教科版高中物理必修2第三章《万有引力定律》单元检测题（word版含解析）
文档属性
| 名称 | 教科版高中物理必修2第三章《万有引力定律》单元检测题（word版含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 151.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-04-03 21:02:49 | ||
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文档简介
《万有引力定律》单元检测题
一、单选题
1.长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1＝19 600 km，公转周期T1＝6.39天.2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2＝48 000 km，则它的公转周期T2最接近于( )
A． 15天 B． 25天 C． 35天 D． 45天
2.2015年12月29日，“高分4号”对地观测卫星升空．这是中国“高分”专项首颗高轨道高分辨率、设计使用寿命最长的光学遥感卫星，也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星．下列关于“高分4号”地球同步卫星的说法中正确的是( )
A． 该卫星定点在北京上空
B． 该卫星定点在赤道上空
C． 它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍
D． 它的周期和地球自转周期相同，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小
3.为研究太阳系内行星的运动，需要知道太阳的质量．已知地球半径为R，地球质量为m，太阳与地球中心间距为r，地球表面的重力加速度为g，地球绕太阳公转的周期为T.则太阳的质量为( )
A． B． C． D．
4.某未知星体的质量是地球质量为，直径是地球直径的，则一个质量为m的人在未知星体表面的重力为(已知地球表面处的重力加速度为g)( )
A． 16mg B． 4mg C．mg D．
5.地球对物体的引力大小等于物体对地球的引力，但我们总是看到物体落向地球而地球并不向物体运动，这是因为( )
A． 万有引力定律不适用于地球和物体
B． 牛顿第三定律不适用于地球和物体
C． 以地球上的物体作参考系，看不到地球向物体运动，如果以太阳为参考系，就可以看到地球向物体运动
D． 地球的质量太大，产生的加速度很小，即便以太阳为参照物，也看不到地球向物体运动
6.两艘质量各为1×107kg的轮船相距100 m时，万有引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，它们之间的万有引力相当于( )
A． 一个人的重量级 B． 一个鸡蛋的重量级
C． 一个西瓜的重量级 D． 一头牛的重量级
7.引力常量很小，说明了( )
A． 万有引力很小
B． 万有引力很大
C． 很难观察到日常接触的物体间有万有引力，是因为它们的质量很小
D． 只有当物体的质量大到一定程度时，物体之间才有万有引力
8.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R从7.3×102km延伸到1.4×103km.设这些颗粒的线速度为v，角速度为ω，周期为T.对所有这些组成环的颗粒来说，它们的( )
A．v相同 B．ω相同 C．Rv2相同 D．相同
9.对于万有引力定律表达式F＝G，以下说法正确的是( )
A． 公式中的G为比例常数，无单位
B．m1与m2之间的万有引力的大小与施力物体的质量成正比，与物体间距离的平方成反比
C．m1与m2之间的万有引力总是大小相等，与两物体质量是否相等无关
D．m1与m2之间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
10.2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”探测器由“长征三号”乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察．“嫦娥三号”的部分飞行轨道示意图如图所示．假设“嫦娥三号”在圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力．下列说法中正确的是( )
A． “嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，速度逐渐变小
B． “嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，月球的引力对其做负功
C． 若已知“嫦娥三号”在圆轨道上运行的半径、周期和引力常量，则可计算出月球的密度
D． “嫦娥三号”在椭圆轨道经过P点时和在圆形轨道经过P点时的加速度相等
11.探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比( )
A． 轨道半径变小 B． 向心加速度变小 C． 线速度变小 D． 角速度变小
二、多选题
12. 关于太阳与行星间的引力，下列说法正确的是( )
A． 神圣和永恒的天体做匀速圆周运动无需要原因，因为圆周运动是最美的
B． 行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的引力
C． 牛顿认为物体运动状态发生改变的原因是受到力的作用．行星围绕太阳运动，一定受到了力的作用
D． 牛顿把地面上的动力学关系应用到天体间的相互作用，推导出了太阳与行星间的引力关系
13. 2012年6月16日，“神舟九号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，并于6月18日转入自主控制飞行与“天宫一号”实施自动交会对接，这是中国实施的首次载人空间交会对接．在“神舟九号”飞船发射前约20天，“天宫一号”目标飞行器开始降轨调相，进入对接轨道，建立载人环境，等待与飞船交会对接．设变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，则有( )
A． “天宫一号”变轨前的线速度小于变轨完成后的线速度
B． “天宫一号”变轨前的角速度小于变轨完成后的角速度
C． “天宫一号”变轨前的向心加速度小于变轨完成后的向心加速度
D． “天宫一号”变轨前的运行周期小于变轨完成后的运行周期
14. “神舟十号”飞船于2013年6月11日顺利发射升空，它是中国“神舟”号系列飞船之一，是中国第五艘载人飞船．升空后和目标飞行器天宫一号对接．任务是对“神九”载人交会对接技术的“拾遗补缺”．如图所示，已知“神舟十号”飞船的发射初始轨道为近地点距地表200 km、远地点距地表330 km的椭圆轨道，对接轨道是距地表343 km的圆轨道．下列关于“神舟十号”飞船的说法中正确的是( )
A． 发射速度必须大于7.9 km/s
B． 在对接轨道上运行速度小于7.9 km/s
C． 在初始轨道上的近地点速度大于在远地点的速度
D． 在初始轨道上的周期大于在对接轨道上的周期
15. 宇宙飞船以周期为T绕地球作圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示．已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0.太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的张角为α，则( )
A． 飞船绕地球运动的线速度为
B． 一天内飞船经历“日全食”的次数为
C． 飞船每次“日全食”过程的时间为
D． 飞船周期为T＝
16. 一个人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，但速度减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的( )
A． 向心加速度大小之比为4∶1
B． 轨道半径之比为1∶4
C． 角速度大小之比为2∶1
D． 周期之比为1∶8
三、计算题
17.某天体约是地球质量的32倍，半径约是地球半径的2倍，已知地球表面的重力加速度为9.8 m/s2.求：
(1)该天体表面的重力加速度为多大？
(2)如果分别在该天体表面和地球表面以同样的初速度竖直上抛一物体，物体在该天体上上升的最大高度与在地球上上升的最大高度之比是多少？
18.万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性．
(1)用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果．已知地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G.将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响．设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F0.
a．若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为F1，求比值的表达式，并就h＝1.0%R的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字)；
b．若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2，求比值的表达式．
(2)设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳的半径为RS和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%，而太阳和地球的密度均匀且不变．仅考虑太阳和地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的一年将变为多长？
19.某个行星的质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半．某运动员在地球上能举起250 kg的杠铃，在该行星上最多能举起质量为多少的杠铃？
答案解析
1.【答案】B
【解析】根据开普勒行星三定律的周期定律＝，代入数据可求T2最接近于25天，所以B选项正确，A、C、D错误．
2.【答案】B
【解析】地球同步卫星相对地面静止不动，必须定点在赤道的正上方，B正确，A错误；因为同步卫星要和地球自转同步，即它们的T与ω相同，根据F＝＝mω2r＝m，因为ω一定，所以r必须固定，且v也是确定的，C、D错误；故选B.
3.【答案】D
【解析】根据万有引力定律得：＝mr，根据地球表面的万有引力等于重力得：对地球表面物体m′有＝m′g，联立得M＝.
4.【答案】B
【解析】在星体表面处有G＝mg，因此未知星体表面的重力加速度为4g，所以该人在未知星体表面的重力为4mg.
5.【答案】D
【解析】
6.【答案】B
【解析】由万有引力定律：F＝G得：F＝6.67×10－11×N＝0.667 N，一个人的重量大约50 kg约为：500 N．故A错误．一只鸡蛋的重量大约50 g，约为0.5 N．故B正确．一个西瓜的重量大约10 kg，约为100 N．故C错误．一头牛的重量大约500 kg，约为5 000 N．故D错误．
7.【答案】C
【解析】根据万有引力定律得任意两个物体间都存在万有引力，由于引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2.引力常量很小，日常接触的物体的间的质量很小，所以万有引力非常小．由于天体的质量很大，所以天体间的万有引力也就很大．故A、B、D错误，C正确．
8.【答案】C
【解析】研究颗粒绕土星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：＝m，v＝，其中M为土星的质量，由于颗粒到土星中心的距离R不等，所以对所有这些组成环的颗粒来说v不相同．故A错误；研究颗粒绕土星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式＝mω2R，ω＝，其中M为土星的质量，由于颗粒到土星中心的距离R不等，所以对所有这些组成环的颗粒来说ω不相同．故B错误；研究颗粒绕土星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式＝m，Rv2＝GM，其中M为土星的质量，所以对所有这些组成环的颗粒来说Rv2相同，故C正确；根据圆周运动知识得T＝，ω＝，＝＝＝，由于v不相同，所以也不相同，故D错误．
9.【答案】C
【解析】万有引力公式中的G为引力常量，不但有大小而且有单位，单位是N·m2/kg2，故A错；两物体间的万有引力大小与两物体质量的乘积成正比，与二者距离的二次方成反比，而且它们间的万有引力是一对作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，故B、D错，C对．
10.【答案】D
【解析】“嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，月球对卫星的引力做正功，动能增大，则速度增大，故A、B错误；根据万有引力等于向心力，有G＝m，得M＝，据此可知若已知“嫦娥三号”在圆轨道上运行的半径、周期和引力常量，可求出月球的质量，但月球的体积未知，不能求出月球的密度，故C错误；对于“嫦娥三号”，有G＝ma，a＝，在P点，M和r相同，则嫦娥三号在椭圆轨道经过P点时和在圆形轨道经过P点时的加速度相等，故D正确．
11.【答案】A
【解析】由G＝m知T＝2π，变轨后T减小，则r减小，故选项A正确；由G＝ma，知r减小，a变大，故选项B错误；由G＝m知v＝，r减小，v变大，故选项C错误；由ω＝知T减小，ω变大，故选项D错误．
12.【答案】BCD
【解析】任何做曲线运动的物体都需要外力的作用，行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的引力，A错，B、C、D对．
13.【答案】ABC
【解析】据G＝m得v＝，所以轨道半径减小，线速度增加，故A正确；据G＝mrω2得ω＝，所以轨道半径减小，角速度增加，故B正确；据G＝ma得a＝，所以轨道半径减小，向心加速度增加，故C正确；据G＝m得周期T＝，所以轨道半径减小，周期减小，故D错误．
14.【答案】ABC
【解析】第一宇宙速度是指发射地球卫星所需的最小发射速度，离地越高的卫星所需的发射速度越大，但在轨道上运行速度越小，即第一宇宙速度也是地球卫星最大绕行速度，其值为7.9 km/s，故A、B正确；根据开普勒第二定律，则在近地点速度大于在远地点的速度，故C正确；根据开普勒第三定律，在初始轨道上的周期小于在对接轨道上的周期，故D错．
15.【答案】AD
【解析】飞船绕地球做匀速圆周运动
∵线速度为v＝，
又由几何关系知sin＝?r＝
∴v＝，故A正确；
地球自转一圈时间为T0，
飞船绕地球一圈时间为T，
飞船绕一圈会有一次日全食，
所以每过时间T就有一次日全食，
得一天内飞船经历“日全食”的次数为，故B不正确；
由几何关系，飞船每次“日全食”过程的时间内飞船转过α角，所需的时间为t＝T；故C不正确；
万有引力提供向心力则
∵G＝m()2r?T＝2π＝2πr
∴T＝2π·
故D正确．
16.【答案】BD
【解析】根据万有引力提供向心力得＝m＝m＝ma＝mω2r，速度v＝，该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，但速度减小为原来的，则轨道半径变为原来的4倍．则轨道半径之比为1∶4，故B正确．
向心加速度a＝，轨道半径之比为1：4，所以向心加速度大小之比为16：1.故A错误；角速度ω＝，轨道半径之比为1：4，所以角速度大小之比为8∶1，故C错误；T＝2π，轨道半径之比为1∶4，所以周期之比为1∶8，故D正确．
17.【答案】(1)78.4 m/s2 (2)1∶8
【解析】(1)在星球表面重力与万有引力大小相等有G＝mg，可得星球表面重力加速度g＝.
可得该天体表面的重力加速度g′＝＝＝8g＝8×9.8 m/s2＝78.4 m/s2.
(2)据竖直上抛运动规律可知，以v0竖直上抛一物体，上升的最大高度h＝.
所以可知，＝＝＝.
18.【答案】(1)a. 0.98 b．1－ (2)与现实地球的1年时间相同
【解析】(1)设小物体质量为m.
a．在北极地面G＝F0
在北极上空高出地面h处G＝F1，得＝；
当h＝1.0%R，＝≈0.98
b．在赤道地面，小物体随地球自转做匀速圆周运动，受到万有引力和弹簧秤的作用力，有G－F2＝mR，得＝1－.
(2)地球绕太阳做匀速圆周运动，受到太阳的万有引力．设太阳质量为MS，地球质量为M，地球公转周期为TE，有G＝Mr，得TE＝＝，其中ρ为太阳的密度．
由上式可知，地球公转周期TE仅与太阳的密度、地球公转轨道半径与太阳半径之比有关．因此“设想地球”的1年与现实地球的1年时间相同．
19.【答案】125 kg
【解析】在地球上，m1g地＝G
在行星上，m2g行＝G.
因为m1g地＝m2g行，所以G＝G，
m2＝·2m1＝×2×250 kg＝125 kg.
一、单选题
1.长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1＝19 600 km，公转周期T1＝6.39天.2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2＝48 000 km，则它的公转周期T2最接近于( )
A． 15天 B． 25天 C． 35天 D． 45天
2.2015年12月29日，“高分4号”对地观测卫星升空．这是中国“高分”专项首颗高轨道高分辨率、设计使用寿命最长的光学遥感卫星，也是目前世界上空间分辨率最高、幅宽最大的地球同步轨道遥感卫星．下列关于“高分4号”地球同步卫星的说法中正确的是( )
A． 该卫星定点在北京上空
B． 该卫星定点在赤道上空
C． 它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍
D． 它的周期和地球自转周期相同，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小
3.为研究太阳系内行星的运动，需要知道太阳的质量．已知地球半径为R，地球质量为m，太阳与地球中心间距为r，地球表面的重力加速度为g，地球绕太阳公转的周期为T.则太阳的质量为( )
A． B． C． D．
4.某未知星体的质量是地球质量为，直径是地球直径的，则一个质量为m的人在未知星体表面的重力为(已知地球表面处的重力加速度为g)( )
A． 16mg B． 4mg C．mg D．
5.地球对物体的引力大小等于物体对地球的引力，但我们总是看到物体落向地球而地球并不向物体运动，这是因为( )
A． 万有引力定律不适用于地球和物体
B． 牛顿第三定律不适用于地球和物体
C． 以地球上的物体作参考系，看不到地球向物体运动，如果以太阳为参考系，就可以看到地球向物体运动
D． 地球的质量太大，产生的加速度很小，即便以太阳为参照物，也看不到地球向物体运动
6.两艘质量各为1×107kg的轮船相距100 m时，万有引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，它们之间的万有引力相当于( )
A． 一个人的重量级 B． 一个鸡蛋的重量级
C． 一个西瓜的重量级 D． 一头牛的重量级
7.引力常量很小，说明了( )
A． 万有引力很小
B． 万有引力很大
C． 很难观察到日常接触的物体间有万有引力，是因为它们的质量很小
D． 只有当物体的质量大到一定程度时，物体之间才有万有引力
8.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R从7.3×102km延伸到1.4×103km.设这些颗粒的线速度为v，角速度为ω，周期为T.对所有这些组成环的颗粒来说，它们的( )
A．v相同 B．ω相同 C．Rv2相同 D．相同
9.对于万有引力定律表达式F＝G，以下说法正确的是( )
A． 公式中的G为比例常数，无单位
B．m1与m2之间的万有引力的大小与施力物体的质量成正比，与物体间距离的平方成反比
C．m1与m2之间的万有引力总是大小相等，与两物体质量是否相等无关
D．m1与m2之间的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力
10.2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”探测器由“长征三号”乙运载火箭从西昌卫星发射中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察．“嫦娥三号”的部分飞行轨道示意图如图所示．假设“嫦娥三号”在圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力．下列说法中正确的是( )
A． “嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，速度逐渐变小
B． “嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，月球的引力对其做负功
C． 若已知“嫦娥三号”在圆轨道上运行的半径、周期和引力常量，则可计算出月球的密度
D． “嫦娥三号”在椭圆轨道经过P点时和在圆形轨道经过P点时的加速度相等
11.探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比( )
A． 轨道半径变小 B． 向心加速度变小 C． 线速度变小 D． 角速度变小
二、多选题
12. 关于太阳与行星间的引力，下列说法正确的是( )
A． 神圣和永恒的天体做匀速圆周运动无需要原因，因为圆周运动是最美的
B． 行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的引力
C． 牛顿认为物体运动状态发生改变的原因是受到力的作用．行星围绕太阳运动，一定受到了力的作用
D． 牛顿把地面上的动力学关系应用到天体间的相互作用，推导出了太阳与行星间的引力关系
13. 2012年6月16日，“神舟九号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，并于6月18日转入自主控制飞行与“天宫一号”实施自动交会对接，这是中国实施的首次载人空间交会对接．在“神舟九号”飞船发射前约20天，“天宫一号”目标飞行器开始降轨调相，进入对接轨道，建立载人环境，等待与飞船交会对接．设变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，则有( )
A． “天宫一号”变轨前的线速度小于变轨完成后的线速度
B． “天宫一号”变轨前的角速度小于变轨完成后的角速度
C． “天宫一号”变轨前的向心加速度小于变轨完成后的向心加速度
D． “天宫一号”变轨前的运行周期小于变轨完成后的运行周期
14. “神舟十号”飞船于2013年6月11日顺利发射升空，它是中国“神舟”号系列飞船之一，是中国第五艘载人飞船．升空后和目标飞行器天宫一号对接．任务是对“神九”载人交会对接技术的“拾遗补缺”．如图所示，已知“神舟十号”飞船的发射初始轨道为近地点距地表200 km、远地点距地表330 km的椭圆轨道，对接轨道是距地表343 km的圆轨道．下列关于“神舟十号”飞船的说法中正确的是( )
A． 发射速度必须大于7.9 km/s
B． 在对接轨道上运行速度小于7.9 km/s
C． 在初始轨道上的近地点速度大于在远地点的速度
D． 在初始轨道上的周期大于在对接轨道上的周期
15. 宇宙飞船以周期为T绕地球作圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示．已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0.太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的张角为α，则( )
A． 飞船绕地球运动的线速度为
B． 一天内飞船经历“日全食”的次数为
C． 飞船每次“日全食”过程的时间为
D． 飞船周期为T＝
16. 一个人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，但速度减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的( )
A． 向心加速度大小之比为4∶1
B． 轨道半径之比为1∶4
C． 角速度大小之比为2∶1
D． 周期之比为1∶8
三、计算题
17.某天体约是地球质量的32倍，半径约是地球半径的2倍，已知地球表面的重力加速度为9.8 m/s2.求：
(1)该天体表面的重力加速度为多大？
(2)如果分别在该天体表面和地球表面以同样的初速度竖直上抛一物体，物体在该天体上上升的最大高度与在地球上上升的最大高度之比是多少？
18.万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性．
(1)用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果．已知地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G.将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响．设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F0.
a．若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为F1，求比值的表达式，并就h＝1.0%R的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字)；
b．若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2，求比值的表达式．
(2)设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳的半径为RS和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%，而太阳和地球的密度均匀且不变．仅考虑太阳和地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的一年将变为多长？
19.某个行星的质量是地球质量的一半，半径也是地球半径的一半．某运动员在地球上能举起250 kg的杠铃，在该行星上最多能举起质量为多少的杠铃？
答案解析
1.【答案】B
【解析】根据开普勒行星三定律的周期定律＝，代入数据可求T2最接近于25天，所以B选项正确，A、C、D错误．
2.【答案】B
【解析】地球同步卫星相对地面静止不动，必须定点在赤道的正上方，B正确，A错误；因为同步卫星要和地球自转同步，即它们的T与ω相同，根据F＝＝mω2r＝m，因为ω一定，所以r必须固定，且v也是确定的，C、D错误；故选B.
3.【答案】D
【解析】根据万有引力定律得：＝mr，根据地球表面的万有引力等于重力得：对地球表面物体m′有＝m′g，联立得M＝.
4.【答案】B
【解析】在星体表面处有G＝mg，因此未知星体表面的重力加速度为4g，所以该人在未知星体表面的重力为4mg.
5.【答案】D
【解析】
6.【答案】B
【解析】由万有引力定律：F＝G得：F＝6.67×10－11×N＝0.667 N，一个人的重量大约50 kg约为：500 N．故A错误．一只鸡蛋的重量大约50 g，约为0.5 N．故B正确．一个西瓜的重量大约10 kg，约为100 N．故C错误．一头牛的重量大约500 kg，约为5 000 N．故D错误．
7.【答案】C
【解析】根据万有引力定律得任意两个物体间都存在万有引力，由于引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2.引力常量很小，日常接触的物体的间的质量很小，所以万有引力非常小．由于天体的质量很大，所以天体间的万有引力也就很大．故A、B、D错误，C正确．
8.【答案】C
【解析】研究颗粒绕土星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：＝m，v＝，其中M为土星的质量，由于颗粒到土星中心的距离R不等，所以对所有这些组成环的颗粒来说v不相同．故A错误；研究颗粒绕土星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式＝mω2R，ω＝，其中M为土星的质量，由于颗粒到土星中心的距离R不等，所以对所有这些组成环的颗粒来说ω不相同．故B错误；研究颗粒绕土星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式＝m，Rv2＝GM，其中M为土星的质量，所以对所有这些组成环的颗粒来说Rv2相同，故C正确；根据圆周运动知识得T＝，ω＝，＝＝＝，由于v不相同，所以也不相同，故D错误．
9.【答案】C
【解析】万有引力公式中的G为引力常量，不但有大小而且有单位，单位是N·m2/kg2，故A错；两物体间的万有引力大小与两物体质量的乘积成正比，与二者距离的二次方成反比，而且它们间的万有引力是一对作用力与反作用力，总是大小相等、方向相反，故B、D错，C对．
10.【答案】D
【解析】“嫦娥三号”沿椭圆轨道从P点运动到Q点的过程中，月球对卫星的引力做正功，动能增大，则速度增大，故A、B错误；根据万有引力等于向心力，有G＝m，得M＝，据此可知若已知“嫦娥三号”在圆轨道上运行的半径、周期和引力常量，可求出月球的质量，但月球的体积未知，不能求出月球的密度，故C错误；对于“嫦娥三号”，有G＝ma，a＝，在P点，M和r相同，则嫦娥三号在椭圆轨道经过P点时和在圆形轨道经过P点时的加速度相等，故D正确．
11.【答案】A
【解析】由G＝m知T＝2π，变轨后T减小，则r减小，故选项A正确；由G＝ma，知r减小，a变大，故选项B错误；由G＝m知v＝，r减小，v变大，故选项C错误；由ω＝知T减小，ω变大，故选项D错误．
12.【答案】BCD
【解析】任何做曲线运动的物体都需要外力的作用，行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的引力，A错，B、C、D对．
13.【答案】ABC
【解析】据G＝m得v＝，所以轨道半径减小，线速度增加，故A正确；据G＝mrω2得ω＝，所以轨道半径减小，角速度增加，故B正确；据G＝ma得a＝，所以轨道半径减小，向心加速度增加，故C正确；据G＝m得周期T＝，所以轨道半径减小，周期减小，故D错误．
14.【答案】ABC
【解析】第一宇宙速度是指发射地球卫星所需的最小发射速度，离地越高的卫星所需的发射速度越大，但在轨道上运行速度越小，即第一宇宙速度也是地球卫星最大绕行速度，其值为7.9 km/s，故A、B正确；根据开普勒第二定律，则在近地点速度大于在远地点的速度，故C正确；根据开普勒第三定律，在初始轨道上的周期小于在对接轨道上的周期，故D错．
15.【答案】AD
【解析】飞船绕地球做匀速圆周运动
∵线速度为v＝，
又由几何关系知sin＝?r＝
∴v＝，故A正确；
地球自转一圈时间为T0，
飞船绕地球一圈时间为T，
飞船绕一圈会有一次日全食，
所以每过时间T就有一次日全食，
得一天内飞船经历“日全食”的次数为，故B不正确；
由几何关系，飞船每次“日全食”过程的时间内飞船转过α角，所需的时间为t＝T；故C不正确；
万有引力提供向心力则
∵G＝m()2r?T＝2π＝2πr
∴T＝2π·
故D正确．
16.【答案】BD
【解析】根据万有引力提供向心力得＝m＝m＝ma＝mω2r，速度v＝，该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，但速度减小为原来的，则轨道半径变为原来的4倍．则轨道半径之比为1∶4，故B正确．
向心加速度a＝，轨道半径之比为1：4，所以向心加速度大小之比为16：1.故A错误；角速度ω＝，轨道半径之比为1：4，所以角速度大小之比为8∶1，故C错误；T＝2π，轨道半径之比为1∶4，所以周期之比为1∶8，故D正确．
17.【答案】(1)78.4 m/s2 (2)1∶8
【解析】(1)在星球表面重力与万有引力大小相等有G＝mg，可得星球表面重力加速度g＝.
可得该天体表面的重力加速度g′＝＝＝8g＝8×9.8 m/s2＝78.4 m/s2.
(2)据竖直上抛运动规律可知，以v0竖直上抛一物体，上升的最大高度h＝.
所以可知，＝＝＝.
18.【答案】(1)a. 0.98 b．1－ (2)与现实地球的1年时间相同
【解析】(1)设小物体质量为m.
a．在北极地面G＝F0
在北极上空高出地面h处G＝F1，得＝；
当h＝1.0%R，＝≈0.98
b．在赤道地面，小物体随地球自转做匀速圆周运动，受到万有引力和弹簧秤的作用力，有G－F2＝mR，得＝1－.
(2)地球绕太阳做匀速圆周运动，受到太阳的万有引力．设太阳质量为MS，地球质量为M，地球公转周期为TE，有G＝Mr，得TE＝＝，其中ρ为太阳的密度．
由上式可知，地球公转周期TE仅与太阳的密度、地球公转轨道半径与太阳半径之比有关．因此“设想地球”的1年与现实地球的1年时间相同．
19.【答案】125 kg
【解析】在地球上，m1g地＝G
在行星上，m2g行＝G.
因为m1g地＝m2g行，所以G＝G，
m2＝·2m1＝×2×250 kg＝125 kg.