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1、学.科.网学科.网学科.网学科.网学科网海南省矿区中学20172018学年度高一年级第二学期必修二第六章万有引力与航天单元测验卷1一、单项选择（每题3分，共30分）1 .下列物理学史中人物关系正确的是（）A.哥白尼认为地球是宇宙的中心B.牛顿测量出来引力常量C.卡文迪许发现的万有引力定律D.开普勒揭示了行星绕太阳的轨道是椭圆的【答案】D【解析】【详解】A项：哥白尼提出了日心说，认为太阳是宇宙的中心，故A错误；B项：卡文迪许测量出来引力常量，从而使万有引力定律有了真正的使用价值，故B错误；C项：牛顿发现的万有引力定律，故C错误；D项：开普勒通过研究发现了行星运行规律，揭示了行星绕太阳的轨道是椭圆
2、的，故D正确。2 .关于以下科学家的贡献，说法符合物理学史的是（）A.伽利略认为物体下落的快慢与物体的轻重无关B.牛顿发现了万有引力定律并成功地测出了引力常量C.亚里士多德认为力不是维持物体运动的原因D.第谷发现了行星沿椭圆轨道运行的规律【答案】A【解析】【详解】A项：伽利略认为物体下落的快慢与物体的轻重无关，故A正确；B项：牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测量出来引力常量，故B错误；C项：亚里士多德认为力是维持物体运动的原因，故C错误；D项：开普勒发现了行星沿椭圆轨道运行的规律，故D错误。3 .发现万有引力定律和测出万有引力常量的科学家分别是（）A.开普勒、卡文迪许 B.开普勒、哥白尼C.牛
3、顿、伽利略 D.牛顿、卡文迪许【答案】D【解析】 牛顿根据行星的运动规律和牛顿运动定律推导出了万有引力定律，经过100多年后，由英国物理学家卡文 迪许利用扭秤装置巧妙的测量出了两个铁球间的引力，从而第一次较为准确的得到万有引力常量，故选项D 正确。点睛：记住一些科学家的主要贡献，相当于考查了物理学史，难度不大。4 .下列说法中正确的是（）A.哥白尼首先提出了地球是宇宙中心的所谓“地心说”B.伽利略最早建立了太阳是宇宙中心的所谓“日心说”C.卡文迪许第一个用扭秤实验测量出了静电力常数kD. “地心说”的代表人物是托勒密【答案】D【解析】【分析】日心说的代表人物哥白尼.托勒密是“地心说”的集大成者
4、.布鲁诺宣扬日心说与宇宙无限，他勇敢的捍卫和 发展了哥白尼的日心说.第谷的理论体系是属于地心说。【详解】A、B项：哥白尼建立了日心说，太阳是宇宙的中心，故A错误，B错误；C项：卡文迪许用扭秤实验测出万有引力常量，并把该实验说成是“称量地球的重量”，故C错误；D项：托勒密认为地球是宇宙的中心，所以“地心说”的代表人物是托勒密，故D正确。【点睛】对于天文学发展史上最重要的有两种学说：日心说和地心说，日心说的代表人物哥白尼，托勒密 是“地心说”的集大成者。5 .首次较精确测出引力常量G,被称为“称量地球质量第一人”的科学家是（）A.伽利略 B.卡文迪许 C.开普勒 D.牛顿【答案】B【解析】【分析】
5、本题考查了物理学史，了解所涉及伟大科学家的重要成就，如高中所涉及到的牛顿、伽利略、开普勒、卡 文迪许、库仑等重要科学家的成就要明确。【详解】牛顿在推出万有引力定律的同时，并没能得出引力常量G的具体值，G的数值于1789年由卡文迪 许利用他所发明的扭秤得出，故ACD错误，B正确。【点睛】本题考查了学生对物理学史的掌握情况，对于物理学史部分也是高考的热点，平时训练不可忽略, 同时注意与引力定律的发现者牛顿的区别。6 .对于不同的地球同步卫星来说，它们一定具有相同的（）A.质量 B.高度 C.向心力 D.万有引力【答案】B【解析】不同的地球同步卫星，它们的质量可能不同，根据公式吧可知它们的受到的万有
6、引力不同，万有引力 r充当向心力，所以向心力也可能不同，但同步卫星的高度是一定的，所以B正确。7 .关于万有引力定律的表达式，下列说法中正确的是（）A.公式中的G是引力常量，它是由牛顿实验测得的8 .当r等于零时，万有引力为无穷大C. r是两物体之间最近处的距离D.两物体之间的万有引力总是大小相等的，与两物体的质量是否相等无关【答案】D【解析】试题分析：公式中G为引力常量，首先由卡文迪许通过扭秤实验测得的，故A错误；公式下 四中，从 r数学角度讲：当r趋近于零时其值是趋于无穷大,然而万有引力定律公式只适合于两个可以看做质点的物体, 当两个物体的距离为零时，物体不能看成质点，此公式不适用，所以得
7、不到万有引力为无穷大的结论.故B 错误；r是两个物体质心间的距离，故C错误；mi、m2之间的万有引力是属于相互作用力，所以根据牛顿第 三定律可知：两物体受到的相互引力总是大小相等，与mi、m2的质量是否相等无关，故D正确 考点：考查了对万有引力定律公式的应用【名师点睛】万有引力定律内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力 的大小与物体的质量mi、m2的乘积成正比、与它们之间距离r的二次方成反比.2、适用条件：（1）公式适用于质点间的相互作用.当两物体间的距离远远大于物体本身的大小时，物体可 视为质点.（2）质量分布均匀的球体可视为质点，r是两球心间的距离8.“嫦娥三
8、号”发射后直接进入椭圆形地月转移轨道，其发射速度为（）A. B.C.大于，小于 D.大于，小于【答案】D【解析】试题分析：掌握第一宇宙速度、第二宇宙速度的含义.7.9km/s即第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，H.2km/s即第二宇宙速度是卫星脱离地球束缚的发射速度.解：7.9km/s即第一宇宙速度是卫星发射的最小速度，是指发射绕地球表面运行卫星时的速度；发射高度越 高，则发射速度越大；11.2km/s即第二宇宙速度是卫星脱离地球束缚的发射速度.“嫦娥三号”发射后直接进入椭圆形地月转移轨道，由此可知此卫星仍绕地球运行，但一定不会绕地面运行;故从地面发射的速度介于7.9km/s和11.2km/s
9、之间.故选：D.9.我国于1986年2月1日成功发射了一颗地球同步卫星，于1999年12月2。日又成功发射了 “神舟号”试验飞船，飞船在太空中飞行了 21h,环绕地球运动了 14圈，又顺利返回地面，假设卫星和飞船都做匀速圆周运动，那么卫星与飞船在各自轨道上运行时（）卫星运行周期比飞船大卫星运动速度比飞船大卫星运动的加速度比飞船大卫星离地面高度比飞船大A.B .C.D.【答案】B【解析】【分析】飞船的太空中飞行了 21h,环绕地球运动了 14圈，可以求出运动的周期为，而地球同步卫星的周期为24h, 卫星与飞船在各自轨道上运行时万有引力提供向心力，根据万有引力公式和向心力公式列式求解即可。【详解】
10、飞船的太空中飞行了 21h,环绕地球运动了 14圈，可以求出运动的周期为，而地球同步卫星的 周期为24h,故正确；根据万有引力提供向心力Mmv2得：网,卫星的轨道半径比飞船大，所以卫星的运动速度比飞船小，故错误；根据万有引力提供向心力叫得：卫星的轨道半径比飞船大，所以卫星的运动的加速度比飞 5 , ma a 7rr船小，故错误；根据万有引力提供向心力Mm4M得：3所，因为卫星运行周期比飞船大，所以卫星的轨道半径比G7 = m7Tr = *飞船大，即卫星离地面高度比飞船大，故正确。故应选B。【点睛】本题根据题意得出周期的关系，再根据周期的关系得出半径的关系，根据万有引力公式和向心力 公式列式求解
11、即可。嫦娥三号”探月卫星已经成功到达月球表面.已知月球绕地球做圆周运动的半径为口、周期为Ti；“嫦 娥三号探月卫星绕月球做圆周运动的半径为2、周期为T2.引力常量为G,不计周围其他天体的影响，下 列说法正确的是（ ）A.根据题目条件能求出“嫦娥三号”探月卫星的质量B.根据题目条件能求出地球的密度C.根据题目条件能求出地球与月球之间的引力D.根据题目条件可得出注=也Ti T2【答案】c【解析】试题分析：与上题相似，根据月球绕地球做圆周运动的半径为口、周期为得Mwn4必，可求得地球G彳=m铲1的质量 4兀汨，但地球的半径未知，不能求出地球的密度，故B错误.同理，根据题目条件不能求出“嫦 乂地=品娥
12、三号”探月卫星的质量，只能求得月球的质量，故A错误；由上求出月球和地球的质量，又月球绕地球 做圆周运动的半径为口，根据万有引力定律可求得地球与月球之间的引力，故C正确.由A、B两项结果 可得：与中心天体的质量成正比，所以止 支，故D错误.故选：C.T2寻力不考点：万有引力定律的应用.二、多项选择（每题5分，共15分）11.下列叙述正确的是（）A.卡文迪许实验证明了万有引力定律，并测出了引力常量B.万有引力常量的单位是N.mkg2C.我们平时很难觉察到物体间的引力，这是由于一般物体间没有万有引力作用D.万有引力常量的数值是人为规定的【答案】AB【解析】引力常量是卡文迪许测出的，A错；万有引力常量
13、的单位就是Nmkg2, b对；一般物体间也有万有引力作用，只不过很小，C错；万有引力常量的数值是测出的，D错。12.北京时间2012年10月，我国第16颗北斗导航卫星发射成功.它是一颗地球静止轨道卫星（即地球同 步卫星），现已与先期发射的15颗北斗导航卫星组网运行并形成区域服务能力.在这16颗北斗导航卫星中, 有多颗地球静止轨道卫星，下列关于地球静止轨道卫星的说法中；正确的是（）A.它们的运行速度都小于7.9 km/sB.它们运行周期的大小可能不同C.它们离地心的距离可能不同D.它们的向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度【答案】AD【解析】试题分析：所有绕地球做圆周运动的卫星线速度都不会
14、超过7.9km/s,选项A正确；根据卫星做圆周运动万 有引力充当向心力知，所有同步卫星的周期都相同，离地心的距离也相同，故选项B、C错误；赤道上物体 与同步卫星角速度相同，根据a=G）2r知，地球静止轨道卫星的加速度大于赤道上物体的向心加速度，故选 项D正确。考点：地球同步卫星 赤道物体13 .宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统.设某双 星系统绕其连线上的O点做匀速圆周运动，转动周期为T,轨道半径分别为Ra、Rb且RaVRb,引力常量 G已知，则下列说法正确的是（）A.星体A的向心力大于星体B的向心力B.双星的角速度一定相同C.星球A和星体B的质
15、量之和为4RRa + Rb）3GT2D.星球A的线速度一定大于星体B的线速度【答案】BC【解析】试题分析：彼此之间的万有引力作用互相绕转，所以两者的之间的向心力大小相等，A错误；两星绕同一 点转动，故两星一直在同一直线上，故角速度相等，故B正确；设两颗恒星的质量分别为m1、m2,角速度 分别为31, CO2.根据题意有1 = 82，根据万有引力定律和牛顿定律，有mm 2-mm2-G-= miOirA Gh = m182rB联立以上各式解得m2r根据解速度与周期的关系知,_强)1 一2 一 1联立式解得 ，47L234 6c正确；mi + m2=沟=而 ia + ib)向心力相同，故两星的向心加
16、速度不同，半径不同，由a = g2可得，线速度也不同，D错误故选BC考点：考查了双星问题点评：双星问题要把握住双星的特点：彼此间的万有引力充当向心力，并且只能绕同一点做圆周运动.三、填空题(每空5分，共30分)14 .人造卫星在半径r处绕地球作匀速圆周运动，已知万有引力常量为G,地球的质量为M.则卫星的线速 度 v=, 角速度 3=,力口速度 a=, 周期 T=.【答案】 (1).理;(2).理； (3).警； (4).回4 r FJJgM【解析】【分析】根据万有引力提供卫星圆周运动向心力由卫星的轨道半径和地球质量求得描述圆周运动的物理量大小即 可。【详解】卫星绕地球圆周运动，万有引力提供圆周
17、运动向心力有：Mm v224k2Gr = m7 = m(or = ma = mT 可得卫星的线速度丫 =秒 向心加速度a =萼 角速度 =周期卜兀2r3。 一 d GM【点睛】解决本题的关键是知道卫星圆周运动的向心力由万有引力提供，能写出不同物理量下卫星圆周运 动的向心力公式是正确解题的关键。15 .万有引力定律的地月检验，假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力，已知地球表 面重力加速度g,半径R；月球绕地球公转周期为T.月球轨道半径约为地球半径的60倍，根据牛顿定律 可知月球在轨道上运动的加速度为.而根据月球匀速圆周运动计算出其向心加速度为.计算结果符合得很好，表明物体间的引
18、力遵从相同的规律【答案】(1). ；(2). 24航2r3600【解析】试题分析：设物体质量为m,地球质量为M,地球半径为R,月球轨道半径r=60R,物体在月球轨道上运动时的加速度为a,由牛顿第二定律得：地球表面的物体所受重力等于：蚂解得：刍.工， G(60R)2maG r2 - mgg-602BPl_；根据公式4兀2 24航2a -透 a = VR考点：考查了月地检验原理点评：关键是选择合适的公式计算，比较简单四、计算题(16题10分，17题15分，共25分)16 .“神舟七号”飞船绕地球做匀速圆周运动的过程中，距地面的高度为h,。已知引力常量为G,地球质量为M,地球半径为R.求：飞船加速度
19、a的大小；飞船速度v的大小.【答案】(1)_旦_; (2) 回 a-r + h)2 v = g【解析】【分析】匕船绕地球做匀速圆周运动所需要的向心力由万有引力提供即Mm声即可求解。Gt= ma = m-r2r【详解】(1)飞船绕地球做匀速圆周运动所需要的向心力由万有引力提供即MmG= ma r其中r = R+h解得：, = _L ;a (R + a(2)飞船绕地球做匀速圆周运动所需要的向心力由万有引力提供即其中二R+h解得： Fgmo【点睛】解决本题关键利用飞船绕地球做匀速圆周运动所需要的向心力由万有引力提供即MmGr - ma = m特别注意式中的为飞船到球心的距离。17 .行星探测器是人类
20、探测行星的主要工具.在某次探测过程中，探测器在靠近行星表面的轨道上做匀速圆周运动，经过t秒运动了 N圈，已知该行星的半径为R,引力常量为G,求：探测器在轨道上运动的周期T；(2)行星的质量M；(3)行星表面的重力加速度g.【答案】(1)丁_匕 04兀2n?r3；(3)4兀20Rt-ng=k【解析】【分析】(1)根据探测器绕行星转动的圈数和时间求出探测器的周期；(2)根据万有引力提供向心力，结合轨道半径和周期求出行星的质量；(3)根据万有引力等于重力求出行星表面的重力加速度。【详解】(1)探测器在轨道上运动的周期(2)根据 Mm 47V2得, = m.R行星的质量M =GT2把T t代入得：行星的质量T=s4ti2N2R3;(3)根据万有引力等于重力得,Mm解得：。.四 g- r2把4兀2MR3代入得:M =丁Gt，4ti2N2R og = 【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力，2、万有引力提供向 心力，并能灵活运用。