人教版高一物理必修2第6章《万有引力与航天》单元测试卷（含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版高一物理必修2第6章《万有引力与航天》单元测试卷（含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 118.7KB | ||
| 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 | 2021-06-12 06:28:13 | ||
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文档简介
第6章《万有引力与航天》单元测试卷
一、单选题(共15小题)
1.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
2.“神州八号”与“天宫一号”成功对接，是我国航天事业取得的又一辉煌成果．对接后它们一起沿半径为r的圆轨道绕地球飞行，已知地球的质量为M，万有引力常量为G，它们一起运行的线速度大小为( )
A．
B．
C．
D．
3.2015年7月14日，“新视野”号太空探测器近距离飞掠冥王星，如图所示.在此过程中，冥王星对探测器的引力( )
A． 先变大后变小，方向沿两者的连线指向冥王星
B． 先变大后变小，方向沿两者的连线指向探测器
C． 先变小后变大，方向沿两者的连线指向冥王星
D． 先变小后变大，方向沿两者的连线指向探测器
4.2016年10月19日凌晨，“神舟十一号”载人飞船与距离地面393 km的圆轨道上的“天宫二号”交会对接.已知地球半径为R＝6 400 km，引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，“天宫二号”绕地球飞行的周期为90分钟，地球表面的重力加速度为9.8 m/s2，则( )
A． 由题中数据可以求得地球的平均密度
B． “天宫二号”的发射速度应小于7.9 km/s
C． “天宫二号”的向心加速度小于同步卫星的向心加速度
D． “神舟十一号”与“天宫二号”对接前始终处于同一轨道上
5.全球定位系统(GPS)有24颗卫星分布在绕地球的6个轨道上运行，距地面的高度都为2万千米．已知地球同步卫星离地面的高度为3.6万千米，地球半径约为6 400 km，则全球定位系统的这些卫星的运行速度大小约为(同步卫星速度v2＝3.1 km/s)( )
A． 3.1 km/s
B． 3.9 km/s
C． 7.9 km/s
D． 11.2 km/s
6.2015年7月，科学家在距地球1 400亿光年的天鹅座发现了一颗类地行星，该行星与地球的相似度达到0.98，若该行星的密度与地球相同，直径是地球直径的1.6倍，地球的第一宇宙速度为7.9 km/s，则该行星的第一宇宙速度为( )
A． 4.9 km/s
B． 11.2 km/s
C． 12.6 km/s
D． 17.6 km/s
7.设地球表面重力加速度为g0，物体在距离地心4R(R是地球的半径)处，由于地球的引力作用而产生的加速度为g，则为( )
A． 1
B．
C．
D．
8.我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展．设地球、月球的质量分别为m1、m2，半径分别为R1、R2，人造地球卫星的第一宇宙速度为v，对应的环绕周期为T，则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为( )
A．v， T
B．v， T
C．v， T
D．v， T
9.“神舟十号”飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动，其轨道高度距离地面约340 km，则关于飞船的运行，下列说法中正确的是( )
A． 飞船处于平衡状态
B． 地球对飞船的万有引力提供飞船运行的向心力
C． 飞船运行的速度大于近地卫星的速度
D． 飞船运行的加速度大于地球表面的重力加速度
10.在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献．下列叙述符合物理学史实的是( )
A． 开普勒以行星运动定律为基础总结出万有引力定律
B． 牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量
C． 伽利略在前人的基础上通过观察总结得到行星运动三定律
D． 海王星是运用万有引力定律在“笔尖”下发现的行星
11.下列说法正确的是( )
A． 以牛顿运动定律为基础的经典力学因其局限性而没有存在的价值
B． 物理学的发展，使人们认识到经典力学有它的适用范围
C． 相对论和量子力学的出现，是对经典力学的全盘否定
D． 经典力学对处理高速运动的宏观物体具有相当高的实用价值
12.某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动．由天文观察测得其运动周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G，由此可求出S2的质量为( )
A．
B．
C．
D．
13.以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围是( )
A． 低速宏观弱引力下的运动问题
B． 高速微观弱引力下的运动问题
C． 低速微观强引力下的运动问题
D． 高速宏观强引力下的运动问题
14.如图所示，海王星绕太阳做椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中( )
A． 从P到M所用的时间等于
B． 从Q到N做减速运动
C． 从P到Q阶段，速率逐渐变小
D． 从M到N所用时间等于
15.关于万有引力定律和引力常量的发现历程，下列说法正确的是( )
A． 万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的
B． 万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的
C． 万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由胡克测定的
D． 万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的
二、填空题(共3小题)
16.如图所示是某行星围绕太阳运行的示意图，则行星在A点的速率________在B点的速率.
17.对太阳系的行星，由公式＝，F＝，＝k可以得到F＝________，这个公式表明太阳对不同行星的引力，与________成正比，与________成反比．
18.我国已启动月球探测计划“嫦娥工程”。如图为“嫦娥一号”月球探测器飞行路线示意图。
(1)在探测器飞离地球的过程中，地球对它的引力______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)结合图中信息，通过推理，可以得出________。
A.探测器飞离地球时速度方向指向月球
B.探测器经过多次轨道修正，进入预定绕月轨道
C.探测器绕地球的旋转方向与绕月球的旋转方向一致
D.探测器进入绕月轨道后，运行半径逐渐减小，直至到达预定轨道
三、计算题(共3小题)
19.一物体在距某一行星表面某一高度处由静止开始做自由落体运动，依次通过A、B、C三点，已知AB段与BC段的距离均为0.06 m，通过AB段与BC段的时间分别为0.2 s与0.1 s．求：
(1)该星球表面重力加速度值；
(2)若该星球的半径为180 km，则环绕该行星的卫星做圆周运动的最小周期为多少．
20.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？
21.宇航员驾驶一艘宇宙飞船飞临X星球，然后在该星球上做火箭发射实验．微型火箭点火后加速上升4 s后熄火，测得火箭上升的最大高度为80 m，若火箭始终在垂直于星球表面的方向上运动，火箭燃料质量的损失及阻力忽略不计，且已知该星球的半径为地球半径的，质量为地球质量的，地球表面的重力加速度g0取10 m/s2.
(1)求该星球表面的重力加速度；
(2)求火箭点火加速上升时所受的平均推力与其所受重力的比值；
(3)若地球的半径为6400 km，求该星球的第一宇宙速度．
答案解析
1.【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．
2.【答案】B
【解析】研究飞船绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式＝m，解得v＝，故选B.
3.【答案】A
【解析】 根据万有引力定律F＝G，万有引力与物体之间的距离的二次方成反比，故在探测器飞掠冥王星的过程中，随着它与冥王星间的距离r先减小后增大，那么冥王星对探测器的引力先变大后变小，而引力的方向沿两者的连线指向冥王星，选项A正确，B、C、D错误.
4.【答案】A
【解析】由＝mr，得M＝，又ρ＝＝，A正确；v＝7.9 km/s为第一宇宙速度，即为最小的发射速度，B错误；根据＝ma，解得a＝，“天宫二号”的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故“天宫二号”的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，C错误；因为同一轨道，运行速度大小相等，无法实现对接，D错误.
5.【答案】B
【解析】由万有引力定律得，G＝m，GM＝rv2，即v1＝v2，代入数值得，v1≈3.9 km/s.
6.【答案】C
【解析】设行星的第一宇宙速度为v1，质量为M，半径为R，地球的第一宇宙速度为v2，地球质量为M0，半径为R0，卫星的质量为m.则根据万有引力等于向心力，得：G＝m，解得：v1＝；同理得，v2＝.又M＝ρ×πR3，M0＝ρ×πR.联立上四式得：＝＝，得：v1＝1.6v2＝1.6×7.9 km/s≈12.6 km/s，C正确．
7.【答案】D
【解析】地球表面处的重力加速度和离地心高4R处的加速度均由地球对物体的万有引力产生，所以有：
地面上：G＝mg0①
离地心4R处：G＝mg②
由①②两式得＝()2＝，故D正确.
8.【答案】A
【解析】由向心力公式＝，＝，两式联立，得v2＝v；由T2＝，T＝，两式联立，得T2＝T，故A项正确．
9.【答案】B
【解析】飞船绕地球做匀速圆周运动时并不处于平衡状态，因为其方向在改变，故A不对；地球对飞船的万有引力提供飞船运行的向心力，B正确；由于飞船运行的半径比地球的半径大，故飞船运行的速度小于近地卫星的速度，C不对；飞船运行的加速度小于地球表面的重力加速度，故D是不对的．
10.【答案】D
【解析】开普勒通过深入研究第谷的数据提出行星运动三大定律，故A错误；牛顿发现了万有引力定律，但未测定出引力常量G，卡文迪许测定了引力常量G，故B错误；开普勒在前人的基础上通过观察总结得到行星运动三定律，故C错误．海王星是先根据万有引力定律算出轨道，然后在计算的轨道上发现的，D正确．
11.【答案】B
【解析】牛顿运动定律能够解决宏观物体的低速运动问题，在生产、生活及科技方面起着重要作用；解决问题时虽然有一定误差，但误差极其微小，可以忽略不计；故经典力学仍可在一定范围内适用．虽然相对论和量子力学更加深入科学地认识自然规律，它是科学的进步，但并不表示对经典力学的否定，故选项B正确．A、C错误；经典力学不能用于处理高速运行的物体；故D错误．
12.【答案】D
【解析】设S1和S2的质量分别为m1、m2，对于S1有G＝m1()2r1，得m2＝.
13.【答案】A
【解析】经典力学是狭义相对论在低速(v?c)条件下的近似，牛顿经典力学只考虑了空间，而狭义相对论既考虑了空间，也考虑了时间，牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速物体适用于狭义相对论．经典力学的基础是牛顿运动定律，经典力学只适用于宏观世界、低速运动和弱引力下．
14.【答案】C
【解析】由开普勒第二定律知，从P至Q速率在减小，Q至N速率在增大，所以B错误，C正确.由对称性知，P→M→Q与Q→N→P所用的时间均为，故从P到M所用时间小于，从Q→N所用时间大于，从M→N所用时间大于，A、D错误.
15.【答案】D
【解析】万有引力定律由牛顿发现的，万有引力常量是由卡文迪许测定的．
16.【答案】大于
【解析】
17.【答案】 行星的质量 行星和太阳间距离的二次方
【解析】＝k与F＝得F＝，再与＝k联立消去T可以得到F＝，这个公式表明太阳对不同行星的引力与行星的质量成正比，与行星和太阳间距离的二次方成反比．
18.【答案】(1)减小 (2)BD
【解析】(1)根据万有引力定律F＝G，可知当距离增大时，引力减小。
(2)由探测器的飞行路线可以看出，探测器飞离地球时指向月球的前方，当到达月球轨道时与月球“相遇”，故选项A错误；探测器经多次轨道修正后，才进入预定绕月轨道，故选项B正确；探测器绕地球的旋转方向为逆时针方向，绕月球的旋转方向为顺时针方向，故选项C错误；探测器进入绕月轨道后，运行半径逐渐减小，直至到达预定轨道，故选项D正确。
19.【答案】(1)2 m/s2 (2)600π s
【解析】(1)设通过A点的速度为v0，行星表面的重力加速度为g，环绕该行星的卫星做圆周运动的最小周期为T，行星质量为M，卫星质量为m，行星的半径为R，由公式x＝v0t＋at2得
对AB段有0.06＝0.2v0＋g×(0.2)2①
对AC段有0.12＝0.3v0＋g×(0.3)2②
由①②得g＝2 m/s2
(2)近地卫星最快，周期最小，有＝mR③
在行星表面有＝mg④
由③④得T＝2π＝600π s.
20.【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.
21.【答案】(1)5 m/s2 (2)2 (3)4×103m/s
【解析】(1)根据mg＝
解得g＝g0＝g0＝5 m/s2
(2)加速上升阶段：h1＝at2
减速上升阶段：h2＝＝
又h1＋h2＝80 m
解得a＝5 m/s2
根据牛顿第二定律有F－mg＝ma
解得＝2
(3)由mg＝m
得v＝＝m/s＝4×103m/s
一、单选题(共15小题)
1.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
2.“神州八号”与“天宫一号”成功对接，是我国航天事业取得的又一辉煌成果．对接后它们一起沿半径为r的圆轨道绕地球飞行，已知地球的质量为M，万有引力常量为G，它们一起运行的线速度大小为( )
A．
B．
C．
D．
3.2015年7月14日，“新视野”号太空探测器近距离飞掠冥王星，如图所示.在此过程中，冥王星对探测器的引力( )
A． 先变大后变小，方向沿两者的连线指向冥王星
B． 先变大后变小，方向沿两者的连线指向探测器
C． 先变小后变大，方向沿两者的连线指向冥王星
D． 先变小后变大，方向沿两者的连线指向探测器
4.2016年10月19日凌晨，“神舟十一号”载人飞船与距离地面393 km的圆轨道上的“天宫二号”交会对接.已知地球半径为R＝6 400 km，引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，“天宫二号”绕地球飞行的周期为90分钟，地球表面的重力加速度为9.8 m/s2，则( )
A． 由题中数据可以求得地球的平均密度
B． “天宫二号”的发射速度应小于7.9 km/s
C． “天宫二号”的向心加速度小于同步卫星的向心加速度
D． “神舟十一号”与“天宫二号”对接前始终处于同一轨道上
5.全球定位系统(GPS)有24颗卫星分布在绕地球的6个轨道上运行，距地面的高度都为2万千米．已知地球同步卫星离地面的高度为3.6万千米，地球半径约为6 400 km，则全球定位系统的这些卫星的运行速度大小约为(同步卫星速度v2＝3.1 km/s)( )
A． 3.1 km/s
B． 3.9 km/s
C． 7.9 km/s
D． 11.2 km/s
6.2015年7月，科学家在距地球1 400亿光年的天鹅座发现了一颗类地行星，该行星与地球的相似度达到0.98，若该行星的密度与地球相同，直径是地球直径的1.6倍，地球的第一宇宙速度为7.9 km/s，则该行星的第一宇宙速度为( )
A． 4.9 km/s
B． 11.2 km/s
C． 12.6 km/s
D． 17.6 km/s
7.设地球表面重力加速度为g0，物体在距离地心4R(R是地球的半径)处，由于地球的引力作用而产生的加速度为g，则为( )
A． 1
B．
C．
D．
8.我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展．设地球、月球的质量分别为m1、m2，半径分别为R1、R2，人造地球卫星的第一宇宙速度为v，对应的环绕周期为T，则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为( )
A．v， T
B．v， T
C．v， T
D．v， T
9.“神舟十号”飞船绕地球的运行可视为匀速圆周运动，其轨道高度距离地面约340 km，则关于飞船的运行，下列说法中正确的是( )
A． 飞船处于平衡状态
B． 地球对飞船的万有引力提供飞船运行的向心力
C． 飞船运行的速度大于近地卫星的速度
D． 飞船运行的加速度大于地球表面的重力加速度
10.在科学的发展历程中，许多科学家做出了杰出的贡献．下列叙述符合物理学史实的是( )
A． 开普勒以行星运动定律为基础总结出万有引力定律
B． 牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量
C． 伽利略在前人的基础上通过观察总结得到行星运动三定律
D． 海王星是运用万有引力定律在“笔尖”下发现的行星
11.下列说法正确的是( )
A． 以牛顿运动定律为基础的经典力学因其局限性而没有存在的价值
B． 物理学的发展，使人们认识到经典力学有它的适用范围
C． 相对论和量子力学的出现，是对经典力学的全盘否定
D． 经典力学对处理高速运动的宏观物体具有相当高的实用价值
12.某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动．由天文观察测得其运动周期为T，S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G，由此可求出S2的质量为( )
A．
B．
C．
D．
13.以牛顿运动定律为基础的经典力学的适用范围是( )
A． 低速宏观弱引力下的运动问题
B． 高速微观弱引力下的运动问题
C． 低速微观强引力下的运动问题
D． 高速宏观强引力下的运动问题
14.如图所示，海王星绕太阳做椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中( )
A． 从P到M所用的时间等于
B． 从Q到N做减速运动
C． 从P到Q阶段，速率逐渐变小
D． 从M到N所用时间等于
15.关于万有引力定律和引力常量的发现历程，下列说法正确的是( )
A． 万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的
B． 万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的
C． 万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由胡克测定的
D． 万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的
二、填空题(共3小题)
16.如图所示是某行星围绕太阳运行的示意图，则行星在A点的速率________在B点的速率.
17.对太阳系的行星，由公式＝，F＝，＝k可以得到F＝________，这个公式表明太阳对不同行星的引力，与________成正比，与________成反比．
18.我国已启动月球探测计划“嫦娥工程”。如图为“嫦娥一号”月球探测器飞行路线示意图。
(1)在探测器飞离地球的过程中，地球对它的引力______(选填“增大”“减小”或“不变”)。
(2)结合图中信息，通过推理，可以得出________。
A.探测器飞离地球时速度方向指向月球
B.探测器经过多次轨道修正，进入预定绕月轨道
C.探测器绕地球的旋转方向与绕月球的旋转方向一致
D.探测器进入绕月轨道后，运行半径逐渐减小，直至到达预定轨道
三、计算题(共3小题)
19.一物体在距某一行星表面某一高度处由静止开始做自由落体运动，依次通过A、B、C三点，已知AB段与BC段的距离均为0.06 m，通过AB段与BC段的时间分别为0.2 s与0.1 s．求：
(1)该星球表面重力加速度值；
(2)若该星球的半径为180 km，则环绕该行星的卫星做圆周运动的最小周期为多少．
20.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？
21.宇航员驾驶一艘宇宙飞船飞临X星球，然后在该星球上做火箭发射实验．微型火箭点火后加速上升4 s后熄火，测得火箭上升的最大高度为80 m，若火箭始终在垂直于星球表面的方向上运动，火箭燃料质量的损失及阻力忽略不计，且已知该星球的半径为地球半径的，质量为地球质量的，地球表面的重力加速度g0取10 m/s2.
(1)求该星球表面的重力加速度；
(2)求火箭点火加速上升时所受的平均推力与其所受重力的比值；
(3)若地球的半径为6400 km，求该星球的第一宇宙速度．
答案解析
1.【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．
2.【答案】B
【解析】研究飞船绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式＝m，解得v＝，故选B.
3.【答案】A
【解析】 根据万有引力定律F＝G，万有引力与物体之间的距离的二次方成反比，故在探测器飞掠冥王星的过程中，随着它与冥王星间的距离r先减小后增大，那么冥王星对探测器的引力先变大后变小，而引力的方向沿两者的连线指向冥王星，选项A正确，B、C、D错误.
4.【答案】A
【解析】由＝mr，得M＝，又ρ＝＝，A正确；v＝7.9 km/s为第一宇宙速度，即为最小的发射速度，B错误；根据＝ma，解得a＝，“天宫二号”的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故“天宫二号”的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，C错误；因为同一轨道，运行速度大小相等，无法实现对接，D错误.
5.【答案】B
【解析】由万有引力定律得，G＝m，GM＝rv2，即v1＝v2，代入数值得，v1≈3.9 km/s.
6.【答案】C
【解析】设行星的第一宇宙速度为v1，质量为M，半径为R，地球的第一宇宙速度为v2，地球质量为M0，半径为R0，卫星的质量为m.则根据万有引力等于向心力，得：G＝m，解得：v1＝；同理得，v2＝.又M＝ρ×πR3，M0＝ρ×πR.联立上四式得：＝＝，得：v1＝1.6v2＝1.6×7.9 km/s≈12.6 km/s，C正确．
7.【答案】D
【解析】地球表面处的重力加速度和离地心高4R处的加速度均由地球对物体的万有引力产生，所以有：
地面上：G＝mg0①
离地心4R处：G＝mg②
由①②两式得＝()2＝，故D正确.
8.【答案】A
【解析】由向心力公式＝，＝，两式联立，得v2＝v；由T2＝，T＝，两式联立，得T2＝T，故A项正确．
9.【答案】B
【解析】飞船绕地球做匀速圆周运动时并不处于平衡状态，因为其方向在改变，故A不对；地球对飞船的万有引力提供飞船运行的向心力，B正确；由于飞船运行的半径比地球的半径大，故飞船运行的速度小于近地卫星的速度，C不对；飞船运行的加速度小于地球表面的重力加速度，故D是不对的．
10.【答案】D
【解析】开普勒通过深入研究第谷的数据提出行星运动三大定律，故A错误；牛顿发现了万有引力定律，但未测定出引力常量G，卡文迪许测定了引力常量G，故B错误；开普勒在前人的基础上通过观察总结得到行星运动三定律，故C错误．海王星是先根据万有引力定律算出轨道，然后在计算的轨道上发现的，D正确．
11.【答案】B
【解析】牛顿运动定律能够解决宏观物体的低速运动问题，在生产、生活及科技方面起着重要作用；解决问题时虽然有一定误差，但误差极其微小，可以忽略不计；故经典力学仍可在一定范围内适用．虽然相对论和量子力学更加深入科学地认识自然规律，它是科学的进步，但并不表示对经典力学的否定，故选项B正确．A、C错误；经典力学不能用于处理高速运行的物体；故D错误．
12.【答案】D
【解析】设S1和S2的质量分别为m1、m2，对于S1有G＝m1()2r1，得m2＝.
13.【答案】A
【解析】经典力学是狭义相对论在低速(v?c)条件下的近似，牛顿经典力学只考虑了空间，而狭义相对论既考虑了空间，也考虑了时间，牛顿经典力学只适用于宏观低速物体，而微观、高速物体适用于狭义相对论．经典力学的基础是牛顿运动定律，经典力学只适用于宏观世界、低速运动和弱引力下．
14.【答案】C
【解析】由开普勒第二定律知，从P至Q速率在减小，Q至N速率在增大，所以B错误，C正确.由对称性知，P→M→Q与Q→N→P所用的时间均为，故从P到M所用时间小于，从Q→N所用时间大于，从M→N所用时间大于，A、D错误.
15.【答案】D
【解析】万有引力定律由牛顿发现的，万有引力常量是由卡文迪许测定的．
16.【答案】大于
【解析】
17.【答案】 行星的质量 行星和太阳间距离的二次方
【解析】＝k与F＝得F＝，再与＝k联立消去T可以得到F＝，这个公式表明太阳对不同行星的引力与行星的质量成正比，与行星和太阳间距离的二次方成反比．
18.【答案】(1)减小 (2)BD
【解析】(1)根据万有引力定律F＝G，可知当距离增大时，引力减小。
(2)由探测器的飞行路线可以看出，探测器飞离地球时指向月球的前方，当到达月球轨道时与月球“相遇”，故选项A错误；探测器经多次轨道修正后，才进入预定绕月轨道，故选项B正确；探测器绕地球的旋转方向为逆时针方向，绕月球的旋转方向为顺时针方向，故选项C错误；探测器进入绕月轨道后，运行半径逐渐减小，直至到达预定轨道，故选项D正确。
19.【答案】(1)2 m/s2 (2)600π s
【解析】(1)设通过A点的速度为v0，行星表面的重力加速度为g，环绕该行星的卫星做圆周运动的最小周期为T，行星质量为M，卫星质量为m，行星的半径为R，由公式x＝v0t＋at2得
对AB段有0.06＝0.2v0＋g×(0.2)2①
对AC段有0.12＝0.3v0＋g×(0.3)2②
由①②得g＝2 m/s2
(2)近地卫星最快，周期最小，有＝mR③
在行星表面有＝mg④
由③④得T＝2π＝600π s.
20.【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.
21.【答案】(1)5 m/s2 (2)2 (3)4×103m/s
【解析】(1)根据mg＝
解得g＝g0＝g0＝5 m/s2
(2)加速上升阶段：h1＝at2
减速上升阶段：h2＝＝
又h1＋h2＝80 m
解得a＝5 m/s2
根据牛顿第二定律有F－mg＝ma
解得＝2
(3)由mg＝m
得v＝＝m/s＝4×103m/s