第七章 萬有引力與宇宙航行（練習(xí)）-2025-2026學(xué)年人教版高中物理必修第二冊

第七章萬有引力與宇宙航行練習(xí)2025-2026學(xué)年人教版必

修第二冊物理

一、選擇題。

1、天王星沖日現(xiàn)象，即太陽、地球、天王星處于同一直線，此時是觀察天王星

的最佳時間。已知日地距離為即，天王星和地球的公轉(zhuǎn)周期分別為T和0,則

天王星與太陽的距離為（）

A?,R。B.屏C.*D,展

2、一名宇航員來到一個星球上，如果該星球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的一半，它的直

徑也是地球直徑的一半，那么這名宇航員在該星球上所受的萬有引力大小是他在

地球上所受萬有引力的（）

A.1B.1C.2倍D.4倍

3、下面說法中錯誤的是（）

A.海王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的

B.天王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道所發(fā)現(xiàn)的

C.天王星的運動軌道偏離是根據(jù)萬有引力定律計算出來的，其原因是天王星受

到軌道外面其他行星的引力作用

D.冥王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的

4、我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射第四十一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，是我國北斗三號

系統(tǒng)第十七顆組網(wǎng)衛(wèi)星，它是地球同步衛(wèi)星，設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度一定，下面關(guān)于

該衛(wèi)星的說法正確的是（）

A.它繞地球運動的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度

B.它沿著與赤道成一定角度的軌道運動

C.運行的軌道半徑可以有不同的取值

D.如果需要可以發(fā)射到北京上空

5、如圖所示，假設(shè)一根10m長的梭鏢以光速穿過一根1（）m長的管子，它們的長

度都是在靜止?fàn)顟B(tài)下測量的。以下敘述中最好地描述了梭鏢穿過管子情況的是

（）

…匚

A.梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它

B.管子收縮變短，因此在某些位置上，梭鏢從管子的兩端伸出來

C.兩者都收縮，且收縮量相等，因此在某個位置，管子恰好遮住梭鏢

D.所有這些都與觀察者的運動情況有關(guān)

6,設(shè)地球的自隹角速度為coo,地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,某人

造衛(wèi)星在赤道上空做勻速圓周運動，軌道半徑為1?，且r<5R,飛行方向與地球的

自轉(zhuǎn)方向相同，在某時刻，該人造衛(wèi)星通過赤道上某建筑物的正上方，則到它下

一次通過該建筑物正上方所需要的時間為（地球同步衛(wèi)星軌道半徑約為

6.6R）（）隱含：衛(wèi)星已經(jīng)比建筑物多走了一圈

7、繞地球做圓周運動的空間實驗室所受到的引力提供向心力，空間實驗室里的

物體都處于完全失重狀態(tài)，則能完成的實驗是（）

A.用天平測物體的質(zhì)量

B.用彈簧測力計、刻度尺探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律

C.用彈簧測力計測物體的重力

D.求做自由落體運動物體的加速度

8、己知神舟飛船在離地球表面h高處的軌道上做周期為T的勻速圓周運動，地

球的半徑為R,引力常量為G.則下列說法正確的是（）

2JiR

A.飛船運行的線速度大小為〒

B.飛船運行的線速度小于第一宇宙速度

4n2

C.飛船的向心加速度大小為——了——

4冗2（D-Lk）3

D.地球表面的重力加速度大小為一國一

9、太陽系八大行星繞太陽運動的軌道可粗略地認(rèn)為是圓形，各行星的半徑、日

星距離和質(zhì)量如下表所示：

行星名稱水星金星地球火星木星土星天王星海王星

日星距離

0.581.081.502.287.7814.2928.7145.04

/X10：1771

質(zhì)量/X1024kg0.334.876.000.64190056986.8102

由表中所列數(shù)據(jù)可以估算天王星公轉(zhuǎn)的周期最接近于（）

A.7000年B.85年C.20年D.10年

10、在離地面高度等于地球半徑的地方，重力加速度的大小是地球表面處的

（）

A.4倍B.2倍C.1D.1

11、科學(xué)家們推測，太陽系的第十顆行星就在地球的軌道上，從地球上看，它永

遠(yuǎn)在太陽的背面，人類一直未能發(fā)現(xiàn)它，可以說是“隱居”著的地球的“孳生兄弟”。

由以上信息我們可能推知（）

A.這顆行星的公轉(zhuǎn)周期與地球相等

B.這顆行星的自轉(zhuǎn)周期與地球相等

C.這顆行星質(zhì)量等于地球的質(zhì)量

D.這顆行星的密度等于地球的密度

12、關(guān)于宇宙速度的說法正確的是（）

A.第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星運行時的最大速度

B.第一宇宙速度是地球同步衛(wèi)星的發(fā)射速度

C.人造地球衛(wèi)星運行時的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間

D.第三宇宙速度是物體逃離地球的最小速度

二、填空與實驗題。

13、開普勒行星運動三定律不僅適用于行星繞太陽的運動，也適用于衛(wèi)星繞行星

的運動?！皷|方紅一號“衛(wèi)星是我國于1970年4月24日發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)

星，由“長征一號”運載火箭送入近地點441km、遠(yuǎn)地點2368km的橢圓軌道，則

“東方紅一號”衛(wèi)星在近地點的速度（填“大于”、“等于”或“小于”）在

遠(yuǎn)地點的速度；已知地球同步衛(wèi)星距地面高度為3.6xl0“km,周期為24h,地球視

為半徑為6.4xlO、km的球體，則“東方紅一號”衛(wèi)星運行的周期為h(結(jié)

果保留一位有效數(shù)字)。

14、21世紀(jì)某年9月10日消息，美國宇航局開普勒望遠(yuǎn)鏡最新探測到太陽系

之外最小的行星，它略比月球大一些，環(huán)繞主恒星運行一周大約13天.假設(shè)如

圖所示是行星m繞恒星M運動情況的示意圖，則行星運動到A點時速度達

,運動到B點時速度達_________(填“最大”或“最小”).為了

探測M星球，載著登陸艙的探測飛船在以該星球中心為圓心，半徑為門的圓軌

道上運動，周期為Ti,已知引力常量為G,則M星球的質(zhì)量為.

三、計算題。

15、有一個名叫谷神的小行星，質(zhì)量為m=1.00x1()21kg,它的軌道半徑是地

球繞太陽運動軌道半徑的2.77倍，求它繞太陽運動一周所需要的時間。

16、宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時間3小球落回原

處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時間5t小球

落回原處。(取地球表面重力加速度g=l()m/s2,空氣阻力不計)

(1)求該星球表面附近的重力加速度gl

(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星：R曲=1：4,求該星球的質(zhì)量與地

球質(zhì)量之比M限：Mito

17、木星的衛(wèi)星之一叫“艾奧”，它上面的珞珈火山噴出的巖塊初速度為18m/s

時，上升高度可達90m。已知“艾奧”的半徑為R=1800km，忽略“艾奧”的

自轉(zhuǎn)及巖塊運動過程中受到稀薄氣體的阻力，引力常量G=6.67Xl(fU

N-m2/kg2,求：(結(jié)果保留2位有效數(shù)字)

(1)“艾奧”的質(zhì)量：

(2)“艾奧”的第一宇宙速度。

第七章萬有引力與宇宙航行練習(xí)?2025-2026學(xué)年人教版（2019）必

修第二冊物理

一、選擇題。

1、天王星沖日現(xiàn)象，即太陽、地球、天王星處于同一直線，此時是觀察天王星

的最佳時間。已知日地距離為仆,天王星和地球的公轉(zhuǎn)周期分別為T和％,則

天王星與太陽的距離為（）

【答案】A

2、一名宇航員來到一個星球上，如果該星球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的一半，它的直

徑也是地球直徑的一半，那么這名宇航員在該星球上所受的萬有引力大小是他在

地球上所受萬有引力的（）

A.1B.1C.2倍D.4倍

【答案】C

3、下面說法中錯誤的是（）

A.海王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的

B.天王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的

C.天王星的運動軌道偏離是根據(jù)萬有引力定律計算出來的，其原因是天王星受

到軌道外面其他行星的引力作用

D.冥王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的

【答案】B

4、我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射第四十一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，是我國北斗三號

系統(tǒng)第十七顆組網(wǎng)衛(wèi)星，它是地球同步衛(wèi)星，設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度一定，下面關(guān)于

該衛(wèi)星的說法正確的是（）

A.它繞地球運動的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度

B.它沿著與赤道成一定簾度的軌道運動

C.運行的軌道半徑可以有不同的取值

D.如果需要可以發(fā)射到北京上空

【答案】A

5、如圖所示，假設(shè)一根10m長的梭鏢以光速穿過一根10m長的管子，它們的長

度都是在靜止?fàn)顟B(tài)下測量的。以下敘述中最好地描述了梭鏢穿過管子情況的是

（）

匚

A.梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它

B.管子收縮變短，因此在某些位置上，梭鏢從管子的兩端伸出來

C.兩者都收縮，旦收縮量相等，因此在某個位置，管子恰好遮住梭鏢

D.所有這些都與觀察者的運動情況有關(guān)

【答案】D

6、設(shè)地球的自轉(zhuǎn)角速度為30,地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,某人

造衛(wèi)星在赤道上空做勻速圓周運動，軌道半徑為r,且r<5R,飛行方向與地球的

自轉(zhuǎn)方向相同，在某時刻，該人造衛(wèi)星通過赤道上某建筑物的正上方，則到它下

一次通過該建筑物正上方所需要的時間為（地球同步衛(wèi)星軌道半徑約為

6.6R）（）隱含：衛(wèi)星已經(jīng)比建筑物多走了一-圈

A2兀（A/？F

△-IJ3-2n

5蕾D-^—

【答案】D

7、繞地球做圓周運動的空間實驗室所受到的引力提供向心力，空間實驗室里的

物體都處于完全失重狀態(tài)，則能完成的實驗是（）

A.用天平測物體的質(zhì)量

B.用彈簧測力計、刻度尺探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律

C.用彈簧測力計測物體的重力

D.求做自由落體運動物體的加速度

【答案】B

8、已知神舟飛船在離地球表面h高處的軌道上做周期為T的勻速圓周運動，地

球的半徑為R,引力常量為G.則下列說法正確的是()

2JiR

A.飛船運行的線速度大小為〒

B.飛船運行的線速度小于第一宇宙速度

4Ji2(R+h)

C.飛船的向心加速度大小為——平——

4n2(R+h)3

D.地球表面的重力加速度大小為一言一

【答案】B

9、太陽系八大行星繞太陽運動的軌道可粗略地認(rèn)為是圓形，各行星的半徑、日

星距離和質(zhì)量如下表所示：

行星名稱水星金星地球火星木星土星天王星海王星

日星距離

0.581.081.502.287.7814.2928.7145.04

/XlO11^

質(zhì)量/X1024kg().334.876.000.6419(X)56986.8102

由表中所列數(shù)據(jù)可以估算天王星公轉(zhuǎn)的周期最接近于()

A.7000年B.85年C.20年D.1()年

【答案】B

10、在離地而高度等于地球半徑的地方，重力加速度的大小是地球表面處的

()

A.4倍B.2倍C.1D.1

【答案】D

11、科學(xué)家們推測，太陽系的第十顆行星就在地球的軌道上，從地球上看，它永

遠(yuǎn)在太陽的背面，人類一直未能發(fā)現(xiàn)它，可以說是“隱居”著的地球的“孳生兄弟”。

由以上信息我們可能推知（）

A.這顆行星的公轉(zhuǎn)周期與地球相等

B.這顆行星的自轉(zhuǎn)周期與地球相等

C.這顆行星質(zhì)量等于地球的質(zhì)量

D.這顆行星的密度等于地球的密度

【答案】A

12、關(guān)于宇宙速度的說法正確的是（）

A.第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星運行時的最大速度

B.第一宇宙速度是地球同步衛(wèi)星的發(fā)射速度

C.人造地球衛(wèi)星運行時的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間

D.第三宇宙速度是物體逃離地球的最小速度

【答案】A

二、填空與實驗題。

13、開普勒行星運動三定律不僅適用于行星繞太陽的運動，也適用于衛(wèi)星繞行星

的運動?！皷|方紅一號“衛(wèi)星是我國于1970年4月24日發(fā)射的第一顆人造地球衛(wèi)

星，由“長征一號”運載火箭送入近地點441km、遠(yuǎn)地點2368km的橢圓軌道，則

“東方紅一號”衛(wèi)星在近地點的速度___________（填“大于”、“等于”或“小于”）在

遠(yuǎn)地點的速度；己知地球同步衛(wèi)星距地面高度為3.6xl0“km,周期為24h,地球視

為半徑為6.4xl（）3km的球體，則“東方紅一號”衛(wèi)星運行的周期為h（結(jié)

果保留一位有效數(shù)字）。

【答案】大于2

14、21世紀(jì)某年9月10日消息，美國宇航局開普勒望遠(yuǎn)鏡最新探測到太陽系

之外最小的行星，它略比月球大-一些，環(huán)繞主恒星運行一周大約13天,假設(shè)如

圖所示是行星m繞恒星M運動情況的示意圖，則行星運動到A點時速度達

,運動到B點時速度達_________（填“最大”或“最小”）.為了

探測M星球，載著登陸艙的探測飛船在以該星球中心為圓心，半徑為門的圓軌

道上運動，周期為Ti,已知引力常量為G,則M星球的質(zhì)量為.

三、計算題。

15、有一個名叫谷神的小行星，質(zhì)量為m=1.00x1021kg,它的軌道半徑定地

球繞太陽運動軟道半徑的2.77倍，求它繞太陽運動一周所需要的時間。

【答案】4.61年

【解析】假設(shè)地球繞太陽運動的軌道半徑為R。，則谷神繞太陽運動的軌道半徑

為R=2.77Ro。

已知地球繞太陽運動的周期為To=l年。

依據(jù)%=k可得：對地球繞太陽運動有：器=1<

D3

對谷神繞太陽運動有：Y2=k

聯(lián)立上述兩式解得：T=\焉To。

將R=2.77Ro代入上式解得：T=隹方To。

所以，谷神繞太陽一周所用時間為：

T=72.77To=4.61年

16、宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時間3小球落回原

處：若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時間5t小球

落回原處。(取地球表面重力加速度g=10m/s2,空氣阻力不計)

(1)求該星球表面附近的重力加速度gl

(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星：R也=1：4,求該星球的質(zhì)量與地

球質(zhì)量之比Miu：M地。

【答案】⑴2m/s2(2扁

【解析】(I)設(shè)豎直上他小球初速度為v。，則

vo=|gt=|gfX5t,所