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1、2019-2020学年高中物理人教版（2019）必修第二册期末复习通关检测 第七章 万有引力与宇宙航行 B卷1.关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是( )A.开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B.开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C.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D.开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律2.学习了万有引力定律我们知道，一切物体间都存在引力作用，现要使两物体间的万有引力减小为原来的，下列办法中可以实现的是（ ）A.使两物体的质量各减小一半，距离不变B.使其中一个物体的质量减小到原来的，距离不变C.使两物
2、体间的距离增大为原来的2倍，质量不变D.使两物体间的距离和质量都减为原来的3.2019年5月17日,我国成功发射第45颗北斗导航卫星,该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。该卫星( )A. 入轨后可以位于北京正上方B. 入轨后的速度大于第一宇宙速度C. 发射速度大于第二宇宙速度D. 若发射到近地圆轨道所需能量较少4.如图所示，有一个质量为M，半径为R，密度均匀的大球体。从中挖去一个半径为的小球体，并在空腔中心放置一质量为m的质点，则大球体的剩余部分对该质点的万有引力大小为(已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零)( )A.B.C.D.05.2018年2月2日,我国成功将电磁监测试验卫星“
3、张衡一号”发射升空,标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期,并已知地球的半径和地球表面的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动,且不考虑地球自转的影响,根据以上数据可以计算出卫星的( )A.密度B.向心力的大小C.离地高度D.线速度的大小6.宇航员王亚平在“天宫一号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为，距地面高度为，地球质量为，半径为，引力常量为，则飞船所在处的重力加速度大小为( )A.0B.C.D.7.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,然后经点火
4、,使其沿椭圆轨道2 运行,最后再次点火,将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于点,轨道2、3相切于点 (如图所示),则当卫星分別在轨道1、2、3上正常运行时,以下说法正确的是( )A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B.卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C.卫星在轨道1上经过点时的加速度大于它在轨道 2上经过点时的加速度D.卫星在轨道2上经过点时的加速度等于它在轨道 3上经过点时的加速度8.在航天领域中,悬绳卫星是一种新兴技术,它要求两颗卫星都在圆周轨道上运动,且两颗卫星与地心连线始终在一条直线上,如图所示。已知悬绳的长度为,其重力不计,卫星的线速度分别为,则下列说法正确的是
5、( )A.两颗卫星的角速度不相同B.两颗卫星的线速度满足C.两颗卫星之间的悬绳一定受到拉力的作用D.假设在卫星轨道上还有一颗卫星 (图中没有画出),它们在同一平面内同向运动,运动一段时间后一定会相碰9.2019年1月3日10时 26分，“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航天工程达到了一个新高度。已知地球和月球的半径之比约为4：1，表面重力加速度之比约为 6：1。则地球和月球相比较，下列说法中最接近实际的是（ ）A.地球的密度与月球的密度之比为3 : 2B.地球的质量与月球的质量之比为64 : 1C.地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度之比为 8:1D.苹果在地球表面受到的引
6、力与它在月球表面受到的引力之比为60 : 110.2019年4月10日，天文学家宣布首次直接拍摄到黑洞的照片。 假设在宇宙空间有一个恒星和黑洞组成的孤立双星系统，黑洞的质量大于恒星的质量，它们绕二者连线上的 某点做匀速圆周运动，双星系统中的黑洞能“吸食”恒星表面的物质，造成质量转移且两者之间的距离减小， 它们的运动轨道可近似看成圆，则在该过程中（ ）A.恒星做圆周运动的周期不断增大B.双星系统的引力势能减小C.黑洞做圆周运动的半径变大D.黑洞做圆周运动的周期大于恒星做圆周运动的周期11.太空中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用。已观测
7、到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式(如图):一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在同一半径为的圆轨道上运行;另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的岡形轨道运行。设这三颗星的质量均为,并设两种系统的运动周期相同,则( )A.直线三星系统中甲星和内星的线速度相同B.直线三星系统的运动周期C.三角形三星系统中星体间的距离D.三角形三星系统的线速度大小为12.如图所示,假设某星球表面上有一倾角为的固定斜面,一质量为m的小物块从斜面底端以速度沿斜面向上运动,小物块运动t时速度恰好为零。已知小物块和斜面间的动摩擦因数为,该星球半径为R,引力常量为G。求:(1)该星
8、球表面的重力加速度g的大小。(2)该星球的质量M。(3)该星球的第一宇宙速度v的大小。13.我国的航天事业取得了巨大成就，发射了不同用途的人造地球卫星，它们在不同的轨道上绕地球运行. 若一颗质量为m的卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星到地面的距离为h，已知引力常量G、地球质量M和地球半径R.(1)求地球对卫星万有引力的大小F；(2)卫星绕地球运行的线速度。14.“嫦娥四号”探测器经过约110小时奔月飞行,到达月球附近,成功实施近月制动,完成“太空刹车”,被月球捕获,顺利进入环月轨道,经过几次变轨修正后,“嫦娥四号” 落月前绕月球做周期为T、轨道半径为 r的匀速圆周运动。2019年1月3日上午10点
9、26分,“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面,“嫦娥四号”探测器在降落到月球表面前经过几次弹跳才停下来。若某次落到月球表面弹起后,到达最高点时距离月球表面的高度为 h,相对接触点的水平位移为x,已知月球是半径为的均匀球体,引力常量为G。求:(1)月球的质量;(2)月球表面的重力加速度;(3)“嫦娥四号”探测器该次落到月球表面的速度。参考答案及解析1.答案：B解析：A. 开普勒在他的导师第谷天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律；故A错误，B正确；C. 开普勒总结出了行星运动的规律，但并未导出了行星按照这些规律运动的原因，故C错误；D. 牛顿在开普勒行星运动定律的基础上推导出万有引力定律，
10、故D错误。故选：B。 2.答案：ABC解析：使两物体的质量各减小一半,距离不变,根据万有引力定律可知,万有引力变为原来的,故A正确;使其中一个物体的质量减小到原来的,距离不变,根据万有引力定律可知,万有引力变为原来的,故B正确;使两物体间的距离增大为原来的2倍,质量不变,根据万有引力定律可知,万有引力变为原来的,故C正确;使两物体间的距离和质量都减小为原来的,根据万有引力定律可知,万有引力与原来相等,故D错误。3.答案：D解析：由同步卫星的特点和卫星发射到越高的轨道所需的能量越大解答。由于卫星为同步卫星,所以入轨后一定只能与赤道在同一平面内,故A错误;由于第一宇宙速度为卫星绕地球运行的最大速度
11、,所以卫星入轨后的速度一定小于第一宇宙速度,故B错误;由于第二宇宙速度为卫星脱离地球引力的最小发射速度,所以卫星的发射速度一定小于第二宇宙速度,故C错误;将卫星发射到越高的轨道克服引力所作的功越大,所以发射到近地圆轨道所需能量较小,故D正确。4.答案：B解析：采用割补法，先将空腔填满；填入的球的球心与质点重合，填入球上各个部分对质点m的引力的矢量和为零；均匀球壳对内部的质点的万有引力的合力为零，根据万有引力定律，有：，解得：，故B正确。5.答案：CD解析：卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供,则有,无法计算得到卫星的质量,更无法确定其密度及向心力大小,AB项错误;又,联立两式可得,C项正确；由
12、,可计算出卫星的线速度的大小,D项正确。6.答案：B解析：飞船在距地面高度为处,由万有引力定律得:,解得,故选B。7.答案：BD解析：对A: ，移项化简得,所以卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率，所以A错误。对B: ,移项化简得,所以卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，所以B正确。对C: ,移项化简得，由于都在点，轨道高度是相同的，所以是相同的，所以C错误。对D: ,移项化简得，由于都在点,轨道高度是 相同的，所以是相同的，所以D正确。8.答案：CD解析：由题意知, 的周期相等，角速度相同，而，故 ，A，B选项错误，若悬绳对两卫星无拉力作用，则的向心力均等于地球对它们的万有引力
13、，由知，,这与事实不符，故悬绳有拉力，C正确。假设卫星轨道上还有一颗卫星,对卫星：；而对 卫星：，由此知，时间足够长时， 定会相碰,D正确。9.答案：A解析：由得，则，B选项错误，由，得：，则，A选项正确； 由和得，则，C选项错误;由得。故D选项错误。10.答案：B解析：设恒星和黑洞的质量分别为和,相距,轨道半径分别为 和，角速度为.由万有引力定律和牛顿第二定律得对恒星：对黑洞：又因为解得，双星的总质量不变，距离减小，周期减小,A错误;恒星和黑洞间的距离减小，引力做正功.引力势能减小，B正确；黑洞的运动半径，恒星的质量减小，也减小，故黑洞的运动半径减小,C错误;两者做圆周运动的角速度，周期相等
14、， D错误。11.答案：BC解析：直线三星系统中甲星和丙星的线速度大小相等，方向相反，选项A错误;对直线三星系统有，解得，选项B正确;对三角形三星系统，根据万有引力定律和牛顿第二定律得 ，解得，选项C正确；三角形三星系统的线速度大小为，代入解得，选项D错误.12.答案：(1)(2)(3)解析：(1)对物块受力分析,由牛顿第二定律可得由式得。(2)该星球表面的物体受到的重力等于万有引力解得。(3)该星球的第一宇宙速度就是卫星贴近该星球表面飞行的速度,根据万有引力提供向心力得则由解得。13.答案：(1)卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据牛顿第二定律有,所以向心加速度的大小为(2)设卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度为v由,得解析：14.答案：(1)设月球的质量为M，嫦娥四号”探测器的质量为m，根据万有引力提供向心力可得：;解得：；(2)根据重力等于万有引力可得：;解得；(3)设“嫦娥四号”探测器该次落到月球表面的速度为v，竖直方向：;水平方向：;合速度;解得：解析：