文档内容
第七章 万有引力与宇宙航行（2019 年新人教版）
能力提升卷
班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班
级、姓名、学号填写在试卷上。
2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。
3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷（选择题 共 48 分）
一、选择题：本题共6个小题，每小题4分，共24分。在每个小题的给出的四个选项中，只有一项
是符合题目要求的。
1．【2019年山西省运城市高一月考物理测试】如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，
其运行轨道是椭圆．根据开普勒行星运动定律可知( )
A. 火星绕太阳运行过程中，速率不变
B. 地球靠近太阳的过程中，运行速率将减小
C. 火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大
D. 火星绕太阳运行一周的时间比地球的长
【答案】D
【解析】根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳、行星的连线在相同时间内扫过的面积相
等，行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化，选项A错误；根据开普勒第二定律：对每一个
行星而言，太阳、行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以地球靠近太阳的过程中，运行速
率将增大，选项B错误；根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳、行星的连线在相同时间
内扫过的面积相等，选项C错误；根据开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转
周期的二次方的比值都相等，由于火星运行轨道的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间
比地球的长，选项D正确．
2.【2019年河北省邯郸市高一月考物理测试】我国计划于2020年登陆火星，若测出了探测器绕火
星做圆周运动的轨道半径和运行周期．引力常量已知，则可推算出( )
A. 火星的质量
B. 火星的半径
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂C. 火星绕太阳公转的半径
D. 火星绕太阳公转的周期
【答案】A
【解析】设探测器的质量为m，轨道半径为r，运行周期为T，火星的质量为M.
探测器绕火星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，得＝m′r，
得M＝，其中r为探测器绕火星做圆周运动的轨道半径，不能求出火星的半径，选项A正确，
B错误；题目中仅仅知道探测器绕火星做圆周运动的轨道半径和运行周期，与火星绕太阳的情况无
关，所以不能求出火星绕太阳公转的半径，或火星绕太阳公转周期，选项C、D错误．
3.【2019年山西省朔州市高一期中考试物理测试】 一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，
其线速度大小为
v
。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为 m的物体重力，物体静
止时，弹簧测力计的示数为N。已知引力常量为G，则这颗行星的质量为( )
A． B．
C． D．
【答案】B
【解析】由题意知行星表面的重力加速度为g＝，又在行星表面有g＝，卫星在行星表面运行时有
m′g＝m′，联立解得M＝，故选项B正确。
4. 【2019年湖北省安陆市高一月考物理测试】恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的
“侏儒”——中子星．中子星的半径较小，一般在7～20 km，但它的密度大得惊人．若某中子星
的半径为10 km，密度为1.2×1017 kg/m3，那么该中子星上的第一宇宙速度约为( )
A．7.9 km/s B．16.7 km/s
C．2.9×104 km/s D．5.8×104 km/s
【答案】D
【解析】中子星上的第一宇宙速度即为它表面处的卫星的环绕速度，此时卫星的轨道半径近似地认
为是该中子星的球半径，且中子星对卫星的万有引力充当向心力，由 G＝m，得
v
＝，又M＝ρV＝
ρ，得
v
＝r＝1×104×
m/s
＝5.8×107 m/s＝5.8×104 km/s.故选D.
5.【2019年湖北省大冶市高一期末考试物理测试】“嫦娥”一号探月卫星沿地月转移轨道到达月球，
在距月球表面200 km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图
2所示．之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200 km的圆形轨道Ⅲ上绕月球
做匀速圆周运动．用T、T、T 分别表示卫星在椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ的周期，用a、a、a 分
1 2 3 1 2 3
别表示卫星沿三个轨道运动到P点的加速度，则下面说法正确的是( )
A．T>T>T B．Ta>a D．aT>T ，A项正确，B项错误；不管沿哪一轨道运动到P点，卫星所受月球的引力都相等，由牛
1 2 3
顿第二定律得a＝a＝a，故C、D项均错误．
1 2 3
6.【2019年湖南省长沙市高一月考物理测试】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
【答案】D
【解析】由于不考虑地球自转，则在地球表面附近，有G＝mg，故可得M＝，故A项不选；由万
0
有引力提供人造卫星的向心力，有G＝m
1
，
v
＝，联立得M＝，故B项不选；由万有引力提供月球
绕地球运动的向心力，有G＝m2r，故可得M＝，故C项不选；同理，根据地球绕太阳做圆周运动
2
的周期及地球与太阳间的距离，可求出太阳的质量，但不可求出地球的质量，故选D。
二、选择题：本题共四个小题，每小题6分，共24分。在每个小题的给出的四个选项中，有多项
符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7.【2019年河南省洛阳市高一期中考试物理测试】人类发射的火星探测器进入火星的引力范围后,
绕火星做匀速圆周运动.已知引力常数为G,火星的半径为R,探测器运行轨道在其表面上空高h处,运
行周期为T.则下列关于火星的质量和平均密度的表达式正确的是( )
A.M= B.ρ=
C.ρ= D.M=
【答案】AB
【解析】火星对探测器的万有引力提供向心力,由 =m (R+h)得M= ,故选项A正确,选
项D错误;由密度公式得ρ= ,故选项B正确,选项C错误.
8.【2019年山东省邹城市高一期末考试物理测试】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,地球的其他条件都不变,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.角速度变小
【答案】AD
【解析】地球自转变慢,即自转周期T变大,则地球同步卫星的运动周期也变大,由万有引力提供向心
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂力,对同步卫星有 G =m ·(R+h),有 h= -R,可知选项 A 正确;再由 G =ma 得 a=
,可知向心加速度变小,选项B错误;由G =m 得v= ,知线速度变小,选项C错误;由
ω= 知同步卫星周期变大,角速度变小,选项D正确.
9. 【2019年浙江省台州市高一月考物理测试】如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地
球做椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点．已知A、
B、C绕地心运动的周期相同．相对于地心，下列说法中正确的是( )
A．物体A和卫星C具有相同大小的加速度
B．卫星C的运行线速度的大小大于物体A线速度的大小
C．可能出现：在每天的某一时刻卫星B在A的正上方
D．卫星B在P点的运行加速度大小与卫星C的运行加速度大小相等
【答案】BCD
【解析】A、C两者周期相同，转动角速度相同．由a＝ω2r可知A选项错误；由 v ＝ωr， vA
