卷子答案网-一个不只有答案的网站宁夏宁川市兴庆区长庆高级中学2018-2019学年高一下学期物理期中考试试卷
一、单选题
1．（2019高一下·兴庆期中）陨石落向地球(如图所示)是因为（ ）
A．陨石对地球的引力远小于地球对陨石的引力，所以陨石才落向地球
B．陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等，但陨石的质量小，加速度大，所以陨石改变运动方向落向地球
C．太阳不再吸引陨石，所以陨石落向地球
D．陨石是受到其他星球斥力作用落向地球的
2．（2019高一下·兴庆期中）下列说法正确的是（ ）
A．海王星是人们直接应用万有引力定律计算的轨道而发现的
B．天王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的
C．海王星是人们经过长期的太空观测而发现的
D．天王星的运行轨道与由万有引力定律计算的轨道存在偏差，其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用，由此，人们发现了海王星
3．（2019高一下·兴庆期中）火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为( )
A．0.2g B．0.4g C．2.5g D．5g
4．（2019高一下·兴庆期中）如图所示，两个半径分别为r1=0.60m、r2=0.40m，质量分别为m1=4.0kg、m2=1.0kg的质量分布均匀的实心球，两球间距离为r=2.0m，则两球间万有引力的大小为（ ）
A．6.67×10-11N B．大于6.67×10-11N
C．小于6.67×10-11N D．不能确定
5．（2019高一下·兴庆期中）对于万有引力定律的表达式 ，下列说法正确的是（ ）
A．公式中G为引力常量，它是由牛顿通过实验测得的
B．当r趋于零时，万有引力趋于无穷大
C．质量为m1、m2的物体之间的引力是一对平衡力
D．质量为m1、m2的物体之间的引力总是大小相等的
6．（2019高一下·兴庆期中）对于在地球上的物体所受的重力和地球对它的引力的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．这两个力是同一个力
B．在忽略地球的自转影响时，重力就是定值，与物体所处的高度和纬度都无关
C．由于地球的自转，物体在纬度越高的地方，重力越大
D．由于物体随地球自转，则物体处在纬度越高的地方，重力越小
7．（2019高一下·兴庆期中）下列关于经典力学和相对论的说法，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
8．（2019高一下·兴庆期中）图是“嫦娥一号奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测。下列说法正确的是（ ）
A．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度
B．在绕月圆轨道上，卫星的周期与卫星质量有关
C．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比
D．在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力
9．（2019高一下·兴庆期中）—人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度减小为原来的三分之一，不考虑卫星质量的变化，则变轨前、后卫星的（ ）
A．向心加速度大小之比为9：1 B．周期之比为1：27
C．角速度大小之比为3：1 D．轨道半径之比为1：3
10．（2019高一下·兴庆期中）2015年12月17日，我国成功将探测暗物质粒子的卫星“悟空”直接送入预定转移椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过点火让卫星进入圆轨道Ⅱ，如图所示。关于该卫星，下列说法正确的是（ ）
A．在轨道Ⅱ上运行的速度介于7.9km/s~11.2km/s之间
B．在轨道Ⅱ上运动处于超重状态
C．在轨道Ⅱ上运动，卫星受到的万有引力提供向心力
D．在轨道Ⅰ上经过Q点的速率等于在轨道Ⅱ上经过Q点的速率
11．（2019高一下·兴庆期中）两个质量均为 的星体，其连线的垂直平分线为 。 为两星体连线的中点，如图所示，一质量为 的物体从 沿 方向运动，设 离足够远，则物体在运动过程中受到两个星球万有引力的合力大小变化情况是（ ）
A．一直增大 B．一直减小
C．先减小后增大 D．先增大后减小
12．（2019高一下·兴庆期中）赤道上随地球自转的物体A，赤道上空的近地卫星B，地球的同步卫星C，它们的运动都可以视为匀速圆周运动。分别用a、v、T、ω表示它们的向心加速度、线速度、周期和角速度，下列判断正确的是（ ）
A．aA>aB>aC B．vB>vC>vA
C．TA>TB>TC D．ωA>ωC>ωB
13．（2016高二上·吴忠开学考）如图所示，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
二、多选题
14．（2018高一下·通海期中）已知引力常数G与下列哪些数据，可以计算出地球密度( )
A．地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离
B．月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径
C．人造地球卫星在地面附近绕行运行周期
D．若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度
15．（2019高一下·兴庆期中）开普勒关于行星的运动公式 ，以下理解正确的是（ ）
A． 是一个与行星无关的常量
B． 代表行星运动的轨道半径
C． 代表行星运动的自转周期
D． 代表行星绕太阳运动的公转周期
16．（2019高一下·兴庆期中）12年至2015年进入了我国北斗系统卫星发射的高峰期，北斗卫星系统由地球同步轨道卫星与低轨道卫星两种卫星组成，在轨正常运行的这两种卫星比较（ ）
A． 低轨卫星运行的周期较大 B．同步卫星运行的周期较大
C．低轨卫星运行的加速度较大 D．同步卫星运行的线速度较大
17．（2019高一下·兴庆期中）如图所示，A为静止于地球赤道上的物体(图中未画出)，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．卫星C一定是同步卫星
B．可能在每天的同一时刻卫星B在A的正上方
C．物体A和卫星C具有相同大小的加速度
D．卫星B在P点的加速度与卫星C在P点的加速度大小相等
三、填空题
18．（2019高一下·兴庆期中）火星轨道半径是地球轨道半径的a倍,火星质量约为地球质量的b倍,那么火星与太阳之间的引力约为地球与太阳之间引力的 倍。
19．（2019高一下·兴庆期中）若两颗人造地球卫星的周期之比为T1∶T2＝2∶1，则它们的轨道半径之比R1∶R2＝ ，向心加速度之比a1∶a2＝ 。
20．（2019高一下·兴庆期中）两个物体的质量分别是m1、m2，当它们相距为r时，它们间的引力是F，则1.当m1增大为2m1，m2增大为3m2，其他条件不变，则引力为 F； 2.当r增大为2r，其他条件不变，则引力为 F； 3.当m1、m2、r都增大为原来的2倍，则引力为 F.
四、解答题
21．（2019高一下·兴庆期中）已知太阳的质量为 ，地球的质量为 ，月球的质量为 ， 当发生日全食时，太阳、月亮、地球几乎在同一直线上，且月亮位于太阳与地球中间，如图所示，设月亮到太阳的距离为 ，地球到月亮的距离为 .太阳对地球的引力 和对月亮的引力 的大小之比为多少
22．（2019高一下·兴庆期中）宇航员在地球表面以一定初速度竖直向上抛出一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处。（取地球表面重力加速度g＝10m/s2，空气阻力不计）
（1）求该星球表面附近的重力加速度g＇；
（2）已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M星∶M地。
23．（2019高一下·兴庆期中）如下图所示，质量分别为 和 的两个星球 和 在引力作用下都绕 点做匀速圆周运动，星球 和 两者中心之间的距离为 .已知 、 的中心和 三点始终共线， 和 分别在 的两侧.引力常数为 .
（1）求两星球做圆周运动的周期；
（2）在地月系统中，若忽略其他星球的影响.可以将月球和地球看成上述星球 和 ，月球绕其轨道中心运行的周期记为 .但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为 .已知地球和月球的质量分别为 和 .求 与 两者平方之比.(结果保留3位小数)
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】陨石对地球的吸引力与地球对陨石的吸引力，是作用力与反作用，它们等值反向，A不符合题意；陨石对地球的吸引力和地球对陨石的吸引力大小相等，它们是一对作用力和反作用力，但陨石质量小，惯性小，加速度大，所以改变运动方向落向地球，B符合题意；陨石落向地球，不是太阳不再吸引陨石，是由于地球对陨石的引力大于太阳队陨石的引力，C不符合题意；万有引力定律告诉我们，任何两个有质量的物体都是相互吸引的，D不符合题意．
故答案为：B．
【分析】任意两个物体之间都有万有引力，且两个物体间的万有引力是相等的，结合选项分析即可。
2．【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】天王星的运行轨道与由万有引力定律计算的轨道存在偏差，其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用，由此，人们发现了海王星，可知海王星轨道不是直接应用万有引力定律计算出的，也不是观测发现的，是对天王星轨道计算发现的，而天王星轨道观测发现的．D符合题意，A、B、C不符合题意．
故答案为：D．
【分析】该题目考查的是物理学中，著名物理学家的成就，平时注意积累、记忆即可。
3．【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【分析】设地球的质量和半径为M和R，火星的质量和半径为M′ 和 R′ 。
GMm/R = mg ①
GM′m/R′ = mg′ ②
①/②得，MR′ /M′R = g/g′ ③ ,
又M′ =" 1/10" M ， R′ =" 1/2" R ，代入③式，解得
g′ ="2/5" g=0.4g。所以选B。
4．【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】两个球的半径分别为 和 ，两球之间的距离为 ，所以两球心间的距离为 根据万有引力定律得：两球间的万有引力大小为 ，C符合题意；
故答案为：C
【分析】两个质点之间的万有引力可以利用公式来计算，结合题目条件代入数据计算即可。
5．【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】卡文迪许通过扭秤实验测出万有引力常量，A不符合题意；当物体之间的距离r趋于零时，物体不能简化为质点，万有引力公式不再适用，引力不会趋于无穷大，B不符合题意；质量为m1、m2的物体之间的引力是一对作用力与反作用力，大小总是相等，C不符合题意，D对。
故答案为：D
【分析】任意两个物体之间都有万有引力，且两个物体间的万有引力是相等的，两个质点之间的万有引力可以利用公式来计算。
6．【答案】C
【知识点】重力与重心；万有引力定律及其应用
【解析】【解答】A、重力是由万有引力的分力产生的； 二者不是同一个力； A不符合题意；
B、若忽略自转，则重力与纬度无关；但重力大小仍然取决于高度，高度越高，重力越小，B不符合题意；
C、由于地球的自转原因，万有引力分力充当物体转动的向心力，纬度越高，转动半径越小，分力越小，则重力越大；C符合题意，D不符合题意；
故答案为：C．
【分析】在地球上，物体由于受到地面的支持力导致重力和万有引力略有差别，纬度越高，受地球自转的影响越小，重力越来越接近万有引力。
7．【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学和相对论应用条件不同，没有矛盾，D对；
故答案为：D
【分析】相对论适用于高速领域，经典力学适用于低速、宏观领域，当相对论做低速处理，就会得到经典力学的结论。
8．【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】第三宇宙速度是卫星脱离太阳系的最小发射速度，所以“嫦娥一号”卫星的发射速度一定小于第三宇宙速度，A不符合题意；设卫星轨道半径为r，由万有引力定律知卫星受到引力F＝G ，C符合题意．设卫星的周期为T，由G ＝m r得T2＝ r3，所以卫星的周期与月球质量有关，与卫星质量无关，B不符合题意．卫星在绕月轨道上运行时，由于离地球很远，受到地球引力很小，卫星做圆周运动的向心力主要是月球引力提供，D不符合题意．
故答案为：C
【分析】卫星离地球远近，线速度越大，环绕周期越短，同时动能增加，势能减小，总的机械能减小，结合选项分析即可。
9．【答案】B
【知识点】向心力；向心加速度
【解析】【解答】根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，有 ，可得卫星的线速度 ，可知当卫星线速度减小为原来的 ，则半径增大为原来的9倍。根据万有引力提供向心力有 ，可知 ，变轨前、后轨道半径之比为1：9，向心加速度之比为81：1，A不符合题意；根据万有引力提供向心力有 ，可知 ，则变轨前、后周期之比为 ，B符合题意；根据万有引力提供向心力有 ，可知 ，则变轨前、后角速度之比为 ，C不符合题意；由上述分析知变轨前、后轨道半径之比为1：9，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，利用向心力公式求出变轨后卫星的轨道半径，结合变轨前后卫星的轨道半径关系求解加速度、角速度、周期的变化。
10．【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】本题考查万有引力作用下卫星运行速度、加速度与轨道半径的关系，以及变轨问题。卫星加速，将做离心运动，反之则做向心运动。且卫星在运行过程中只受万有引力作用。7.9km/s是卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动时的速度，是最大的环绕速度，A不符合题意；在轨道II 上运动的加速度即向心加速度指向地心，所以卫星处于失重状态，B不符合题意；卫星在轨道II 上运动，只受到地球对它的外有引力，提供向心力，C符合题意；从轨道I 变到轨道II上，需要在经过Q 点加速，所以D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，卫星离地球远近，线速度越大，环绕周期越短，同时动能增加，势能减小，总的机械能减小，结合选项分析即可。
11．【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】在O点两星球对物体m的万有引力大小相等、方向相反、合力为零；到了离O很远的A点时，由于距离太大，星球对物体的万有引力非常小，也可以认为等于零．由此可见，物体在运动过程中受到两个星球万有引力的合力先增大后减小，D符合题意．
故答案为：D
【分析】对物体进行受力分析，在移动的过程中，万有引力的大小发生改变了，同时两个力的夹角也发生改变，求解合力大小的变化。
12．【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】A、同步卫星与物体A周期相同，根据圆周运动公式a= r，得aC＞aA，
同步卫星C与人造卫星B，都是万有引力提供向心力，
所以a= ，由于rC＞rB，由牛顿第二定律，可知aB＞aC．A不符合题意．
B、同步卫星与物体A周期相同，根据圆周运动公式v= ，所以vC＞vA，
再由引力提供向心力， ，即有v= ，因此vB＞vC，B符合题意．
C、同步卫星与地球自转同步，所以TC=TA．
根据开普勒第三定律得卫星轨道半径越大，周期越大，故TC＞TB．C不符合题意；
D、根据周期与角速度的关系式，T= ，结合C选项分析，D不符合题意．
故答案为：B．
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合这三颗卫星轨道半径关系求解加速度、角速度、周期的大小关系。
13．【答案】C,D
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】解：根据 = 得，a= ，v= ， ，T= ，由这些关系可以看出，r越大，a、v、ω越小，而T越大，故A、B错误，C、D正确．
故选CD．
【分析】根据万有引力提供向心力，得出线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系，从而比较出大小．
14．【答案】C,D
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】A.已知地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离，根据万有引力提供向心力，列出等式： ， ，所以只能求出太阳的质量．A不符合题意．
B.已知月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径，根据万有引力提供向心力，列出等式： ，地球质量 ，可以求出地球质量．但不知道地球半径，B不符合题意．
C.已知人造地球卫星在地面附近绕行运行周期，根据万有引力提供向心力，列出等式： ，地球质量 根据密度定义得： ，C符合题意．
D.已知地球半径和重力加速度，根据万有引力等于重力列出等式 ， ，根据密度定义得： ，D符合题意．
故答案为：CD。
【分析】结合万有引力定律，对人造地球卫星列向心力方程，结合选项代入条件逐一分析即可。
15．【答案】A,D
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】根据开普勒第三定律可知，行星运动的轨道半长轴的三次方与周期的平方成正比，其比例 是一个与行星无关的常量，只与恒星的质量有关，A符合题意； 代表行星椭圆运动的半长轴，B不符合题意； 代表行星运动的公转周期，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：AD
【分析】开普勒第三定律对应的公式为 ，其中R是轨道长轴长度，T是周期，k是与中心天体有关的量。
16．【答案】B,C
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】对卫星的圆周运动分析可知，万有引力提供向心力， ，那么周期 ，高度高则周期大，A不符合题意B对。 ，高度低，加速度大，C对。 ，高度高则线速度小，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合轨道半径关系的关系求解加速度、角速度、周期的大小关系。
17．【答案】B,D
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】由题意可知，卫星C的周期与地球自转的周期相等，只能说明其轨道半径与同步卫星相等，但不一定沿赤道所在平面，故不一定是同步卫星，所以A不符合题意；由于A、B周期相同，因此可能出现在每天的同一时刻B位于A正上方的情形，所以B符合题意；A和C的周期相同，根据 可知， ，所以A的加速度小于C的加速度，C不符合题意；根据牛顿第二定律有 以及由图可知，在P点时卫星B与C的的轨道半径相同，则在P点时卫星B与C的加速度大小相等，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合轨道半径关系的关系求解加速度、角速度、周期的大小关系。
18．【答案】
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】设地球质量为m1,火星质量为m2,太阳的质量为M,地球轨道半径为r1,火星轨道半径为r2,则由 得, .
【分析】两个行星之间的万有引力可以利用公式来计算，结合题目条件代入数据计算即可。
19．【答案】；
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】人造卫星由万有引力提供向心力 ，得出 ，根据T1∶T2＝2∶1可得出R1∶R2= ， 可判断a1∶a2= .
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合卫星运动周期的的关系求解轨道半径、加速度的大小关系。
20．【答案】6；；1
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】根据万有引力定律 可知，当m1增大为2m1，m2增大为3m2时， ；当r增大为2r时， ；当m1、m2、r都增大为原来的2倍时， ，
故答案为：6、 、1.
【分析】两个质点之间的万有引力可以利用公式来计算，结合题目条件代入数据计算即可。
21．【答案】解：根据万有引力定律列出地球和月亮与太阳间的引力等式.
太阳对地球的引力：
太阳对月亮的引力：
太阳对地球的引力 和对月亮的吸引力 的大小之比为：
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【分析】太阳对月球的万有引力和地球对月球的可以利用公式F= 来计算，结合题目条件代入数据计算即可。
22．【答案】（1）解：根据匀变速直线运动规律t= 得：
从竖直上抛到最高点，上升的时间是 = ，上升和下降的时间相等，
所以从上抛到落回原处t= ①
由于在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处．
根据匀变速直线运动规律得：
5t= ②
由①②得星球表面附近的重力加速度g′= g=2m/s2
（2）解：根据万有引力等于重力得： =mg
M=
所以 = =
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【分析】（1）利用小球的竖直上抛运动，结合运动学公式求解该行星表面的重力加速度；
（2）结合第一问求解的行星表面的重力加速度，结合行星与地球的半径关系求解两者之间质量的关系。
23．【答案】（1）解：两星球围绕同一点O做匀速圆周运动，其角速度大小相同， 周期也相同，其所需向心力由两者间的万有引力提供，设A、B的轨道半径分别为r2、r1，由牛顿第二定律知：
对于B有
对于A有
又r1+r2=L
联立解得
（2）解：在地月系统中，由于地月系统旋转所围绕的中心 不在地心，月球做圆周运动的周期可得出：
式中， 和 分别是地球和月球的质量， 是地心与月心之间的距离.
若认为月球在地球的引力作用下绕地心做匀速圆周运动，则
式中， 为月球绕地心运动的周期.
得
则 ，
代入题给数据得
【知识点】万有引力定律及其应用；双星（多星）问题
【解析】【分析】（1）没有第三个星球，双星系统中的两个星球绕着两者的质心做圆周运动，万有引力提供向心力，角速度相同，列方程求解周期；
（2）存在第三个星球，对于星球A来说，受到来自B、C两个星球的引力而做圆周运动，结合向心力公式求解周期即可。
宁夏宁川市兴庆区长庆高级中学2018-2019学年高一下学期物理期中考试试卷
一、单选题
1．（2019高一下·兴庆期中）陨石落向地球(如图所示)是因为（ ）
A．陨石对地球的引力远小于地球对陨石的引力，所以陨石才落向地球
B．陨石对地球的引力和地球对陨石的引力大小相等，但陨石的质量小，加速度大，所以陨石改变运动方向落向地球
C．太阳不再吸引陨石，所以陨石落向地球
D．陨石是受到其他星球斥力作用落向地球的
【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】陨石对地球的吸引力与地球对陨石的吸引力，是作用力与反作用，它们等值反向，A不符合题意；陨石对地球的吸引力和地球对陨石的吸引力大小相等，它们是一对作用力和反作用力，但陨石质量小，惯性小，加速度大，所以改变运动方向落向地球，B符合题意；陨石落向地球，不是太阳不再吸引陨石，是由于地球对陨石的引力大于太阳队陨石的引力，C不符合题意；万有引力定律告诉我们，任何两个有质量的物体都是相互吸引的，D不符合题意．
故答案为：B．
【分析】任意两个物体之间都有万有引力，且两个物体间的万有引力是相等的，结合选项分析即可。
2．（2019高一下·兴庆期中）下列说法正确的是（ ）
A．海王星是人们直接应用万有引力定律计算的轨道而发现的
B．天王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的
C．海王星是人们经过长期的太空观测而发现的
D．天王星的运行轨道与由万有引力定律计算的轨道存在偏差，其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用，由此，人们发现了海王星
【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】天王星的运行轨道与由万有引力定律计算的轨道存在偏差，其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用，由此，人们发现了海王星，可知海王星轨道不是直接应用万有引力定律计算出的，也不是观测发现的，是对天王星轨道计算发现的，而天王星轨道观测发现的．D符合题意，A、B、C不符合题意．
故答案为：D．
【分析】该题目考查的是物理学中，著名物理学家的成就，平时注意积累、记忆即可。
3．（2019高一下·兴庆期中）火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为( )
A．0.2g B．0.4g C．2.5g D．5g
【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【分析】设地球的质量和半径为M和R，火星的质量和半径为M′ 和 R′ 。
GMm/R = mg ①
GM′m/R′ = mg′ ②
①/②得，MR′ /M′R = g/g′ ③ ,
又M′ =" 1/10" M ， R′ =" 1/2" R ，代入③式，解得
g′ ="2/5" g=0.4g。所以选B。
4．（2019高一下·兴庆期中）如图所示，两个半径分别为r1=0.60m、r2=0.40m，质量分别为m1=4.0kg、m2=1.0kg的质量分布均匀的实心球，两球间距离为r=2.0m，则两球间万有引力的大小为（ ）
A．6.67×10-11N B．大于6.67×10-11N
C．小于6.67×10-11N D．不能确定
【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】两个球的半径分别为 和 ，两球之间的距离为 ，所以两球心间的距离为 根据万有引力定律得：两球间的万有引力大小为 ，C符合题意；
故答案为：C
【分析】两个质点之间的万有引力可以利用公式来计算，结合题目条件代入数据计算即可。
5．（2019高一下·兴庆期中）对于万有引力定律的表达式 ，下列说法正确的是（ ）
A．公式中G为引力常量，它是由牛顿通过实验测得的
B．当r趋于零时，万有引力趋于无穷大
C．质量为m1、m2的物体之间的引力是一对平衡力
D．质量为m1、m2的物体之间的引力总是大小相等的
【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】卡文迪许通过扭秤实验测出万有引力常量，A不符合题意；当物体之间的距离r趋于零时，物体不能简化为质点，万有引力公式不再适用，引力不会趋于无穷大，B不符合题意；质量为m1、m2的物体之间的引力是一对作用力与反作用力，大小总是相等，C不符合题意，D对。
故答案为：D
【分析】任意两个物体之间都有万有引力，且两个物体间的万有引力是相等的，两个质点之间的万有引力可以利用公式来计算。
6．（2019高一下·兴庆期中）对于在地球上的物体所受的重力和地球对它的引力的关系，下列说法中正确的是（ ）
A．这两个力是同一个力
B．在忽略地球的自转影响时，重力就是定值，与物体所处的高度和纬度都无关
C．由于地球的自转，物体在纬度越高的地方，重力越大
D．由于物体随地球自转，则物体处在纬度越高的地方，重力越小
【答案】C
【知识点】重力与重心；万有引力定律及其应用
【解析】【解答】A、重力是由万有引力的分力产生的； 二者不是同一个力； A不符合题意；
B、若忽略自转，则重力与纬度无关；但重力大小仍然取决于高度，高度越高，重力越小，B不符合题意；
C、由于地球的自转原因，万有引力分力充当物体转动的向心力，纬度越高，转动半径越小，分力越小，则重力越大；C符合题意，D不符合题意；
故答案为：C．
【分析】在地球上，物体由于受到地面的支持力导致重力和万有引力略有差别，纬度越高，受地球自转的影响越小，重力越来越接近万有引力。
7．（2019高一下·兴庆期中）下列关于经典力学和相对论的说法，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
【答案】D
【知识点】相对论时空观与牛顿力学的局限性
【解析】【解答】经典力学和相对论应用条件不同，没有矛盾，D对；
故答案为：D
【分析】相对论适用于高速领域，经典力学适用于低速、宏观领域，当相对论做低速处理，就会得到经典力学的结论。
8．（2019高一下·兴庆期中）图是“嫦娥一号奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测。下列说法正确的是（ ）
A．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度
B．在绕月圆轨道上，卫星的周期与卫星质量有关
C．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比
D．在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力
【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】第三宇宙速度是卫星脱离太阳系的最小发射速度，所以“嫦娥一号”卫星的发射速度一定小于第三宇宙速度，A不符合题意；设卫星轨道半径为r，由万有引力定律知卫星受到引力F＝G ，C符合题意．设卫星的周期为T，由G ＝m r得T2＝ r3，所以卫星的周期与月球质量有关，与卫星质量无关，B不符合题意．卫星在绕月轨道上运行时，由于离地球很远，受到地球引力很小，卫星做圆周运动的向心力主要是月球引力提供，D不符合题意．
故答案为：C
【分析】卫星离地球远近，线速度越大，环绕周期越短，同时动能增加，势能减小，总的机械能减小，结合选项分析即可。
9．（2019高一下·兴庆期中）—人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度减小为原来的三分之一，不考虑卫星质量的变化，则变轨前、后卫星的（ ）
A．向心加速度大小之比为9：1 B．周期之比为1：27
C．角速度大小之比为3：1 D．轨道半径之比为1：3
【答案】B
【知识点】向心力；向心加速度
【解析】【解答】根据万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，有 ，可得卫星的线速度 ，可知当卫星线速度减小为原来的 ，则半径增大为原来的9倍。根据万有引力提供向心力有 ，可知 ，变轨前、后轨道半径之比为1：9，向心加速度之比为81：1，A不符合题意；根据万有引力提供向心力有 ，可知 ，则变轨前、后周期之比为 ，B符合题意；根据万有引力提供向心力有 ，可知 ，则变轨前、后角速度之比为 ，C不符合题意；由上述分析知变轨前、后轨道半径之比为1：9，D不符合题意。
故答案为：B
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，利用向心力公式求出变轨后卫星的轨道半径，结合变轨前后卫星的轨道半径关系求解加速度、角速度、周期的变化。
10．（2019高一下·兴庆期中）2015年12月17日，我国成功将探测暗物质粒子的卫星“悟空”直接送入预定转移椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过点火让卫星进入圆轨道Ⅱ，如图所示。关于该卫星，下列说法正确的是（ ）
A．在轨道Ⅱ上运行的速度介于7.9km/s~11.2km/s之间
B．在轨道Ⅱ上运动处于超重状态
C．在轨道Ⅱ上运动，卫星受到的万有引力提供向心力
D．在轨道Ⅰ上经过Q点的速率等于在轨道Ⅱ上经过Q点的速率
【答案】C
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】本题考查万有引力作用下卫星运行速度、加速度与轨道半径的关系，以及变轨问题。卫星加速，将做离心运动，反之则做向心运动。且卫星在运行过程中只受万有引力作用。7.9km/s是卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动时的速度，是最大的环绕速度，A不符合题意；在轨道II 上运动的加速度即向心加速度指向地心，所以卫星处于失重状态，B不符合题意；卫星在轨道II 上运动，只受到地球对它的外有引力，提供向心力，C符合题意；从轨道I 变到轨道II上，需要在经过Q 点加速，所以D不符合题意。
故答案为：C。
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，卫星离地球远近，线速度越大，环绕周期越短，同时动能增加，势能减小，总的机械能减小，结合选项分析即可。
11．（2019高一下·兴庆期中）两个质量均为 的星体，其连线的垂直平分线为 。 为两星体连线的中点，如图所示，一质量为 的物体从 沿 方向运动，设 离足够远，则物体在运动过程中受到两个星球万有引力的合力大小变化情况是（ ）
A．一直增大 B．一直减小
C．先减小后增大 D．先增大后减小
【答案】D
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】在O点两星球对物体m的万有引力大小相等、方向相反、合力为零；到了离O很远的A点时，由于距离太大，星球对物体的万有引力非常小，也可以认为等于零．由此可见，物体在运动过程中受到两个星球万有引力的合力先增大后减小，D符合题意．
故答案为：D
【分析】对物体进行受力分析，在移动的过程中，万有引力的大小发生改变了，同时两个力的夹角也发生改变，求解合力大小的变化。
12．（2019高一下·兴庆期中）赤道上随地球自转的物体A，赤道上空的近地卫星B，地球的同步卫星C，它们的运动都可以视为匀速圆周运动。分别用a、v、T、ω表示它们的向心加速度、线速度、周期和角速度，下列判断正确的是（ ）
A．aA>aB>aC B．vB>vC>vA
C．TA>TB>TC D．ωA>ωC>ωB
【答案】B
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】A、同步卫星与物体A周期相同，根据圆周运动公式a= r，得aC＞aA，
同步卫星C与人造卫星B，都是万有引力提供向心力，
所以a= ，由于rC＞rB，由牛顿第二定律，可知aB＞aC．A不符合题意．
B、同步卫星与物体A周期相同，根据圆周运动公式v= ，所以vC＞vA，
再由引力提供向心力， ，即有v= ，因此vB＞vC，B符合题意．
C、同步卫星与地球自转同步，所以TC=TA．
根据开普勒第三定律得卫星轨道半径越大，周期越大，故TC＞TB．C不符合题意；
D、根据周期与角速度的关系式，T= ，结合C选项分析，D不符合题意．
故答案为：B．
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合这三颗卫星轨道半径关系求解加速度、角速度、周期的大小关系。
13．（2016高二上·吴忠开学考）如图所示，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
【答案】C,D
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】解：根据 = 得，a= ，v= ， ，T= ，由这些关系可以看出，r越大，a、v、ω越小，而T越大，故A、B错误，C、D正确．
故选CD．
【分析】根据万有引力提供向心力，得出线速度、角速度、周期、向心加速度与轨道半径的关系，从而比较出大小．
二、多选题
14．（2018高一下·通海期中）已知引力常数G与下列哪些数据，可以计算出地球密度( )
A．地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离
B．月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径
C．人造地球卫星在地面附近绕行运行周期
D．若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度
【答案】C,D
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】A.已知地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离，根据万有引力提供向心力，列出等式： ， ，所以只能求出太阳的质量．A不符合题意．
B.已知月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径，根据万有引力提供向心力，列出等式： ，地球质量 ，可以求出地球质量．但不知道地球半径，B不符合题意．
C.已知人造地球卫星在地面附近绕行运行周期，根据万有引力提供向心力，列出等式： ，地球质量 根据密度定义得： ，C符合题意．
D.已知地球半径和重力加速度，根据万有引力等于重力列出等式 ， ，根据密度定义得： ，D符合题意．
故答案为：CD。
【分析】结合万有引力定律，对人造地球卫星列向心力方程，结合选项代入条件逐一分析即可。
15．（2019高一下·兴庆期中）开普勒关于行星的运动公式 ，以下理解正确的是（ ）
A． 是一个与行星无关的常量
B． 代表行星运动的轨道半径
C． 代表行星运动的自转周期
D． 代表行星绕太阳运动的公转周期
【答案】A,D
【知识点】开普勒定律
【解析】【解答】根据开普勒第三定律可知，行星运动的轨道半长轴的三次方与周期的平方成正比，其比例 是一个与行星无关的常量，只与恒星的质量有关，A符合题意； 代表行星椭圆运动的半长轴，B不符合题意； 代表行星运动的公转周期，C不符合题意，D符合题意。
故答案为：AD
【分析】开普勒第三定律对应的公式为 ，其中R是轨道长轴长度，T是周期，k是与中心天体有关的量。
16．（2019高一下·兴庆期中）12年至2015年进入了我国北斗系统卫星发射的高峰期，北斗卫星系统由地球同步轨道卫星与低轨道卫星两种卫星组成，在轨正常运行的这两种卫星比较（ ）
A． 低轨卫星运行的周期较大 B．同步卫星运行的周期较大
C．低轨卫星运行的加速度较大 D．同步卫星运行的线速度较大
【答案】B,C
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】对卫星的圆周运动分析可知，万有引力提供向心力， ，那么周期 ，高度高则周期大，A不符合题意B对。 ，高度低，加速度大，C对。 ，高度高则线速度小，D不符合题意。
故答案为：BC
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合轨道半径关系的关系求解加速度、角速度、周期的大小关系。
17．（2019高一下·兴庆期中）如图所示，A为静止于地球赤道上的物体(图中未画出)，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．卫星C一定是同步卫星
B．可能在每天的同一时刻卫星B在A的正上方
C．物体A和卫星C具有相同大小的加速度
D．卫星B在P点的加速度与卫星C在P点的加速度大小相等
【答案】B,D
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】由题意可知，卫星C的周期与地球自转的周期相等，只能说明其轨道半径与同步卫星相等，但不一定沿赤道所在平面，故不一定是同步卫星，所以A不符合题意；由于A、B周期相同，因此可能出现在每天的同一时刻B位于A正上方的情形，所以B符合题意；A和C的周期相同，根据 可知， ，所以A的加速度小于C的加速度，C不符合题意；根据牛顿第二定律有 以及由图可知，在P点时卫星B与C的的轨道半径相同，则在P点时卫星B与C的加速度大小相等，D符合题意。
故答案为：BD
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合轨道半径关系的关系求解加速度、角速度、周期的大小关系。
三、填空题
18．（2019高一下·兴庆期中）火星轨道半径是地球轨道半径的a倍,火星质量约为地球质量的b倍,那么火星与太阳之间的引力约为地球与太阳之间引力的 倍。
【答案】
【知识点】万有引力定律及其应用
【解析】【解答】设地球质量为m1,火星质量为m2,太阳的质量为M,地球轨道半径为r1,火星轨道半径为r2,则由 得, .
【分析】两个行星之间的万有引力可以利用公式来计算，结合题目条件代入数据计算即可。
19．（2019高一下·兴庆期中）若两颗人造地球卫星的周期之比为T1∶T2＝2∶1，则它们的轨道半径之比R1∶R2＝ ，向心加速度之比a1∶a2＝ 。
【答案】；
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】人造卫星由万有引力提供向心力 ，得出 ，根据T1∶T2＝2∶1可得出R1∶R2= ， 可判断a1∶a2= .
【分析】卫星做圆周运动，万有引力提供向心力，结合卫星运动周期的的关系求解轨道半径、加速度的大小关系。
20．（2019高一下·兴庆期中）两个物体的质量分别是m1、m2，当它们相距为r时，它们间的引力是F，则1.当m1增大为2m1，m2增大为3m2，其他条件不变，则引力为 F； 2.当r增大为2r，其他条件不变，则引力为 F； 3.当m1、m2、r都增大为原来的2倍，则引力为 F.
【答案】6；；1
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【解答】根据万有引力定律 可知，当m1增大为2m1，m2增大为3m2时， ；当r增大为2r时， ；当m1、m2、r都增大为原来的2倍时， ，
故答案为：6、 、1.
【分析】两个质点之间的万有引力可以利用公式来计算，结合题目条件代入数据计算即可。
四、解答题
21．（2019高一下·兴庆期中）已知太阳的质量为 ，地球的质量为 ，月球的质量为 ， 当发生日全食时，太阳、月亮、地球几乎在同一直线上，且月亮位于太阳与地球中间，如图所示，设月亮到太阳的距离为 ，地球到月亮的距离为 .太阳对地球的引力 和对月亮的引力 的大小之比为多少
【答案】解：根据万有引力定律列出地球和月亮与太阳间的引力等式.
太阳对地球的引力：
太阳对月亮的引力：
太阳对地球的引力 和对月亮的吸引力 的大小之比为：
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【分析】太阳对月球的万有引力和地球对月球的可以利用公式F= 来计算，结合题目条件代入数据计算即可。
22．（2019高一下·兴庆期中）宇航员在地球表面以一定初速度竖直向上抛出一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处。（取地球表面重力加速度g＝10m/s2，空气阻力不计）
（1）求该星球表面附近的重力加速度g＇；
（2）已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M星∶M地。
【答案】（1）解：根据匀变速直线运动规律t= 得：
从竖直上抛到最高点，上升的时间是 = ，上升和下降的时间相等，
所以从上抛到落回原处t= ①
由于在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处．
根据匀变速直线运动规律得：
5t= ②
由①②得星球表面附近的重力加速度g′= g=2m/s2
（2）解：根据万有引力等于重力得： =mg
M=
所以 = =
【知识点】万有引力定律及其应用；卫星问题
【解析】【分析】（1）利用小球的竖直上抛运动，结合运动学公式求解该行星表面的重力加速度；
（2）结合第一问求解的行星表面的重力加速度，结合行星与地球的半径关系求解两者之间质量的关系。
23．（2019高一下·兴庆期中）如下图所示，质量分别为 和 的两个星球 和 在引力作用下都绕 点做匀速圆周运动，星球 和 两者中心之间的距离为 .已知 、 的中心和 三点始终共线， 和 分别在 的两侧.引力常数为 .
（1）求两星球做圆周运动的周期；
（2）在地月系统中，若忽略其他星球的影响.可以将月球和地球看成上述星球 和 ，月球绕其轨道中心运行的周期记为 .但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为 .已知地球和月球的质量分别为 和 .求 与 两者平方之比.(结果保留3位小数)
【答案】（1）解：两星球围绕同一点O做匀速圆周运动，其角速度大小相同， 周期也相同，其所需向心力由两者间的万有引力提供，设A、B的轨道半径分别为r2、r1，由牛顿第二定律知：
对于B有
对于A有
又r1+r2=L
联立解得
（2）解：在地月系统中，由于地月系统旋转所围绕的中心 不在地心，月球做圆周运动的周期可得出：
式中， 和 分别是地球和月球的质量， 是地心与月心之间的距离.
若认为月球在地球的引力作用下绕地心做匀速圆周运动，则
式中， 为月球绕地心运动的周期.
得
则 ，
代入题给数据得
【知识点】万有引力定律及其应用；双星（多星）问题
【解析】【分析】（1）没有第三个星球，双星系统中的两个星球绕着两者的质心做圆周运动，万有引力提供向心力，角速度相同，列方程求解周期；
（2）存在第三个星球，对于星球A来说，受到来自B、C两个星球的引力而做圆周运动，结合向心力公式求解周期即可。
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