一、第七章 万有引力与宇宙航行易错题培优（难）
1．组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转的速率，如果超出了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤附近的物体随星球做圆周运动,由此能得到半径为R,密度为ρ、质量为M 且均匀分布的星球的最小自转周期T ，下列表达式正确的是：（ ）
A ．332R T GM
π= B ．32R T GM
π= C ．3T G πρ
=
D ．T G πρ
=
【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】
AB.当周期小到一定值时，压力为零，此时万有引力充当向心力，即
2224m GMm R
R T
π= 解得：
32R T GM
π
=
① 故B 正确，A 错误； CD. 星球的质量
34
3
M ρV πρR ==
代入①式可得：
3T G πρ
=
故C 正确，D 错误．
2．2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A 点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B 为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有
A ．在轨道Ⅱ上经过A 的速度小于经过
B 的速度
B ．在轨道Ⅱ上经过A 的动能小于在轨道Ⅰ上经过A 的动能
C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期
D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度
【答案】ABC
【解析】
【分析】
【详解】
本题考查人造地球卫星的变轨问题以及圆周运动各量随半径的变化关
系．
2
2
v Mm
m G
r r
=
，得v=
的距离减小而增大，所以远地点的线速度比近地点的线速度小，v A v AⅡ 2 2 2Mm mr G T r π ?? = ? ?? ，得T= 心距离越大，周期越大，因此TⅡ 3．下列说法正确的是（） A．球场上，一小球自由下落触地后，小球上下运动过程做的是简谐振动 B．用竖直轻弹簧连接的小球，在弹性限度内，不计空气阻力，小球上下运动过程做的是简谐振动 C．在同一栋高楼，将一在底层走时准确的摆钟移至高层后，摆钟显示的时间变慢 D．高速飞离地球的飞船中的宇航员认为地球上的时钟变快 E.弹簧振子做简谐振动，振动系统的势能与动能之和保持不变 【答案】BCE 【解析】 【分析】 【详解】 A．球场上，一小球自由下落触地后，小球上下运动过程所受力为恒力，不满足F=-kx，固做的是简谐振动，选项A错误； B．用竖直轻弹簧连接的小球，在弹性限度内，不计空气阻力，小球上下运动过程满足F=-kx，做的是简谐振动，选项B正确； C ．根据2 T=在同一栋高楼，将一在底层走时准确的摆钟移至高层后，由于g变 小，则摆钟显示的时间变慢，选项C正确； D ．根据爱因斯坦相对论可知，时间间隔的相对性 t=船中的宇航员认为地球上的时钟变慢，选项D错误； E．弹簧振子做简谐振动，弹簧的弹性势能和动能相互转化，振动系统的势能与动能之和保持不变，选项E正确。 故选BCE。 4．如图所示，卫星在半径为1r的圆轨道上运行速度为1υ，当其运动经过A点时点火加速，使卫星进入椭圆轨道运行，椭圆轨道的远地点B与地心的距离为2r，卫星经过B点的速度为B υ，若规定无穷远处引力势能为0，则引力势能的表达式 p GMm E r =-，其中G 为引力常量，M为中心天体质量，m为卫星的质量，r为两者质心间距，若卫星运动过程中仅受万有引力作用，则下列说法正确的是 A．1 b υυ < B．卫星在椭圆轨道上A点的加速度小于B点的加速度 C．卫星在A点加速后的速度为2 12 11 2 A B GM r r υυ ?? =-+ ? ?? D．卫星从A点运动至B点的最短时间为 ()3 12 11 1 2 r r t r υ + = 【答案】AC 【解析】 【分析】 【详解】 假设卫星在半径为r2的圆轨道上运行时速度为v2．由卫星的速度公式 GM v r =知，卫星在半径为r2的圆轨道上运行时速度比卫星在半径为r1的圆轨道上运行时速度小，即 v2 v B 2 GMm ma r =，可知轨道半径越大，加速度越小，则 A B a a >，故B 错误；卫星加速后从A运动到B的过程，由机械能守恒定律得， 22 12 11 ()() 22 A B GMm GMm mv mv r r +-=+-得2 12 11 2() A B v GM v r r =-+C正确；设卫星在半径为r1的圆轨道上运行时周期为T1，在椭圆轨道运行周期为T2．根据开普勒第三 定律 3 123 122 1 2( )2r r r T T += 又因为1112r T v π= 卫星从A 点运动至B 点的最短时间为22T t =，联立解得3 1211 ()2r r t v r π += 故D 错误． 5．2020年7月21日将发生土星冲日现象，如图所示，土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与土星之间。此时土星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮而易于观察。地球和土星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，地球一年绕太阳一周，土星约29.5年绕太阳一周。则（ ） A ．地球绕太阳运转的向心加速度大于土星绕太阳运转的向心加速度 B ．地球绕太阳运转的运行速度比土星绕太阳运转的运行速度小 C ．2019年没有出现土星冲日现象 D ．土星冲日现象下一次出现的时间是2021年 【答案】AD 【解析】 【分析】 【详解】 A ．地球的公转周期比土星的公转周期小，由万有引力提供向心力有 2224Mm G mr r T π= 解得 23 4πr T GM = 可知地球的公转轨道半径比土星的公转轨道半径小。 又 2Mm G ma r = 解得 22 1 GM a r r = ∝ 可知行星的轨道半径越大，加速度越小，则土星的向心加速度小于地球的向心加速度，选项A 正确； B ．由万有引力提供向心力有 22Mm v G m r r = 解得 GM v r = 知土星的运行速度比地球的小，选项B 错误； CD ．设1T =地年，则 =29.5T 土年， 出现土星冲日现象则有 ()2πt ωω-?=地土 得距下一次土星冲日所需时间 22 1.0422t T T ππ ππωω= =≈--地土地土 年 选项C 错误、D 正确。 故选AD 。 6．电影《流浪地球》讲述的是面对太阳快速老化膨胀的灾难，人类制定了“流浪地球”计划，这首先需要使自转角速度大小为ω的地球停止自转，再将地球推移出太阳系到达距离太阳最近的恒星（比邻星）。为了使地球停止自转，设想的方案就是在地球赤道上均匀地安装N 台“喷气”发动机，如图所示（N 较大，图中只画出了4个）。假设每台发动机均能沿赤道的切线方向提供大小恒为F 的推力，该推力可阻碍地球的自转。已知描述地球转动的动力学方程与描述质点运动的牛顿第二定律方程F =ma 具有相似性，为M=Iβ，其中M 为外力的总力矩，即外力与对应力臂乘积的总和，其值为NFR ；I 为地球相对地轴的转动惯量；β为单位时间内地球的角速度的改变量。将地球看成质量分布均匀的球体，下列说法中正确的是（ ） A ．在M=Iβ与F =ma 的类比中，与质量m 对应的物理量是转动惯量I ，其物理意义是反映 改变地球绕地轴转动情况的难易程度 B ．地球自转刹车过程中，赤道表面附近的重力加速度逐渐变小 C ．地球停止自转后，赤道附近比两极点附近的重力加速度大 D ．地球自转刹车过程中，两极点的重力加速度逐渐变大 E.这些行星发动机同时开始工作，使地球停止自转所需要的时间为 I NF ω F.若发动机“喷气”方向与地球上该点的自转线速度方向相反，则地球赤道地面的人可能会“飘”起来 G.在M=Iβ与F =ma 的类比中，力矩M 对应的物理量是m ，其物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度 H.β的单位应为rad/s I.β-t 图象中曲线与t 轴围成的面积的绝对值等于角速度的变化量的大小 J.地球自转刹车过程中，赤道表面附近的重力加速度逐渐变大 K.若停止自转后，地球仍为均匀球体，则赤道处附近与极地附近的重力加速度大小没有差异 【答案】AFIJK 【解析】 【分析】 【详解】 A ．I 为刚体的“转动惯量”，与平动中的质量m 相对应，表征刚体转动状态改变的难易程度，故在本题中的物理意义是反映改变地球绕地轴转动情况的难易程度，故A 正确； BJ ．地球自转刹车过程中，万有引力提供赤道表面附近的重力加速度和物体做圆周运动的向心力，则 22Mm G mg m r r ω-= 故赤道表面附近的重力加速度逐渐增大，故B 错误，J 正确； C ．地球视为均匀球体地球停止自转后，万有引力提供重力加速度，故赤道附近和两极点附近的重力加速度一样大，故C 错误； D ．地球自转刹车过程中，；两极点处万有引力提供重力加速度，故两极点的重力加速度保持不变，故D 错误； EHI ．由题意可知 M I β=，M NFR = 解得 NFR I β= 且 t t ωωβ?-= =? 故β的单位为2rad/s ，由β的定义式可知，β-t 图象中曲线与t 轴围成的面积的绝对值等于 角速度的变化量的大小，且联立解得 I t NFR ω= 故EH 错误，I 正确； F ．若发动机“喷气”方向与地球上该点的自转线速度方向相反，则地球的自转角速度变大，则人跟地球一起做圆周运动所需的向心力变大，当万有引力不足以提供向心力时，人会飘起来，故F 正确； G ．在M=Iβ与F =ma 的类比中，力矩M 对应的物理量是F ，表征外力对刚体的转动效果，故G 错误； 故选AFIJK 。 7．太阳系中，行星周围存在着“作用球”空间：在该空间内，探测器的运动特征主要决定于行星的引力。2020年中国将首次发射火星探测器，并一次实现“环绕、着陆、巡视”三个目标。如图所示，若将火星探测器的发射过程简化为以下三个阶段：在地心轨道沿地球作用球边界飞行，进入日心转移轨道环绕太阳飞行，在俘获轨道沿火星作用球边界飞行。且A 点为地心轨道与日心转移轨道切点，B 点为日心转移轨道与俘获轨道切点，则下列关于火星探测器说法正确的是（ ） A ．在地心轨道上经过A 点的速度小于在日心转移轨道上经过A 点的速度 B ．在B 点受到火星对它的引力大于太阳对它的引力 C ．在C 点的运行速率大于地球的公转速率 D ．若已知其在俘获轨道运行周期，可估算火星密度 【答案】AB 【解析】 【分析】 【详解】 A ．从地心轨道上经过A 点进入日心转移轨道上A 点做了离心运动，脱离地球束缚，因此一定点火加速，故A 正确； B ．探测器通过B 点后绕火星运动，合外力做为圆周运动的向心力，因此火星对它的引力大于太阳对它的引力，故B 正确； C ． 在C 点时，同地球一样绕太阳运行，根据 2 2GMm mv r r = 由于绕太阳的轨道半径大于地球绕太阳的轨道半径，因此运行速率小于地球绕太阳的公转的运行速率，故C 错误； D ．根据 2 2(2)GMm m r r T π= 34 3 M R ρ=?π 可得 3 2 33r GT R πρ=? 由于轨道半径不等于火星半径，因此无法求出火星密度，故D 错误。 故选AB 。 8．中国在西昌卫星发射中心成功发射“亚太九号”通信卫星，该卫星运行的轨道示意图如图所示，卫星先沿椭圆轨道1运行，近地点为Q ，远地点为P 。当卫星经过P 点时点火加速，使卫星由椭圆轨道1转移到地球同步轨道2上运行，下列说法正确的是（ ） A ．卫星在轨道1和轨道2上运动时的机械能相等 B ．卫星在轨道1上运行经过P 点的速度大于经过Q 点的速度 C ．卫星在轨道2上时处于超重状态 D ．卫星在轨道1上运行经过P 点的加速度等于在轨道2上运行经过P 点的加速度 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A ．卫星在轨道1上运行经过P 点需点火加速进入轨道2，所以卫星在轨道2上的机械能大于轨道1上运动时的机械能，A 错误； B ．P 点是远地点，Q 点是近地点，根据开普勒第二定律可知卫星在轨道1上运行经过P 点的速度小于经过Q 点的速度，B 错误； C ．卫星在轨道2上时处于失重状态，C 错误； D ．根据牛顿第二定律和万有引力定律得 2Mm G ma r = 所以卫星在轨道2上经过P 点的加速度等于在轨道1上经过P 点的加速度，D 正确。 故选D 。 9．a是地球赤道上一栋建筑，b是在赤道平面内作匀速圆周运动、距地面9.6?6 10m的卫星，c是地球同步卫星，某一时刻b、c刚好位于a的正上方（如图甲所示），经48h，a、b、c的大致位置是图乙中的（取地球半径R=6.4?6 10m，地球表面重力加速度 g=10m/2s，π=10） A．B．C．D． 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 因为c是地球同步卫星，所以应一直在a的上方，A错误；对b有： ，b的周期为 ，经24h后b转4.3圈，处于D 图位置，选项D正确． 10．“嫦娥四号”已成功降落月球背面，未来中国还将建立绕月轨道空间站。如图所示，关闭动力的宇宙飞船在月球引力作用下沿地－月转移轨道向月球靠近，并将与空间站在A 处对接。已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，月球的半径为R，下列说法正确的是（） A．地－月转移轨道的周期小于T B．宇宙飞船在A处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速 C．宇宙飞船飞向A的过程中加速度逐渐减小 D ．月球的质量为M = 22 2 4πR GT 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A ．根据开普勒第三定律可知，飞船在椭圆轨道的半长轴大于圆轨道的半径，所以地-月转移轨道的周期大于T ，选项A 错误； B ．宇宙飞船在椭圆轨道的A 点做离心运动，只有在点火减速后，才能进入圆轨道的空间站轨道，选项B 正确； C ．宇宙飞船飞向A 的过程中，根据 2 Mm G ma r = 知半径越来越小，加速度越来越大，选项C 错误； D ．对空间站，根据万有引力提供向心力有 2 224Mm G m r r T π= 解得 23 2 4r M GT π= 其中r 为空间站的轨道半径，选项D 错误。 故选B 。 11．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R A 、R B 且R A A ．星球A 所受的向心力大于星球 B 所受的向心力 B ．星球A 的线速度一定等于星球B 的线速度 C ．星球A 和星球B 的质量之和为 ()22 4A B R R GT π+ D ．双星的总质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 【答案】D 【解析】 【详解】 A ．双星靠相互间的万有引力提供圆周运动的向心力，所以两个星球的向心力大小相等，选项A 错误； B ．双星的角速度相等，根据v r ω=知，两星球半径不同，则线速度不相等，选项B 错误； C ．对于星球A ，有 2 2A B A A m m G m R L ω＝ 对于星球B ，有 2 2A B B B m m G m R L ω＝ 又 = 2T π ω A B L R R =+ 联立解得 ()3 223 22 44A B A B R R L m m GT GT ππ++== 选项C 错误； D ．根据23 2 4A B L m m GT π+=，双星之间的距离增大，总质量不变，则转动的周期变大，选 项D 正确。 故选D 。 12．如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a 、b 、c 三颗卫星均做圆周运动，a 是地球同步卫星，则（ ） A ．卫星a 的运行速度小于c 的运行速度 B ．卫星a 的加速度大于c 的加速度 C ．卫星b 的运行速度大于第一宇宙速度 D ．卫星c 的周期大于24 h 【答案】A 【解析】 【详解】 AC ．根据 2 2 GMm v m r r = 得卫星的线速度为 GM v r = 可知轨道半径大的卫星运行速度小，所以卫星a 的运行速度小于c 的运行速度，卫星b 的运行速度小于第一宇宙速度，选项A 正确，C 错误； B ．根据 2 GMm ma r = 得卫星的加速度为 2 GM a r = 可知轨道半径大的卫星加速度小，所以卫星a 的加速度小于c 的加速度，选项B 错误； D ．根据 2 224GMm mr r T π= 得卫星的周期为 23 4r T GM π= 可知轨道半径大的卫星周期大，所以卫星a （地球同步卫星）的周期大于c 的周期，即卫星c 的周期小于24h ，选项D 错误。 故选A 。 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。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统．设某双星系统A 、B 绕其连线上的O 点做匀速圆周运动，如图所示。若AO >OB ，则（ ） A ．星球A 的质量一定大于 B 的质量 B ．星球A 的线速度一定小于B 的线速度 C ．双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越大 D ．双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A ．根据万有引力提供向心力 221122m r m r ωω= 因为12r r >，所以有 12m m < 即A 的质量一定小于B 的质量，选项A 错误； B ．双星系统角速度相等，因为12r r >，根据v r ω=知星球A 的线速度一定大于B 的线速度，选项B 错误； CD ．设两星体间距为L ，根据万有引力提供向心力公式得 22121222244m m G mr mr L T T ππ== 解得周期为 () 3122L T G m m π=+ 由此可知双星的距离一定，质量越大周期越小，选项C 错误； 总质量一定，双星之间的距离就越大，转动周期越大，选项D 正确。 故选D 。 14．太空中存在一些离其他恒星很远的、由两颗星体组成的双星系统，可忽略其他星体对它们的引力作用。如果将某双星系统简化为理想的圆周运动模型，如图所示，两星球在相互的万有引力作用下，绕O 点做匀速圆周运动。由于双星间的距离减小，则（ ） A ．两星的运动角速度均逐渐减小 B ．两星的运动周期均逐渐减小 C ．两星的向心加速度均逐渐减小 D ．两星的运动线速度均逐渐减小 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 AB ．设两星的质量分别为1M 和2M ，相距L ，1M 和2M 的角速度为ω，由万有引力定律和牛顿第二定律得 对1M 212 112 M M G M r L ω= 对2M 2 1222 2 M M G M r L ω= 因为 12L r r =+ 解得 2 112 M r L M M = + 1 212 M r L M M = + ()3 1222L T G M M π πω==+ 双星的总质量不变，距离减小，周期减小，角速度增大，A 错误，B 正确； C ．根据 12 11222 M M G M a M a L == 知，L 变小，则两星的向心加速度均增大，故C 错误； D ．由于 () ()1221123 1212G M M M G v r L M L M M L M M ω+== ? =++ () () 1212213 1212G M M M G v r L M L M M L M M ω+== ? =++ 可见，距离减小线速度变大．故D 错误． 故选B 。 15．如图所示，飞行器P 绕某星球做匀速圆周运动，下列说法不正确的是（ ） A ．轨道半径越大，周期越长 B ．张角越大，速度越大 C ．若测得周期和星球相对飞行器的张角，则可得到星球的平均密度 D ．若测得周期和轨道半径，则可得到星球的平均密度 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A ．根据开普勒第三定律3 2r k T =，可知轨道半径越大，飞行器的周期越长， A 正确； B ．根据卫星的速度公式v = ，可知张角越大，轨道半径越小，速度越大，B 正确； C ．根据公式222 4Mm r G m r T π=可得 23 2 4r M GT π= 设星球的质量为M ，半径为R ，平均密度为ρ，飞行器的质量为m ，轨道半径为r ，周期为T ，对于飞行器，由几何关系得 sin 2 R r θ = 星球的平均密度为 343 M R ρπ= 由以上三式知，测得周期和张角，就可得到星球的平均密度，C 正确； D ．由222 4Mm r G m r T π=可得 23 2 4r M GT π= 星球的平均密度为 343 M R ρπ= 可知若测得周期和轨道半径，可得到星球的质量，但星球的半径未知，不能求出星球的体积，故不能求出平均密度，D 错误。 故选D 。 万有引力单元测试题 1\1.(2007山东临沂)如图所示,是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星,关于 各物理量的关系,下列说法正确的是 ( ) A .根据v =gr ,可知v A < v B < v C B .根据万有引力定律,可知F A > F B > F C C .角速度ωA >ωB >ωC D .向心加速度a A < a B < a C 2\2.(2007江苏南通)我们在推导第一宇宙速度时,需要做一些假设,下列假设中不正确．．．的是 ( ) A .卫星做匀速圆周运动 B .卫星的运转周期等于地球自转的周期 C .卫星的轨道半径等于地球半径 D .卫星需要的向心力等于地球对它的万有引力 3\3.(08保定调研)A 和B 是绕地球做匀速圆周运动的卫星,若它们的质量关系为m A =2m B ,轨道半径关系为R B =2R A 则B 与A 的 ( ) A .加速度之比为1∶4 B .周期之比为212∶ C .线速度之比为1∶2 D .角速度之比为1∶2 4\13.(04全国卷Ⅳ17)我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星.某双星由质量不等的星体S 1和S 2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 ,S 1到C 点的距离为r 1,S 1和S 2的距离为r ,已知引力常量为G .由此可求出S 2的质量为（ ） A .2 12)(4GT r r r 2π B .2 312π4GT r C .2 32π4GT r D . 2 122π4GT r r 5\1.（09·全国Ⅰ·19）天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。这颗行星的体积是地球的4.7倍，是地球 的25倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G=6.67×10-11N ·m 2/kg 2, ,由此估算该行星的平均密度为 （ ） A.1.8×103kg/m 3 B. 5.6×103kg/m 3 C. 1.1×104kg/m 3 D.2.9×104kg/m 3 6\1.(07江苏启东期中练习)地球绕太阳的运动可视为匀速圆周运动,太阳对地球的万有引力提供地球绕太阳做圆周运动所需要的向心力,由于太阳内部的核反应而使太阳发光,在这个过程中,太阳的质量在不断减小.根据这一事实可以推知,在若干年后,地球绕太阳的运动情况与现在相比 ( ) A .运动半径变大 B .运动周期变大 C .运动速率变大 D .运动角速度变大 7\2.(07西安一检)设A 、B 两颗人造地球卫星的轨道都是圆形的,A 、B 距地面的高度分别为h A 、h B ,且h A >h B ,地球半径为R ,则这两颗人造卫星周期的比是 ( ) 万有引力定律测试题 班级姓名学号 一、选择题（每小题中至少有一个选项是正确的，每小题5分，共40分） 1．绕地球作匀速圆周运动的人造地球卫星内，其内物体处于完全失重状态，则物体（） A．不受地球引力作用 B．所受引力全部用来产生向心加速度 C．加速度为零 D．物体可在飞行器悬浮 2．人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为R，线速度为v，周期为T，若要使卫星的周期变为2T，可能的办法是（） 不变，使线速度变为 v/2 不变，使轨道半径变为2R D.无法实现 3．由于地球的自转，地球表面上各点均做匀速圆周运动，所以（） A.地球表面各处具有相同大小的线速度 B.地球表面各处具有相同大小的角速度 C.地球表面各处具有相同大小的向心加速度 D.地球表面各处的向心加速度方向都指向地球球心 4．地球上有两位相距非常远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星，相对自己静止不动，则这两位观察者的位置及两人造卫星到地球中心的距离可能是（）A．一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相等 B．一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍 C．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等 D．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍 5．设地面附近重力加速度为g0，地球半径为R0，人造地球卫星圆形运行轨道半径为R，那么以下说法正确的是 ( ) 6．一宇宙飞船在一个星球表面附近做匀速圆周运动，宇航员要估测星球的密度，只需要测定飞船的（） A：环绕半径 B：环绕速度 C：环绕周期 D：环绕角速度 7．假设火星和地球都是球体，火星的质量M火和地球的质量M地之比M火/M地=p，火星的半径R火和地球的半径R地之比R火/R地=q，那么火星表面处的重力加速度g火和地球表面处的重力的加速度g地之比等于[ ] q2 q 一、第七章 万有引力与宇宙航行易错题培优（难） 1．组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转的速率，如果超出了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤附近的物体随星球做圆周运动,由此能得到半径为R,密度为ρ、质量为M 且均匀分布的星球的最小自转周期T ，下列表达式正确的是：（ ） A ．332R T GM π= B ．32R T GM π= C ．3T G πρ = D ．T G πρ = 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 AB.当周期小到一定值时，压力为零，此时万有引力充当向心力，即 2224m GMm R R T π= 解得： 32R T GM π = ① 故B 正确，A 错误； CD. 星球的质量 34 3 M ρV πρR == 代入①式可得： 3T G πρ = 故C 正确，D 错误． 2．2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A 点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B 为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有 A ．在轨道Ⅱ上经过A 的速度小于经过 B 的速度 B ．在轨道Ⅱ上经过A 的动能小于在轨道Ⅰ上经过A 的动能 C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】 本题考查人造地球卫星的变轨问题以及圆周运动各量随半径的变化关 系． 2 2 v Mm m G r r = ，得v= 的距离减小而增大，所以远地点的线速度比近地点的线速度小，v A 万有引力定律练习题 一．选择题（共8小题） 1．（2018?榆林一模）2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示．关于航天飞机的运动，下列说法中不正确的有（） A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度 B．在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能 C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期 D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度2．（2018?江西模拟）北斗卫星导航系统由一组轨道高低不同的人造地球卫星组成。高轨道卫星是地球同步卫星，其轨道半径约为地球半径的6.6倍。若某低轨道卫星的周期为12小时，则这颗低轨道卫星的轨道半径与地球半径之比约为（） A．4.2 B．3.3 C．2.4 D．1.6 3．（2018?海南）土星与太阳的距离是火星与太阳距离的6倍多。由此信息可知（） A．土星的质量比火星的小 B．土星运行的速率比火星的小 C．土星运行的周期比火星的小 D．土星运行的角速度大小比火星的大 4．（2018?高明区校级学业考试）如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，如图所示。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均为锐角），则由此条件可求得（） A．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．水星和金星表面的重力加速度之比 D．水星和金星绕太阳运动的向心力大小之比 5．（2018?瓦房店市一模）如图所示，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ弧度，已知万有引力常量为G，则月球的质量是（） A．B．C．D． 6．（2018春?南岗区校级期中）如图，有关地球人造卫星轨道的正确说法有（） A．a、b、c 均可能是卫星轨道B．卫星轨道只可能是a C．a、b 均可能是卫星轨道D．b 可能是同步卫星的轨道7．（2018春?武邑县校级月考）如图所示，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。则（） 一．选择题（每小题2分） 1．在生命系统的各个层次中，能够完整地表现出各种生命活动的最微小的层次是（） A．生物群落B．种群 C．组织D．细胞 2．我们在初中学过有关病毒的知识，下列各项不属于病毒特点的是（）A．它是一种生物B．不能独立生活 C．具有细胞结构D．由蛋白质组成的衣壳和核酸组成 3．在亲代与子代之间充当人类遗传物质传递“桥梁”的细胞是（） A．受精卵B．卵细胞和精子 C．精子D．胚胎 4．下列各项不属于生命活动是（） A．风吹杨柳摆B．草履虫的运动与分裂 C．人的生殖和发育D．缩手反射 5．人的生长发育是建立在（） A．细胞的增殖B．细胞的分化 C．AB均需要D．AB均不需要 6．若以图甲代表与生命系统相关概念的范围，其中正确的是（） 供选项 a b c A 生物大分子细胞组织 B 个体种群群落 C 生态系统群落种群 D 组织系统器官 7．下列哪项不属于生命系统的某一结构层次（） A．神经元B．一个池塘中所有的鱼 C．一只小猫D．生物圈 8．下列最能体现生命特征的细胞是（） A．变形虫B．神经细胞 C．口腔上皮细胞D．叶肉细胞 9．玉米的结构按由小到大的结构层次是（） A．细胞、组织、器官、系统B．细胞、器官、组织、系统 C．细胞、组织、器官、个体D．细胞、组织、系统、个体 10．受精卵是高等生物生殖过程中的一种特别细胞，它与草履虫相比，特有的生命活动是（） A．细胞分裂B．细胞生长 C．分化、发育D．反射 11．观察同一材料的同一部位时，高倍镜与低倍镜相比（）A．物像小、视野亮，看到的细胞数目多 B．物像小、视野暗，看到的细胞数目少 C．物像大、视野暗，看到的细胞数目少 D．物像大、视野亮，看到的细胞数目多 12．制作临时装片时，必须让盖玻片一侧先接触水滴，然后轻轻盖上，其主要 第六章单元测试 (时间：90分钟 满分：100分) 一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内) 1．万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种相互作用的基本规律，以下说法正确的是( ) A ．物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的 B ．人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大 C ．人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供 D ．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用 解析：选C.由重力的定义由于地球的吸引(万有引力)而使物体受到的力，可知选项A 错 误；根据F 万＝GMm r2可知卫星离地球越远，受到的万有引力越小，则选项B 错误；卫星绕地球做圆周运动．其所需的向心力由万有引力提供，选项C 正确；宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于万有引力用来提供他自身做圆周运动所需要的向心力，选项D 错误． 2．地球上有两位相距非常远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星，相对自己静止不动，则这两位观察者的位置以及两颗人造卫星到地球中心的距离可能是( ) A ．一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相等 B ．一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以相等也可不等 C ．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等 D ．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可能相等也可能不等 解析：选C.两卫星是同步卫星． 3.如图所示，三颗质量均为m 的地球同步卫星等间隔分布在半径为r 的圆轨道上，设地球质量为M 、半径为R .下列说法正确的是( ) A ．地球对一颗卫星的引力大小为错误! B ．一颗卫星对地球的引力大小为GMm r2 C ．两颗卫星之间的引力大小为Gm23r2 D ．三颗卫星对地球引力的合力大小为3GMm r2 (C)在距地面高为R处的绕行速度为」Rg/2 (D)在距地面高为R处的周期为2n 2R/g 7、如图所示，有A、B两个行星绕同一恒星0做圆周运动，运转方向相同，A行星的周期为「，B行星的周期为T2，在某一时刻两行星第一次相遇(即两行星相距最近)则( ) 3、人造卫星环绕地球运动的速率v= gR2/r，其中g为地面处的重力加速度，R为地球半 径，r为卫星离地球中心的距离，下面哪些说法是正确的？ (A)从公式可见，环绕速度与轨道半径的平方根成反比； (B)从公式可见，把人造卫星发射到越远的地方越容易； (C)上面环绕速度的表达式是错误的； (D)以上说法都错。() 4、地球同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星： (A)它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同值； (B)它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的； (C)它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值； (D)它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的。() 5、已知下面哪组数据可以计算出地球的质量M地(引力常数G为已知)() (A)月球绕地球运行的周期T1及月球到地球中心的距离Ri (B)地球“同步卫星”离地面的高度h (C)地球绕太阳运行的周期T2及地球到太阳中心的距离艮 (D)人造地球卫星在地面附近的运行速度v和运行周期T3 6、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球半径为R地面处的重力加速度为g,则人造地球卫星(). (A)绕行的线速度最大为Rg (B) 绕行的周期最小为2n . R/g 9、如图所示，在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A、B、C,在某一时刻恰好在同一直 线上，下列正确说法有( ) 根据V _ gr，可知Sv V B v V 根据万有引力定律，F A> F B > F C 向心加速度a A> a B> a c 运动一周后，A先回到原地点 10、?同一轨道上有一个宇航器和 一个小行星，同方向围绕太阳做 匀速圆周运动，由于某种原因，小行星发生爆炸而被分成两块，爆炸结束瞬间，两块都有原方向速度，一块比原速度大，一块比原速度小，关于两块小行星能否撞上宇航器，下列判断正确的是( ) B.速度大的一块不能撞上宇航器 D.以上说法都不对 11、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两极处，而重力小于两极处 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 一、选择题(每题有一个或多个正确答案，选对得4分，多选得0分，漏选得2分) 1某天体半径是地球半径的K倍，密度是地球的P倍，则该天体表面的重力加速度是地球表面重力加速度的( ) K K p2 (A)笃倍 (B)—倍(C) KP 倍(D)—倍 P2P K 2、已知两颗人造地球卫星的轨道半径5=2",则它们的线速度、角速度、加速度和周期之比正确的是( ) (A) V A：V B= 1: .2 (B) A：B「2、2 (C) a A：a B=1: 4 (D) T A：T B= . 2 : 4 (A)经过时间t=「+T2两行星将第二次相遇 (B)经过时间t 卫J两行星将第二将相遇 T2 T1 (C)经过时间t宁两行星第一次相距较远 (D)经过时间t E两行星第一次相距最远 8、设地球的质量为M半径为R,其自转角速度为3,则地球上空的同步卫星离地面的高度是( ) (A) GM(B) 3GM(C) 2R (D) GM 高一物理《万有引力定律》测试题 班级_______________ :生名______________ 数_____________ (A) (B) (C) (D ) A.速度大的一块能撞上宇航器 C.宇航器能撞上速度小的一块 高一生物必修1 第一、二章章节测试题 姓名________________ 班级_____________ 第一部分选择题(共30小题每小题2分共60分) 1、生物体结构和功能的基本单位是 A、组织 B、细胞 C、器官 D、生命 2、下列具细胞结构的生物是 A、大肠杆菌 B、酵母菌 C、噬菌体 D、烟草花叶病毒 3、艾滋病（AIDS）是由下列哪个系统的细胞被感染引起的 A、中枢神经系统 B、淋巴系统 C、呼吸系统 D、运动系统 4、下列生物属于单细胞个体的是 A、小白菜 B、草履虫 C、人 D、SARS病毒 5、下列对生命系统结构层次的研究的正确顺序是 A、细胞-组织-器官-系统-生物体-种群-群落-生物圈-生态系统 B、细胞-组织-器官-生物体-系统-种群-群落-生物圈-生态系统 C、细胞-组织-器官-系统-生物体-种群-群落-生态系统-生物圈 D、细胞-组织-器官-系统-种群-生物体-群落-生态系统-生物圈 6、下列是活细胞的是 A、口腔上皮细胞 B、角质化的指甲 C、性激素 D、抗体 7、在低倍显微镜下看到的物像不在视野中央，而在左上角，该怎样移动装片 A、向左上角移 B、向右上角移 C、向左下角移 D、向右下角移 8、由低倍转为高倍后，只可调节的是 A、细准焦螺旋 B、粗准焦螺旋 C、临时装片 D、上升镜筒 9、真核细胞与原核细胞的根本区别是 A、有无核膜 B、有无细胞壁 C、大小 D、新陈代谢类型 10、下列生物属于原核生物的是 A、乙肝病毒 B、酵母菌 C、疟原虫 D、放线菌 11、下列每组生物都属于真核生物的一组是 A、衣原体、大肠杆菌 B、蓝藻和酵母菌 C、草履虫和变形虫 D、支原体、放线菌 12、属于自养生物的是 A、蘑菇 B、大肠杆菌噬菌体 C、发菜 D、猪肉涤虫 13、细胞学说的建立者主要是 A、达尔文与孟德尔 B、爱因斯坦 C、施莱登和施旺 D、摩尔根 14、不属于细胞学说的主要内容的是 A、一切动植物都由细胞发育而来，并由细胞及其代谢产物所构成 B、细胞是一个相对独立的单位，是具有生命体的有机体 C、细胞是一切生物结构和功能的基本单位 D、新细胞可以从老细胞中产生 15、下列属于大量元素的一组是 A、Ca、C、O、Mn B、H、O、K、Cl C、P、N、C、Mo D、N、S、O、Mg 16、组成人体细胞的主要元素中占细胞鲜重重百分比最多的是 A、氧元素 B、氢元素 C、碳元素 D、硅元素 17、检测细胞中蛋白质所用试剂是 A、苏丹Ⅳ B、斐林试剂 C、碘液 D、双缩脲试剂 18、用斐林试剂鉴定还原性糖时最终出现的现象是 苏版万有引力定律与航天单元测试 【一】选择题〔本大题共8小题，每题5分，共40分。在每题给出的四个选项中. 1 6题只有一项符合题目要求；7 8题有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。〕 1．由于受太阳系中辐射出的高能射线和卫星轨道所处的空间存在极其稀薄的大气影响，对我国神州飞船与天宫目标飞行器在离地面343km 的近圆形轨道上的载人空间交会对接．下面说法正确的选项是〔 〕 A 、如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会减小 B 、如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低 D 、航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用 2．如下图，〝嫦娥三号〞的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察〝嫦娥三号〞在环月轨道上的运动，发现每经过时间t 通过的弧长为l ，该弧长对应的圆心角为θ弧度．万有引力常量为G ，那么月球的质量是〔 〕 A 、l2G θ3t B 、θ3Gl2t C 、l3G θt2 D 、t2 G θl3 3．据报道，有 学家支持让在2019年被除名的冥王星重新拥有〝行星〞称号。下表是关于冥王星的一些物理量〔万有引力常量G 〕，可以判断以下说法正确的选项是〔 〕 A 、冥王星绕日公转的线速度比地球绕日公转的线速度大 B 、冥王星绕日公转的加速度比地球绕日公转的加速度大 C 、根据所给信息，可以估算太阳的体积的大小 D 、根据所给信息，可以估算冥王星表面重力加速度的大小 4．甲、乙、丙为三颗围绕地球做圆周运动的人造地球卫星，轨道半径之比为1：4：9，那么： A 、甲、乙、丙三颗卫星围绕地球的线速度之比为1：2：3 B 、甲、乙、丙三颗卫星围绕地球的角速度之比为1：81 ： 27 1 C 、甲、乙、丙三颗卫星围绕地球的周期之比为1：21 ：31 D 、甲、乙、丙三颗卫星围绕地球的向心加速度之比为1：41 ：91 一、第七章万有引力与宇宙航行易错题培优（难） 1．中国火星探测器于2020年发射，预计2021年到达火星（火星与太阳的距离大于地球与太阳的距离），要一次性完成“环绕、着陆、巡视”三步走。现用h表示探测器与火星表面的距离，a表示探测器所受的火星引力产生的加速度，a随h变化的图像如图所示，图像中a1、a2、h0为已知，引力常量为G。下列判断正确的是（） A．火星绕太阳做圆周运动的线速度小于地球绕太阳做圆周运动的线速度 B．火星表面的重力加速度大小为a2 C10 21 a a a - D．火星的质量为 2 2 120 21 2 a a h G a a - 【答案】ABC 【解析】 【分析】 【详解】 A．根据 2 2 Mm v G m r r = 知 GM v r = 轨道半径越大线速度越小，火星与太阳的距离大于地球与太阳的距离，所以火星绕太阳做圆周运动的线速度小于地球绕太阳做圆周运动的线速度，故A正确； B．分析图象可知，万有引力提供向心力知 2 Mm G ma r = r越小，加速度越大，当h=0时的加速度等于火星表面的重力加速度大小，大小为a2，故B 正确； CD．当h=h0时，根据 2 0( )R h +22 Mm G ma R = 得火星的半径 1021a R h a a = - 火星的质量 2 12 2 021()a a h M G a a =- 故C 正确，D 错误。 故选ABC 。 2．在地球上观测，太阳与地内行星（金星、水星）可视为质点，它们与眼睛连线的夹角有最大值时叫大距。地内行星在太阳东边时为东大距，在太阳西边时为西大距，如图所示。已知水星到太阳的平均距离约为0.4天文单位（1天文单位约为太阳与地球间的平均距离），金星到太阳的平均距离约为0.7天文单位，地内行星与地球可认为在同一平面内的圆轨道上运动，地球的自转方向与公转方向相同，取0.70.8≈，0.40.6≈，则下列说法中正确的是（ ） A ．水星的公转周期为0.4年 B ．水星的线速度大约为金星线速度的1.3倍 C ．水星两次东大距的间隔时间大约 619 年 D ．金星两次东大距的间隔时间比水星短 【答案】BC 【解析】 【分析】 【详解】 A ．行星绕太阳公转时，由万有引力提供向心力，则得 第三章 万有引力定律及其应用 章末综合检测（粤教版必修2） (时间：90分钟，满分：100分) 一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分，在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的) 1．有一个星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍，则该星球的质量是地球质量的( ) A.1 4 B ．4倍 C ．16倍 D ．64倍 解析：选D.设它们的密度为ρ，星球和地球的半径分别为R 1、R 2，在其表面质量为m 的物体重力等于万有引力，即4mg ＝GM 星m R 21，mg ＝GM 地m R 22，而M 星＝ρ·43πR 31，M 地＝ρ·43 πR 3 2， 由此可得R 1＝4R 2，M 星∶M 地＝64∶1，D 正确． 2．(2011年梅州联考)万有引力定律首次揭示了自然界中物体间的一种基本相互作用．以下说法正确的是( ) A ．物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的 B ．人造地球卫星离地球越远，受到地球的万有引力越大 C ．人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供 D ．宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用 解析：选C.物体的重力是地球的万有引力产生的，万有引力的大小与质量的乘积成正比，与距离的平方成反比，所以A 、B 错；人造地球卫星绕地球运动的向心力是万有引力提供的，宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是因为宇航员受到的万有引力全部提供了宇航员做圆周运动所需的向心力，所以C 对、D 错． 3．(2011年高考福建卷)嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星．若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期为T ，已知引力常量 为G ，半径为R 的球体体积公式V ＝43 πR 3 ，则可估算月球的( ) A ．密度 B ．质量 C ．半径 D ．自转周期 解析：选A.对“嫦娥二号”由万有引力提供向心力可得：GMm R 2＝m 4π2 T 2R ，故月球的质量 M ＝ 4π2R 3 GT 2 ，因“嫦娥二号”为近月卫星，故其轨道半径为月球的半径R ，但由于月球半径未 知，故月球质量无法求出，月球质量未知，则月球的半径R 也无法求出，故B 、C 项均错； 月球的密度ρ＝M V ＝4π2R 3GT 243 πR 3＝3π GT 2，故A 正确． 4．(2011年南通模拟)我国自行研制发射的“风云一号”、“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的，“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为T 1＝12 h ；“风云二号”是同步卫星，其轨道平面就是赤道平面，周期为T 2＝24 h ；两颗卫星相比( ) A ．“风云一号”离地面较高 B ．“风云一号”每个时刻可观察到的地球表面范围较大 C ．“风云一号”线速度较大 D ．若某时刻“风云一号”和“风云二号”正好同时在赤道上某个小岛的上空．那么再过12小时，它们又将同时到达该小岛的上空 解析：选C.因T 1 高考物理万有引力定律的应用模拟试题及解析 一、高中物理精讲专题测试万有引力定律的应用 1．一名宇航员到达半径为R 、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一个质量为m 的小球，上端固定在O 点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O 点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小F 随时间t 的变化规律如图乙所示．F 1、F 2已知，引力常量为G ，忽略各种阻力．求： （1）星球表面的重力加速度； （2）卫星绕该星的第一宇宙速度； （3）星球的密度． 【答案】（1）126F F g m -=（212()6F F R m -(3) 128F F GmR ρπ-= 【解析】 【分析】 【详解】 （1）由图知：小球做圆周运动在最高点拉力为F 2，在最低点拉力为F 1 设最高点速度为2v ，最低点速度为1v ，绳长为l 在最高点：2 22mv F mg l += ① 在最低点：2 11mv F mg l -= ② 由机械能守恒定律，得 221211222 mv mg l mv =?+ ③ 由①②③，解得1 2 6F F g m -= （2） 2 GMm mg R = 2GMm R =2 mv R 两式联立得：12()6F F R m - （3）在星球表面：2 GMm mg R = ④ 星球密度：M V ρ= ⑤ 由④⑤，解得12 8F F GmR ρπ-= 点睛：小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点与最低点绳子的拉力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出重力加速度；万有引力等于重力，等于在星球表面飞行的卫星的向心力，求出星球的第一宇宙速度；然后由密度公式求出星球的密度． 2．如图轨道Ⅲ为地球同步卫星轨道，发射同步卫星的过程可以筒化为以下模型：先让卫星进入一个近地圆轨道Ⅰ（离地高度可忽略不计），经过轨道上P 点时点火加速，进入椭圆形转移轨道Ⅱ．该椭圆轨道Ⅱ的近地点为圆轨道Ⅰ上的P 点，远地点为同步圆轨道Ⅲ上的 Q 点．到达远地点Q 时再次点火加速，进入同步轨道Ⅲ．已知引力常量为G ，地球质量为 M ，地球半径为R ，飞船质量为m ，同步轨道距地面高度为h ．当卫星距离地心的距离 为r 时，地球与卫星组成的系统的引力势能为p GMm E r =-（取无穷远处的引力势能为 零），忽略地球自转和喷气后飞船质量的変化，问： （1）在近地轨道Ⅰ上运行时，飞船的动能是多少？ （2）若飞船在转移轨道Ⅱ上运动过程中，只有引力做功，引力势能和动能相互转化．已知飞船在椭圆轨道Ⅱ上运行中，经过P 点时的速率为1v ，则经过Q 点时的速率2v 多大？ （3）若在近地圆轨道Ⅰ上运行时，飞船上的发射装置短暂工作，将小探测器射出，并使它能脱离地球引力范围（即探测器可以到达离地心无穷远处），则探测器离开飞船时的速度 3v （相对于地心）至少是多少？（探测器离开地球的过程中只有引力做功，动能转化为引 力势能） 【答案】（1）2GMm R （22122GM GM v R h R +-+32GM R 【解析】 【分析】 （1）万有引力提供向心力，求出速度，然后根据动能公式进行求解； （2）根据能量守恒进行求解即可； （3）将小探测器射出，并使它能脱离地球引力范围，动能全部用来克服引力做功转化为势能； 高一生物下册第六章单元测试题（第一节） 一、选择题 1.下列优良品种与遗传学原理相对应的是() A.三倍体无子西瓜——染色体变异 B.射线诱变出青霉素高产菌株——基因重组 C.无子番茄——基因突变 D.花药离体培养得到的矮秆抗病玉米——基因重组 [答案] A [解析]射线诱变出青霉素高产菌株所用的原因是基因突变，无子番茄利用植物激素促进果实发育，花药离体培养得到的矮秆抗病玉米利用的是染色体变异。 2.如图所示为农业上关于两对相对性状的两种不同育种方法的过程示意图。下列对图中育种方式的判断和比较，错误的是() A.图中表示的育种方法有杂交育种和单倍体育种 B.两种育种方法的进程不同 C.两种育种方法的原理不同 D.两种育种方法对新品种的选择与鉴定方法不同 [答案] D [解析]图中左侧表示的是杂交育种，右侧表示的是单倍体育种;杂交育种的原理是基因重组，单倍体育种的原理是染色体变异;单倍体育种能加快育种进程;两种育种方法最后对符合要求的筛选方法是一样的。 3.用高秆抗病小麦和矮秆易染病小麦培育矮秆抗病小麦品种时，检测基因型的常用方法是() A.连续自交 B.连续测交 C.秋水仙素诱导 D.显微镜观察 [答案] A [解析]检测基因型的常用方法是连续自交。 4.用X射线或紫外线处理普通青霉菌获取高产青霉素菌株的方法是() A.诱变育种 B.杂交育种 C.单倍体育种 D.多倍体育种 [答案] A [解析]用X射线处理普通青霉菌获得高产青霉素菌株利用了基因突变原理。 5.诱变育种一般不使用下列哪一项作为诱变因素 A.X射线 B.硫酸二乙酯 C.亚硝酸 D.抗生素 [答案] D [解析]诱变因素包括物理、化学、生物等因素，抗生素不能作为诱变因素。 6.下列几种育种方法，能改变原有基因分子结构的是() A.杂交育种 1．发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（） A．开普勒、卡文迪许B．牛顿、伽利略 C．牛顿、卡文迪许D．开普勒、伽利略 2．若已知太阳的一个行星绕太阳运转的轨道半径为r，周期为'T，引力常量为G，则可求得（）A．该行星的质量B．太阳的质量 C．该行星的平均密度D．太阳的平均密度 3．我国是世界上能够发射地球同步卫星的少数国家之一，关于同步卫星正确的说法是（）A．可以定点在南京上空 B．运动周期与地球自转周期相同的卫星肯定是同步卫星 C．同步卫星内的仪器处于超重状态 D．同步卫星轨道平面与赤道平面重合 4．地球上有两位相距非常远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星，相对自己而言静止不动，则这两位观察者的位置以及两颗人造地球卫星到地球中心的距离可能是（） A．一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相等 B．一人在南极，一个在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍 C．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等 D．两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍 5．地球赤道上的物体重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，要使赤道上物体“飘”起来，则地球的转速应为原来的( ) A．g a B C D 6．火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆。已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比（） A．火卫一距火星表面较近B．火卫二的角速度较大 C．火卫一的运动速度较大D．火卫二的向心加速度较大 7．两个行星A和B各有一颗卫星a和b。卫星的圆轨道接近各自行星的表面。如果两行星质量之比M A : M B = p，两行星半径之比R A : R B = q，则两卫星周期之比T a : T b为（） A ．B ．C ．D 8．已知地球和火星的质量之比:8:1 M M= 地火，半径比:2:1 R R= 地火 ，表面动摩擦因数均为0.5，用一根绳在地 球上拖动一个箱子，箱子能获得10m/s2的最大加速度，将此箱和绳送上火星表面，仍用该绳子拖动木箱（使用同样大的力），则木箱产生的最大加速度为（） A．10m/s2B．12.5m/s2C．7.5m/s2D．15m/s2 9．2003年2月1日美国“哥伦比亚”号航天飞机在返回途中解体，造成人类航天史上又一悲剧。若“哥伦比亚”号航天飞机是在赤道上空飞行，轨道半径为r，飞行方向与地球的自转方向相同。设地球的自转角速度为ω0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g。在某时刻航天飞机通过赤道上某建筑物的上方，则到它下次通过该建筑物上方所需时间为（） A ． 2/) πωB ． 1 2) π ω C ．2D ． 2/) πω 10．地球绕太阳公转的轨道半径r = 1.49×1011m，公转周期T = 3.16×107s，万有引力恒量G = 6.67×10-11N·m2/kg2。 则太阳质量的表达式M = __________，其值约为_________kg。（取一位有效数字） 11．空间探测器进入某行星引力范围以后，在靠近该行星表面的上空做圆周运动。测得运动周期为T，则这个 万有引力定律单元测试题 及解析 Prepared on 21 November 2021 万有引力定律单元测试题 一、选择题(每小题7分，共70分) 1．(2010·上海高考)月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a.设月球表面的重力加速度大小为g1，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为g2，则( ) A．g1＝a B．g2＝a C．g1＋g2＝a D．g2－g1＝a 2. 图4－3－5 (2012·广东高考)如图4－3－5所示，飞船从轨道1变轨至轨道2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的( ) A．动能大 B．向心加速度大 C．运行周期长 D．角速度小 3．(2010·北京高考)一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为( ) A.B. C.D. 4．(2012·山东高考)2011年11月3日，“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接．任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与“神舟九号”交会对接．变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为R1、R2，线速度大小分别为v1、v2.则等于( ) A.B. C.D. 5．(2012·北京高考)关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是( ) A．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期 B．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率 C．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同 D．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合 6．(2011·重庆高考)某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆．每过N 年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图4－3－6所示，该行星与地球的公转半径之比为( ) 高中物理万有引力定律的应用题20套(带答案) 一、高中物理精讲专题测试万有引力定律的应用 1．一名宇航员到达半径为R 、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一个质量为m 的小球，上端固定在O 点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O 点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力大小F 随时间t 的变化规律如图乙所示．F 1、F 2已知，引力常量为G ，忽略各种阻力．求： （1）星球表面的重力加速度； （2）卫星绕该星的第一宇宙速度； （3）星球的密度． 【答案】（1）126F F g m -=（212()6F F R m -(3) 128F F GmR ρπ-= 【解析】 【分析】 【详解】 （1）由图知：小球做圆周运动在最高点拉力为F 2，在最低点拉力为F 1 设最高点速度为2v ，最低点速度为1v ，绳长为l 在最高点：2 22mv F mg l += ① 在最低点：2 11mv F mg l -= ② 由机械能守恒定律，得 221211222 mv mg l mv =?+ ③ 由①②③，解得1 2 6F F g m -= （2） 2 GMm mg R = 2GMm R =2 mv R 两式联立得：12()6F F R m - （3）在星球表面：2 GMm mg R = ④ 星球密度：M V ρ= ⑤ 由④⑤，解得12 8F F GmR ρπ-= 点睛：小球在竖直平面内做圆周运动，在最高点与最低点绳子的拉力与重力的合力提供向心力，由牛顿第二定律可以求出重力加速度；万有引力等于重力，等于在星球表面飞行的卫星的向心力，求出星球的第一宇宙速度；然后由密度公式求出星球的密度． 2．已知地球的自转周期和半径分别为T 和R ，地球同步卫星A 的圆轨道半径为h ．卫星B 沿半径为r （r 高一生物第一章单元测试 一、填空题。（共20题，每题3分） 1、小明正在那儿冥思苦想如何才能学习好高中生物课程，那么问题来了，此时，直接参与这一活动的最小结构是（） A、神经细胞 B、血液 C、大脑 D、神经系统 2、下列哪项不属于生命系统（） A、一只青蛙 B、青蛙的表皮细胞 C、表皮细胞中的水和蛋白质分子 D、池塘中的水、阳光等环境因素以及生活在池塘中的各种生物 3、大象的鼻子长，桃子的味道美，那么与大象相比,桃树在生命系统的结构层次上缺少哪一层次?（） A、器官 B、种群 C、组织 D、系统 4、生物兴趣小组的同学们要调查一个鱼塘中的草鱼的数量变化情况。他们研究的是生命系统的（） A、个体水平 B、种群水平 C、群落水平 D、生态系统水平 5、下列各项组合中,能体现生命系统由简单到复杂的正确层次是（） ①一个大西瓜②血液③白细胞④变形虫⑤血红蛋白⑥SARS病毒⑦同一片草原上的所有绵羊 ⑧一片森林中的所有鸟⑨一片桃园⑩一个池塘中的所有生物 A、⑤⑥③②①④⑦⑩⑨ B、③②①④⑦⑩⑨ C、③②①④⑦⑧⑩⑨ D、⑤②①④⑦⑩⑨ 6、下列关于细胞学说及其建立的叙述,错误的是（） A、细胞学说主要是由施莱登和施旺提出的 B、细胞学说的重要内容之一是动物和植物都是由细胞发育而来的 C、细胞学说认为细胞分为真核细胞和原核细胞 D、细胞学说阐明了细胞的统一性和生物体结构的统一性 7、下列说法不符合细胞学说的主要内容的是（） A、细胞是一个有机体,一切动植物都是由细胞发育而来的 B、细胞有它自己的生命,又对生物整体的生命过程起作用 C、新细胞可以从老细胞中产生 D、细胞中只有细胞膜、细胞质、细胞核(或拟核)等结构 8、若用一显微镜观察同一标本4次,每次仅调整目镜或物镜和细准焦螺旋,结果如下图所示。试问其视野最暗的是（）万有引力单元测试题
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