供向心力
得
(3)根据
得
26．（1）（2）（3）
【详解】
试题分析：（1）抛球过程中，对球，由动能定理得：
（2）设星球表面重力加速度为g，由物体在星球表面力受的重力等于星球对物体的万有引力，
则
可得：
（3）设小球落到星球表面时的速度为v，则从小球抛出到落到地琛程中，对小球，由机械能守恒定律得：
代入
解得：
考点：万有引力与航天，平抛运动
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、多选题
1．下列有关科学家及他们的贡献描述中正确的是
A．开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星运行的规律
B．牛顿利用行星运行的规律，并通过月地检验，得出了万有引力定律
C．伽利略利用行星运行的规律，进行了“月﹣地检验”，将天体间的力和地球上物体的重力统一起来
D．牛顿用扭秤实验测出了万有引力常量
2．人造地球卫星绕地球旋转时，既具有动能又具有引力势能（引力势能实际上是卫星与地球共有的，简略地说此势能是人造卫星所具有的）．设地球的质量为M，半径为R，取离地无限远处为引力势能零点，则距离地心为r，质量为m的物体引力势能为（G为引力常量)，假设质量为m的飞船在距地心r1的近地点速度为v1，下列说法中正确的是（ ）
A．飞船在椭圆轨道上正常运行时具有的机械能
B．飞船在椭圆轨道距离地心r2时的速度大小
C．地球的第一宇宙速度
D．该飞船在近地点的加速度为
3．下列说法正确的是
A．日心说的代表人物是托勒密
B．万有引力定律公式中的引力常量G是没有单位的
C．开普勒第三定律中的K是一个与中心天体有关的常量
D．万有引力定律既适用于天体间的相互作用，也适用于地面上物体间的相互作用
4．某行星的自转周期为T，赤道半径为R。研究发现，当该行星的自转角速度变为原来的2倍时会导致该行星赤道上的物体恰好对行星表面没有压力。已知引力常量为G，则（ ）
A．该行星的质量M=
B．该行星的同步卫星的轨道半径r=
C．质量为m的物体对该行星赤道表面的压力F=
D．环绕该行星做匀速圆周运动的卫星的最大线速度为7.9km/s
5．如下所示四幅图片涉及物理学史上的四个重大发现。其中说法正确的是（ ）
A．甲图行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积，是开普勒得到的行星运动三大定律中的其中一条规律
B．乙图卡文迪许实验示意图，卡文迪许通过扭秤实验，归纳出了万有引力定律
C．丙图奥斯特实验示意图，奥斯特通过实验研究，发现了电流周围存在磁场
D．丁图法拉第电磁感应实验装置图，法拉第通过实验研究，总结出电磁感应现象中感应电流方向的规律
二、单选题
6．关于万有引力定律，下列说法中正确的是（ ）
A．牛顿最早测出G值，使万有引力定律有了真正的实用价值
B．牛顿通过“月地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律
C．由可知，距离r趋于零时，万有引力无限大
D．引力常量G值大小与中心天体选择有关
7．两个质量相等的均匀球体，两球心距离为r，它们之间的万有引力为F，若它们的质量都加倍，两球心之间的距离不变，它们之间的吸引力为( )
A．4F B．2F C．F D．0.25F
8．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述正确的是（ ）
A．牛顿发现了万有引力定律
B．“地心说”的代表人物是哥白尼
C．相对论的创立表明经典力学已不再适用
D．经典力学既适用于弱相互作用，也适用于强相互作用
9．如图，甲乙两颗质量相等的卫星绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道半径分别为r甲、r乙，且r甲< r乙，它们的线速度大小分别为v甲、v乙，地球对它们的引力大小分别为F甲、F乙．下列关系正确的是（ ）
A．
B．v甲 = v乙
C．F甲 < F乙
D．F甲 = F乙
10．下面对人类探索宇宙的历史表述不正确的是；
A．开普勒通过研究第谷的行星观测数据得出了行星运动定律；
B．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律；
C．经典力学适用于低速运动的宏观物体；
D．牛顿不仅提出了万有引力定律而且测量出了引力常量；
11．下列说法正确的是
A．牛顿最早提出了日心说
B．托勒密发现了海王星和冥王星
C．开普勒发现了万有引力定律
D．卡文迪许第一次测出了万有引力常量
12．已知月球到地球的距离约为地球半径的60倍，地球表面重力加速度为g，月球环绕地球圆周运动的速度为向心加速度为a，则a约为g的
A． B． C．3600倍 D．60倍
13．已知地球质量大约是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍.不考虑地球、月球自转的影响，由以上数据可推算出（ ）
A．地球的平均密度与月球的平均密度之比约为9∶8
B．地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为9∶4
C．靠近表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比约为8∶9
D．靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器线速度之比约为81∶4
14．火星被认为是太阳系中最有可能存在地外生命的行星，对人类来说充满着神秘和期待，为更进一步探索火星，美国宇航局于2011年发射了火星探测器，该探测器经过长途跋涉成功被火星捕获。已知探测器在距火星表面高处的圆轨道上运行的周期为，变轨后在距火星表面高处的圆轨道上运行的周期为，已知引力常量为G，根据以上信息下列物理量中不能求出的是（ ）
A．火星的公转周期
B．火星的平均密度
C．火星表面的重力加速度
D．火星的第一宇宙速度
15．若忽略其他天体的影响，地球和月球可以看成一个双星系统，它们绕着两者连线上某一点做匀速圆周运动。天文学家发现月球正以平均每年3.8cm的速度离开地球，设地球和月球的质量保持不变，则关于此双星系统的说法正确的是（ ）
A．双星间的万有引力逐渐增大
B．双星的周期逐渐减小
C．双星的线速度均逐渐减小
D．双星系统的引力势能逐渐减小
16．某星球的质量和地球相等，半径是地球半径的 ，该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（不考虑星球和地球自转的影响）
A．2倍 B．倍 C．4倍 D．倍
阅读下列材料，回答下列小题
2014年12月7日，中国和巴西联合研制的地球资源卫星04星在太原成功发射升空．04星成功发射，恰逢中国长征系列运载火箭第200次发射，展示了两国科技合作最新成果和水平．相比中巴地球资源卫星01星、02星，04星提高了空间分辨率，增加了传感器和谱段数，获取的5米全色、10米多光谱等影像图可广泛应用于中国和巴西农作物估产、环境保护与监测、国土资源勘查和灾害监测等多个领域，满足持续提供稳定的中分辨率普查数据的迫切需求．
17．火箭由地面竖直向上发射，在大气层里加速上升的过程中卫星的 （ ）
A．机械能增加
B．重力势能减少
C．机械能不变
D．动能减少
18．火箭加速上升的过程中，假设火箭中有一个质量为1kg的物体静止地放在台式弹簧测力计上，此时弹簧测力计的示数可能是 （ ）
A．20N
B．10N
C．5N
D．0N
19．地球资源卫星04星进入预定轨道后绕地球作椭圆轨道运动，地球位于椭圆的一个焦点上，如图所示，从A点运动到远地点B点的过程中，下列表述正确的有 （ ）
A．地球引力对卫星不做功
B．卫星的速度越来越大
C．卫星受到的地球引力越来越小
D．卫星受到的地球引力越来越大
20．同一遥感卫星离地面越近时，获取图象的分辨率也就越高．则当图象的分辨率越高时，卫星的（ ）
A．向心加速度越小
B．周期越小
C．线速度越小
D．角速度越小
21．2020年5月7日，出现超级月亮景观，从科学定义而言，叫作近地点满月更为准确如图所示，月球的绕地运动轨道实际上是一个椭圆，地球位于椭圆的一个焦点上，则（ ）
A．月球运动到远地点时的速度最大
B．月球运动到近地点时的加速度最大
C．月球由近地点向远地点运动的过程，月球的线速度增大
D．月球由远地点向近地点运动的过程，月球的线速度减小
22．某物体在地球表面，受到地球的万有引力为F。若此物体受到的引力减小为，则其距离地面的高度应为（R为地球半径）（ ）
A．R B．2R C．3R D．4R
三、解答题
23．已知地球的质量，太阳的质量，地球到太阳的平均距离，那么太阳对地球的引力有多大？
24．地球质量为，月球质量为，相距距离为，它们之间的万有引力多大？对月球产生的加速度多大？从上述计算中，你得到什么结论？
25．假如你将来成为一名宇航员，你驾驶一艘宇宙飞船飞临一未知星球，你发现当你关闭动力装置后，你的飞船贴着星球表面飞行一周用时为t秒，而飞船仪表盘上显示你的飞行速度大小为v。已知球的体积公式是，引力常量为G。问该星球的：
(1)半径R多大？
(2)密度多大？
(3)表面重力加速度g多大？
26．某星球质量为M，半径为R，可视为质量分布均匀的球体，一人在该星球表面上距星球表面高为h（h远小于R）处以初速度V0水平抛出一个质量为m的小球，不计任何阻力，万有引力常量为G，求：
（1）抛球过程中人对小球所做的功W；
（2）星球表面的重力加速度g的大小．
（3）小球落到星球表面时的速度v的大小．
试卷第1页，共3页
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参考答案
1．AB
【详解】
开普勒潜心研究第谷的天文观测数据，提出行星运动的开普勒三定律，A正确；牛顿利用行星运行的规律，并通过月地检验，得出了万有引力定律，B正确C错误；卡文迪许通过扭秤实验测得万有引力常量，D错误．
2．BCD
【详解】
A．由于飞船在椭圆轨道上机械能守恒，所以飞船的机械能等于在近地点的机械能，机械能为，A错误；
B．根据机械能守恒有，解得：，B正确；
C．对在地面附近飞行的物体，根据向心力公式有，解得：，C正确；
D．飞船在近地点时，根据万有引力定律矣牛顿第二定律有，解得：，D正确.
3．CD
【分析】
解答本题根据相关的物理学史分析即可日心说的代表人物是哥白尼；万有引力定律公式中的引力常量G的单位根据公式推导出来；开普勒第三定律中的K是一个与中心天体有关的常量；万有引力定律适用于天体间和地面间相互作用．
【详解】
A．日心说的代表人物是哥白尼，而不是托勒密，故A错误．
B．根据万有引力定律公式推导得知，G的单位是，故B错误．
C．以环绕天体绕中心天体圆周运动为例，根据万有引力提供向心力得：
得
M是中心天体的质量，可知开普勒第三定律中的k是一个与中心天体有关的常量，故C正确．
D．万有引力定律既适用于天体间的相互作用，也适用于地面上物体间的相互作用，故D正确．
故选CD.
【点睛】
解决本题除了掌握相关的物理学史外，要知道万有引力定律及适用范围，建立天体运动模型，加学理解开普勒第三定律．
4．BC
【详解】
A．该行星自转角速度变为原来2倍，则周期将变为原，即为，由题意可知此时
解得
M=
故A错误；
B．同步卫星的周期等于该星球的自转周期，由万有引力提供向心力可得
又
M=
解得
r=
故B正确；
C．行星地面物体的重力和支持力的合力提供向心力
又
解得
F=
故C正确；
D ．7.9km/s是地球的第一宇宙速度，由于不知道该星球的质量以及半径与地球质量和半径的关系，故无法得到该星球的第一宇宙速度与地球第一宇宙速度的关系，故无法确定环绕该行星作匀速圆周运动的卫星线速度和7.9km/s 的关系，故 D 错误。
故选BC。
5．AC
【详解】
A．甲图行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积即为开普勒第二定律，故A正确；
B．该实验是卡文迪许做的扭秤实验；卡文迪许通过扭秤实验，测出万有引力常量，并非归纳出了万有引力定律，故B错误；
C．该实验是奥斯特研究电流磁效应的实验；奥斯特通过实验研究，发现了电流周围存在磁场，故C正确；
D．楞次总结出判断电磁感应现象中感应电流方向的规律，故D错误。
故选AC。
6．B
【详解】
A．最早测出G值的是卡文迪许，不是牛顿，故A错误；
B．牛顿通过“月地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律，故B正确；
C．公式适用于质点之间的万有引力，当距离r趋于零时，万有引力公式不再适用，故C错误；
D．引力常量G是一个定值，它大小与中心天体选择无关，故D错误；
故选B。
7．A
【解析】
设两个物体的质量分别为m1，m2；未变时：；变化后：，即它们之间的吸引力变为4F．故A正确，BCD错误．故选A．
8．A
【详解】
A．人们一般都认为牛顿从观察到苹果落地就总结出了万有引力定律，故A正确；
B．“地心说”的代表人物是托米勒，“日心说”的代表人物是哥白尼，故B错误；
C．经典力学适用于宏观物体和低速运动的物体，对于微观世界和高速运动的物体不再适用，相对论并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，故C错误；
D．经典力学只适用于弱相互作用，不适用于强相互 作用，故D错误。
故选A。
9．A
【详解】
AB．根据得，线速度
因为r甲＜r乙则v甲＞v乙，故A正确，B错误．
CD．地球对卫星的万有引力
因为卫星的质量相等，r甲＜r乙，则F甲＞F乙，故CD错误．
故选A．
【点睛】
解决本题的关键掌握万有引力定律公式，知道卫星做圆周运动向心力的来源，得出线速度的表达式是关键．
10．D
【详解】
开普勒通过研究第谷的行星观测数据，总结出了行星运动的三大规律，故A正确； 牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，故B正确； 经典力学适用于宏观低速物体的运动规律，对于微观、高速不再适用，故C正确；牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许在实验室中准确地得出了引力常量G的数值，故D错误； 此题选择错误的选项，故选D．
11．D
【详解】
哥白尼提出了“日心说”推翻了很长时间的“地心说”，故A错误；克莱德 汤博发现了冥王星，亚当斯和勒威耶发现了海王星，故B错误；开普勒发现了行星的运动规律，在此基础上牛顿发现了万有引力定律，故C错误；卡文迪许第一次测出了万有引力常量．故D正确．所以D正确，ABC错误．
12．A
【详解】
设地球半径为R，月球的向心加速度为a，由题意知月球向心力与月球在地面上的重力之比：，即，故选A.
13．C
【详解】
A.根据密度定义所以地球的平均密度与月球的平均密度之比约为81：64．故A错误．
B.根据万有引力等于重力表示出重力加速度得：，所以地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为81：16．故B错误．
C.研究航天器做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，解得：，所以地球近地卫星的周期与月球近地卫星的周期之比为8：9，故C正确．
D.研究航天器做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，，解得：，所以地球近地卫星的线速度与月球近地卫星的线速度之比约为9：2，故D错误．
14．A
【详解】
若设火星的半径为R，由探测器绕其运动规律
能求出火星半径R，由
能求出火星的质量，由能求出火星的平均密度，由能求出火星表面的重力加速度，由
能求出火星的第一宇宙速度，故选项BCD均可求出；由于火星是绕太阳公转的，在不知轨道半径和其他行星周期等参考量的情况下，不能求出其公转周期。
故选A。
15．C
【详解】
A．根据万有引力公式
随着地月间距增加，可知双星间的万有引力逐渐减小，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力
解得
随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的周期将变大，故B错误；
C．根据万有引力提供向心力
解得
随着地月间距增加，月球绕地球做圆周运动的速度将变小，故C正确；
D．双星距离增大的过程中，万有引力对双星做负功，双星系统的引力势能增大，故D错误。
故选C。
16．C
【详解】
根据可知，，所以C正确．
17．A
18．A
19．C
20．B
【分析】
本大题考查万有引力相关的知识，涉及能量，天体运动的参变量间的关系等．
17．加速升空的过程，卫星的速度增大，动能增大，高度增大，重力势能增大，因此卫星的机械能增大，故A正确，BCD错误．
18．火箭加速上升的过程中，物体放在静止的台式弹簧秤上，受到弹簧秤向上的支持力和重力，物体的加速度的方向向上，根据牛顿第二定律得F–mg=ma，解得F=ma+mg=（10+a）N>10 N，故A正确，BCD错误．
19．由题图可知，飞船由A到B的过程中，离地球的距离增大，则万有引力减小，飞船的加速度减小，引力对飞船做负功，由动能定理可知，飞船的动能减小，则速度减小，故C正确，ABD错误．
20．由图象的分辨率越高，可知遥感卫星离地面越近，即轨道半径r越小，根据万有引力提供向心力有，得可知r越小，向心加速度越大，线速度越大，角速度越大，周期越小．故B正确，ACD错误．
21．B
【详解】
ACD．由开普勒第二定律可知，月球运动到远地点时的速度最小，月球由近地点向远地点运动的过程中，月球的线速度减小，由远地点向近地点运动的过程中，月球的线速度增大，故A、C、D错误；
B．根据牛顿第二定律和万有引力定律可得
月球运动到近地点时所受万有引力最大，加速度最大，故B正确。
故选B。
22．C
【详解】
根据万有引力定律表达式得：
，
解得
故选C。
23．
【详解】
根据万有引力定律可得
24． ,结论见解析
【解析】
【详解】
根据万有引力定律，地球与月球之间的万有引力的大小为：
；
根据牛顿第二定律F=ma有：
我们身边常见的物体之间的万有引力很小，几乎为零，产生的加速度也几乎为零.天体之间的万有引力巨大，产生的加速度不能忽略
25．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)因做匀速圆周运动周期为t则由
得
(2)根据由万有引力提供向心力
得
(3)根据
得
26．（1）（2）（3）
【详解】
试题分析：（1）抛球过程中，对球，由动能定理得：
（2）设星球表面重力加速度为g，由物体在星球表面力受的重力等于星球对物体的万有引力，
则
可得：
（3）设小球落到星球表面时的速度为v，则从小球抛出到落到地琛程中，对小球，由机械能守恒定律得：
代入
解得：
考点：万有引力与航天，平抛运动
答案第1页，共2页
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