人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》测试题（含答案）

《万有引力与航天》测试题

一、单选题
1．理论上已经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零．现假设地球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体，O为球心，以O为原点建立坐标轴，如图所示．一个质量一定的小物体(假设它能够在地球n内部移动)在轴上各位置受到的引力大小用F表示，则F随变化的关系图中正确的是

A．B．C． D．
2．两个质量不同的天体构成双星系统，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。不考虑其它天体的作用力，下列说法不正确的是 ( )
A．质量大的天体线速度较小
B．两天体的角速度总是相同
C．若两天体的距离不变，则周期也不变
D．若在圆心处放一个质点，它受到的合力不为零
3．关于科学家在物理学上做出的贡献，下列说法正确的是
A．奥斯特发现了申磁感应现象 B．爱因斯坦发现了行星运动规律
C．牛顿提出了万有引力定律 D．开普勒提出了狭义相对论
4．“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图所示．之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动．用T1、T2、T3分别表示卫星在椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ上运动的周期，用a1、a2、a3分别表示卫星沿三个轨道运动到P点的加速度，则下面说法正确的是（　　）

A．a1＜a2＜a3 B．T1＜T2＜T3 C．T1＞T2＞T3 D．a1＞a2＞a3
5．下列说法正确的是（ ）
A．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因
B．月球绕地球运动时受到地球的引力和向心力的作用
C．哥白尼提出了日心说，牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值
D．物体在转弯时一定受到力的作用
6．下列说法正确的是（ ）
A．牛顿通过实验测出了万有引力常量
B．同步卫星运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止，且处于平衡状态
C．第一宇宙速度是人造卫星环绕地球运动的速度
D．发射人造地球卫星所需的速度大小只决定于轨道高度，而与卫星的质量无关
7．太空舱围绕地球做匀速圆周运动时，太空舱内的物体（ ）
A．处于完全失重状态，所受重力为零
B．处于完全失重状态，所受重力不为零
C．处于失重状态但不是完全失重，所受重力不为零
D．处于平衡状态，所受合力为零
8．下列说法中正确的是（　　）
A．两个互成角度不共线的匀变速直线运动的合运动一定是匀变速直线运动
B．匀速圆周运动是加速度不变的曲线运动
C．牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律并测定了万有引力常量G
D．地球绕太阳公转运动轨道半径R的三次方与其周期T的平方之比为常数，即，那么k的大小只与太阳的质量有关，与地球的质量无关
9．一颗人造卫星在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，下列正确的是：
A．轨道半径越大，所受向心力越大 B．轨道半径越大，运行的角速度越大
C．轨道半径越大，运行的线速度越大 D．轨道半径越大，运行的周期越大
10．已知某质量分布均匀的星球密度为ρ，有一个物体静止在该星球表面的“赤道”上，若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零，则该星球自转的周期为（万有引力常量为G）（ ）
A． B． C． D．
11．如图所示，两个卫星 A、 B 绕着同一行星做匀速圆周运动，轨道半径分别为 R1 和 R2， R1>R2。下列说法正确的是（ ）

A．A 的角速度大于 B B．A 的线速度大于 B
C．A 的向心加速度大于 B D．A 的周期大于 B
12．已知万有引力常量G，在下列给出的情景中，能根据测量数据求出月球密度的是 (　　)
A．在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出落下的高度H和时间t
B．发射一颗贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的周期T
C．观察月球绕地球的圆周运动，测出月球的直径D和月球绕地球运行的周期T
D．发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出卫星离月球表面高度H和卫星的周期T

二、多选题
13．如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，设卫星在1轨道和3轨道正常运行的速度和加速度分别为v1、v3和a1、a3，在2轨道经过P点时的速度和加速度为v2和a2，且当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时周期分别为T1、T2、T3，以下说法正确的是

A．v1＞v2＞v3 B．v1＞v3＞v2 C．a1＞a2＞a3 D．T3＞T2＞T1
14．人造地球卫星A和B，它们的质量之比为=2：1，它们的轨道半径之比为，则下面的结论中正确的是　　
A．它们受到地球的引力之比为：：1
B．它们的运行速度大小之比为：：1
C．它们的运行周期之比为：：1
D．它们的运行角速度之比为：：1
15．2018年6月15日，嫦娥四号中继星“鹊桥”顺利进入距月球约6.5万公里的地月拉格朗日点的使命轨道，成为世界首颗运行在地月点使命轨道的卫星，可为嫦娥四号月球探测器提供地月中继测控通信。数学家拉格朗日在论文《三体问题》中指出：两个质量相差悬殊的天体（如地球和月球）所在同一平面上有5个特殊点，如图中的、、、、所示，人们称为拉格朗日点，若飞行器位于这些点上，可以几乎不消耗燃料，而在地球与月球共同引力作用下，保持与月球同步绕地球做圆周运动。下列关于“鹊桥”中继星说法正确的是　　

A．中继星绕地球运动周期和月球公转周期相等
B．中继星在点处于平衡状态
C．中继星绕地球运动的向心加速度大于月球绕地球运动的向心加速度
D．中继星的线速度小于地球同步卫星的线速度
16．火星的半径约为地球半径的一半，其质量约为地球质量的1/9,那么：（ ）
A．火星平均密度约为地球密度的
B．火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
C．火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
D．火星的第一宇宙约为地球第一宇宙速度的
17．关于开普勒第三定律的公式．下列说法正确的是（ ）
A．公式只适用于绕太阳作椭圆轨道运行的行星
B．公式适用于宇宙中所有围绕恒星运动的行星
C．式中 k 值，对所有行星和卫星都相等
D．围绕不同恒星运行的行星，其 k 值一般不同
三、实验题
18．未来在一个未知星球上用如图甲所示装置研究平抛运动的规律.悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动.现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄.在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在做平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示.a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4，则：
(1)由以上信息，可知a点________(选填“是”或“不是”)小球的抛出点.
(2)由以上及图信息，可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s2.
(3)由以上及图信息可以算出小球平抛的初速度是________m/s.


四、计算题
19．如下图所示,质量分别为和的两个星球和在引力作用下都绕点做匀速圆周运动,星球和两者中心之间的距离为.已知、的中心和三点始终共线, 和分别在的两侧.引力常数为.

（1）求两星球做圆周运动的周期;
（2）在地月系统中,若忽略其他星球的影响.可以将月球和地球看成上述星球和,月球绕其轨道中心运行的周期记为.但在近似处理问题时,常常认为月球是绕地心做圆周运动的,这样算得的运行周期记为.已知地球和月球的质量分别为和.求与两者平方之比.(结果保留3位小数)
20．火星探测器在距火星表面高度为h的轨道绕其飞行，该运动可看做匀速圆周运动。已知探测器飞行一周的时间为 T，火星视为半径为 R 的均匀球体，万有引力常量为 G，求：
(1)火星的质量 M；
(2)火星表面的重力加速度 g。



参考答案
1．A 2．D 3．C 4．C 5．D 6．D 7．B 8．D 9．D 10．A 11．D 12．B 13．BD 14．BD 15．ACD 16．ABD 17．BD
18．是 8 0.8
19．（1）（2）1.012
20．(1) (2)