江西省宜春2015-2016学年高一人教版物理必修二第六章万有引力与航天单元训练试题
文档属性
| 名称 | 江西省宜春2015-2016学年高一人教版物理必修二第六章万有引力与航天单元训练试题 |
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| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 165.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2016-02-14 00:00:00 | ||
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文档简介
一、选择题
1．太阳质量为M，地球质量为m，地球绕太 ( http: / / www.21cnjy.com )阳公转的周期为T，万有引力恒量值为G，地球公转半径为R，地球表面重力加速度为g．则以下计算式中正确的是：
A．地球公转所需的向心力为F向＝mg；
B．地球公转半径；
C．地球公转的角速度；
D．地球公转的向心加速度
2．下列情形中，哪些能求得地球的质量:( )
A、已知地球的半径和地球表面的重力加速度
B、已知近地卫星的周期和它的向心加速度
C、已知卫星的轨道半径和运行周期
D、已知卫星质量和它的离地高度
3．如图所示，拉格朗日点L位于地球和月球连 ( http: / / www.21cnjy.com )线上，处在该点的物体在地球和月亮引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动．据此，科学家设想在拉格朗日点L建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，以v1、T1、a1分别表示该空间站的线速度、周期、向心加速度的大小以v2、T2，a2分别表示月亮的线速度、周期、向心加速度的大小，以v3、T3、a3分别表示地球同步卫星线速度、周期、向心加速度的大小．以下判断正确的是
( http: / / www.21cnjy.com )
A．v3> v2> v1 B．T3> T2> T1 C．a3> a1> a2 D．a3> a2> a1
4．A．B两颗行星，各有一颗卫星，卫星轨道 ( http: / / www.21cnjy.com )接近各自的行星表面，如果两行星的质量比为MA：MB= q，两行星的半径比为RA：RB= p，则两卫星的周期之比为：（ ）
A． B．q C．p D．q
5．搭载着3位航天员的神舟九号飞船与在轨运行的天宫一号顺利“牵手”．对接前天宫一号进入高度约为的圆形对接轨道，等待与神舟九号飞船交会对接．对接成功后，组合体以的速度绕地球飞行．航天员圆满完成各项任务后，神舟九号飞船返回地面着陆场，天宫一号变轨至高度为的圆形自主飞行轨道长期运行．则
A．3位航天员从神舟九号飞船进入天宫一号过程中处于失重状态
B．天宫一号在对接轨道上的周期小于在自主飞行轨道上的周期
C．神舟九号飞船与天宫一号分离后，要返回地面，必须点火加速
D．天宫一号在对接轨道上的机械能和在自主飞行轨道上的机械能相等
6．太阳系中的第二大行星— ( http: / / www.21cnjy.com )—土星的卫星很多，目前已发现数十颗。其中土卫五和土卫六绕土星的运动可视为圆运动，下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些信息，则下列判断正确的是
卫星 与土星距离/km 半径/km 质量/kg 发现者 发现年份
土卫五 527 000 765 2.49×1021 卡西尼 1672
土卫六 1 222 000 2 575 1.35×1023 惠更斯 1655
A.土卫六绕土星运动的周期比土卫五绕土星运动的周期小
B.土卫六环绕土星运动的向心加速度比土卫五绕土星运动的加速度小
C.土卫六表面的重力加速度比土卫五表面的重力加速度大
D.土卫六绕土星运动的线速度比土卫五绕土星运动的线速度大
7．甲乙两个质点间的万有引力大小为F， ( http: / / www.21cnjy.com )若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原的2倍，同时，它们之间的距离减为原的1/2,则甲乙两个物体的万有引力大小将变为（）
A.F B.F/2 C.8F D.4F
8．卫星1和卫星2在同一轨道上绕地 ( http: / / www.21cnjy.com )球做匀速圆周运动，圆心为O，轨道半径为r，某时刻两颗卫星分别位于轨道上的A、B两位置，两卫星与地心O连线间的夹角为60°，如图所示，若卫星均沿顺时针方向运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力，下列判断正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．这两颗卫星的加速度大小均为
B．卫星1由A第一次运动到B所用的时间为
C．卫星1向后喷气就一定能追上卫星2
D．卫星1由A运动到B的过程中，万有引力对它做正功
9．“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移 ( http: / / www.21cnjy.com )轨道直奔月球，在距月球表面200 km的P点进行第一次变轨后被月球捕获，先进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图所示．之后，卫星在P点又经过两次变轨，最后在距月球表面200 km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动．对此，下列说法正确的是
( http: / / www.21cnjy.com )
A．卫星在轨道Ⅲ上运动的速度大于月球的第一宇宙速度
B．卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上短
C．卫星在轨道Ⅲ上运动到P点的加速度大于沿轨道Ⅰ运动到P点的加速度
D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种轨道运行相比较，卫星在轨道Ⅲ上运行的机械能最小
10．已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量（引力常量为已知）( )
A．月球绕地球运动的周期及月球到地球中心的距离
B．地球同步卫星离地面高度
C．人造卫星在地面附近的运行速度和运行周期
D．地球绕太阳运行速度及地球到太阳中心的距离
二、填空题
11．如果测出行星的公转周期 T 以及它和太 ( http: / / www.21cnjy.com )阳的距离 r，就可以求出 的质量。根据月球绕地球运动的轨道半径和周期，就可以求出 的质量。 星的发现，显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义。
12．两靠得较近的天体组成的系统成为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于由于引力作用而吸引在一起。设两天体的质量分布为和，则它们的轨道半径之比__________；速度之比__________。
13．已知某星球的质量是地 ( http: / / www.21cnjy.com )球质量的81倍，半径是地球半径的9倍。在地球上发射一颗卫星，其第一宇宙速度为7.9km／s，则在某星球上发射一颗人造卫星，其发射速度最小是_____________
14．土星周围有美丽壮观的“光环”,组成环的颗粒是大小不等、线度从1μm到10 m的岩石、
尘埃,类似于卫星,它们与土星中心的距离从7.3×104 km延伸到1.4×105 km.已知环的外
缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14 h,引力常量为6.67×10-11 N·m2/kg2,则土星的质
量约为 。（估算时不考虑环中颗粒间的相互作用）
三、解答题
15．有一极地卫星绕地球做匀速圆周运动，该卫星的运动周期为T0/4，其中T0为地球的自转周期 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )．已知地球表面的重力加速度 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )为g，地球半径为R.．求：
（1）该卫星一昼夜经过赤道上空的次数n为多少？试说明理由。
（2）该卫星离地面的高度H．
16．宇航员在某星球表面让一个小球从h高度做自由落体运动，经过时间t小球落到星球表面。
（1）求该星球表面附近的重力加速度g；
（2）已知该星球的半径为R，求该星球的质量M。
17．已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。
（1）推导第一宇宙速度v1的表达式；
（2）高空遥感探测卫星在距地球表面高为h处绕地球转动，求该人造卫星绕地球转动的周期是多少？
18．已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g0，不考虑地球自转的 影响并假设地球质量分布均匀且密度为。假若在地球内部距表面深度为的某区域存在一半径为的球形煤炭矿区，设煤炭密度为（小于），则由于该煤炭矿区区域的存在，造成的地球该区域表面重力加速度的变化量的最大值是多少？
参考答案
1.B【解析】地球公转所需的向心力为，A错；由，B对；由，C错；地球公转的向心加速度，D错；
2.ABC【解析】
试题分析：，，可以求得地球的质量，A选项正确。，综合上述两式，，B选项正确。根据万有引力公式，，C选项正确。D选项中给出卫星的质量和离地高度，不能求出地球的质量，D错误。
考点：万有引力，圆周运动
点评：万有引力的题目涉及到较多的公式和较多的物理量，需要把万有引力公式与各种圆周运动公式结合起来，计算量较大，需要学生平时勤加练习。
3.AD【解析】
试题分析：A、空间站与月球具有相同的周期与角速度，根据知v2＞v1，同步卫星离地高度约为36000公里，故同步卫星离地距离小于拉格朗日点L的轨道半径，根据知v3＞v2，故A正确；B、根据万有引力充当向心力知知T3＜T1＜T2，故B错误；C、在拉格朗日点L建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，根据向心加速度，由于拉格朗日点L的轨道半径小于月球轨道半径，所以a2＞a1，同步卫星离地高度约为36000公里，故同步卫星离地距离小于拉格朗日点L的轨道半径，根据得a3＞a2＞a1，故C错误，D正确。故选AD。
考点：本题考查万有引力定律及其应用
4.C【解析】
试题分析：卫星做圆周运动时，万有引力提供其做圆周运动所需的向心力，则有：得卫星的周期：,所以，故选C。
考点：万有引力定律、卫星的加速度、周期和轨道半径的关系。
5.AB【解析】
试题分析：航天员的重力完全充当其做圆周运动的向心力，所以处于完全失重状态，A正确；因为对接轨道小于自主飞行轨道，所以根据公式得，即半径越大，周期越大，所以天宫一号在对接轨道上的周期小于在自主飞行轨道上的周期，B正确；返回地面需要减速，做向心运动，C错误；从对接轨道向自主飞行轨道运动需要外力加速，所以自主飞行轨道的机械能大于对接轨道的机械能，D错误；
故选AB
考点：考查了万有引力定律的应用
点评：天体运动这块的公式较多，在使用的时候一定要选择合适的公式求解
6.BC【解析】
试题分析：根据万有引力提供向心力可知，，。通过数据可知，由于土卫五的轨道半径小于土卫六，所以卫五的周期小于卫六，A错；由于土卫五的轨道半径小于土卫六，所以卫五的向心加速度、线速度大于卫六，所以B对，D错。从表格数据可知土卫六表面的重力加速度比土卫五表面的重力加速度大，C对
考点：万有引力提供向心力
点评：此类题型考察了万有引力提供向心力，通过相关公式推导常见的物理量。
7.C【解析】
试题分析：变化前，，变化后，故C正确；
考点：考查了万有引力定律的应用
8.AB【解析】
试题分析：两星绕地球运动的向心力由地球对它们的万有引力提供，＝man＝，解得两星做匀速圆周运动的加速度为：an＝，周期为：T＝，对地球表面的质量为m′的物体，有：m′g＝，解得：GM＝gR2，所以an＝，故选项A正确；卫星1由A第一次运动到B所用的时间为：t＝＝，故选项B正确；当卫星1向后喷气时，其速度变大，即＜，将做离心运动，其轨道半径变大，无法沿原轨道运动，因此不可能与卫星2相遇，故选项C错误；在卫星1由A运动到B的过程中，万有引力始终垂直于其速度，不做功，故选项D错误。
考点：本题主要考查了万有引力定律的应用问题，属于中档题。
9.BD【解析】
试题分析：由于轨道III是近月圆形轨道，因此卫星在轨道Ⅲ上运动的速度等于月球的第
一宇宙速度，A错误；根据，可知，因此轨道半径越小，运动周期越短，B正确；在P点时，根据可知，加速度相等，C错误；在每一条轨道上运动时，都保持机械能不变，在过P点时，势能相等，但动能在I上的最大，在III上的最小，因此卫星在轨道Ⅲ上运行的机械能最小，D正确
考点：万有引力与航天
10.AC【解析】
试题分析：已知卫星的周期和轨道半径可以求出中心天体质量，根据，可以求出地球质量，所以A项正确；已知地球同步卫星到地面的高度，不知道地球的半径，同步卫星的轨道半径未知，所以不能求出地球质量，所以B项错误；已知卫星的运行速度和周期可以求出地球半径即卫星的轨道半径，所以能求出地球质量，所以C项正确；已知地球绕太阳转动的条件可以求出中心天体太阳的质量，所以D项错误。
考点：本题考查了天体运行问题
11.太阳，地球，海王
【解析】由可求太阳的质量，同理根据月球绕地球运动的轨道半径和周期，就可以求出地球的质量，海王星的发现，显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义。
12.；
【解析】双星角速度相同。向心力由万有引力提供，大小也相等，所以有：，所以，角速度一定，线速度与半径成正比，所以速度之比。
【考点定位】万有引力定律；圆周运动
13.23.7km/s
【解析】
试题分析：万有引力等于卫星做圆周运动的向心力，则，解得,故，故v星=3v地=23.7km/s。
考点：万有引力定律的应用。
14.6.4×1026 kg
【解析】由万有引力作用提供向心力得，所以6.4×1026 kg
15.（1）8次（2）
【解析】
试题分析：（1）由于一个周期通过赤道上空两次，卫星在一昼夜共四个周期，故通过8次
（2）根据万有引力定律：(R+H)
又
解得：
考点：万有引力定律的应用；人造卫星问题。
16.（1）（2）
【解析】本题考查万有引力定律和黄金代换式的应用，
（1）由自由落体规律： ① ………4分
可得： ② ………２分
（2）在星球表面物体所受万有引力等于物体所受重力。
即： ③ ………4分
由②③可得： ④ ………２分
17.(1) (2)
【解析】
试题分析：
考点：（1）根据万有引力提供向心力可知，当r取地球半径，则=7900m/s，即第一宇宙速度
（2）根据万有引力提供向心力可知，，，化简则，代入则
点评：本题考查了万有引力提供向心力的常见公式的推导和理解。
18.
【解析】
试题分析：根据题意把地球看成由两部分组成即半径为的球体和剩余部分，则有：
（1） （2分）
式中F为地球剩余部分对m的作用力；M1为半径为的球体质量，应有：
（2） （2分）
同理当半径为的球体空间存在密度为的煤炭时应有：
（3） （2分）
（4） （2分）
联立解得： （2分）
考点：万有引力与圆周运动。
h
R
O
1．太阳质量为M，地球质量为m，地球绕太 ( http: / / www.21cnjy.com )阳公转的周期为T，万有引力恒量值为G，地球公转半径为R，地球表面重力加速度为g．则以下计算式中正确的是：
A．地球公转所需的向心力为F向＝mg；
B．地球公转半径；
C．地球公转的角速度；
D．地球公转的向心加速度
2．下列情形中，哪些能求得地球的质量:( )
A、已知地球的半径和地球表面的重力加速度
B、已知近地卫星的周期和它的向心加速度
C、已知卫星的轨道半径和运行周期
D、已知卫星质量和它的离地高度
3．如图所示，拉格朗日点L位于地球和月球连 ( http: / / www.21cnjy.com )线上，处在该点的物体在地球和月亮引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动．据此，科学家设想在拉格朗日点L建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，以v1、T1、a1分别表示该空间站的线速度、周期、向心加速度的大小以v2、T2，a2分别表示月亮的线速度、周期、向心加速度的大小，以v3、T3、a3分别表示地球同步卫星线速度、周期、向心加速度的大小．以下判断正确的是
( http: / / www.21cnjy.com )
A．v3> v2> v1 B．T3> T2> T1 C．a3> a1> a2 D．a3> a2> a1
4．A．B两颗行星，各有一颗卫星，卫星轨道 ( http: / / www.21cnjy.com )接近各自的行星表面，如果两行星的质量比为MA：MB= q，两行星的半径比为RA：RB= p，则两卫星的周期之比为：（ ）
A． B．q C．p D．q
5．搭载着3位航天员的神舟九号飞船与在轨运行的天宫一号顺利“牵手”．对接前天宫一号进入高度约为的圆形对接轨道，等待与神舟九号飞船交会对接．对接成功后，组合体以的速度绕地球飞行．航天员圆满完成各项任务后，神舟九号飞船返回地面着陆场，天宫一号变轨至高度为的圆形自主飞行轨道长期运行．则
A．3位航天员从神舟九号飞船进入天宫一号过程中处于失重状态
B．天宫一号在对接轨道上的周期小于在自主飞行轨道上的周期
C．神舟九号飞船与天宫一号分离后，要返回地面，必须点火加速
D．天宫一号在对接轨道上的机械能和在自主飞行轨道上的机械能相等
6．太阳系中的第二大行星— ( http: / / www.21cnjy.com )—土星的卫星很多，目前已发现数十颗。其中土卫五和土卫六绕土星的运动可视为圆运动，下表是有关土卫五和土卫六两颗卫星的一些信息，则下列判断正确的是
卫星 与土星距离/km 半径/km 质量/kg 发现者 发现年份
土卫五 527 000 765 2.49×1021 卡西尼 1672
土卫六 1 222 000 2 575 1.35×1023 惠更斯 1655
A.土卫六绕土星运动的周期比土卫五绕土星运动的周期小
B.土卫六环绕土星运动的向心加速度比土卫五绕土星运动的加速度小
C.土卫六表面的重力加速度比土卫五表面的重力加速度大
D.土卫六绕土星运动的线速度比土卫五绕土星运动的线速度大
7．甲乙两个质点间的万有引力大小为F， ( http: / / www.21cnjy.com )若甲物体的质量不变，乙物体的质量增加到原的2倍，同时，它们之间的距离减为原的1/2,则甲乙两个物体的万有引力大小将变为（）
A.F B.F/2 C.8F D.4F
8．卫星1和卫星2在同一轨道上绕地 ( http: / / www.21cnjy.com )球做匀速圆周运动，圆心为O，轨道半径为r，某时刻两颗卫星分别位于轨道上的A、B两位置，两卫星与地心O连线间的夹角为60°，如图所示，若卫星均沿顺时针方向运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力，下列判断正确的是( )
( http: / / www.21cnjy.com )
A．这两颗卫星的加速度大小均为
B．卫星1由A第一次运动到B所用的时间为
C．卫星1向后喷气就一定能追上卫星2
D．卫星1由A运动到B的过程中，万有引力对它做正功
9．“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移 ( http: / / www.21cnjy.com )轨道直奔月球，在距月球表面200 km的P点进行第一次变轨后被月球捕获，先进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图所示．之后，卫星在P点又经过两次变轨，最后在距月球表面200 km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动．对此，下列说法正确的是
( http: / / www.21cnjy.com )
A．卫星在轨道Ⅲ上运动的速度大于月球的第一宇宙速度
B．卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上短
C．卫星在轨道Ⅲ上运动到P点的加速度大于沿轨道Ⅰ运动到P点的加速度
D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种轨道运行相比较，卫星在轨道Ⅲ上运行的机械能最小
10．已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量（引力常量为已知）( )
A．月球绕地球运动的周期及月球到地球中心的距离
B．地球同步卫星离地面高度
C．人造卫星在地面附近的运行速度和运行周期
D．地球绕太阳运行速度及地球到太阳中心的距离
二、填空题
11．如果测出行星的公转周期 T 以及它和太 ( http: / / www.21cnjy.com )阳的距离 r，就可以求出 的质量。根据月球绕地球运动的轨道半径和周期，就可以求出 的质量。 星的发现，显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义。
12．两靠得较近的天体组成的系统成为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于由于引力作用而吸引在一起。设两天体的质量分布为和，则它们的轨道半径之比__________；速度之比__________。
13．已知某星球的质量是地 ( http: / / www.21cnjy.com )球质量的81倍，半径是地球半径的9倍。在地球上发射一颗卫星，其第一宇宙速度为7.9km／s，则在某星球上发射一颗人造卫星，其发射速度最小是_____________
14．土星周围有美丽壮观的“光环”,组成环的颗粒是大小不等、线度从1μm到10 m的岩石、
尘埃,类似于卫星,它们与土星中心的距离从7.3×104 km延伸到1.4×105 km.已知环的外
缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14 h,引力常量为6.67×10-11 N·m2/kg2,则土星的质
量约为 。（估算时不考虑环中颗粒间的相互作用）
三、解答题
15．有一极地卫星绕地球做匀速圆周运动，该卫星的运动周期为T0/4，其中T0为地球的自转周期 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )．已知地球表面的重力加速度 ( http: / / www.21cnjy.com" \o "欢迎登陆21世纪教育网" \t "_blank )为g，地球半径为R.．求：
（1）该卫星一昼夜经过赤道上空的次数n为多少？试说明理由。
（2）该卫星离地面的高度H．
16．宇航员在某星球表面让一个小球从h高度做自由落体运动，经过时间t小球落到星球表面。
（1）求该星球表面附近的重力加速度g；
（2）已知该星球的半径为R，求该星球的质量M。
17．已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。
（1）推导第一宇宙速度v1的表达式；
（2）高空遥感探测卫星在距地球表面高为h处绕地球转动，求该人造卫星绕地球转动的周期是多少？
18．已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g0，不考虑地球自转的 影响并假设地球质量分布均匀且密度为。假若在地球内部距表面深度为的某区域存在一半径为的球形煤炭矿区，设煤炭密度为（小于），则由于该煤炭矿区区域的存在，造成的地球该区域表面重力加速度的变化量的最大值是多少？
参考答案
1.B【解析】地球公转所需的向心力为，A错；由，B对；由，C错；地球公转的向心加速度，D错；
2.ABC【解析】
试题分析：，，可以求得地球的质量，A选项正确。，综合上述两式，，B选项正确。根据万有引力公式，，C选项正确。D选项中给出卫星的质量和离地高度，不能求出地球的质量，D错误。
考点：万有引力，圆周运动
点评：万有引力的题目涉及到较多的公式和较多的物理量，需要把万有引力公式与各种圆周运动公式结合起来，计算量较大，需要学生平时勤加练习。
3.AD【解析】
试题分析：A、空间站与月球具有相同的周期与角速度，根据知v2＞v1，同步卫星离地高度约为36000公里，故同步卫星离地距离小于拉格朗日点L的轨道半径，根据知v3＞v2，故A正确；B、根据万有引力充当向心力知知T3＜T1＜T2，故B错误；C、在拉格朗日点L建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，根据向心加速度，由于拉格朗日点L的轨道半径小于月球轨道半径，所以a2＞a1，同步卫星离地高度约为36000公里，故同步卫星离地距离小于拉格朗日点L的轨道半径，根据得a3＞a2＞a1，故C错误，D正确。故选AD。
考点：本题考查万有引力定律及其应用
4.C【解析】
试题分析：卫星做圆周运动时，万有引力提供其做圆周运动所需的向心力，则有：得卫星的周期：,所以，故选C。
考点：万有引力定律、卫星的加速度、周期和轨道半径的关系。
5.AB【解析】
试题分析：航天员的重力完全充当其做圆周运动的向心力，所以处于完全失重状态，A正确；因为对接轨道小于自主飞行轨道，所以根据公式得，即半径越大，周期越大，所以天宫一号在对接轨道上的周期小于在自主飞行轨道上的周期，B正确；返回地面需要减速，做向心运动，C错误；从对接轨道向自主飞行轨道运动需要外力加速，所以自主飞行轨道的机械能大于对接轨道的机械能，D错误；
故选AB
考点：考查了万有引力定律的应用
点评：天体运动这块的公式较多，在使用的时候一定要选择合适的公式求解
6.BC【解析】
试题分析：根据万有引力提供向心力可知，，。通过数据可知，由于土卫五的轨道半径小于土卫六，所以卫五的周期小于卫六，A错；由于土卫五的轨道半径小于土卫六，所以卫五的向心加速度、线速度大于卫六，所以B对，D错。从表格数据可知土卫六表面的重力加速度比土卫五表面的重力加速度大，C对
考点：万有引力提供向心力
点评：此类题型考察了万有引力提供向心力，通过相关公式推导常见的物理量。
7.C【解析】
试题分析：变化前，，变化后，故C正确；
考点：考查了万有引力定律的应用
8.AB【解析】
试题分析：两星绕地球运动的向心力由地球对它们的万有引力提供，＝man＝，解得两星做匀速圆周运动的加速度为：an＝，周期为：T＝，对地球表面的质量为m′的物体，有：m′g＝，解得：GM＝gR2，所以an＝，故选项A正确；卫星1由A第一次运动到B所用的时间为：t＝＝，故选项B正确；当卫星1向后喷气时，其速度变大，即＜，将做离心运动，其轨道半径变大，无法沿原轨道运动，因此不可能与卫星2相遇，故选项C错误；在卫星1由A运动到B的过程中，万有引力始终垂直于其速度，不做功，故选项D错误。
考点：本题主要考查了万有引力定律的应用问题，属于中档题。
9.BD【解析】
试题分析：由于轨道III是近月圆形轨道，因此卫星在轨道Ⅲ上运动的速度等于月球的第
一宇宙速度，A错误；根据，可知，因此轨道半径越小，运动周期越短，B正确；在P点时，根据可知，加速度相等，C错误；在每一条轨道上运动时，都保持机械能不变，在过P点时，势能相等，但动能在I上的最大，在III上的最小，因此卫星在轨道Ⅲ上运行的机械能最小，D正确
考点：万有引力与航天
10.AC【解析】
试题分析：已知卫星的周期和轨道半径可以求出中心天体质量，根据，可以求出地球质量，所以A项正确；已知地球同步卫星到地面的高度，不知道地球的半径，同步卫星的轨道半径未知，所以不能求出地球质量，所以B项错误；已知卫星的运行速度和周期可以求出地球半径即卫星的轨道半径，所以能求出地球质量，所以C项正确；已知地球绕太阳转动的条件可以求出中心天体太阳的质量，所以D项错误。
考点：本题考查了天体运行问题
11.太阳，地球，海王
【解析】由可求太阳的质量，同理根据月球绕地球运动的轨道半径和周期，就可以求出地球的质量，海王星的发现，显示了万有引力定律对研究天体运动的重要意义。
12.；
【解析】双星角速度相同。向心力由万有引力提供，大小也相等，所以有：，所以，角速度一定，线速度与半径成正比，所以速度之比。
【考点定位】万有引力定律；圆周运动
13.23.7km/s
【解析】
试题分析：万有引力等于卫星做圆周运动的向心力，则，解得,故，故v星=3v地=23.7km/s。
考点：万有引力定律的应用。
14.6.4×1026 kg
【解析】由万有引力作用提供向心力得，所以6.4×1026 kg
15.（1）8次（2）
【解析】
试题分析：（1）由于一个周期通过赤道上空两次，卫星在一昼夜共四个周期，故通过8次
（2）根据万有引力定律：(R+H)
又
解得：
考点：万有引力定律的应用；人造卫星问题。
16.（1）（2）
【解析】本题考查万有引力定律和黄金代换式的应用，
（1）由自由落体规律： ① ………4分
可得： ② ………２分
（2）在星球表面物体所受万有引力等于物体所受重力。
即： ③ ………4分
由②③可得： ④ ………２分
17.(1) (2)
【解析】
试题分析：
考点：（1）根据万有引力提供向心力可知，当r取地球半径，则=7900m/s，即第一宇宙速度
（2）根据万有引力提供向心力可知，，，化简则，代入则
点评：本题考查了万有引力提供向心力的常见公式的推导和理解。
18.
【解析】
试题分析：根据题意把地球看成由两部分组成即半径为的球体和剩余部分，则有：
（1） （2分）
式中F为地球剩余部分对m的作用力；M1为半径为的球体质量，应有：
（2） （2分）
同理当半径为的球体空间存在密度为的煤炭时应有：
（3） （2分）
（4） （2分）
联立解得： （2分）
考点：万有引力与圆周运动。
h
R
O