第七章万有引力与宇宙航行复习卷（有答案）2023-2024学年高中物理人教版必修第二册
文档属性
| 名称 | 第七章万有引力与宇宙航行复习卷（有答案）2023-2024学年高中物理人教版必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-05-22 13:46:38 | ||
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文档简介
第七章万有引力与宇宙航行复习卷2023-2024学年高中物理人教版必修第二册
注意事项：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，考生务必将姓名、考生号等个人信息填写在答题卡指定位置。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
1．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统，设某双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示，若AOA．星球A的质量大于B的质量
B．星球A的向心力大于B的向心力
C．星球A的线速度小于B的线速度
D．双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大
2．1974年拉塞尔豪尔斯和约瑟夫泰勒发现赫尔斯-泰勒脉冲双星。如图，该双星系统在互相公转时，不断发射引力波而失去能量，因此逐渐相互靠近，这现象为引力波的存在提供了首个间接证据。假设靠近过程短时间内两星球质量不变，下列说法正确的是（ ）
A．质量较大的星球，其所受的向心力越大
B．质量较大的星球，其向心加速度较小
C．靠近过程线速度大小可能不变
D．靠近过程周期越来越大
3．如图所示，小行星带是太阳系内介于火星和木星轨道之间的小行星密集区域。已知木星周期是火星周期的n倍。若只考虑太阳万有引力对其他星体运行的影响，小行星运动轨迹视为圆形，下列说法正确的是（ ）
A．小行星带中的各个行星周期均相同
B．外侧小行星受到的引力一定小于内侧小行星受到的引力
C．可以求出木星与火星的速率之比
D．可以求出相邻两次太阳、火星、木星三者共线的时间间隔
4．2024年4月15号，我国成功发射四维高景三号01星，假设地球是半径为R的标准球体，该卫星质量为m，运行在距地面高度为h的圆形轨道上，地球表面重力加速度为g，则关于运行在该轨道上的卫星，下列说法正确的是（ ）
A．运行的向心加速度大小为g B．运行的速度大小为
C．运行的角速度为 D．运行的周期为
5．地球赤道上的一个物体A，离地高度约的卫星B，地球的同步卫星C，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心做匀速圆周运动．下列有关说法中正确的是（ ）
A．它们运动的线速度大小关系是
B．它们运动的向心加速度大小关系是
C．已知A运动的周期，可计算出地球的密度
D．已知B运动的周期及地球半径，可计算出地球质量
6．地球同步卫星轨道在距离地面的Ⅲ轨道处，依靠人类目前的火箭发射能力不能直接把卫星送到如此远的空间位置．想要进入高轨道Ⅲ需先将卫星发射到近地轨道Ⅰ，再经转移轨道Ⅱ进行变轨到达轨道Ⅲ．以下关于卫星变轨过程描述正确的是（ ）
A．通过调整同步卫星可以定点在绵阳上空
B．无论在那个轨道上运行，卫星的速率始终不会大于
C．Ⅱ轨道上B点速率在整个变轨过程中最小
D．卫星在Ⅱ轨道上A点的加速度大于在Ⅰ轨道上A点的加速度
7．如图所示，甲乘坐速度为0.9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的乙，乙的飞行速度为0.5c，乙向甲发出一束光进行联络，则甲观测到该光束的传播速度是多大（ ）
A．c B．0.4c C．0.1c D．0.5c
8．地球的公转轨道接近圆，但哈雷彗星的绕日运动轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预计哈雷彗星下次回归将在2061年。轨道上P、Q两点分别为近日点和远日点，若哈雷彗星在P点与太阳中心的距离为，线速度大小为；在Q点与太阳中心的距离为，线速度大小为。关于哈雷彗星下列说法正确的是（ ）
A．
B．哈雷彗星在P处的加速度
C．哈雷彗星和太阳的连线与地球和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积总是相等
D．哈雷彗星在P处受到太阳的引力大于在Q处受到太阳的引力
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．下列说法正确的是（ ）
A．位于赤道上的物体所受引力等于所受重力
B．物体静止在地球表面不受其他外力影响时，所受万有引力与支持力的合力就是向心力
C．随着纬度的增大，物体的重力加速度将增大
D．若地球的自转角速度增大，则地球表面所有物体受到的重力将变小
10．已知人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于航天器的绕行周期），航天器运动的弧长为s，航天器与月球的中心连线扫过的角度为，引力常量为G，则（ ）
A．航天器的轨道半径为 B．航天器的环绕周期为
C．月球的质量为 D．月球的密度为
11．2023年10月26日17时46分，我国发射的神舟十七号载人飞船与已在轨的空间站组合体完成自主快速交会对接，它们在地球上空的对接过程如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．神舟十七号的发射速度应大于第一宇宙速度
B．神舟十七号进入II轨道后周期变长
C．“M卫星”若要与空间站对接，可以在III轨道上点火加速追上空间站
D．神舟十七号在II轨道上c点点火加速进入III轨道，此时在III轨道上的c点的加速度大于II轨道上的c点的加速度
12．中国的火星探测器“天问1号”成功在火星表面着陆，图为其运行的轨道示意图，它由椭圆轨道1、椭圆轨道2、圆轨道3、最终经过轨道4落在火星表面附近，最后启动主发动机进行反冲，稳稳地落在火星表面，P点是它们的内切点，关于探测器的上述运动过程，下列说法正确的是（ ）
A．探测器从轨道2到轨道3需要向前喷气减速
B．探测器在轨道2和轨道1的P点加速度大小不相等
C．火星的球心与椭圆的中心重合
D．探测器在轨道2上经过Q点的速度小于经过P点的速度
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．某同学被中国空间站“天宫课堂”展示的奇妙现象深深吸引，联想到平时做过或思考过的实验，他提出了一组问题并邀你作答：
(1)在围绕地球做匀速圆周运动的空间站内，下列力学实验中，不能够顺利完成的是 和 。（填正确答案标号）
A．探究两个互成角度的力的合成规律
B．探究加速度与力、质量的关系
C．研究平抛运动的竖直分运动
(2)不能够顺利完成的原因主要是 ，其结果是 （至少回答对一个实验造成的结果）。
14．天问一号是执行中国首次火星探测任务的探测器，该名称源于屈原长诗《天问》，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境。当“天问”号悬停在空中时，提供的动力为F，已知“天问”号的质量为m，火星的半径为R，万有引力常量为G，忽略火星自转的影响，求：
（1）火星表面的重力加速度以及火星的质量；
（2）火星的第一宇宙速度。
15．2024年4月下旬，我国神舟十八号载人飞船将3名宇航员送入中国空间站“天宫”，与神舟十七号宇航员进行交接．飞船进入空间站前需先进入近地轨道（绕行半径约为地球半径），再通过变轨进入空间站轨道．已知近地轨道和空间站轨道均为圆周轨道，地球半径为R，空间站高度为h，地球表面重力加速度为g，试求：
（1）神舟十八号在近地轨道时的运行速度；
（2）神舟十八号在空间站时的运行周期．
16．2023年5月17日，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第五十六颗北斗导航卫星。已知地球半径为R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，地球的体积，求：
（1）同步卫星距地面的高度h；
（2）地球的密度；
（3）两颗人造地球卫星，在同一平面上沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道半径分别为2R、8R，如果我们把两卫星相距最近称为两卫星相遇，这两颗卫星每隔多长时间相遇一次。
17．2024年3月2日，“神舟十七号”航天员乘组圆满完成第二次出舱活动，我国航天员首次完成舱外维修任务。已知“神舟十七号”航天员乘组所在的空间站质量为 m，轨道半径为r，绕地球运行的周期为T，地球半径为R，引力常量为G。求：
（1）空间站运行所需的向心力大小；
（2）地球的质量；
（3）第一宇宙速度的大小。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
1．B
2．B
3．C
4．B
5．B
6．C
7．A
8．D
9．BC
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
10．BC
11．AB
12．AD
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．(1) B C
(2) 空间站内的物体处于完全失重状态，或万有引力（重力）全部用来提供向心力 ①B实验中的砝码无法牵引小车做匀加速直线运动，或细绳对小车无作用力，或小车始终保持原来的运动状态。②C实验中，锤子敲击弹簧片后，左端小球仍然静止，右端小球将做匀速运动
14．（1），；（2）
15．（1）；（2）
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
注意事项：
1．本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。
2．答题前，考生务必将姓名、考生号等个人信息填写在答题卡指定位置。
3．考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
1．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统，设某双星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图所示，若AO
B．星球A的向心力大于B的向心力
C．星球A的线速度小于B的线速度
D．双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大
2．1974年拉塞尔豪尔斯和约瑟夫泰勒发现赫尔斯-泰勒脉冲双星。如图，该双星系统在互相公转时，不断发射引力波而失去能量，因此逐渐相互靠近，这现象为引力波的存在提供了首个间接证据。假设靠近过程短时间内两星球质量不变，下列说法正确的是（ ）
A．质量较大的星球，其所受的向心力越大
B．质量较大的星球，其向心加速度较小
C．靠近过程线速度大小可能不变
D．靠近过程周期越来越大
3．如图所示，小行星带是太阳系内介于火星和木星轨道之间的小行星密集区域。已知木星周期是火星周期的n倍。若只考虑太阳万有引力对其他星体运行的影响，小行星运动轨迹视为圆形，下列说法正确的是（ ）
A．小行星带中的各个行星周期均相同
B．外侧小行星受到的引力一定小于内侧小行星受到的引力
C．可以求出木星与火星的速率之比
D．可以求出相邻两次太阳、火星、木星三者共线的时间间隔
4．2024年4月15号，我国成功发射四维高景三号01星，假设地球是半径为R的标准球体，该卫星质量为m，运行在距地面高度为h的圆形轨道上，地球表面重力加速度为g，则关于运行在该轨道上的卫星，下列说法正确的是（ ）
A．运行的向心加速度大小为g B．运行的速度大小为
C．运行的角速度为 D．运行的周期为
5．地球赤道上的一个物体A，离地高度约的卫星B，地球的同步卫星C，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心做匀速圆周运动．下列有关说法中正确的是（ ）
A．它们运动的线速度大小关系是
B．它们运动的向心加速度大小关系是
C．已知A运动的周期，可计算出地球的密度
D．已知B运动的周期及地球半径，可计算出地球质量
6．地球同步卫星轨道在距离地面的Ⅲ轨道处，依靠人类目前的火箭发射能力不能直接把卫星送到如此远的空间位置．想要进入高轨道Ⅲ需先将卫星发射到近地轨道Ⅰ，再经转移轨道Ⅱ进行变轨到达轨道Ⅲ．以下关于卫星变轨过程描述正确的是（ ）
A．通过调整同步卫星可以定点在绵阳上空
B．无论在那个轨道上运行，卫星的速率始终不会大于
C．Ⅱ轨道上B点速率在整个变轨过程中最小
D．卫星在Ⅱ轨道上A点的加速度大于在Ⅰ轨道上A点的加速度
7．如图所示，甲乘坐速度为0.9c（c为光速）的宇宙飞船追赶正前方的乙，乙的飞行速度为0.5c，乙向甲发出一束光进行联络，则甲观测到该光束的传播速度是多大（ ）
A．c B．0.4c C．0.1c D．0.5c
8．地球的公转轨道接近圆，但哈雷彗星的绕日运动轨道则是一个非常扁的椭圆，如图所示。天文学家哈雷成功预言哈雷彗星的回归，哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预计哈雷彗星下次回归将在2061年。轨道上P、Q两点分别为近日点和远日点，若哈雷彗星在P点与太阳中心的距离为，线速度大小为；在Q点与太阳中心的距离为，线速度大小为。关于哈雷彗星下列说法正确的是（ ）
A．
B．哈雷彗星在P处的加速度
C．哈雷彗星和太阳的连线与地球和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积总是相等
D．哈雷彗星在P处受到太阳的引力大于在Q处受到太阳的引力
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9．下列说法正确的是（ ）
A．位于赤道上的物体所受引力等于所受重力
B．物体静止在地球表面不受其他外力影响时，所受万有引力与支持力的合力就是向心力
C．随着纬度的增大，物体的重力加速度将增大
D．若地球的自转角速度增大，则地球表面所有物体受到的重力将变小
10．已知人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于航天器的绕行周期），航天器运动的弧长为s，航天器与月球的中心连线扫过的角度为，引力常量为G，则（ ）
A．航天器的轨道半径为 B．航天器的环绕周期为
C．月球的质量为 D．月球的密度为
11．2023年10月26日17时46分，我国发射的神舟十七号载人飞船与已在轨的空间站组合体完成自主快速交会对接，它们在地球上空的对接过程如图所示，则下列说法中正确的是（ ）
A．神舟十七号的发射速度应大于第一宇宙速度
B．神舟十七号进入II轨道后周期变长
C．“M卫星”若要与空间站对接，可以在III轨道上点火加速追上空间站
D．神舟十七号在II轨道上c点点火加速进入III轨道，此时在III轨道上的c点的加速度大于II轨道上的c点的加速度
12．中国的火星探测器“天问1号”成功在火星表面着陆，图为其运行的轨道示意图，它由椭圆轨道1、椭圆轨道2、圆轨道3、最终经过轨道4落在火星表面附近，最后启动主发动机进行反冲，稳稳地落在火星表面，P点是它们的内切点，关于探测器的上述运动过程，下列说法正确的是（ ）
A．探测器从轨道2到轨道3需要向前喷气减速
B．探测器在轨道2和轨道1的P点加速度大小不相等
C．火星的球心与椭圆的中心重合
D．探测器在轨道2上经过Q点的速度小于经过P点的速度
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．某同学被中国空间站“天宫课堂”展示的奇妙现象深深吸引，联想到平时做过或思考过的实验，他提出了一组问题并邀你作答：
(1)在围绕地球做匀速圆周运动的空间站内，下列力学实验中，不能够顺利完成的是 和 。（填正确答案标号）
A．探究两个互成角度的力的合成规律
B．探究加速度与力、质量的关系
C．研究平抛运动的竖直分运动
(2)不能够顺利完成的原因主要是 ，其结果是 （至少回答对一个实验造成的结果）。
14．天问一号是执行中国首次火星探测任务的探测器，该名称源于屈原长诗《天问》，寓意探求科学真理征途漫漫，追求科技创新永无止境。当“天问”号悬停在空中时，提供的动力为F，已知“天问”号的质量为m，火星的半径为R，万有引力常量为G，忽略火星自转的影响，求：
（1）火星表面的重力加速度以及火星的质量；
（2）火星的第一宇宙速度。
15．2024年4月下旬，我国神舟十八号载人飞船将3名宇航员送入中国空间站“天宫”，与神舟十七号宇航员进行交接．飞船进入空间站前需先进入近地轨道（绕行半径约为地球半径），再通过变轨进入空间站轨道．已知近地轨道和空间站轨道均为圆周轨道，地球半径为R，空间站高度为h，地球表面重力加速度为g，试求：
（1）神舟十八号在近地轨道时的运行速度；
（2）神舟十八号在空间站时的运行周期．
16．2023年5月17日，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第五十六颗北斗导航卫星。已知地球半径为R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，地球的体积，求：
（1）同步卫星距地面的高度h；
（2）地球的密度；
（3）两颗人造地球卫星，在同一平面上沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道半径分别为2R、8R，如果我们把两卫星相距最近称为两卫星相遇，这两颗卫星每隔多长时间相遇一次。
17．2024年3月2日，“神舟十七号”航天员乘组圆满完成第二次出舱活动，我国航天员首次完成舱外维修任务。已知“神舟十七号”航天员乘组所在的空间站质量为 m，轨道半径为r，绕地球运行的周期为T，地球半径为R，引力常量为G。求：
（1）空间站运行所需的向心力大小；
（2）地球的质量；
（3）第一宇宙速度的大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。
1．B
2．B
3．C
4．B
5．B
6．C
7．A
8．D
9．BC
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的答案中有多个符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
10．BC
11．AB
12．AD
三、非选择题：本题共5小题，共60分。
13．(1) B C
(2) 空间站内的物体处于完全失重状态，或万有引力（重力）全部用来提供向心力 ①B实验中的砝码无法牵引小车做匀加速直线运动，或细绳对小车无作用力，或小车始终保持原来的运动状态。②C实验中，锤子敲击弹簧片后，左端小球仍然静止，右端小球将做匀速运动
14．（1），；（2）
15．（1）；（2）
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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