人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》单元检测题（word版含解析）
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》单元检测题（word版含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 104.2KB | ||
| 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 | 2018-11-13 10:08:54 | ||
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文档简介
《万有引力与航天》单元检测题
一、单选题
1.第一宇宙速度是指( )
A． 月球绕行地球的速度
B． 飞行器克服地球引力脱离地球的速度
C． 飞行器克服太阳引力脱离太阳系的速度
D． 飞行器在地面附近绕地球做匀速圆周运动时必须具有的速度
2.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1 μm到10 m的岩石、尘埃，类似于卫星，它们与土星中心的距离从7.3×104km延伸到1.4×105km.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6.67×10－11N·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)( )
A． 9.0×1016kg B． 6.4×1017kg
C． 9.0×1025kg D． 6.4×1026kg
3.地球可近似看成球形，由于地球表面上物体都随地球自转，所以有( )
A． 物体在赤道处受的地球引力等于两极处，而重力小于两极处
B． 赤道处的角速度比南纬30°大
C． 地球上物体的向心加速度都指向地心，且赤道上物体的向心加速度比两极处大
D． 地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力
4.已知地球半径为R，将一物体从地面发射至离地面高h处时，物体所受万有引力减少到原来的一半，则h为( )
A．R B． 2R C．R D．R
5.下列说法正确的是( )
A． “科学总是从正确走向错误”表达的并不是一种悲观失望的情绪
B． 提出“日心说”人是托勒密
C． 开普勒通过天文观测，发现了行星运动的三定律
D． 托勒密的“日心说”阐述了宇宙以太阳为中心，其它星体围绕太阳旋转
6.某一极地轨道气象卫星a绕地球做圆周运动的平面与赤道平面垂直，其轨道半径为地球同步卫星轨道半径的4－倍，某时刻一地球同步卫星b恰好在a的正上方，设经过时间t，卫星b又出现在a的正上方，则t的最小值为( )
A． 12小时
B． 24小时
C． 60小时
D． 72小时
7.太阳系有八大行星，八大行星离地球的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同.下列反映公转周期与行星轨道半长轴的关系图象中正确的是( )
A． B． C． D．
8.把行星运动近似看做匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T2＝，m为行星质量，则可推得( )
A． 行星受太阳的引力为F＝k
B． 行星受太阳的引力都相同
C． 行星受太阳的引力为F＝k
D． 质量越大的行星受太阳的引力一定越大
9.设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k(均不计阻力)，且已知地球与该天体的半径之比也为k，则地球与此天体的质量之比为( )
A． 1 B．k2 C．k D．
10.依据牛顿的理论，两物体之间万有引力的大小，与它们之间的距离r满足( )
A．F与r成正比 B．F与r2成正比
C．F与r成反比 D．F与r2成反比
11.设想质量为m的物体放到地球的中心，地球质量为M，半径为R，则物体与地球间的万有引力为( )
A． 零 B． 无穷大 C．G D． 无法确定
二、多选题
12. 下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是( )
A． 第一宇宙速度v1＝7.9 km/s，第二宇宙速度v2＝11.2 km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1，小于v2
B． 美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度
C． 第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度
D． 第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度
13. 下列说法正确的是( )
A． 研究物体的平抛运动是根据物体所受的力去探究物体的运动情况
B． 研究物体的平抛运动是根据物体的运动去探究物体的受力情况
C． 研究行星绕太阳的运动是根据行星的运动去探究行星的受力情况
D． 研究行星绕太阳的运动是根据行星所受的力去探究行星的运动情况
14. 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． 牛顿通过实验证实了万有引力定律
C． 相对论的创立表明经典力学已不再适用
D． 爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域
15. 2012年6月24日，航天员刘旺手动控制“神舟九号”飞船完成与“天宫一号”的交会对接，形成组合体绕地球做匀速圆周运动，轨道高度为340 km.测控通信由两颗在地球同步轨道运行的“天链一号”中继卫星、陆基测控站、测量船以及北京飞控中心完成．根据以上信息和你对航天相关知识的理解，下列描述正确的是( )
A． 组合体匀速圆周运动的周期一定大于地球的自转周期
B． 组合体匀速圆周运动的线速度一定大于第一宇宙速度
C． 组合体匀速圆周运动的角速度大于“天链一号”中继卫星的角速度
D． “神舟九号”从低轨道必须加速才能与“天宫一号”的交会对接
三、计算题
16.由A、B两个星球组成的“双星”系统中，已知A、B间的距离为d，A、B的质量之比为4∶3，则A星球的轨道半径为多少？.
17.假设地球自转速度达到使赤道上的物体能“飘”起来(完全失重)．试估算一下，此时地球上的一天等于多少小时？(地球半径取6.4×106m，g取10 m/s2)
18.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.(取地球表面的重力加速度g＝10 m/s2)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，他以相同初速度在火星上可跳多高？
19.某仪器在地面上受到的重力为160 N，将它置于宇宙飞船中，当宇宙飞船以a＝0.5g的加速度竖直上升到某高度时仪器所受的支持力为90 N，取地球表面处重力加速度g＝10 m/s2，地球半径R＝6 400 km.求：
(1)此处的重力加速度的大小g′；
(2)此处离地面的高度H；
(3)在此高度处运行的卫星速度v的大小．
20.假设宇航员乘坐宇宙飞船到某行星考察，当宇宙飞船在靠近该星球表面空间做匀速圆周运动时，测得环绕周期为T.当飞船降落在该星球表面时，用弹簧测力计称得质量为m的砝码受到的重力为F，G为已知量，试根据以上数据求得该行星的质量．
答案解析
1.【答案】D
【解析】第一宇宙速度是人造地球卫星紧贴地球表面做圆周运动的速度．根据G＝m；得v＝，故轨道半径越大，运行速度越小．故第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度．第一宇宙速度，又叫环绕速度，其值大小是7.9 km/s；第二宇宙速度，又叫脱离速度，其值大小是11.2 km/s；第三宇宙速度是物体逃离太阳的最小速度．又叫逃逸速度，其值大小是16.7 km/s，故D正确，A、B、C错误．
2.【答案】D
【解析】环的外缘颗粒绕土星做圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
G＝mR()2
M＝，其中R为轨道半径，大小为1.4×105km，T为周期，约为14 h.
代入数据得：M≈6.4×1026kg.
3.【答案】A
【解析】由F＝G可知，若地球看成球形，则物体在地球表面上任何位置受到的地球引力都相等，此引力的两个分力一个是物体的重力、另一个是物体随地球自转的向心力．在赤道上，向心力最大，重力最小，A对．地球各处的角速度均等于地球自转的角速度，B错．地球上只有赤道上的物体向心加速度指向地心，其他位置的向心加速度均不指向地心，C错．地面上物体随地球自转的向心力是万有引力与地面支持力的合力，D错．
4.【答案】D
【解析】根据万有引力定律，F＝G，F′＝G＝F，可得h＝(－1)R.
5.【答案】A
【解析】“科学总是从正确走向错误”，表明科学发展的曲折性，并不是表达一种悲观失望的情绪，A正确；提出“日心说”人是哥白尼，B、D错误；开普勒通过对第谷的观测数据的研究，发现了行星运动的三定律，C错误．
6.【答案】B
【解析】根据万有引力提供向心力得周期T＝2π.极地轨道气象卫星轨道半径为地球同步卫星轨道半径的4－倍，同步卫星的周期是24 h，所以极地轨道气象卫星的周期是12 h．某时刻一地球同步卫星b恰好在a的正上方，设经过时间t，卫星b又出现在a的正上方，则t的最小值为24 h.
7.【答案】D
【解析】由＝k知r3＝kT2，D项正确.
8.【答案】C
【解析】行星受到的太阳的引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，则有F＝m，又因为v＝，代入上式得F＝.由开普勒第三定律＝k，得T2＝，代入上式得F＝k.太阳与行星间的引力与太阳、行星的质量及太阳与行星间的距离有关．故选C.
9.【答案】C
【解析】在地球上：h＝
某天体上；h′＝
因为＝k所以＝k
根据G＝mg，G＝mg′
可知＝
又因为＝k
联立得：＝k
10.【答案】D
【解析】万有引力定律的表达式为F＝G，所以F与r2成反比，选项D正确，A、B、C错误.
11.【答案】A
【解析】设想把物体放到地球的中心，此时F＝G已不适用．地球的各部分对物体的吸引力是对称的，故物体与地球间的万有引力是零．
12.【答案】CD
【解析】根据v＝可知，卫星的轨道半径r越大，即距离地面越远，卫星的环绕速度越小，v1＝7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，选项D正确；实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，故卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度都小于第一宇宙速度，选项A错误；美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，仍在太阳系内，所以其发射速度小于第三宇宙速度，选项B错误；第二宇宙速度是在地面附近使物体挣脱地球束缚而成为太阳的一颗人造行星的最小发射速度，选项C正确．
13.【答案】AC
【解析】平抛运动是初速度沿水平方向，物体只在重力作用下的运动，是根据物体所受的力去探究物体的运动规律．而行星绕太阳的运动规律是观测得出的，是根据行星绕太阳的运动规律去探究行星的受力情况．
14.【答案】AD
【解析】万有引力定律是牛顿发现的，但在实验室里加以验证是卡文迪许进行的，A对、B错．相对论并没有否定经典力学，经典力学对于低速、宏观运动仍适用，C错．狭义相对论的建立，是人类取得的重大成就，从而把物理学推到更高领域，D对．
15.【答案】CD
【解析】设飞船的质量为m，轨道为r，地球的质量为M.根据牛顿第二定律得：G＝m＝mω2r＝mr，则得，v＝，ω＝，T＝2π.由于同步卫星的轨道高度约3.6×104km，远大于组合体的高度，则根据上式可知，组合体匀速圆周运动的周期一定小于同步卫星的周期，即小于地球自转的周期．故A错误；第一宇宙速度是卫星绕地球圆周运动的最大速度，等于近地卫星的速度，由上式知，组合体匀速圆周运动的线速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；由上式知，组合体的轨道半径较小，角速度较大，故C正确；“神州九号”通过加速做离心运动，可以到“天宫一号”的轨道上去，从而实现和“天宫一号”对接，故D正确．
16.【答案】d
【解析】双星靠相互间的万有引力提供向心力，角速度相等．根据G＝m1r1ω2＝m2r2ω2，得半径r1∶r2＝m2∶m1＝3∶4.而r1＋r2＝d，则r1＝d.
17.【答案】1.4 h
【解析】物体刚要“飘”起来时，还与地球相对静止，其周期等于地球自转周期，此时物体只受重力作用，物体“飘”起来时，半径为R地，据万有引力定律有
mg＝＝mR地
得T＝＝s＝5 024 s≈1.4 h.
18.【答案】(1)222.2 N (2)3.375 m
【解析】(1)忽略自转由mg＝G，得g＝.
在地球上有g＝，在火星上有g′＝＝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＝
即1.5 m＝
在火星上，宇航员跳起的高度h＝＝，
联立以上两式得h＝3.375 m.
19.【答案】(1)0.625 m/s2 (2)1.92×107m (3)3.95 km/s
【解析】(1)由在地表仪器重160 N，可知仪器质量m＝16 kg①
根据牛顿第二定律，有F－mg′＝ma②
代入数据，得g′＝0.625 m/s2③
(2)设此时飞船离地高度为H，地球质量为M，该高度处重力加速度
g′＝G④
地表重力加速度g＝G⑤
联立各式得H＝3R＝1.92×107m⑥
(3)设该高度有人造卫星速度为v，其向心力由万有引力来提供，有
G＝m⑦
联立⑤⑦式得v＝＝3.95 km/s
20.【答案】
【解析】当宇宙飞船在行星表面空间做匀速圆周运动时，它的向心力由万有引力提供，设行星质量、飞船质量分别为M、m1，则G＝m1R①
质量为m的砝码的重力等于万有引力，即F＝G②
联立①②，解得M＝.
一、单选题
1.第一宇宙速度是指( )
A． 月球绕行地球的速度
B． 飞行器克服地球引力脱离地球的速度
C． 飞行器克服太阳引力脱离太阳系的速度
D． 飞行器在地面附近绕地球做匀速圆周运动时必须具有的速度
2.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1 μm到10 m的岩石、尘埃，类似于卫星，它们与土星中心的距离从7.3×104km延伸到1.4×105km.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6.67×10－11N·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)( )
A． 9.0×1016kg B． 6.4×1017kg
C． 9.0×1025kg D． 6.4×1026kg
3.地球可近似看成球形，由于地球表面上物体都随地球自转，所以有( )
A． 物体在赤道处受的地球引力等于两极处，而重力小于两极处
B． 赤道处的角速度比南纬30°大
C． 地球上物体的向心加速度都指向地心，且赤道上物体的向心加速度比两极处大
D． 地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力
4.已知地球半径为R，将一物体从地面发射至离地面高h处时，物体所受万有引力减少到原来的一半，则h为( )
A．R B． 2R C．R D．R
5.下列说法正确的是( )
A． “科学总是从正确走向错误”表达的并不是一种悲观失望的情绪
B． 提出“日心说”人是托勒密
C． 开普勒通过天文观测，发现了行星运动的三定律
D． 托勒密的“日心说”阐述了宇宙以太阳为中心，其它星体围绕太阳旋转
6.某一极地轨道气象卫星a绕地球做圆周运动的平面与赤道平面垂直，其轨道半径为地球同步卫星轨道半径的4－倍，某时刻一地球同步卫星b恰好在a的正上方，设经过时间t，卫星b又出现在a的正上方，则t的最小值为( )
A． 12小时
B． 24小时
C． 60小时
D． 72小时
7.太阳系有八大行星，八大行星离地球的远近不同，绕太阳运转的周期也不相同.下列反映公转周期与行星轨道半长轴的关系图象中正确的是( )
A． B． C． D．
8.把行星运动近似看做匀速圆周运动以后，开普勒第三定律可写为T2＝，m为行星质量，则可推得( )
A． 行星受太阳的引力为F＝k
B． 行星受太阳的引力都相同
C． 行星受太阳的引力为F＝k
D． 质量越大的行星受太阳的引力一定越大
9.设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k(均不计阻力)，且已知地球与该天体的半径之比也为k，则地球与此天体的质量之比为( )
A． 1 B．k2 C．k D．
10.依据牛顿的理论，两物体之间万有引力的大小，与它们之间的距离r满足( )
A．F与r成正比 B．F与r2成正比
C．F与r成反比 D．F与r2成反比
11.设想质量为m的物体放到地球的中心，地球质量为M，半径为R，则物体与地球间的万有引力为( )
A． 零 B． 无穷大 C．G D． 无法确定
二、多选题
12. 下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是( )
A． 第一宇宙速度v1＝7.9 km/s，第二宇宙速度v2＝11.2 km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1，小于v2
B． 美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度
C． 第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度
D． 第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度
13. 下列说法正确的是( )
A． 研究物体的平抛运动是根据物体所受的力去探究物体的运动情况
B． 研究物体的平抛运动是根据物体的运动去探究物体的受力情况
C． 研究行星绕太阳的运动是根据行星的运动去探究行星的受力情况
D． 研究行星绕太阳的运动是根据行星所受的力去探究行星的运动情况
14. 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． 牛顿通过实验证实了万有引力定律
C． 相对论的创立表明经典力学已不再适用
D． 爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推进到高速领域
15. 2012年6月24日，航天员刘旺手动控制“神舟九号”飞船完成与“天宫一号”的交会对接，形成组合体绕地球做匀速圆周运动，轨道高度为340 km.测控通信由两颗在地球同步轨道运行的“天链一号”中继卫星、陆基测控站、测量船以及北京飞控中心完成．根据以上信息和你对航天相关知识的理解，下列描述正确的是( )
A． 组合体匀速圆周运动的周期一定大于地球的自转周期
B． 组合体匀速圆周运动的线速度一定大于第一宇宙速度
C． 组合体匀速圆周运动的角速度大于“天链一号”中继卫星的角速度
D． “神舟九号”从低轨道必须加速才能与“天宫一号”的交会对接
三、计算题
16.由A、B两个星球组成的“双星”系统中，已知A、B间的距离为d，A、B的质量之比为4∶3，则A星球的轨道半径为多少？.
17.假设地球自转速度达到使赤道上的物体能“飘”起来(完全失重)．试估算一下，此时地球上的一天等于多少小时？(地球半径取6.4×106m，g取10 m/s2)
18.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.(取地球表面的重力加速度g＝10 m/s2)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，他以相同初速度在火星上可跳多高？
19.某仪器在地面上受到的重力为160 N，将它置于宇宙飞船中，当宇宙飞船以a＝0.5g的加速度竖直上升到某高度时仪器所受的支持力为90 N，取地球表面处重力加速度g＝10 m/s2，地球半径R＝6 400 km.求：
(1)此处的重力加速度的大小g′；
(2)此处离地面的高度H；
(3)在此高度处运行的卫星速度v的大小．
20.假设宇航员乘坐宇宙飞船到某行星考察，当宇宙飞船在靠近该星球表面空间做匀速圆周运动时，测得环绕周期为T.当飞船降落在该星球表面时，用弹簧测力计称得质量为m的砝码受到的重力为F，G为已知量，试根据以上数据求得该行星的质量．
答案解析
1.【答案】D
【解析】第一宇宙速度是人造地球卫星紧贴地球表面做圆周运动的速度．根据G＝m；得v＝，故轨道半径越大，运行速度越小．故第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最大速度．第一宇宙速度，又叫环绕速度，其值大小是7.9 km/s；第二宇宙速度，又叫脱离速度，其值大小是11.2 km/s；第三宇宙速度是物体逃离太阳的最小速度．又叫逃逸速度，其值大小是16.7 km/s，故D正确，A、B、C错误．
2.【答案】D
【解析】环的外缘颗粒绕土星做圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
G＝mR()2
M＝，其中R为轨道半径，大小为1.4×105km，T为周期，约为14 h.
代入数据得：M≈6.4×1026kg.
3.【答案】A
【解析】由F＝G可知，若地球看成球形，则物体在地球表面上任何位置受到的地球引力都相等，此引力的两个分力一个是物体的重力、另一个是物体随地球自转的向心力．在赤道上，向心力最大，重力最小，A对．地球各处的角速度均等于地球自转的角速度，B错．地球上只有赤道上的物体向心加速度指向地心，其他位置的向心加速度均不指向地心，C错．地面上物体随地球自转的向心力是万有引力与地面支持力的合力，D错．
4.【答案】D
【解析】根据万有引力定律，F＝G，F′＝G＝F，可得h＝(－1)R.
5.【答案】A
【解析】“科学总是从正确走向错误”，表明科学发展的曲折性，并不是表达一种悲观失望的情绪，A正确；提出“日心说”人是哥白尼，B、D错误；开普勒通过对第谷的观测数据的研究，发现了行星运动的三定律，C错误．
6.【答案】B
【解析】根据万有引力提供向心力得周期T＝2π.极地轨道气象卫星轨道半径为地球同步卫星轨道半径的4－倍，同步卫星的周期是24 h，所以极地轨道气象卫星的周期是12 h．某时刻一地球同步卫星b恰好在a的正上方，设经过时间t，卫星b又出现在a的正上方，则t的最小值为24 h.
7.【答案】D
【解析】由＝k知r3＝kT2，D项正确.
8.【答案】C
【解析】行星受到的太阳的引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力，则有F＝m，又因为v＝，代入上式得F＝.由开普勒第三定律＝k，得T2＝，代入上式得F＝k.太阳与行星间的引力与太阳、行星的质量及太阳与行星间的距离有关．故选C.
9.【答案】C
【解析】在地球上：h＝
某天体上；h′＝
因为＝k所以＝k
根据G＝mg，G＝mg′
可知＝
又因为＝k
联立得：＝k
10.【答案】D
【解析】万有引力定律的表达式为F＝G，所以F与r2成反比，选项D正确，A、B、C错误.
11.【答案】A
【解析】设想把物体放到地球的中心，此时F＝G已不适用．地球的各部分对物体的吸引力是对称的，故物体与地球间的万有引力是零．
12.【答案】CD
【解析】根据v＝可知，卫星的轨道半径r越大，即距离地面越远，卫星的环绕速度越小，v1＝7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，选项D正确；实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，故卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度都小于第一宇宙速度，选项A错误；美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，仍在太阳系内，所以其发射速度小于第三宇宙速度，选项B错误；第二宇宙速度是在地面附近使物体挣脱地球束缚而成为太阳的一颗人造行星的最小发射速度，选项C正确．
13.【答案】AC
【解析】平抛运动是初速度沿水平方向，物体只在重力作用下的运动，是根据物体所受的力去探究物体的运动规律．而行星绕太阳的运动规律是观测得出的，是根据行星绕太阳的运动规律去探究行星的受力情况．
14.【答案】AD
【解析】万有引力定律是牛顿发现的，但在实验室里加以验证是卡文迪许进行的，A对、B错．相对论并没有否定经典力学，经典力学对于低速、宏观运动仍适用，C错．狭义相对论的建立，是人类取得的重大成就，从而把物理学推到更高领域，D对．
15.【答案】CD
【解析】设飞船的质量为m，轨道为r，地球的质量为M.根据牛顿第二定律得：G＝m＝mω2r＝mr，则得，v＝，ω＝，T＝2π.由于同步卫星的轨道高度约3.6×104km，远大于组合体的高度，则根据上式可知，组合体匀速圆周运动的周期一定小于同步卫星的周期，即小于地球自转的周期．故A错误；第一宇宙速度是卫星绕地球圆周运动的最大速度，等于近地卫星的速度，由上式知，组合体匀速圆周运动的线速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；由上式知，组合体的轨道半径较小，角速度较大，故C正确；“神州九号”通过加速做离心运动，可以到“天宫一号”的轨道上去，从而实现和“天宫一号”对接，故D正确．
16.【答案】d
【解析】双星靠相互间的万有引力提供向心力，角速度相等．根据G＝m1r1ω2＝m2r2ω2，得半径r1∶r2＝m2∶m1＝3∶4.而r1＋r2＝d，则r1＝d.
17.【答案】1.4 h
【解析】物体刚要“飘”起来时，还与地球相对静止，其周期等于地球自转周期，此时物体只受重力作用，物体“飘”起来时，半径为R地，据万有引力定律有
mg＝＝mR地
得T＝＝s＝5 024 s≈1.4 h.
18.【答案】(1)222.2 N (2)3.375 m
【解析】(1)忽略自转由mg＝G，得g＝.
在地球上有g＝，在火星上有g′＝＝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＝
即1.5 m＝
在火星上，宇航员跳起的高度h＝＝，
联立以上两式得h＝3.375 m.
19.【答案】(1)0.625 m/s2 (2)1.92×107m (3)3.95 km/s
【解析】(1)由在地表仪器重160 N，可知仪器质量m＝16 kg①
根据牛顿第二定律，有F－mg′＝ma②
代入数据，得g′＝0.625 m/s2③
(2)设此时飞船离地高度为H，地球质量为M，该高度处重力加速度
g′＝G④
地表重力加速度g＝G⑤
联立各式得H＝3R＝1.92×107m⑥
(3)设该高度有人造卫星速度为v，其向心力由万有引力来提供，有
G＝m⑦
联立⑤⑦式得v＝＝3.95 km/s
20.【答案】
【解析】当宇宙飞船在行星表面空间做匀速圆周运动时，它的向心力由万有引力提供，设行星质量、飞船质量分别为M、m1，则G＝m1R①
质量为m的砝码的重力等于万有引力，即F＝G②
联立①②，解得M＝.