第七章：万有引力与宇宙航行（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第七章：万有引力与宇宙航行（Word版含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 260.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-14 09:28:01 | ||
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文档简介
2022春人教版（2019）物理必修第二册第七章：万有引力与宇宙航行含答案
人教（2019）必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行
一、选择题.
1、德国杰出的天文学家、物理学家、数学家开普勤在丹麦天文学家第谷积累的大量天文观测记录基础上通过研究发现了行星运动的三大定律，首次对行星运动规律做出了准确的描述，被誉为“天空立法者”。假设地球、火星和金星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的公转周期大小分别为、、。已知它们的轨道半径，根据开普勒定律可以判定是（ ）
A． B． C． D．
2、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳位于( )
A.F2 B.A C.F1 D.B
3、万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律。以下说法正确的是( )
A.物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的
B.人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大
C.人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供
D.宇宙飞船内的航天员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用
4、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
5、“天问一号”火星登陆探测器被火星俘获后首先在高轨道做圆周运动，然后转移到低轨道做圆周运动，为着陆火星做准备，相比高轨道，探测器在低轨道运行时（ ）
A．周期较大 B．线速度较大
C．角速度较小 D．加速度较小
6、关于牛顿力学和相对论，下列说法正确的是( )
A.牛顿力学和相对论是各自独立的学说，互不相容
B.相对论是在否定了牛顿力学的基础上建立起来的
C.相对论和牛顿力学是两种不同的学说，二者没有联系
D.牛顿力学包含于相对论之中，牛顿力学是相对论的特例
7、（双选）“嫦娥三号”发动机成功点火，开始实施变轨控制，由距月面平均高度100 km的环月轨道成功进入近月点高度15 km、远月点高度100 km的椭圆轨道。关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是( )
A.“嫦娥三号”的发射速度大于7.9 km/s
B.“嫦娥三号”在环月轨道上的运行周期大于在椭圆轨道上的运行周期
C.“嫦娥三号”变轨前沿圆轨道运动的加速度大于变轨后通过椭圆轨道远月点时的加速度
D.“嫦娥三号”变轨前需要先点火加速
8、据报道，研究人员从美国国家航天局“开普勒”望远镜发现的1 235颗潜在类地行星中选出86颗，作为寻找外星生命踪迹的观测对象．关于这86颗可能栖息生命的类地行星的运动，以下说法正确的是( )
A．所有行星都绕太阳做匀速圆周运动
B．所有行星都绕太阳做椭圆运动，且轨道都相同
C．离太阳越近的行星，其公转周期越小
D．离太阳越远的行星，其公转周期越小
9、两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，公转周期之比为TA∶TB＝1∶8，则轨道半径之比为( )
A.＝4 B.＝ C.＝2 D.＝
10、地球质量大约是月球质量的81倍，在“嫦娥三号”探月卫星通过月、地之间某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为( )
A.1∶3 B.1∶9 C.1∶27 D.9∶1
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、2021年5月30日，我国成功发射的“天舟二号”货运飞船与“天和核心舱”完成自主快速交会对接，河北辛集中学校友白明生正是天舟二号货运飞船总设计师。已知对接形成的组合体仍沿“天和核心舱”原来的轨道（可视为圆轨道）运行，对接前“天和核心舱”的运行轨道高度为393 km，“天舟二号”货运飞船轨道高度为386 km，它们的运行轨道均视为圆周，则（ ）
A．“组合体”比“天和核心舱”加速度大
B．“组合体”比“天和核心舱”角速度大
C．“组合体”比“天和核心舱”周期大
D．“组合体”比“天舟二号”货运飞船机械能大
13、2017年10月3日，瑞典皇家科学院将2017年诺贝尔物理学奖授予了三位美国科学家，以表彰他们对LIGO探测装置的决定性贡献和探测到引力波的存在。引力波是爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”，相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学，下列说法正确的是( )
A.牛顿力学完全适用于宏观低速运动
B.牛顿力学取得了巨大成就，是普遍适用的
C.随着物理学的发展，牛顿力学将逐渐成为过时的理论
D.由于相对论、量子论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值
二、填空含实验题。
14、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___________。
15、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、计算类综合题。
16、火星半径约为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的。一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为50 kg。求：
(1)在火星上宇航员所受的重力为多少？
(2)宇航员在地球上可跳1.5 m高，他在火星上可跳多高？(取地球表面的重力加速度g＝10 m/s2)
17、如图所示，嫦娥三号探测器在月球上着陆的最后阶段为：当探测器下降到距离月球表面高度为h时悬停一会儿，之后探测器由静止自由下落，在重力（月球对探测器的重力）作用下经过t时落在月球表面上。已知月球半径为R且h远小于R，引力常数为G，忽略月球自转的影响。求：
（1）月球表面附近重力加速度g的大小；
（2）月球的密度；
（3）月球的第一宇宙速度v1是多大。
18、两颗卫星在同一轨道平面绕地球做匀速圆周运动，如图所示，地球半径为R，a卫星离地面的高度等于R，b卫星离地面高度为3R，则：
(1)a、b两卫星周期之比Ta∶Tb是多少？
(2)若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方，则a至少经过多少个周期两卫星相距最远？
2022春人教版（2019）物理必修第二册第七章：万有引力与宇宙航行含答案
人教（2019）必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行
一、选择题.
1、德国杰出的天文学家、物理学家、数学家开普勤在丹麦天文学家第谷积累的大量天文观测记录基础上通过研究发现了行星运动的三大定律，首次对行星运动规律做出了准确的描述，被誉为“天空立法者”。假设地球、火星和金星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的公转周期大小分别为、、。已知它们的轨道半径，根据开普勒定律可以判定是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
2、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳位于( )
A.F2 B.A C.F1 D.B
【答案】A
3、万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律。以下说法正确的是( )
A.物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的
B.人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大
C.人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供
D.宇宙飞船内的航天员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用
【答案】C
4、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
5、“天问一号”火星登陆探测器被火星俘获后首先在高轨道做圆周运动，然后转移到低轨道做圆周运动，为着陆火星做准备，相比高轨道，探测器在低轨道运行时（ ）
A．周期较大 B．线速度较大
C．角速度较小 D．加速度较小
【答案】B
6、关于牛顿力学和相对论，下列说法正确的是( )
A.牛顿力学和相对论是各自独立的学说，互不相容
B.相对论是在否定了牛顿力学的基础上建立起来的
C.相对论和牛顿力学是两种不同的学说，二者没有联系
D.牛顿力学包含于相对论之中，牛顿力学是相对论的特例
【答案】D
7、（双选）“嫦娥三号”发动机成功点火，开始实施变轨控制，由距月面平均高度100 km的环月轨道成功进入近月点高度15 km、远月点高度100 km的椭圆轨道。关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是( )
A.“嫦娥三号”的发射速度大于7.9 km/s
B.“嫦娥三号”在环月轨道上的运行周期大于在椭圆轨道上的运行周期
C.“嫦娥三号”变轨前沿圆轨道运动的加速度大于变轨后通过椭圆轨道远月点时的加速度
D.“嫦娥三号”变轨前需要先点火加速
【答案】AB
8、据报道，研究人员从美国国家航天局“开普勒”望远镜发现的1 235颗潜在类地行星中选出86颗，作为寻找外星生命踪迹的观测对象．关于这86颗可能栖息生命的类地行星的运动，以下说法正确的是( )
A．所有行星都绕太阳做匀速圆周运动
B．所有行星都绕太阳做椭圆运动，且轨道都相同
C．离太阳越近的行星，其公转周期越小
D．离太阳越远的行星，其公转周期越小
【答案】C
9、两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，公转周期之比为TA∶TB＝1∶8，则轨道半径之比为( )
A.＝4 B.＝ C.＝2 D.＝
【答案】B
10、地球质量大约是月球质量的81倍，在“嫦娥三号”探月卫星通过月、地之间某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为( )
A.1∶3 B.1∶9 C.1∶27 D.9∶1
【答案】B
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、2021年5月30日，我国成功发射的“天舟二号”货运飞船与“天和核心舱”完成自主快速交会对接，河北辛集中学校友白明生正是天舟二号货运飞船总设计师。已知对接形成的组合体仍沿“天和核心舱”原来的轨道（可视为圆轨道）运行，对接前“天和核心舱”的运行轨道高度为393 km，“天舟二号”货运飞船轨道高度为386 km，它们的运行轨道均视为圆周，则（ ）
A．“组合体”比“天和核心舱”加速度大
B．“组合体”比“天和核心舱”角速度大
C．“组合体”比“天和核心舱”周期大
D．“组合体”比“天舟二号”货运飞船机械能大
【答案】D
13、2017年10月3日，瑞典皇家科学院将2017年诺贝尔物理学奖授予了三位美国科学家，以表彰他们对LIGO探测装置的决定性贡献和探测到引力波的存在。引力波是爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”，相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学，下列说法正确的是( )
A.牛顿力学完全适用于宏观低速运动
B.牛顿力学取得了巨大成就，是普遍适用的
C.随着物理学的发展，牛顿力学将逐渐成为过时的理论
D.由于相对论、量子论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值
【答案】A
二、填空含实验题。
14、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】
15、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)
【解析】 从飞船A测量时飞船B是静止的，从地面上测量时两飞船都是运动的，由相对论的“长度收缩效应”知运动长度要缩短，故从地面测得的飞船间距小。由光速不变原理知光信号的传播速度与参考系是无关的，故A测得该信号的速度仍为光速c。
三、计算类综合题。
16、火星半径约为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的。一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为50 kg。求：
(1)在火星上宇航员所受的重力为多少？
(2)宇航员在地球上可跳1.5 m高，他在火星上可跳多高？(取地球表面的重力加速度g＝10 m/s2)
【答案】(1)222.2 N (2)3.375 m
【解析】(1)由mg＝G，得g＝。
在地球上有g＝，
在火星上有g′＝，
所以g′＝ m/s2，
那么宇航员在火星上所受的重力
mg′＝50× N≈222.2 N。
(2)在地球上宇航员跳起的高度为h＝，
在火星上宇航员跳起的高度h′＝，
联立以上两式得h＝3.375 m。
17、如图所示，嫦娥三号探测器在月球上着陆的最后阶段为：当探测器下降到距离月球表面高度为h时悬停一会儿，之后探测器由静止自由下落，在重力（月球对探测器的重力）作用下经过t时落在月球表面上。已知月球半径为R且h远小于R，引力常数为G，忽略月球自转的影响。求：
（1）月球表面附近重力加速度g的大小；
（2）月球的密度；
（3）月球的第一宇宙速度v1是多大。
【答案】（1）； （2）； （3）
【详解】
（1）在月球表面附近做自由落体运动，在下落h的过程中则有
解得月球表面附近的重力加速度为
（2）不考虑自转，万有引力等于重力，对探测器则有
解得月球的质量
根据密度解得月球密度
（3）对贴近月球表面附近的卫星，万有引力提供向心力，则有：
解得月球的第一宇宙速度：
18、两颗卫星在同一轨道平面绕地球做匀速圆周运动，如图所示，地球半径为R，a卫星离地面的高度等于R，b卫星离地面高度为3R，则：
(1)a、b两卫星周期之比Ta∶Tb是多少？
(2)若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方，则a至少经过多少个周期两卫星相距最远？
【答案】(1)1∶2 (2)或
【解析】(1)设a卫星运行轨道的半径为Ra，b卫星运行轨道的半径为Rb，由题可知，Ra＝2R，Rb＝4R
由开普勒行星运动规律知eq \f(R,T)＝eq \f(R,T)
所以Ta∶Tb＝Ra∶Rb＝1∶2①
(2)设经过t时间二者第一次相距最远，若两卫星同向运转，此时a比b多转半圈，即－＝，
解得t＝②
这段时间a经过的周期数为n＝③
由①②③可得n＝
若两卫星反向运转，二者共同转过半圈时，相距最远，有
＋＝④
这段时间a经过的周期数为n′＝⑤
由①④⑤得n′＝。
人教（2019）必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行
一、选择题.
1、德国杰出的天文学家、物理学家、数学家开普勤在丹麦天文学家第谷积累的大量天文观测记录基础上通过研究发现了行星运动的三大定律，首次对行星运动规律做出了准确的描述，被誉为“天空立法者”。假设地球、火星和金星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的公转周期大小分别为、、。已知它们的轨道半径，根据开普勒定律可以判定是（ ）
A． B． C． D．
2、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳位于( )
A.F2 B.A C.F1 D.B
3、万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律。以下说法正确的是( )
A.物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的
B.人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大
C.人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供
D.宇宙飞船内的航天员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用
4、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
5、“天问一号”火星登陆探测器被火星俘获后首先在高轨道做圆周运动，然后转移到低轨道做圆周运动，为着陆火星做准备，相比高轨道，探测器在低轨道运行时（ ）
A．周期较大 B．线速度较大
C．角速度较小 D．加速度较小
6、关于牛顿力学和相对论，下列说法正确的是( )
A.牛顿力学和相对论是各自独立的学说，互不相容
B.相对论是在否定了牛顿力学的基础上建立起来的
C.相对论和牛顿力学是两种不同的学说，二者没有联系
D.牛顿力学包含于相对论之中，牛顿力学是相对论的特例
7、（双选）“嫦娥三号”发动机成功点火，开始实施变轨控制，由距月面平均高度100 km的环月轨道成功进入近月点高度15 km、远月点高度100 km的椭圆轨道。关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是( )
A.“嫦娥三号”的发射速度大于7.9 km/s
B.“嫦娥三号”在环月轨道上的运行周期大于在椭圆轨道上的运行周期
C.“嫦娥三号”变轨前沿圆轨道运动的加速度大于变轨后通过椭圆轨道远月点时的加速度
D.“嫦娥三号”变轨前需要先点火加速
8、据报道，研究人员从美国国家航天局“开普勒”望远镜发现的1 235颗潜在类地行星中选出86颗，作为寻找外星生命踪迹的观测对象．关于这86颗可能栖息生命的类地行星的运动，以下说法正确的是( )
A．所有行星都绕太阳做匀速圆周运动
B．所有行星都绕太阳做椭圆运动，且轨道都相同
C．离太阳越近的行星，其公转周期越小
D．离太阳越远的行星，其公转周期越小
9、两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，公转周期之比为TA∶TB＝1∶8，则轨道半径之比为( )
A.＝4 B.＝ C.＝2 D.＝
10、地球质量大约是月球质量的81倍，在“嫦娥三号”探月卫星通过月、地之间某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为( )
A.1∶3 B.1∶9 C.1∶27 D.9∶1
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、2021年5月30日，我国成功发射的“天舟二号”货运飞船与“天和核心舱”完成自主快速交会对接，河北辛集中学校友白明生正是天舟二号货运飞船总设计师。已知对接形成的组合体仍沿“天和核心舱”原来的轨道（可视为圆轨道）运行，对接前“天和核心舱”的运行轨道高度为393 km，“天舟二号”货运飞船轨道高度为386 km，它们的运行轨道均视为圆周，则（ ）
A．“组合体”比“天和核心舱”加速度大
B．“组合体”比“天和核心舱”角速度大
C．“组合体”比“天和核心舱”周期大
D．“组合体”比“天舟二号”货运飞船机械能大
13、2017年10月3日，瑞典皇家科学院将2017年诺贝尔物理学奖授予了三位美国科学家，以表彰他们对LIGO探测装置的决定性贡献和探测到引力波的存在。引力波是爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”，相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学，下列说法正确的是( )
A.牛顿力学完全适用于宏观低速运动
B.牛顿力学取得了巨大成就，是普遍适用的
C.随着物理学的发展，牛顿力学将逐渐成为过时的理论
D.由于相对论、量子论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值
二、填空含实验题。
14、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___________。
15、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、计算类综合题。
16、火星半径约为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的。一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为50 kg。求：
(1)在火星上宇航员所受的重力为多少？
(2)宇航员在地球上可跳1.5 m高，他在火星上可跳多高？(取地球表面的重力加速度g＝10 m/s2)
17、如图所示，嫦娥三号探测器在月球上着陆的最后阶段为：当探测器下降到距离月球表面高度为h时悬停一会儿，之后探测器由静止自由下落，在重力（月球对探测器的重力）作用下经过t时落在月球表面上。已知月球半径为R且h远小于R，引力常数为G，忽略月球自转的影响。求：
（1）月球表面附近重力加速度g的大小；
（2）月球的密度；
（3）月球的第一宇宙速度v1是多大。
18、两颗卫星在同一轨道平面绕地球做匀速圆周运动，如图所示，地球半径为R，a卫星离地面的高度等于R，b卫星离地面高度为3R，则：
(1)a、b两卫星周期之比Ta∶Tb是多少？
(2)若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方，则a至少经过多少个周期两卫星相距最远？
2022春人教版（2019）物理必修第二册第七章：万有引力与宇宙航行含答案
人教（2019）必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行
一、选择题.
1、德国杰出的天文学家、物理学家、数学家开普勤在丹麦天文学家第谷积累的大量天文观测记录基础上通过研究发现了行星运动的三大定律，首次对行星运动规律做出了准确的描述，被誉为“天空立法者”。假设地球、火星和金星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的公转周期大小分别为、、。已知它们的轨道半径，根据开普勒定律可以判定是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
2、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳位于( )
A.F2 B.A C.F1 D.B
【答案】A
3、万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律。以下说法正确的是( )
A.物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的
B.人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大
C.人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供
D.宇宙飞船内的航天员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用
【答案】C
4、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
5、“天问一号”火星登陆探测器被火星俘获后首先在高轨道做圆周运动，然后转移到低轨道做圆周运动，为着陆火星做准备，相比高轨道，探测器在低轨道运行时（ ）
A．周期较大 B．线速度较大
C．角速度较小 D．加速度较小
【答案】B
6、关于牛顿力学和相对论，下列说法正确的是( )
A.牛顿力学和相对论是各自独立的学说，互不相容
B.相对论是在否定了牛顿力学的基础上建立起来的
C.相对论和牛顿力学是两种不同的学说，二者没有联系
D.牛顿力学包含于相对论之中，牛顿力学是相对论的特例
【答案】D
7、（双选）“嫦娥三号”发动机成功点火，开始实施变轨控制，由距月面平均高度100 km的环月轨道成功进入近月点高度15 km、远月点高度100 km的椭圆轨道。关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是( )
A.“嫦娥三号”的发射速度大于7.9 km/s
B.“嫦娥三号”在环月轨道上的运行周期大于在椭圆轨道上的运行周期
C.“嫦娥三号”变轨前沿圆轨道运动的加速度大于变轨后通过椭圆轨道远月点时的加速度
D.“嫦娥三号”变轨前需要先点火加速
【答案】AB
8、据报道，研究人员从美国国家航天局“开普勒”望远镜发现的1 235颗潜在类地行星中选出86颗，作为寻找外星生命踪迹的观测对象．关于这86颗可能栖息生命的类地行星的运动，以下说法正确的是( )
A．所有行星都绕太阳做匀速圆周运动
B．所有行星都绕太阳做椭圆运动，且轨道都相同
C．离太阳越近的行星，其公转周期越小
D．离太阳越远的行星，其公转周期越小
【答案】C
9、两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动，公转周期之比为TA∶TB＝1∶8，则轨道半径之比为( )
A.＝4 B.＝ C.＝2 D.＝
【答案】B
10、地球质量大约是月球质量的81倍，在“嫦娥三号”探月卫星通过月、地之间某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为( )
A.1∶3 B.1∶9 C.1∶27 D.9∶1
【答案】B
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、2021年5月30日，我国成功发射的“天舟二号”货运飞船与“天和核心舱”完成自主快速交会对接，河北辛集中学校友白明生正是天舟二号货运飞船总设计师。已知对接形成的组合体仍沿“天和核心舱”原来的轨道（可视为圆轨道）运行，对接前“天和核心舱”的运行轨道高度为393 km，“天舟二号”货运飞船轨道高度为386 km，它们的运行轨道均视为圆周，则（ ）
A．“组合体”比“天和核心舱”加速度大
B．“组合体”比“天和核心舱”角速度大
C．“组合体”比“天和核心舱”周期大
D．“组合体”比“天舟二号”货运飞船机械能大
【答案】D
13、2017年10月3日，瑞典皇家科学院将2017年诺贝尔物理学奖授予了三位美国科学家，以表彰他们对LIGO探测装置的决定性贡献和探测到引力波的存在。引力波是爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”，相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学，下列说法正确的是( )
A.牛顿力学完全适用于宏观低速运动
B.牛顿力学取得了巨大成就，是普遍适用的
C.随着物理学的发展，牛顿力学将逐渐成为过时的理论
D.由于相对论、量子论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值
【答案】A
二、填空含实验题。
14、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】
15、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)
【解析】 从飞船A测量时飞船B是静止的，从地面上测量时两飞船都是运动的，由相对论的“长度收缩效应”知运动长度要缩短，故从地面测得的飞船间距小。由光速不变原理知光信号的传播速度与参考系是无关的，故A测得该信号的速度仍为光速c。
三、计算类综合题。
16、火星半径约为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的。一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为50 kg。求：
(1)在火星上宇航员所受的重力为多少？
(2)宇航员在地球上可跳1.5 m高，他在火星上可跳多高？(取地球表面的重力加速度g＝10 m/s2)
【答案】(1)222.2 N (2)3.375 m
【解析】(1)由mg＝G，得g＝。
在地球上有g＝，
在火星上有g′＝，
所以g′＝ m/s2，
那么宇航员在火星上所受的重力
mg′＝50× N≈222.2 N。
(2)在地球上宇航员跳起的高度为h＝，
在火星上宇航员跳起的高度h′＝，
联立以上两式得h＝3.375 m。
17、如图所示，嫦娥三号探测器在月球上着陆的最后阶段为：当探测器下降到距离月球表面高度为h时悬停一会儿，之后探测器由静止自由下落，在重力（月球对探测器的重力）作用下经过t时落在月球表面上。已知月球半径为R且h远小于R，引力常数为G，忽略月球自转的影响。求：
（1）月球表面附近重力加速度g的大小；
（2）月球的密度；
（3）月球的第一宇宙速度v1是多大。
【答案】（1）； （2）； （3）
【详解】
（1）在月球表面附近做自由落体运动，在下落h的过程中则有
解得月球表面附近的重力加速度为
（2）不考虑自转，万有引力等于重力，对探测器则有
解得月球的质量
根据密度解得月球密度
（3）对贴近月球表面附近的卫星，万有引力提供向心力，则有：
解得月球的第一宇宙速度：
18、两颗卫星在同一轨道平面绕地球做匀速圆周运动，如图所示，地球半径为R，a卫星离地面的高度等于R，b卫星离地面高度为3R，则：
(1)a、b两卫星周期之比Ta∶Tb是多少？
(2)若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方，则a至少经过多少个周期两卫星相距最远？
【答案】(1)1∶2 (2)或
【解析】(1)设a卫星运行轨道的半径为Ra，b卫星运行轨道的半径为Rb，由题可知，Ra＝2R，Rb＝4R
由开普勒行星运动规律知eq \f(R,T)＝eq \f(R,T)
所以Ta∶Tb＝Ra∶Rb＝1∶2①
(2)设经过t时间二者第一次相距最远，若两卫星同向运转，此时a比b多转半圈，即－＝，
解得t＝②
这段时间a经过的周期数为n＝③
由①②③可得n＝
若两卫星反向运转，二者共同转过半圈时，相距最远，有
＋＝④
这段时间a经过的周期数为n′＝⑤
由①④⑤得n′＝。