【物理】万有引力与宇宙航行章节练习-2023-2024学年高一下人教版（2019）必修第二册

第七章万有引力与宇宙航行第七章万有引力与宇宙航行1行星的运动班级：姓名：学号：【基础知识】1．地心说：公元2世纪的希腊天文学家托勒密使地心说发展和完善起来，认为是宇宙的中心，其它星球都围绕地球做运动，而地球不动。2．日心说：16世纪波兰天文学家哥白尼，经过达40年大量的天文观测和研究创立的，认为是宇宙的中心，所有其它行星都围绕地球做匀速圆周运动，而太阳不动。3．开普勒定律：⑴第一定律，指所有的行星围绕太阳运动的轨道都是，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；⑵第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积；⑶第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。若用R表示椭圆轨道的半长轴，T表示公转周期，则有。【基础训练】1．物理学发展历程中，在前人研究基础上经过多年的尝试性计算，首先发表行星运动的三个定律的科学家是()A．哥白尼B．第谷C．伽利略D．开普勒2．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3．对于开普勒行星运动定律的理解，下列说法正确的是()A．第谷进行长期观测，记录了大量数据，通过对数据研究总结得出了行星运动定律B．根据开普勒第一定律，行星围绕太阳运动的轨迹是圆，太阳处于圆心位置C．根据开普勒第二定律，行星距离太阳越近，其运动速度越大；反之，则越小D．根据开普勒第三定律，行星围绕太阳运行的轨道半径跟它公转周期成正比4．金星、火星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，由开普勒定律可知()A．两行星的周期相等B．两行星的速率均不变C．太阳位于金星椭圆轨道的一个焦点上D．相同时间内，金星与太阳连线扫过的面积等于火星与太阳连线扫过的面积5．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知()A．太阳位于木星运行轨道的中心B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积D．火星与木星公转周期的平方之比等于它们轨道半长轴的立方之比ABF1F26．某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2ABF1F2A．F2B．AC．F1D．B7．地球沿椭圆轨道绕太阳运行，月球沿椭圆轨道绕地球运行。下列说法正确的是()A．

地球位于月球运行轨道的中心B．地球在近日点的运行速度大于其在远日点的运行速度C．地球与月球公转周期平方之比等于它们轨道半长轴立方之比D．相同时间内，地球与太阳连线扫过的面积等于月球与地球连线扫过的面积8．二十四节气中的春分与秋分均为太阳直射赤道，春分为太阳从南回归线回到赤道，秋分则为太阳从北回归线回到赤道．2004年3月20日为春分，9月23日为秋分，可以推算从春分到秋分187天，而从秋分到春分则为179天。关于上述自然现象，下列说法正确的是(设两段时间内地球公转的轨迹长度相等)()A．从春分到秋分地球离太阳远 B．从秋分到春分地球离太阳远C．夏天地球离太阳近 D．冬天地球离太阳远9．宇宙飞船在绕太阳的圆形的轨道上运动，如果该轨道半径是地球绕太阳轨道半长轴的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是()A．3年B．9年C．27年D．81年地球哈雷彗星太阳10．地球的公转轨道接近圆，但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现。哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星。地球哈雷彗星太阳A．2042年B．2052年C．2062年D．2072年Or1r211．如图所示，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1Or1r2A．B．C．D．12．某行星沿椭圆轨道运行，远日点离太阳的距离为a，近日点离太阳的距离为b，过远日点时行星的速率为va，则过近日点时的速率为()A．B．C．D．金星θ2水星太阳θ113．如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为θ1；金星转过的角度为θ2(θ1、θ2金星θ2水星太阳θ1A．水星和金星绕太阳运动的周期之比B．水星和金星的密度之比C．水星和金星到太阳的距离之比D．水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比2万有引力定律班级：姓名：学号：【基础知识】1．根据开普勒第一、第二定律可以确定，行星是以太阳为中心做匀速圆周运动的，力提供行星做匀速圆周运动所需的向心力。由开普勒第三定律结合向心力公式，可以证明太阳对不同行星的引力，与成正比，与成反比。再由牛顿第三定律可知，行星对太阳的引力大小与成正比。2．月—地检验：牛顿首先得到太阳与行星间相互吸引力的规律，即：该引力具有与距离平方成反比的性质。随后牛顿联想到：月球绕地球运动的向心力与地球对地面附近物体的服从相同的规律，并通过月—地检验，验证了假设。3．万有引力定律：然界中任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟他们之间的距离的二次方成反比；公式：，其中G是引力常量，m1、m2为两个物体的质量，r为两物体间的距离。4．引力常量G：最早由英国物理学家测得。数值常取G＝6.67×10－11N•m2/kg2；即其在数值上等于两个质量均为1kg的质点相距1m时的相互吸引力。【基础训练】1．关于万有引力定律，以下说法正确的是()A．牛顿在前人研究基础上总结出万有引力定律，并计算出了引力常数为GB．德国天文学家开普勒对第谷观测的行星数据进行了研究，得出了万有引力定律C．英国物理学家卡文迪许测出引力常数为G，并直接测出了地球的质量D．2．在推导太阳对行星引力的表达式的过程中，所没有用到的规律有()A．开普勒三定律B．牛顿第一定律C．牛顿第二定律D．牛顿第三定律3．关于行星的运动及太阳与行星间的引力，下列说法正确的是()A．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆B．所有行星绕太阳公转的周期都相同C．太阳与行星间引力的方向沿着二者的连线D．太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力4．关于引力常量G，下列说法中正确的是()A．B．引力常量G的大小与两物体质量乘积成反比，与两物体间距离的平方成正比C．引力常量G的物理意义是，两个质量都是10kg的物体相距1m时相互吸引力为6.67×10－11ND．引力常量G是不变的，其值大小与单位制的选择无关5．月—地检验的结果说明()A．地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一性质的力B．地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力不是同一性质的力C．地面物体所受地球的引力只与物体的质量有关，即G＝mgD．月球所受地球的引力只与月球质量有关6．依据牛顿的理论，两物体之间万有引力的大小，与它们之间的距离r满足()A．F与r成正比B．F与r2成正比C．F与r成反比D．F与r2成反比7．关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是()A．m1与m2受到的引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力B．m1与m2受到的引力总是大小相等的，而与m1、m2是否相等无关C．不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力D．只有能看作质点的两物体间的引力才能用计算8．要使两物体间的万有引力减小到原来的，下列办法可采用的是()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及距离增大到原来的2倍C．使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变D．使两物体的质量和距离都减小为原来的9．假设在地球周围有质量相等的A、B两颗地球卫星，已知地球半径为R，卫星A距地面高度为R，卫星B距地面高度为2R，卫星B受到地球的万有引力大小为F，则卫星A受到地球的万有引力大小为()A．B．C．D．4F10．地球的质量是月球质量的81倍，若地球吸引月球的力的大小为F，则月球吸引地球的力的大小为()A．B．FC．9FD．81F11．已知某星球的质量是地球质量的，直径是地球直径的。一名宇航员来到该星球，宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力大小的()A．B．C．2D．412．在地球表面附近自由落体的加速度为g，同步卫星距地面的高度大约是地球半径的6倍，则同步卫星所在处的重力加速度大约是()A．eq\f(g,16)B．eq\f(g,36)C．eq\f(g,49)D．eq\f(g,64)13．地球对月球具有相当大的引力，可它们没有靠在一起，这是因为()地球月球地球月球B．不仅地球对月球有引力，而且太阳系中的其他星球对月球也有引力，这些力的合力为零C．地球对月球的引力还不算大D．地球对月球的引力不断改变月球的运动方向，使得月球围绕地球运动《万有引力定律》习题课班级：姓名：学号：【例题选讲】【例题1】下列关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是()A．不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力B．只有天体间的引力才能用F＝Geq\f(m1m2,r2)计算C．由F＝Geq\f(m1m2,r2)知，两质点间距离r减小时，它们之间的引力增大D．引力常量的大小首先是由牛顿测出来的，且等于6.67×10－11N·m2/kg2【例题2】地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的2.7×107倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是()A．太阳引力远小于月球引力B．太阳引力与月球引力相差不大C．月球对不同区域海水的吸引力大小相等D．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异【例题3】设宇宙中某一小行星自转较快，但仍可近似看作质量分布均匀的球体，半径为R。宇航员用弹簧测力计称量一个相对自己静止的小物体的重量，第一次在极点处，弹簧测力计的读数为F1＝F0；第二次在赤道处，弹簧测力计的读数为F2＝。假设第三次在赤道平面内深度为的隧道底部，示数为F3；第四次在距行星表面高度为R处绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中，示数为F4。已知均匀球壳对壳内物体的引力为零，则以下判断正确的是()A．F3＝，F4＝B．F3＝，F4＝0C．F3＝，F4＝0D．F3＝，F4＝【基础训练】1．牛顿发现万有引力定律的思维过程是下列的()A．理想实验——理论推导——实验检验B．假想——理论推导——实验检验C．假想——理论推导——规律形成D．实验事实——假想——理论推导2．对于太阳与行星间的引力表达式，下列说法错误的是()A．公式中的G为比例系数与太阳行星均无关B．太阳与行星受到的引力总是大小相等C．太阳与行星受到的引力是一对平衡力，合力等于0D．太阳与行星受到的引力是一对作用力与反作用力3．根据万有引力定律，两个质量分别是m1和m2的物体，他们之间的距离为r时，它们之间的吸引力大小为F＝eq\f(Gm1m2,r2)，式中G是引力常量，若用国际单位制的基本单位表示G的单位应为()A．kg·m·s－2 B．N·kg2·m－2C．m3·s－2·kg－1 D．m2·s－2·kg－2r0r2r14．如图所示，两个半径分别为r1＝0.40m，r2＝0.60m，质量分布均匀的实心球质量分别为m1＝4.0kg、m2＝1.0kg，两球间距离r0＝2.0m，则两球间的相互引力的大小为(G＝6.67×10－11r0r2r1A．6.67×10－11NB．大于6.67×10－11NC．小于6.67×10－11ND．不能确定5．设想把质量为m的物体放在地球的中心，地球质量为M、半径为R，则物体与地球间的万有引力为()A．零B．无穷大C．eq\f(GMm,R2)D．eq\f(GMm,2R2)6．地球的质量为M，半径为R。质量为m的宇航员离地面高度为h时，受到地球的万有引力为()A．F＝GB．F＝GC．F＝GD．F＝G7．在离地面高度等于地球半径的地方，重力加速度的大小是地球表面处的()A．2倍B．1倍C．eq\f(1,2)倍D．eq\f(1,4)倍8．若想检验“使同步卫星绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知同步卫星距地心的距离为地球半径k倍的情况下，需要验证()A．地球吸引同步卫星的力约为地球吸引苹果的力的B．同步卫星的加速度约为苹果落向地面加速度的C．物体在同步卫星表面自由下落的加速度约为在地球表面自由下落的加速度的D．苹果在同步卫星表面受到的引力约为在地球表面受到的引力的9．地球可近似看成球形，由于地球表面上物体都随地球自转，所以有()A．物体在赤道处受的地球引力等于在两极处受的地球引力，而重力小于在两极处的B．赤道处的角速度比南纬30°大C．地球上物体的向心加速度都指向地心，且赤道上物体的向心加速度比两极处大D．地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力10．一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的()A．0.25B．0.5C．2.0倍D．4.0倍11．将地球看作标准的球形天体。若在地球两极处，用弹簧秤称得某物体重力为W；在赤道处，称得该物体重为W=0.9W，则()A．在两极处，该物体随地球自转所需的向心力为WB．在两极处，该物体受到的重力为0C．在赤道处，该物体与地球间的引力为0.9WD．在赤道处，该物体与地球间的引力为W12．1990年5月，紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星，该小行星的半径为16km。若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体，小行星密度和地球相同，已知地球半径R=6400km，地球表面重力加速度为g。这个小行星表面的重力加速度为()A．B．400gC．20gD．13．地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的。已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为()A．0.19B．0.44C．2.3D．5.2BA14．如图所示，两星球相距为l，质量之比为mA∶mB=1∶9，两星球半径远小于l。沿A、B连线从星球A向B以某一初速度发射一探测器，只考虑星球A、B对探测器的作用。下列说法正确的是BAA．探测器的速度一直减小B．探测器在距星球A为处加速度为零C．若探测器能到达星球B，其速度可能恰好为零D．若探测器能到达星球B，所受合外力先变大后变小rrlmrrlmm/mMm/A．控制变量法B．比较的方法C．放大的思想D．等效的方法3万有引力理论成就班级：姓名：学号：【基础知识】1．“称量”地球的质量：若不考虑地球的自转，地面上质量为m的物体所受到的重力mg等于地球对物体的，公式为mg=。由此可以得出地球的质量M=，故我们只需测出地球的半径与地球表面的重力加速度即可求得地球的质量。此方法可推广应用于其它星球上。2．计算中心天体的质量：首先观测围绕中心天体运动的行星(或卫星)的与，然后由万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律列出方程式，可得(填“中心”或“运行”)天体的质量表达式。3．未知天体的发现和预言哈雷彗星回归：3.18世纪，人们观测到太阳系的第七颗行星——天王星的轨道与利用定律计算出来的轨道有一些偏差。英国的亚当斯与法国的勒维耶各自利用万有引力定律计算出了新行星——海王星的位置。海王星的发现与哈雷慧星的“”确立了万有引力定律的地位。【基础训练】1．关于万有引力定律应用于天文学研究的历史事实，下列说法正确的是()A．天王星、海王星都是运用万有引力定律，经过大量计算以后发现的B．18世纪时人们发现太阳的第七颗行星的运动轨道总是同根据万有引力定律计算出来的结果有比较大的偏差，于是人们推测出在这颗行星的轨道外还有一颗行星C．太阳的第八颗行星是牛顿运用自己发现的万有引力定律，经过大量计算而发现的D．以上说法都正确2．利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是()A．地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B．人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C．月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D．地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离3．已知万有引力常量为G，地球的质量为M、半径为R，有一质量为m的物体放在地球表面。地球表面重力加速度g的大小可表示为()A．B．C．D．4．设太阳质量为M，某行星绕太阳公转周期为T，轨道可视作半径为r的圆。已知万有引力常量为G，则描述该行星运动的上述物理量满足()A．B．C．D．5．设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动，若测得土星到太阳的距离为r，土星绕太阳运动的周期为T，引力常量为G，则根据以上数据不可解得的物理量有()A．土星线速度的大小 B．土星加速度的大小C．土星的质量 D．太阳的质量6．某行星有甲、乙两颗卫星，它们的轨道均为圆形，甲的轨道半径为R1，乙的轨道半径为R2，R2>R1。根据以上信息可知()A．甲的质量大于乙的质量B．甲的速率大于乙的速率C．甲的周期大于乙的周期D．甲所受行星的引力大于乙所受行星的引力7．某卫星绕地球做匀速圆周运动，t时间内这颗卫星运动的轨迹长为s，这段时间内卫星的运动方向改变了θ角。已知引力常量为G，由此可求得地球的质量为()A．B．C．D．8．假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G。地球的密度为()A．B．C．D．9．2011年11月3日凌晨，“神舟八号”与“天宫一号”空间站成功对接。对接后，空间站在离地面三百多公里的轨道上绕地球做匀速圆周运动。现已测出其绕地球球心作匀速圆周运动的周期为T，已知地球半径为R、地球表面重力加速度为g、万有引力常量为G，则根据以上数据，以下不能够计算的物理量是()A．地球的平均密度B．空间站所在处的重力加速度大小C．空间站绕行的速度大小D．空间站所受的万有引力大小10．科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”。由以上信息我们可能推知()A．这颗行星的公转周期与地球相等B．这颗行星的自转周期与地球相等C．这颗行星质量等于地球的质量D．这颗行星的密度等于地球的密度11．月球表面重力加速度是地球表面重力加速度的eq\f(1,6)，若已知月球半径约为1.72×103km，引力常量为6.67×10－11N·m2/kg2，地球表面重力加速度为9.8m/s2。试估算月球质量的数量级为()A．1016kgB．1020kgC．1022kgD．1024kg12．从长期来看，火星是一个可供人类移居的星球。假设有一天宇航员乘宇宙飞船登陆了火星，在火星上做自由落体实验，得到物体自由下落h所用的时间为t，设火星半径为R，据上述信息推断，宇宙飞船绕火星做圆周运动的周期不小于()A．B．C．D．13．已知地球半径为R，月球半径为r，地球与月球之间的距离(两球中心之间的距离)为L。月球绕地球公转的周期为T1，地球自转的周期为T2，地球绕太阳公转的周期为T3，假设公转运动都视为圆周运动，引力常量为G，由以上条件可知()A．月球运动的加速度为B．月球的质量为C．地球的密度为D．地球的质量为《万有引力理论成就》习题课班级：姓名：学号：【例题选讲】【例题1】(多选)通过观测冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物理量可以是()A．卫星的速度和角速度B．卫星的质量和轨道半径C．卫星的质量和角速度D．卫星的运行周期和轨道半径【例题2】2013年6月13日，“神州十号”与“天宫一号”目标飞行器在离地面343km的圆轨道上成功进行了我国第5次载人空间交会对接。在进行对接前，“神州十号”飞船在比“天宫一号”目标飞行器较低的圆形轨道上飞行，这时“神州十号”飞船的速度为v1，“天宫一号”目标飞行器的速度为v2，“天宫一号”目标飞行器运行的圆轨道和“神州十号”飞船运行圆轨道最短距离为h，由此可求得地球的质量为()A．B．C．D．【例题3】若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为。已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R。由此可知，该行星的半径约为()A．B．C．D．【基础训练】1．万有引力理论的成就(或意义)不包括()A．测量引力常量B．“称量”地球质量C．发现未知天体D．实现“天地”统一 A．在月球表面上让一个小球做自由落体运动，测出下落的高度H和时间t B．测出月球绕地球做匀速圆周运行的周期T和轨道半径r C．发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出卫星的轨道半径r和卫星的周期T 3．设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看成均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相比①地球与月球间的万有引力将变大②地球与月球间的万有引力将变小③月球绕地球运动的周期将变长④月球绕地球运动的周期将变短A．①③B．②③C．②④D．①④4．一飞船围绕地球做匀速圆周运动，其离地面的高度为H，若已知地球表面重力加速度为g，地球半径R。则飞船所在处的重力加速度大小()A．B．C．D．5．若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证()A．地球吸引苹果的力约为地球吸引月球的力的B．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的D．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的6．据报道，科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星。假设该行星质量约为地球质量的6.4倍，半径约为地球半径的2倍。那么，一个在地球表面能举起64kg物体的人在这个行星表面能举起的物体的质量约为多少(地球表面重力加速度g=10m/s2)()A．30kgB．40kgC．50kgD．60kg7．人造卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为v，轨道半径为r，已知引力常量为G，根据万有引力定律，可算出地球的质量为()A．B．C．D．8．宇航员站在某一星球上，将一个小球距离星球表面h高度处由静止释放使其做自由落体运动，经过t时间后小球到达星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，则下列选项正确的是()A．该星球的质量为B．该星球表面的重力加速度为C．该星球的第一宇宙速度为D．通过以上数据无法确定该星球的密度9．2013年12月，我国成功地进行了“嫦娥三号”的发射和落月任务，进一步获取月球的相关数据。该卫星在月球上空绕月球做匀速圆周运动时，经过时间t，卫星行程为s，卫星与月球中心连线扫过的角度是θ弧度，万有引力常量为G，月球半径为R，则可推知月球密度的表达式是()A．B．C．D．4宇宙航行班级：姓名：学号：【基础知识】1．牛顿对人造地球卫星的设想:牛顿在思考万有引力定律的时候就曾想过，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也就一次比一次远。如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为一颗。2．三个宇宙速度：(1)第一宇宙速度又叫做速度，其值为m/s，是卫星绕地球不落回地面的最小发射速度，也是绕地球做圆周运动卫星的运行速度。第一宇宙速度等于沿地球表面轨道运行卫星的运动速度，大小取决于地球的与，可表达为v=或。此结论可推广到其它天体中。(2)第二宇宙速度是挣脱地球引力的最小发射速度，其值为m/s，又称为速度。发射速度超过第二宇宙速度才可能成为绕太阳或其它行星运行的人造天体。(3)第三宇宙速度挣脱太阳引力的最小发射速度，其值为m/s，又称为速度。从地球上发射时速度超过第三宇宙速度，人造天体才能离开太阳系进入宇宙空间。3．人造地球卫星的加速度a、速度v、角速度ω、周期T与轨道半径r的关系人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力，是由地球对卫星的万有引力提供的，故有：，可以得到：加速度a=，线速度v=，线速度ω=，周期T=。【基础训练】1．第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度，则有()A．被发射的物体质量越大，第一宇宙速度越大B．被发射的物体质量越小，第一宇宙速度越大C．第一宇宙速度与被发射物体的质量无关D．第一宇宙速度与地球的质量无关2．某飞船进入离地面343km的圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小()A．等于7.9km/sB．介于7.9km/s和11.2km/s之间C．小于7.9km/sD．介于7.9km/s和16.7km/s之间3．关于人造地球卫星，下列说法正确的是()A．由公式F＝Geq\f(Mm,r2)知，卫星所受地球引力与其轨道半径r的二次方成反比B．若卫星做匀速圆周运动，则卫星距地心越远，角速度越大C．地球的同步卫星可在不同轨道上运行D．第一宇宙速度是发射卫星的最大发射速度acbdP4．如图所示，a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上匀速运行的四颗人造卫星。其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上。某时刻b卫星恰好处于acbdPA．b、d存在相撞危险B．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度C．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度D．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度5．如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是()M甲2MM甲2M乙B．甲的运行周期比乙的小C．甲的角速度比乙的大D．甲的线速度比乙的大BAC6．我国在2015年年底发射首颗地球同步轨道高分辨率对地观测卫星高分四号。如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体，B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，CBACA．物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期B．卫星B的线速度大于卫星C的线速度C．物体A随地球自转的加速度大于卫星C的加速度D．物体A随地球自转的角速度大于卫星B的角速度7．如图，我国“北斗卫星导航系统”由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成，卫星轨道半径大小不同，其运行速度、周期等参量也不相同，下面说法正确的是()A．卫星轨道半径越大，环绕速度越大B．卫星的线速度小于7.9km/sC．卫星轨道半径越小，向心加速度越小D．卫星轨道半径越小，运动的角速度越小8．已知地球质量为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍。若在月球和地球表面同样高度处，以相同的初速度水平抛出物体，抛出点与落地点间的水平距离分别为s月和s地，则s月∶s地约为()A．9：4B．6：1C．3：2D．1：19．假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来半径的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的()A．倍B．倍C．倍D．2倍10．一颗人造地球卫星在距地球表面髙度为h的轨道上做匀速圆周运动，运行周期为T。若地球半径为R，则()A．该卫星运行时的线速度为B．该卫星运行时的向心加速度为C．物体在地球表面自由下落的加速度为D．地球的第一宇宙速度为11．北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置(如图所示)。若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力。则以下判断中正确的是()A地球BA地球B卫星1卫星2600B．卫星1向后喷气就一定能追上卫星2C．卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为D．卫星1中物体的速度为《宇宙航行》习题课班级：姓名：学号：【基础知识】地球同步卫星：相对于地面的卫星，由于它跟地球的自转同步，称为地球同步卫星(又叫通讯卫星)。它有以下几个特点：⑴周期，即T＝24h；⑵角速度一定；⑶高度一定，离地面高约5.6R0(R0为地球半径)；⑷轨道一定，即轨道平面一定与地球赤道在同一平面内，且所有的同步卫星在同一轨道上；⑸环绕速度一定，都约3.08km/s；⑹位置一定，都在赤道的正上方。【基础训练】嫦娥一号月球嫦娥二号1．2010年10月1日19时整“嫦娥二号”成功发射。其环月飞行的高度为100km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加翔实。若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图嫦娥一号月球嫦娥二号A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”小B．“嫦娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”小C．“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”小D．“嫦娥二号”环月运行的向心力与“嫦娥一号”相等2．将地球看作质量均匀分布的球体，在其上空有许多同步卫星，下列说法中正确的是()A．它们的角速度可能不同B．它们的向心加速度可能不同C．它们离地心的距离可能不同D．它们的质量可能不同3．关于地球同步卫星的说法正确的是()A．所有地球同步卫星一定在赤道上空B．不同的地球同步卫星，离地高度不同C．不同的地球同步卫星的向心加速度大小不相等D．所有地球同步卫星受到的向心力大小一定相等cbad4．如图所示，a、b、c、d四条圆轨道的圆心均在地球的自转轴上，其中a、b、cbadA．图中a、b、c、d都是可能的轨道B．只有a、b、c是可能的轨道C．图中a、b、c都可能是同步卫星的轨道D．若b、c轨道半径相同，在这两个轨道上运行的所有卫星的速度大小、加速度大小、向心力大小、绕行周期、重力加速度大小都一定分别相等5．2016年8月16日l时40分，我国在酒泉用长征二号丁运载火箭成功将世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”发射升空。如图所示为“墨子号”卫星在距离地球表面500km高的轨道上实现两地通信的示意图。若己知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，则下列说法正确的是()A．工作时，两地发射和接受信号的雷达方向一直是固定的B．卫星绕地球做匀速圆周运动的速度小于7.9km/sC．可以估算出“墨子号”卫星所受到的万有引力大小D．可以估算出地球的平均密度6．一半径为R的球形行星自转周期为T，其同步卫星距离行星表面的高度为3R，则在该行星表面绕其做匀速圆周运动的卫星线速度大小为()A．B．C．D．7．研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时，假设这种趋势会持续下去，地球的其它条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比()A．距地面的高度变大B．向心加速度变大C．线速度变大D．角速度变大8．宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面(设月球半径为R)。据上述信息推断，月球的第一宇宙速度为()A．B．C．D．9．据报道，2020年我国首颗“人造月亮”将完成从发射、人轨、展开到照明的整体系统演示验证。“人造月亮”是一种携带大型空间反射镜的人造空间照明卫星，将部署在距离地球500km以内的低地球轨道上，其亮度是月球亮度的8倍，可为城市提供夜间照明。假设“人造月亮”绕地球做圆周运动，则“人造月亮”在轨道上运动时()A．“人造月亮”的线速度等于第一宇宙速度B．“人造月亮”的角速度大于月球绕地球运行的角速度C．“人造月亮”的向心加速度大于地球表面的重力加速度D．“人造月亮”的公转周期大于月球的绕地球运行的周期10．暗物质是二十一世纪物理学之谜，对该问题的研究可能带来一场物理学的革命。为了探测暗物质，我国在2015年12月17日成功发射了一颗被命名为“悟空”的暗物质探测卫星。已知“悟空”在低于同步卫星的轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t(t小于其运动周期)，运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为β(弧度)，引力常量为G，则下列说法中不正确的是()A．“悟空”的线速度小于第一宇宙速度B．“悟空”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度C．“悟空”的环绕周期为D．“悟空”的质量为Or3T2ab11．对于环绕地球做圆周运动的卫星来说，它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化，某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径三次方r3与周期平方T2Or3T2abA．B．C．D．5相对论时空观与牛顿力学的局限性班级：姓名：学号：【基础知识】1．经典力学是以为基础，在宏观世界与低速状态下，研究物体的运动。2．狭义相对论阐述物体运动时所遵从的规律，提出了一些不同于经典力学的观念和结论。在经典力学中，物体的质量与物体的运状态无关，而狭义相对论指出，质量要随着物体运动速度的增大而，若一个物体静止时质量为m0，则当它以速度v运动时，其质量为。经典力学认为位移和时间的测量与参考系，狭义相对论则认为，同一过程的位移和时间的测量与参考系，在不同参考系中是的。3．20世纪20年代，建立了量子力学，它正确描述了的运动规律，并在现代科学技术中发挥了重要作用。1915年爱因斯坦创立了广义相对论，它是解决环境下的力学问题的。4．经典力学的适用范围为：只适用于低速运动，不适用于运动；只适用于宏观世界，不适用于世界；只适用于弱引力环境，不适用于环境。【基础训练】1．经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏观世界”是指()A．行星、恒星、星系等巨大的物质领域B．地球表面上的物质世界C．人眼能看到的物质世界D．不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界2．关于经典力学和相对论，下列说法正确的是()A．经典力学和相对论是各自独立的学说，互不相容B．相对论是在否定了经典力学的基础上建立起来的C．相对论和经典力学是两种不同的学说，二者没有联系D．经典力学包含于相对论之中，经典力学是相对论的特例3．在日常生活中，我们并没有发现物体的质量随着物体运动速度的变化而变化，其原因是()A．运动中物体无法称量质量B．物体的速度远小于光速，质量变化极小C．物体的质量太大D．物体的质量不随速度的变化而变化4．通过一个加速装置对电子施加一很大的恒力，使电子从静止开始加速，则对这个加速过程，下列描述正确的是()A．根据牛顿第二定律，电子将一直做匀加速直线运动B．电子先做匀加速直线运动，后以光速做匀速直线运动C．电子开始近似于匀加速直线运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用D．电子是微观粒子，整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律来解释5．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列表述不正确的是()A．牛顿发现了万有引力定律