試卷第=page11頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)教科版高中物理必修第一冊(cè)第三章測(cè)試題含答案第三章萬(wàn)有引力定律§3-1天體運(yùn)動(dòng)一、選擇題（共15題）1．人類對(duì)太陽(yáng)系中行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的探索過(guò)程中，曾有擅長(zhǎng)觀測(cè)的科學(xué)家通過(guò)長(zhǎng)期觀測(cè)記錄了各行星環(huán)繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)（公轉(zhuǎn)）的大量數(shù)據(jù)，在此基礎(chǔ)上有位擅長(zhǎng)數(shù)學(xué)推理的科學(xué)家，認(rèn)為行星公轉(zhuǎn)軌道應(yīng)該是橢圓，然后通過(guò)數(shù)學(xué)推理，發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動(dòng)三定律，揭示了行星運(yùn)動(dòng)的規(guī)律，但他卻未能找到行星按照這些規(guī)律運(yùn)動(dòng)的原因，今天的你可以輕而易舉的知道這個(gè)原因。發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)動(dòng)三定律的這位科學(xué)家是（）A．羅勒密 B．哥白尼 C．第谷 D．開普勒2．探索宇宙的奧秘，一直是人類孜孜不倦的追求．下列關(guān)于宇宙及星體運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法正確的是（

）A．地球是宇宙的中心，太陽(yáng)、月亮及其它行星都繞地球運(yùn)動(dòng)B．太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其它行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)C．地球是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的一顆行星D．日心說(shuō)是正確的，地心說(shuō)是錯(cuò)誤的3．許多科學(xué)家在物理學(xué)發(fā)展過(guò)程中作出了杰出貢獻(xiàn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．伽利略發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律B．第谷經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)20余年的天文觀察，發(fā)現(xiàn)和總結(jié)出了行星運(yùn)行定律C．開普勒第三定律表達(dá)式中，k是一個(gè)與中心天體無(wú)關(guān)的常量D．牛頓的經(jīng)典力學(xué)在宏觀低速運(yùn)動(dòng)中，引力不太大時(shí)適用4．如圖所示，焦點(diǎn)為F1和F2的橢圓表示火星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道，已知火星運(yùn)行到A點(diǎn)的速率比運(yùn)行到B點(diǎn)的速率大，則根據(jù)開普勒定律可知，太陽(yáng)應(yīng)位于（）A．A處 B．B處C．F1處 D．F2處5．假設(shè)地球同步衛(wèi)星、月球繞地球的公轉(zhuǎn)和地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)均可近似看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．在相等時(shí)間內(nèi)月球與地心的連線掃過(guò)的面積和地球與太陽(yáng)中心的連線掃過(guò)的面積相等B．在相等時(shí)間內(nèi)地球同步衛(wèi)星與地心的連線掃過(guò)的面積和月球與地心的連線掃過(guò)的面積相等C．月球公轉(zhuǎn)半徑的三次方與周期平方的比值等于地球公轉(zhuǎn)半徑的三次方與周期平方的比值D．地球同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)半徑的三次方與周期平方的比值等于月球公轉(zhuǎn)半徑的三次方與周期平方的比值6．2012年12月，經(jīng)國(guó)際小行星命名委員會(huì)批準(zhǔn)，紫金山天文臺(tái)發(fā)現(xiàn)的一顆繞太陽(yáng)運(yùn)行的小行星被命名為“南大仙林星”。如圖所示，“南大仙林星”繞太陽(yáng)依次從a→b→c→d→a運(yùn)動(dòng)。在軌道上、、、四個(gè)位置中，該行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)速率最大的是（）A． B． C． D．7．2020年5月6日我國(guó)新一代載人飛船試驗(yàn)船由長(zhǎng)征五號(hào)B運(yùn)載火箭成功發(fā)射，新一代載人飛船運(yùn)用了自主變軌技術(shù)，經(jīng)過(guò)七次變軌后由近地小橢圓軌道進(jìn)入大橢圓軌道，則關(guān)于飛船在近地小橢圓軌道和大橢圓軌道上的運(yùn)動(dòng)說(shuō)法正確的是（）A．地球位于橢圓軌道的中心位置B．小橢圓軌道上飛船與地球連線單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)面積與大橢圓軌道上飛船與地球連線單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)面積相等C．飛船在小橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)周期大于在大橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的周期D．飛船在小橢圓軌道和大橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)的半長(zhǎng)軸的三次方與周期平方比值相等8．某行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道如圖所示，則以下說(shuō)法不正確的是()A．太陽(yáng)一定在橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上B．該行星在a點(diǎn)的速度比在b、c兩點(diǎn)的速度都大C．該行星在c點(diǎn)的速度比在a、b兩點(diǎn)的速度都大D．行星與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積是相等的9．下列關(guān)于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的說(shuō)法中正確的是()A．所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)B．離太陽(yáng)越近的行星運(yùn)動(dòng)周期越短C．行星在橢圓軌道上繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，其速度與行星和太陽(yáng)之間的距離有關(guān)，距離小時(shí)速度小，距離大時(shí)速度大D．行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，太陽(yáng)位于行星軌道的中心處10．關(guān)于行星的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是（）A．所有行星的軌道都是橢圓，太陽(yáng)在橢圓的中心B．相同時(shí)間內(nèi)，火星與太陽(yáng)的連線掃過(guò)的面積與地球與太陽(yáng)的連線掃過(guò)的面積相等C．哈雷彗星運(yùn)動(dòng)軌跡的半長(zhǎng)軸比地球大，所以哈雷彗星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期比地球大D．地球繞太陽(yáng)在橢圓軌道上運(yùn)行，萬(wàn)有引力對(duì)它不做功11．金星和木星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，木星繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)周期是金星繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)周期的20倍，那么金星和木星繞太陽(yáng)運(yùn)行的線速度大小之比約為A． B． C．400 D．12．下列敘述中正確的是(

)A．開普勒第三定律R3/T2=K，K為常數(shù)，此常數(shù)的大小與中心天體無(wú)關(guān)B．做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體的加速度不變C．做平拋運(yùn)動(dòng)的物體在任意一段運(yùn)動(dòng)時(shí)間內(nèi)速度變化的方向都是相同的D．做圓周運(yùn)動(dòng)的物體，合外力一定指向圓心13．根據(jù)開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．繞地球運(yùn)行的不同衛(wèi)星的的值都相同B．同一衛(wèi)星離地球越遠(yuǎn)，速率越小C．不同衛(wèi)星，軌道的半長(zhǎng)軸越長(zhǎng)周期越大D．同一衛(wèi)星繞不同的行星運(yùn)行，的值都相同14．地球的公轉(zhuǎn)軌道接近圓，但彗星的運(yùn)動(dòng)軌道則是一個(gè)非常扁的橢圓。天文學(xué)家哈雷曾經(jīng)在1662年跟蹤過(guò)一顆彗星，他算出這顆彗星軌道的半長(zhǎng)軸約等于地球公轉(zhuǎn)半徑的18倍，并預(yù)言這顆彗星將每隔一定時(shí)間就會(huì)再次出現(xiàn)。這顆彗星最近出現(xiàn)的時(shí)間是1986年，它下次飛近地球大約是哪一年()A．2042年 B．2052年 C．2062年 D．2072年15．關(guān)于開普勒對(duì)行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律的認(rèn)識(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()A．所有行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)都是勻速圓周運(yùn)動(dòng)B．所有行星以相同的速率繞太陽(yáng)做橢圓運(yùn)動(dòng)C．對(duì)于每一個(gè)行星在近日點(diǎn)時(shí)的速率均大于它在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率D．所有行星軌道的半長(zhǎng)軸的二次方與公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相同二、填空題（共4題）16．到2004年底為止，人類到達(dá)過(guò)的地球以外的星球有_______________，由地球發(fā)射的探測(cè)器到達(dá)過(guò)的地球以外的行星有____________________________________________________________。17．由開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律可知：所有的行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道都是________，同一行星在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)近日點(diǎn)時(shí)的速率________（大于、等于、小于）經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率．18．木星的公轉(zhuǎn)周期為12個(gè)地球年，設(shè)地球距太陽(yáng)的距離為1個(gè)天文單位，那么木星距太陽(yáng)的距離為_______個(gè)天文單位。19．地球和水星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的軌道可近似看作是圓形，已知地球到太陽(yáng)的距離為水星到太陽(yáng)距離的倍，那么地球和水星繞太陽(yáng)運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度之比為多少？三、綜合題（共4題）20．開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律不僅適用于行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)，也適用于衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)。如果一顆人造地球衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，它在離地球最近的位置（近地點(diǎn)）和最遠(yuǎn)的位置（遠(yuǎn)地點(diǎn)），哪點(diǎn)的速度比較大？21．月球環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為地球半徑的60倍，其運(yùn)行周期約為27天．現(xiàn)應(yīng)用開普勒定律計(jì)算：在赤道平面內(nèi)離地面多高時(shí)，人造地球衛(wèi)星可隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)，就像其停留在天空中不動(dòng)一樣．若兩顆人造衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，周期之比為1∶8，則它們軌道半徑之比是多少？(已知R地＝6.4×103km)22．開普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律指出：“行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期的二次方成正比，即，是一個(gè)對(duì)所有行星都相同的常量?！?1)現(xiàn)將行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為勻速圓周運(yùn)動(dòng)模型，已知引力常量為，太陽(yáng)質(zhì)量為，行星到太陽(yáng)距離為，運(yùn)行周期為。請(qǐng)結(jié)合萬(wàn)有引力定律和牛頓運(yùn)動(dòng)定律推導(dǎo)常量的表達(dá)式。(2)小明在圖書館查閱資料了解到：“已知月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為、周期為；“嫦娥四號(hào)”探月衛(wèi)星繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為、周期為，引力常量為。”，他認(rèn)為，若不計(jì)周圍其他天體的影響，根據(jù)開普勒第三定律，應(yīng)該滿足，請(qǐng)判斷他的觀點(diǎn)是否正確，并說(shuō)明理由。23．已知月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0，飛船在繞月球的圓形軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)，A點(diǎn)距月球表面的高度為月球半徑的3倍，飛船到達(dá)軌道Ⅰ的A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)軌道的近月點(diǎn)B時(shí)再次點(diǎn)火進(jìn)入近月軌道Ⅲ繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)。已知引力常量G，把月球看做質(zhì)量分布均勻的球體，求：(1)飛船在軌道Ⅰ和軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期；(2)如果在軌道Ⅰ、Ⅲ上分別有一顆衛(wèi)星，它們繞月球飛行方向相同，某時(shí)刻兩衛(wèi)星相距最遠(yuǎn)，則再經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間，它們會(huì)第一次相距最近？參考答案1．D2．C3．D4．D5．D6．A7．D8．C9．B10．C11．B12．C13．D14．C15．C16．

月球

火星、金星、土星17．

橢圓

大于18．19．20．近地點(diǎn)的速度比較大21．3.63×104km；1∶422．(1)；(2)不正確23．(1)；(2)第三章萬(wàn)有引力定律§3-2萬(wàn)有引力定律一、選擇題（共15題）1．牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律后，首次比較準(zhǔn)確地測(cè)定引力常量的科學(xué)家是（）A．第谷 B．開普勒 C．卡文迪許 D．伽利略2．萬(wàn)有引力定律的發(fā)現(xiàn)是幾代科學(xué)家長(zhǎng)期探索、研究的結(jié)果，其中一位科學(xué)家是集大成者，他最終給出了科學(xué)上具有劃時(shí)代意義的萬(wàn)有引力定律，這位科學(xué)家是（

）A．笛卡爾 B．牛頓 C．卡文迪許 D．開普勒3．物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)，推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進(jìn)步，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．第谷發(fā)現(xiàn)了行星的運(yùn)動(dòng)軌跡是橢圓B．伽利略發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律C．開普勒第三行星運(yùn)動(dòng)定律中的k值只與太陽(yáng)質(zhì)量有關(guān)D．卡文迪許通過(guò)扭秤實(shí)驗(yàn)測(cè)量出了萬(wàn)有引力常量4．關(guān)于質(zhì)量為M和質(zhì)量為m的兩個(gè)物體間的萬(wàn)有引力表達(dá)式,下列說(shuō)法正確的是（

）A．公式中的G是萬(wàn)有引力常量，它是人為規(guī)定的B．當(dāng)兩物體間的距離r趨于零時(shí)，萬(wàn)有引力趨于無(wú)窮大C．萬(wàn)有引力不僅存在于天體之間，也存在于普通物體之間D．兩個(gè)物體間的萬(wàn)有引力總是大小相等，方向相反，是一對(duì)平衡力5．關(guān)于物理學(xué)的發(fā)展，下列說(shuō)法正確的是A．物理學(xué)家卡文迪許在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)出了萬(wàn)有引力常量的值B．牛頓發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律，被稱為“稱量地球重量”的人C．伽利略研究第谷的觀測(cè)記錄，發(fā)現(xiàn)行星運(yùn)行規(guī)律，總結(jié)出行星運(yùn)動(dòng)三大定律D．開普勒提出日心說(shuō)認(rèn)為太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其它行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)6．如圖所示，涉及物理學(xué)史上的四個(gè)重大發(fā)現(xiàn)，其中說(shuō)法正確的是（）A．庫(kù)侖利用圖甲實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量B．奧斯特利用圖乙實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了電流周圍存在磁場(chǎng)C．牛頓根據(jù)圖丙理想斜面實(shí)驗(yàn)，提出了力不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因D．楞次利用圖丁實(shí)驗(yàn)，總結(jié)出了楞次定律7．物理學(xué)領(lǐng)域中具有普適性的一些常量，對(duì)物理學(xué)的發(fā)展有很大作用，引力常量就是其中之一。1687年牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律，但并沒(méi)有得出引力常量。直到1798年，卡文迪許首次利用如圖所示的裝置，比較精確地測(cè)量出了引力常量。關(guān)于這段歷史，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．卡文迪許被稱為“首個(gè)測(cè)量地球質(zhì)量的人”B．萬(wàn)有引力定律是牛頓和卡文迪許共同發(fā)現(xiàn)的C．這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置巧妙地利用放大原理，提高了測(cè)量精度D．引力常量不易測(cè)量的一個(gè)重要原因就是地面上普通物體間的引力太微小8．伽利略開創(chuàng)了實(shí)驗(yàn)研究和邏輯推理相結(jié)合探索自然規(guī)律的科學(xué)方法，利用這種方法伽利略發(fā)現(xiàn)的規(guī)律有（

）A．力是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因B．物體之間普遍存在相互吸引力C．忽略空氣阻力，重物與輕物下落得同樣快D．物體間的相互作用力總是大小相等、方向相反9．對(duì)于萬(wàn)有引力定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式，下列說(shuō)法正確的是（）A．公式中G為引力常數(shù)，是人為規(guī)定的B．r趨近于零時(shí)，萬(wàn)有引力趨于無(wú)窮大C．m1、m2之間的萬(wàn)有引力總是大小相等，與m1、m2的質(zhì)量是否相等無(wú)關(guān)D．m1、m2之間的萬(wàn)有引力總是大小相等方向相反，是一對(duì)平衡力10．要使兩個(gè)質(zhì)量分布均勻的小球間萬(wàn)有引力減小到原來(lái)的，下列辦法可行的是（）A．保持兩小球的材料不變，使兩小球的半徑和距離均減少為原來(lái)的B．保持兩小球的材料和距離不變，讓兩小球的半徑變?yōu)樵瓉?lái)的C．保持兩小球的材料和半徑不變，讓兩小球間的距離變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D．保持兩物體的材料不變，讓兩物體的半徑和距離均變?yōu)樵瓉?lái)的2倍11．在以下力學(xué)實(shí)驗(yàn)裝置中，三個(gè)實(shí)驗(yàn)共同用到的物理思想方法是（）A．極限的思想方法 B．放大的思想方法C．控制變量的方法 D．類比的思想方法12．下列關(guān)于物理事實(shí)、物理方法說(shuō)法正確的是（）A．瞬時(shí)速度的定義用了極限思想方法B．牛頓應(yīng)用萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)了海王星C．卡文迪許用扭秤測(cè)得靜電力常量k的數(shù)值D．庫(kù)侖提出電荷周圍存在電場(chǎng)，提出了“場(chǎng)”的概念13．下列對(duì)于萬(wàn)有引力定律的表達(dá)式的說(shuō)法，正確的是（

）A．公式中G為引力常量，大小是由卡文迪許測(cè)出的B．此表達(dá)式可以計(jì)算任意兩個(gè)物體間的萬(wàn)有引力C．若m1>m2，m1對(duì)m2的引力大于m2對(duì)m1的引力D．當(dāng)r趨于零時(shí)，萬(wàn)有引力趨于無(wú)限大14．引力波現(xiàn)在終于被人們用實(shí)驗(yàn)證實(shí)，愛因斯坦的預(yù)言成為科學(xué)真理．早在70年代有科學(xué)家發(fā)現(xiàn)高速轉(zhuǎn)動(dòng)的雙星，可能由于輻射引力波而使質(zhì)量緩慢變小，觀測(cè)到周期在緩慢減小，則該雙星間的距離將（）A．變大B．變小C．不變D．可能變大也可能變小15．我國(guó)于2011年發(fā)射了“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器，之后發(fā)射的“神舟九號(hào)”、“神舟十號(hào)”飛船相繼與之成功對(duì)接。2013年6月，“神舟十號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”成功對(duì)接后，航天員王亞平在“天宮一號(hào)”艙內(nèi)授課，演示了小球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（如圖甲所示）。在對(duì)接前“天宮一號(hào)”的軌道半徑比“神舟十號(hào)”的軌道半徑大，它們都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（如圖乙所示）?！吧裰凼?hào)”在地球引力作用下，繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球的質(zhì)量為M，地球的半徑為R，“神舟十號(hào)”的質(zhì)量為m，離地面的高度為h，引力常量為G，則地球?qū)Α吧裰凼?hào)”的萬(wàn)有引力大小為（）A． B． C． D．二、填空題（共4題）16．牛頓把所有物體之間都存在的相互吸引力叫做________；卡文迪什利用________實(shí)驗(yàn)測(cè)出了引力常量．17．萬(wàn)有引力定義式F=___________引力常數(shù)G=___________單位___________18．引力常量的數(shù)值是英國(guó)物理學(xué)家_____（填“開普勒”、“牛頓”或“卡文迪許”）利用扭秤裝置在實(shí)驗(yàn)室中測(cè)得的。19．（1）（單選題）如圖a、b、c為力學(xué)中的三個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置,可知這三個(gè)實(shí)驗(yàn)共同的物理思想方法是___________.A．極限的思想方法

B．放大的思想方法C．控制變量的方法

D．猜想的思想方法（2）（多選題）上問(wèn)c圖是測(cè)定萬(wàn)有引力常量的實(shí)驗(yàn)裝置圖，萬(wàn)有引力常量由卡文迪許在萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)102年后利用扭秤裝置測(cè)出的，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中利用到的物理規(guī)律有____________.A．牛頓運(yùn)動(dòng)定律

B．開普勒行星運(yùn)動(dòng)定律C．有固定轉(zhuǎn)軸力矩的平衡條件

D．光的反射定律三、綜合題（共4題）20．如圖所示，陰影區(qū)域是質(zhì)量M半徑為R的球體挖去一個(gè)小圓球后的剩余部分，所挖去的小圓球的球心O′和大球心間的距離是,求球體剩余部分對(duì)球體外與球心O距離為2R、質(zhì)量為m的質(zhì)點(diǎn)P的引力.21．2005年10月12日，“神舟”六號(hào)飛船成功發(fā)射，13日16時(shí)33分左右，費(fèi)俊龍?jiān)诖摾镒觥胺疃贰钡挠螒颍袌?bào)道說(shuō)，“傳說(shuō)孫悟空一個(gè)筋斗十萬(wàn)八千里，而費(fèi)俊龍?jiān)?min里翻了4個(gè)筋斗，一個(gè)筋斗351km”據(jù)此報(bào)道求出“神舟”六號(hào)在太空預(yù)定軌道上運(yùn)行時(shí)，距地面的高度與地球半徑之比．（已知地球半徑為6400km，g取10m/s2，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）22．地球質(zhì)量為，月球質(zhì)量為，相距距離為，它們之間的萬(wàn)有引力多大？對(duì)月球產(chǎn)生的加速度多大？從上述計(jì)算中，你得到什么結(jié)論？23．月球繞地球運(yùn)動(dòng)，蘋果落向地面，地球?qū)υ虑虻淖饔昧偷厍驅(qū)μO果的吸引力是不是同一種性質(zhì)的力？請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明。（1）已知地球的半徑為R，月球中心與地球中心間的距離為r，求出月球繞地球運(yùn)行的向心加速度a與地球表面重力加速度g之比；（2）由天文觀測(cè)數(shù)據(jù)可知，月球繞地球運(yùn)行的周期T=30天，月球中心與地球中心間的距離r=3.84×108m，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)求月球的向心加速度a′（計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字）；（3）根據(jù)生活常識(shí)可知地球表面的重力加速度g′的值。a′與g′滿足什么關(guān)系，就能說(shuō)明地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力是同一種性質(zhì)的力？結(jié)合（1）中提供的字母寫出表達(dá)式，不需要計(jì)算。參考答案1．C2．B3．B4．C5．A6．B7．B8．C9．C10．C11．B12．A13．A14．B15．C16．

萬(wàn)有引力

扭秤17．

G

6.67×10-11

N·m2/kg218．卡文迪許19．

B

CD20．21．22．

根據(jù)萬(wàn)有引力定律，地球與月球之間的萬(wàn)有引力的大小為：；根據(jù)牛頓第二定律F=ma有：我們身邊常見的物體之間的萬(wàn)有引力很小，幾乎為零，產(chǎn)生的加速度也幾乎為零.天體之間的萬(wàn)有引力巨大，產(chǎn)生的加速度不能忽略23．（1）；（2）2×10-3m/s2；（3）a′與g′滿足就能說(shuō)明地面物體所受地球的引力與月球所受地球的引力是同一種性質(zhì)的力第三章萬(wàn)有引力定律§3-3預(yù)言未知星體計(jì)算天體質(zhì)量一、選擇題（共15題）1．假設(shè)冥王星的衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，除了引力常量外，至少還需要兩個(gè)物理量才能計(jì)算出冥王星的質(zhì)量，這兩個(gè)物理量可以是（）A．衛(wèi)星的速度和角速度B．衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑C．衛(wèi)星的質(zhì)量和角速度D．衛(wèi)星的質(zhì)量和運(yùn)行周期2．宇航員在某一星球距離表面高度處，初速度沿水平方向拋出一個(gè)小球，經(jīng)過(guò)時(shí)間后小球落到該星球表面，已知該星球的半徑為（），引力常量為，則該星球的質(zhì)量為（

）A． B． C． D．3．地球的第一宇宙速度大小為v，在地面上用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量一質(zhì)量為m的物體的重力，物體靜止時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F．已知引力常量為G，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，則地球的質(zhì)量為（

）A． B． C． D．4．許多科學(xué)家對(duì)物理學(xué)的發(fā)展作出了巨大貢獻(xiàn)，以下關(guān)于物理學(xué)史和物理學(xué)家所用物理學(xué)方法敘述正確的是（）A．牛頓用實(shí)驗(yàn)的方法測(cè)定了引力常量的值，被稱為“測(cè)出地球質(zhì)量的人”B．牛頓總結(jié)出了行星運(yùn)動(dòng)的三大規(guī)律C．天文學(xué)家利用牛頓萬(wàn)有引力定律發(fā)現(xiàn)了海王星，海王星被稱為”筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”D．如果一個(gè)力的作用效果與另外兩個(gè)力的作用效果相同，這個(gè)力就是那兩個(gè)力的合力，這里采用了理想實(shí)驗(yàn)法5．觀察“神州十號(hào)”在圓軌道上的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)每經(jīng)過(guò)時(shí)間2t通過(guò)的弧長(zhǎng)為L(zhǎng)，該弧長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的圓心角為θ(弧度)，如圖所示，已知引力常量為G，由此可推導(dǎo)出地球的質(zhì)量為()A． B． C． D．6．利用引力常量G和下列某一組數(shù)據(jù)，不能計(jì)算出地球質(zhì)量的是（

）A．地球的半徑及重力加速度（不考慮地球自轉(zhuǎn)）B．地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及地球與太陽(yáng)間的距離C．人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度及周期D．月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及月球與地球間的距離7．已知月球的半徑為1.74103km，其表面的重力加速度為1.63m/s2，萬(wàn)有引力常量G=6.6710-11N?m2/kg2，則月球的平均密度約為（

）A．1.1103kg/m3 B．2.2103kg/m3 C．3.3103kg/m3 D．4.4103kg/m38．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，它由空間段、地面段和用戶段三部分組成．第三代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星計(jì)劃由35顆衛(wèi)星組成，如圖所示．其中有5顆地球靜止軌道衛(wèi)星（運(yùn)行在地球同步軌道，離地高度約3.6×104km）、27顆中地球軌道衛(wèi)星（運(yùn)行在3個(gè)互成120°的軌道面上，離地高度約2.15×104km）、3顆傾斜同步軌道衛(wèi)星（其軌道平面與赤道平面有一定的夾角，周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同）．假設(shè)所有北斗衛(wèi)星均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是A．中地球軌道衛(wèi)星的線速度最小B．傾斜同步軌道衛(wèi)星能定點(diǎn)在北京上空C．中地球軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期小于地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期D．傾斜同步軌道衛(wèi)星的軌道半徑大于地球靜止軌道衛(wèi)星的軌道半徑9．地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G，不計(jì)地球自轉(zhuǎn)，則地球的平均密度為（）A． B． C． D．10．一物體從一行星表面某高度處自由下落（不計(jì)阻力）。自開始下落計(jì)時(shí)，得到物體離行星表面高度h隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，則根據(jù)題設(shè)條件可以計(jì)算出（）A．行星表面重力加速度大小B．行星的質(zhì)量C．行星的密度D．物體受到星球引力的大小11．2015年7月23日美國(guó)宇航局通過(guò)開普勒太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了迄今“最接近另一個(gè)地球”的系外行星開普勒-452b，開普勒-452b圍繞一顆類似太陽(yáng)的恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，公轉(zhuǎn)周期約為385天（約），軌道半徑約為，已知引力常量，利用以上數(shù)據(jù)可以估算類似太陽(yáng)的恒星的質(zhì)量約為（

）A． B． C． D．12．2019年1月3日，“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器成功著陸在月球背面,揭開了古老月背的神秘面紗,開啟了人類月球探測(cè)新篇章．已知月球半徑為R0，月球表面處重力加速度為g0．地球和月球的半徑之比為＝4，表面重力加速度之比為＝6，則地球和月球的密度之比為A． B． C．4 D．613．已知萬(wàn)有引力常量為G，現(xiàn)在給出下列各組數(shù)據(jù)，不可以計(jì)算出地球質(zhì)量的是A．地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期T和地球離太陽(yáng)中心的距離RB．月球繞地球運(yùn)行的周期T和月球離地球中心的距離RC．人造地球衛(wèi)星在地面附近運(yùn)行的速度v和運(yùn)動(dòng)周期TD．地球的自轉(zhuǎn)周期T、地球的自轉(zhuǎn)線速度和地球的平均密度ρ14．已知引力常量和下列各組數(shù)據(jù)，能計(jì)算出地球質(zhì)量的是①地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期及地球離太陽(yáng)的距離②人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的速率v和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期T③月球繞地球運(yùn)行的周期及月球離地球的距離④若不考慮地球自轉(zhuǎn)，已知地球的半徑及表面重力加速度A．①② B．①③ C．③④ D．②④15．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)﹝BeiDou（COMPASS）NavigationSatelliteSystem﹞是中國(guó)正在實(shí)施的自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，縮寫為BDS．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端三部分組成．空間端包括5顆靜止軌道衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星．地面端包括主控站、注入站和監(jiān)測(cè)站等若干個(gè)地面站．下列說(shuō)法符合史實(shí)的是A．牛頓發(fā)現(xiàn)了行星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律B．開普勒發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律C．卡文迪許第一次在實(shí)驗(yàn)室里測(cè)出了萬(wàn)有引力常量D．牛頓發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星二、填空題（共4題）16．若宇航員在月球表面附近自高h(yuǎn)處以初速度v0水平拋出一個(gè)小球，測(cè)出小球的水平射程為L(zhǎng)。已知月球半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G。則月球表面的重力加速度g月=___________，月球的質(zhì)量m月=___________。17．在萬(wàn)有引力定律研究太陽(yáng)系中的行星圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)時(shí)，我們可以根據(jù)地球的公轉(zhuǎn)周期，求出地球的質(zhì)量。在運(yùn)算過(guò)程中，采用理想化方法，把太陽(yáng)和地球看成質(zhì)點(diǎn)，還做了_____和_____的簡(jiǎn)化處理。有一人造天體飛臨某個(gè)行星，并進(jìn)入該行星的表面圓軌道，測(cè)出該天體繞行星運(yùn)行一周所用的時(shí)間為T，則這顆行星的密度是____。18．某行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)可近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知行星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，周期為T，萬(wàn)有引力恒量為G，則該行星的線速度v大小為________；太陽(yáng)的質(zhì)量M可表示為________。19．某研究性學(xué)習(xí)小組首先根據(jù)小孔成像原理估測(cè)太陽(yáng)半徑，再利用萬(wàn)有引力定律估算太陽(yáng)的密度準(zhǔn)備的器材有∶①不透光圓筒，一端封上不透光的厚紙，其中心扎一小孔，另一端封上透光的薄紙（如圖甲所示）；②毫米刻度尺。某次實(shí)驗(yàn)中該組同學(xué)繪出了太陽(yáng)通過(guò)小孔成像的光路圖（如圖乙所示），圖中CD線段表示太陽(yáng)的直徑，AB線段表示太陽(yáng)的像。已知地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期為T，萬(wàn)有引力常量為G，則∶（1）設(shè)太陽(yáng)到地球的距離為r，根據(jù)圖中小孔成像原理估測(cè)太陽(yáng)半徑的表達(dá)式為∶R=______________。（2）由本實(shí)驗(yàn)中所測(cè)量的物理最，推算出的太陽(yáng)密度的表達(dá)式為∶ρ=____________。三、綜合題（共4題）20．一飛船繞某星球轉(zhuǎn)動(dòng)，星球半徑R，飛船在離該星球表面高度為h處，受星球引力作用而繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速率為，已知引力常量為G．試求：(1)該星球的質(zhì)量；(2)該星球表面重力加速度；(3)該星球第一宇宙速度．21．2010年10月1日，我國(guó)“嫦娥二號(hào)”探月衛(wèi)星成功發(fā)射?！版隙鸲?hào)”衛(wèi)星開始繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)若干次變軌、制動(dòng)后，最終使它繞月球在一個(gè)圓軌道上運(yùn)行。設(shè)“嫦娥二號(hào)”距月球表面為h，繞月圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T。已知月球半徑為R，引力常量為G。求：(1)月球的質(zhì)量M；(2)月球表面的重力加速度g。22．一顆衛(wèi)星在行星表面上運(yùn)行，如果衛(wèi)星的周期為，行星的平均密度為，試證明是一個(gè)恒量．23．（1）有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面處的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，則該星球的質(zhì)量將是地球質(zhì)量的幾倍？（2）若有一飛行器P繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期為T,月球相對(duì)飛行器的張角為θ,求月球的平均密度（萬(wàn)有引力常量為G）參考答案1．A2．A3．B4．C5．A6．B7．C8．C9．A10．A11．A12．B13．A14．C15．C16．

17．

把地球的運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)化為勻速圓周運(yùn)動(dòng)

忽略其它星體對(duì)地球的萬(wàn)有引力

18．

19．

20．(1)(2)(3)21．(1)；(2)22．設(shè)行星半徑為R、質(zhì)量為M，飛船在靠近行星表面附近的軌道上運(yùn)行時(shí)，軌道半徑有即：又行星密度聯(lián)立可得23．（1）64（2）第三章萬(wàn)有引力定律§3-4人造衛(wèi)星宇宙速度一、選擇題（共15題）1．中國(guó)預(yù)計(jì)2020年底發(fā)射“嫦娥五號(hào)”月球探測(cè)器，實(shí)現(xiàn)區(qū)域軟著陸及取樣返回。中國(guó)進(jìn)入探月新階段。如圖所示，探測(cè)器發(fā)射到月球上要經(jīng)過(guò)多次變軌，最終降落到月球表面上，其中軌道Ⅰ為圓形軌道，軌道Ⅱ?yàn)闄E圓軌道。下列說(shuō)法正確的是（）A．探測(cè)器的發(fā)射速度必定大于11.2km/sB．探測(cè)器在環(huán)月軌道Ⅰ上P點(diǎn)的加速度大于在環(huán)月軌道Ⅱ上P點(diǎn)的加速度C．探測(cè)器在軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期小于在軌道Ⅰ上的運(yùn)行周期D．探測(cè)器在軌道Ⅰ運(yùn)行時(shí)的加速度大于月球表面的重力加速度2．2021年4月29日，中國(guó)用“長(zhǎng)征”5B運(yùn)載火箭在海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)將首個(gè)空間站核心艙“天和”號(hào)成功送入太空。中國(guó)空間站包括“天和”核心艙、“問(wèn)天”實(shí)驗(yàn)艙和“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙3個(gè)艙段，整體呈“T”字構(gòu)型，計(jì)劃于2022年全部完成發(fā)射構(gòu)建。假設(shè)“天和”核心艙繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)（如圖所示），軌道半徑為，運(yùn)動(dòng)周期為，萬(wàn)有引力常量為，地球表面重力加速度為，下列說(shuō)法正確的是（）A．“天和”核心艙的線速度大小為B．地球的質(zhì)量為C．在“問(wèn)天”實(shí)驗(yàn)艙內(nèi)漂浮的球形水滴不受重力作用D．要實(shí)現(xiàn)“問(wèn)天”、“夢(mèng)天”實(shí)驗(yàn)艙從低軌道與“和”核心艙對(duì)接，需使實(shí)驗(yàn)艙減速3．現(xiàn)有中子星（可視為均勻球體），它的自轉(zhuǎn)周期為T0時(shí)恰能維持星體的穩(wěn)定（不因自轉(zhuǎn)而瓦解），則當(dāng)中子星的自轉(zhuǎn)周期增為T=2T0時(shí)，某物體在該中子星“兩極”所受重力與在“赤道”所受重力的比值為(

)A．5/4 B．3/2 C．2 D．4/34．關(guān)于地球同步衛(wèi)星，以下說(shuō)法：①和地球公轉(zhuǎn)具有相同的周期；②只能在赤道的正上方；③做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，合外力為零；④離地心的距離是一定值．以上說(shuō)法中正確的有：A．①③ B．①④ C．②③ D．②④5．地球的質(zhì)量為，半徑為，自轉(zhuǎn)角速度為，萬(wàn)有引力常量為，地球表面的重力加速度為，同步衛(wèi)星距地面的距離為，則同步衛(wèi)星的線速度大小為（）A． B． C． D．6．如圖所示是“嫦娥一號(hào)奔月”示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過(guò)自帶的小型火箭多次變軌，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開展對(duì)月球的探測(cè)．下列說(shuō)法正確的是A．發(fā)射“嫦娥一號(hào)”的速度必須達(dá)到第二宇宙速度B．衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比C．在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)D．在繞月圓軌道上，衛(wèi)星以大于月球的第一宇宙速度運(yùn)行7．2019年“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器成功著陸在月球背面。如圖，為給“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器登陸月球背面提供通信支持，“鵲橋號(hào)”衛(wèi)星繞地月拉格朗日L2點(diǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)。已知在地月拉格朗日點(diǎn)L1或L2，衛(wèi)星受地球和月球引力的合力作用，能隨月球同步繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。則（）A．衛(wèi)星在L1點(diǎn)的線速度比在L2點(diǎn)的小B．衛(wèi)星在L1點(diǎn)的角速度比在L2點(diǎn)的大C．同一衛(wèi)星L1、L2點(diǎn)受地球和月球引力的合力相等D．若技術(shù)允許，使“鵲橋號(hào)”剛好位于L2點(diǎn)，能量消耗最小，能更好地為“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器提供通信支持8．為了紀(jì)念我國(guó)首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”，國(guó)務(wù)院將每年的4月24日設(shè)立為“中國(guó)航天日”。“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星現(xiàn)今仍然在繞地球的橢圓軌道上運(yùn)行，其軌道近地點(diǎn)高度約為440km，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約為2060km。設(shè)“東方紅一號(hào)”在近地點(diǎn)的加速度大小為，在遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度大小為，則下列說(shuō)法正確的是（）A．“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星在近地點(diǎn)的速率小于在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速率B．“東方紅一號(hào)”衛(wèi)星從近地點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)地點(diǎn)的過(guò)程中萬(wàn)有引力逐漸增大C．D．9．小明上高一，看到上高二的哥哥做物理題：“某人造衛(wèi)星離地面高為h，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，則人造衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度v是多少”小明很快給出了準(zhǔn)確的答案，這讓哥哥吃驚不已。小明選擇的是下列哪個(gè)選項(xiàng)（

）A． B． C． D．10．A、B是兩顆不同的行星，各有一顆在其表面附近運(yùn)行的衛(wèi)星．若這兩顆衛(wèi)星分別繞A、B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，由此可判斷

(

)A．兩顆衛(wèi)星分別繞A、B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑一定相等B．兩顆衛(wèi)星分別繞A、B做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度一定相等C．行星A、B的質(zhì)量一定相等D．行星A、B的平均密度一定相等11．我國(guó)自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由35顆衛(wèi)星組成，包括5顆地球靜止同步軌道衛(wèi)星和3顆傾斜同步軌道衛(wèi)星，以及27顆相同高度的中軌道衛(wèi)星。中軌道衛(wèi)星軌道高度約為2.15×104km，同步軌道衛(wèi)星的高度約為3.60×104km，已知地球半徑為6.4×103km，這些衛(wèi)星都在圓軌道上運(yùn)行。關(guān)于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，則下列說(shuō)法正確的是（）A．中軌道衛(wèi)星的動(dòng)能一定小于靜止同步軌道衛(wèi)星的動(dòng)能B．靜止同步軌道衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大C．中軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期約為20hD．中軌道衛(wèi)星與靜止同步軌道衛(wèi)星的向心加速度之比為12．隨著我國(guó)登月計(jì)劃的實(shí)施，我國(guó)宇航員登上月球已經(jīng)不是夢(mèng)想，宇航員登上月球后還能健步如飛。假設(shè)我國(guó)宇航員登月后的某次科學(xué)實(shí)驗(yàn)中，在月球表面附近以初速度豎直向上拋出一個(gè)小球，經(jīng)時(shí)間t后小球回到出發(fā)點(diǎn)。已知月球的半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G，則下列說(shuō)法正確的是（）A．月球表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度B．月球表面的重力加速度為C．月球的質(zhì)量為D．宇航員在月球表面獲得的速度就可能離開月球表面圍繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)13．航天飛機(jī)的飛行軌道都是近地軌道，軌道離地面的高度一般為300~700km．航天飛機(jī)繞地球赤道所在平面飛行一周的時(shí)間約為90min，則航天飛機(jī)里的宇航員在24h內(nèi)可以看到日落日出的次數(shù)為（）A．8次 B．1次 C．3次 D．16次14．宇宙中兩個(gè)星球可以組成雙星，它們只在相互間的萬(wàn)有引力作用下，繞球心連線的某點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．根據(jù)宇宙大爆炸理論，雙星間的距離在不斷緩慢增加，設(shè)雙星仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．雙星相互間的萬(wàn)有引力減小B．雙星圓周運(yùn)動(dòng)的角速度增大C．雙星圓周運(yùn)動(dòng)的周期增大D．雙星圓周運(yùn)動(dòng)的半徑增大15．下列關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是（）A．它的周期與地球自轉(zhuǎn)同步，但高度和速度可以選擇，高度增大，速度減小B．它的周期、高度、速度都是一定的C．我們國(guó)家發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星定點(diǎn)在北京上空D．以上的說(shuō)法都不對(duì)二、填空題（共4題）16．一顆人造衛(wèi)星在離地面高度等于地球半徑的圓形軌道上運(yùn)行，已知地球的第一宇宙速度為7.9km/s，則這顆衛(wèi)星運(yùn)行的線速度為_______，質(zhì)量為1kg的儀器放在衛(wèi)星內(nèi)的平臺(tái)上，儀器對(duì)平臺(tái)的壓力_______．17．將地球半徑R、自轉(zhuǎn)周期T地面重力加速度g取為已知量，則地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為___________R，軌道速度與第一宇宙速度的比值為___________。18．有一顆人造地球衛(wèi)星，其軌道半徑是月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的軌道半徑的1／9，則此衛(wèi)星的周期大約是________天．19．在“神舟七號(hào)”飛船穩(wěn)定飛行，航天員向我們揮手示意時(shí)，在電視熒幕上能清晰地看到他手中放下的筆浮在空中．如果航天員要在飛船中做一些物理實(shí)驗(yàn)，下面的實(shí)驗(yàn)可以正常進(jìn)行的是________；①用彈簧秤測(cè)拉力②用水銀氣壓計(jì)測(cè)氣體壓強(qiáng)③用托盤天平測(cè)物體質(zhì)量④用彈簧秤測(cè)鉤碼重力⑤用水銀溫度計(jì)測(cè)溫度⑥用小球下落方法測(cè)重力加速度⑦用秒表測(cè)物體運(yùn)動(dòng)時(shí)間三、綜合題（共4題）20．一顆人造衛(wèi)星的質(zhì)量為m，離地面的高度為h，衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g．求：（1）衛(wèi)星受到的向心力的大小表達(dá)式．（2）衛(wèi)星的速率大小表達(dá)式．（3）地球第一宇宙速度大小的大小表達(dá)式．21．如圖所示，宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球表面一斜坡上P點(diǎn)沿水平方向以初速度v0拋出一個(gè)小球，測(cè)得小球經(jīng)時(shí)間t落到斜坡上另一點(diǎn)Q，斜面的傾角為α，已知該星球半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G，求：(1)該星球表面的重力加速度；(2)該星球的密度；(3)該星球的第一宇宙速度v；(4)人造衛(wèi)星繞該星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最小周期T。22．分在火箭發(fā)射階段，宇航員發(fā)現(xiàn)當(dāng)飛船隨火箭以的加速度勻加速上升到某位置時(shí)（為地球表面處的重力加速度），其身下體重測(cè)試儀的示數(shù)為起動(dòng)前的，已知地球半徑為R，求：（1）該處的重力加速度與地表處重力加速度的比值；（2）火箭此時(shí)離地面的高度h。23．“神舟”七號(hào)飛船的成功發(fā)射為我國(guó)在2010年實(shí)現(xiàn)探月計(jì)劃——“嫦娥工程”獲得了寶貴的經(jīng)驗(yàn)，假設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為，飛船在距月球表面高度為3R的圓形軌道Ⅰ運(yùn)行，到達(dá)軌道的A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)軌道的近月點(diǎn)B再次點(diǎn)火進(jìn)入月球近月軌道Ⅲ繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力常量為G，求：（1）飛船在軌道Ⅲ上的運(yùn)行速率；（2）飛船在軌道Ⅰ繞月球運(yùn)行一周所需的時(shí)間．（3）飛船在A點(diǎn)處點(diǎn)火后瞬間與點(diǎn)火前相比，速度是變大還是變??？試卷第=page11頁(yè)，共=sectionpages33頁(yè)參考答案1．C2．B3．D4．D5．B6．B7．A8．C9．A10．D11．B12．C13．D14．B15．B16．

5.6km/s

017．

18．1.119．①⑤⑦；20．（1）（2）（3）21．(1)；(2)；(3)；(4)22．（1）4:9；（2）23．（1）；（2）；（3）變小第三章萬(wàn)有引力定律§3-5太空探索（選學(xué)）1．下列有關(guān)第一宇宙速度的說(shuō)法正確的是()A．赤道上物體隨地球一起自轉(zhuǎn)的速度約等于第一宇宙速度B．所有繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星(軌道是圓)的線速度可能大于第一宇宙速度C．火星探測(cè)衛(wèi)星的發(fā)射速度小于第一宇宙速度D．地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度2．關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下面說(shuō)法正確的是()A．它們運(yùn)行的周期可能不同B．它們的運(yùn)行速度都小于7.9km/s，且大小都相等C．它們的向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等D．同步衛(wèi)星的軌道可通過(guò)哈爾濱的上空3．地球的第一宇宙速度約為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球的9倍，半徑與地球的半徑相同。該行星上的第一宇宙速度約為()A．16km/s B．24km/sC．46km/s D．2km/s4．如圖所示，a為固定在地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體，b為沿地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，c為地球同步衛(wèi)星。下列關(guān)于它們的說(shuō)法正確的是()A．它們受到的萬(wàn)有引力等于其各自做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力B．它們的角速度關(guān)系為ωa＝ωc＜ωbC．它們的加速度關(guān)系為aa＜ab＜acD．衛(wèi)星c運(yùn)行的線速度一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間5．(多選)我國(guó)北斗三號(hào)系統(tǒng)的“收官之星”于2020年6月23日成功發(fā)射。北斗三號(hào)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由24顆中圓地球軌道衛(wèi)星、3顆地球靜止軌道衛(wèi)星和3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，共30顆衛(wèi)星組成。其中中圓地球軌道衛(wèi)星離地高度2.1萬(wàn)千米，靜止軌道衛(wèi)星和傾斜同步衛(wèi)星離地高度均為3.6萬(wàn)千米。以下說(shuō)法正確的是()A．中圓軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期小于地球自轉(zhuǎn)周期B．地球赤道上的人的線速度比中圓軌道衛(wèi)星線速度大C．傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和靜止軌道衛(wèi)星線速度不同D．靜止軌道衛(wèi)星的發(fā)射速度一定要超過(guò)7.9km/s，中圓地球軌道衛(wèi)星的發(fā)射速度可以小于7.9km/s6．我國(guó)自主建設(shè)、獨(dú)立運(yùn)行的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由數(shù)十顆衛(wèi)星構(gòu)成，目前已經(jīng)向一帶一路沿線國(guó)家提供相關(guān)服務(wù)。設(shè)想其中一顆人造衛(wèi)星在發(fā)射過(guò)程中，原來(lái)在橢圓軌道1繞地球E運(yùn)行，在P點(diǎn)變軌后進(jìn)入軌道2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。下列說(shuō)法正確的是()A．在軌道1與在軌道2運(yùn)行比較，衛(wèi)星在P點(diǎn)的加速度不同B．在軌道1與在軌道2運(yùn)行比較，衛(wèi)星在P點(diǎn)的線速度不同C．衛(wèi)星在軌道2的任何位置都具有相同加速度D．衛(wèi)星在軌道1的任何位置都具有相同線速度7．如圖所示，A為置于地球赤道上的物體，B為繞地球做橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點(diǎn)。已知A、B、C繞地心運(yùn)動(dòng)的周期相同。相對(duì)于地心，下列說(shuō)法正確的是()A．衛(wèi)星C的運(yùn)行速度小于物體A的速度B．物體A和衛(wèi)星C的加速度大小與它們到地心的距離成正比C．衛(wèi)星B運(yùn)動(dòng)軌跡的半長(zhǎng)軸比衛(wèi)星C運(yùn)動(dòng)軌跡的半徑要大些D．衛(wèi)星B在P點(diǎn)的加速度大小比衛(wèi)星C在該點(diǎn)加速度大小要大8．把地球看作半徑為R的勻質(zhì)球體，質(zhì)量為M，其自轉(zhuǎn)周期為T，地球的同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，距離地表的高度為h，引力常量為G，則()A．同步衛(wèi)星的線速度大小為eq\f(2πh,T)B．同步衛(wèi)星的線速度大小為eq\r(\f(GM,R＋h))C．地球的質(zhì)量M＝eq\f(4π2R3,GT2)D．地球的質(zhì)量M＝eq\f(4π2h3,GT2)9．“嫦娥五號(hào)”探測(cè)器是由中國(guó)空間技術(shù)研究院研制的中國(guó)首個(gè)實(shí)施無(wú)人月面取樣返回的航天器。假設(shè)“嫦娥五號(hào)”在著陸月球表面前，繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為月球半徑的a倍，地球的質(zhì)量和半徑分別為月球質(zhì)量和半徑的b倍、c倍。已知地球的第一宇宙速度為v0，則下列說(shuō)法正確的是()A．“嫦娥五號(hào)”的發(fā)射速度小于v0B．地球表面的重力加速度為月球表面重力加速度的eq\f(b,c)倍C．月球的第一宇宙速度大小為v0eq\r(\f(b,c))D．“嫦娥五號(hào)”的環(huán)繞速度為v0eq\r(\f(c,ab))10．2018年12月8日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射了“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器，開啟了我國(guó)月球探測(cè)的新旅程。如圖所示為我國(guó)發(fā)射“嫦娥”衛(wèi)星奔月直至環(huán)月做圓周運(yùn)動(dòng)過(guò)程示意圖，衛(wèi)星從軌道Ⅰ變軌轉(zhuǎn)移到軌道Ⅱ，然后再變軌轉(zhuǎn)移到近月圓軌道Ⅲ，則下列說(shuō)法正確的是()A．衛(wèi)星在地面的發(fā)射速度大于第三宇宙速度B．衛(wèi)星從軌道Ⅰ轉(zhuǎn)移到軌道Ⅱ需要在Q點(diǎn)減速C．衛(wèi)星從軌道Ⅱ轉(zhuǎn)移到軌道Ⅲ需要在Q點(diǎn)加速D．衛(wèi)星在軌道Ⅱ上Q點(diǎn)的加速度大于在軌道Ⅲ上Q點(diǎn)的加速度11．某人造地球衛(wèi)星沿圓軌道運(yùn)行，軌道半徑為r，周期為T，已知地球的半徑為R，引力常量為G。根據(jù)這些條件，求：(1)地球的質(zhì)量M；(2)地球表面的重力加速度g；(3)第一宇宙速度v。12．恒星演化發(fā)展到一定階段，可能成為恒星世界的“侏儒”——中子星，中子星的半徑很小，一般為7～20km，但它的密度大得驚人。若某中子星的密度為1.2×1017kg/m3，半徑為10km，那么該中子星的第一宇宙速度約為多少？(G＝6.67×10－11N·m2/kg2)(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)13．“大自然每個(gè)領(lǐng)域都是美妙絕倫的?！彪S著現(xiàn)代科技發(fā)展，人類不斷實(shí)現(xiàn)著“上天入地”的夢(mèng)想，但是“上天容易入地難”，人類對(duì)腳下的地球還有許多未解之謎。地球可看作是半徑為R的球體，以下在計(jì)算萬(wàn)有引力時(shí)，地球可看作是質(zhì)量集中在地心的質(zhì)點(diǎn)。(1)已知地球兩極的重力加速度為g1，赤道的重力加速度為g2，求地球自轉(zhuǎn)的角速度ω；(2)某次地震后，一位物理學(xué)家通過(guò)數(shù)據(jù)分析，發(fā)現(xiàn)地球的半徑和質(zhì)量以及兩極的重力加速度g1都沒(méi)變，但赤道的重力加速度由g2略微減小為g3，于是他建議應(yīng)該略微調(diào)整地球同步衛(wèi)星的軌道半徑。請(qǐng)你求出同步衛(wèi)星調(diào)整后的軌道半徑r′與原來(lái)的軌道半徑r之比。參考答案1．D解析：赤道上物體隨地球一起自轉(zhuǎn)，物體與同步衛(wèi)星的角速度相等，依據(jù)線速度v＝rω知半徑大的線速度大，所以同步衛(wèi)星的速度大于赤道上物體隨地球一起自轉(zhuǎn)的速度，再根據(jù)萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)的向心力得線速度v＝eq\r(\f(GM,r))，知半徑小的線速度大，所以第一宇宙速度大于同步衛(wèi)星的速度，因此赤道上物體隨地球一起自轉(zhuǎn)的速度小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤，D正確；根據(jù)v＝eq\r(\f(GM,r))可知，所有繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星(軌道是圓)的線速度不大于第一宇宙速度，故B錯(cuò)誤；火星探測(cè)衛(wèi)星要擺脫地球的束縛，因此發(fā)射速度要大于第二宇宙速度，而小于第三宇宙速度，故C錯(cuò)誤。2．B解析：地球同步衛(wèi)星與地球同步，所以它們的運(yùn)動(dòng)速度大小、周期、離地心距離相等，而7.9km/s是第一宇宙速度，也是繞地球勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度，據(jù)v＝eq\r(\f(GM,r))可知，衛(wèi)星的軌道半徑越大線速度越小，故A錯(cuò)誤，B正確；同步衛(wèi)星與赤道上物體繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度相等，由a＝rω2可知同步衛(wèi)星的向心加速度大，故C錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星的軌道只能在赤道上空，不可能通過(guò)哈爾濱的上空，故D錯(cuò)誤。3．B解析：根據(jù)Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)得第一宇宙速度為v＝eq\r(\f(GM,R))。因?yàn)樾行堑馁|(zhì)量是地球質(zhì)量的9倍，半徑與地球半徑相同，所以行星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的3倍，即24km/s，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。4．B解析：地球?qū)、c的萬(wàn)有引力等于其各自做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，而對(duì)于a，地球?qū)λ娜f(wàn)有引力和地面支持力的合力等于a做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，故A錯(cuò)誤；a、c運(yùn)行的角速度相等，對(duì)于b和c，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得eq\f(GMm,r2)＝mrω2，解得ω＝eq\r(\f(GM,r3))，所以ωb＞ωc，所以它們的角速度關(guān)系為ωa＝ωc＜ωb，故B正確；根據(jù)a＝ω2r知ac＞aa，根據(jù)a＝eq\f(GM,r2)知ab＞ac，所以有ab＞ac＞aa，故C錯(cuò)誤；第一宇宙速度是最大的環(huán)繞速度，根據(jù)v＝eq\r(\f(GM,r))可知，衛(wèi)星c運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度，故D錯(cuò)誤。5．AC解析：根據(jù)開普勒第三定律可知eq\f(r3,T2)＝k，衛(wèi)星的軌道半徑越大，周期越大，所以中圓地球軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期小于地球同步衛(wèi)星運(yùn)行周期，即小于地球自轉(zhuǎn)周期，故A正確；中圓軌道衛(wèi)星的軌道半徑小于同步衛(wèi)星軌道的半徑，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得線速度v＝eq\r(\f(GM,r))，則中圓軌道衛(wèi)星的線速度大于同步衛(wèi)星的線速度，由于地球赤道上的人與地球同步衛(wèi)星的角速度相同，根據(jù)v＝rω可知，同步衛(wèi)星的線速度大于地球赤道上人的線速度，所以地球赤道上的人的線速度比中圓軌道衛(wèi)星線速度小，故B錯(cuò)誤；傾斜地球同步軌道衛(wèi)星與靜止軌道衛(wèi)星的周期相等，根據(jù)開普勒第三定律可知，兩衛(wèi)星的軌道半徑相等，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得線速度v＝eq\r(\f(GM,r))，則可知傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和靜止軌道衛(wèi)星線速度大小相等，但方向不同，所以線速度不同，故C正確；第一宇宙速度7.9km/s是衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度，是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度，則中圓地球軌道衛(wèi)星的發(fā)射速度大于7.9km/s，故D錯(cuò)誤。6．B解析：在軌道1和在軌道2運(yùn)行經(jīng)過(guò)P點(diǎn)，合力等于萬(wàn)有引力，根據(jù)牛頓第二定律得a＝eq\f(GM,r2)，則衛(wèi)星在P點(diǎn)的加速度都相同，故A錯(cuò)誤；衛(wèi)星由軌道1在P點(diǎn)進(jìn)入軌道2做離心運(yùn)動(dòng)，要加速，所以在軌道1和在軌道2運(yùn)行經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的線速度不同，故B正確；加速度的方向指向地心，方向不同，所以衛(wèi)星在軌道2的任何位置的加速度都不同，故C錯(cuò)誤；衛(wèi)星在軌道1上運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度的大小是變化的，從近地點(diǎn)到遠(yuǎn)地點(diǎn)速度是減小的，所以衛(wèi)星在軌道1的任何位置線速度不同，故D錯(cuò)誤。7．B解析：由題意可知，A、C繞地心運(yùn)動(dòng)的周期T相