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高中物理会考水平合格考备考知识清单《第七章万有引力与宇宙航行》含解析答案
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这是一份高中物理会考水平合格考备考知识清单《第七章万有引力与宇宙航行》含解析答案，共17页。学案主要包含了单选题，解答题等内容，欢迎下载使用。
一、单选题
1．如图所示，焦点为和的椭圆表示火星绕太阳运行的轨道，已知火星运行到A点的速率比运行到B点的速率小，则根据开普勒定律可知，太阳应位于（ ）
A．A处B．B处C．处D．处
2．一个物体在地球表面所受的引力为F，则在距地面高度为地球半径的2倍时，所受引力为（ ）
A．B．C．D．
3．如图所示，两个质量分布均匀的实心球，半径分别为r1=0.4 m、r2=0.6 m，质量分别为m1=4.0 kg、m2=1.0 kg，两球间距离为r=2.0 m，则两球间相互引力的大小为（ ）
A．6.67×10-11 N
B．大于6.67×10-11 N
C．小于6.67×10-11 N
D．不能确定
4．下列有关天体运动的说法正确的是（ ）
A．绕太阳运行的行星，轨道半长轴越长，其公转的周期就越大
B．在月球绕地球运动中，中的T表示地球自转的周期
C．绕太阳运行的行星，轨道半长轴越长，其公转的周期就越小
D．若地球绕太阳运动的轨道半长轴为，周期为，月球绕地球运动轨道的半长轴为，周期为，则根据开普勒第三定律有：
5．在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春、夏、秋、冬四季.如图所示，从地球绕太阳的运动规律分析，下列判断正确的是（ ）
A．在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大
B．在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大
C．春夏两季比秋冬两季时间短
D．春夏两季和秋冬两季时间长度相同
6．下列有关天体运动的说法正确的是（ ）
A．绕太阳运行的行星，轨道半长轴越长，其公转的周期就越大
B．在月球绕地球运动中，中的T表示地球自转的周期
C．对于任意一个行星，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积不一定相等
D．若地球绕太阳运动的轨道半长轴为，周期为，月球绕地球运动轨道的半长轴为，周期为，则根据开普勒第三定律有：
7．以下说法中正确的是（ ）
A．质量是物体固有的属性，其大小与物体运动的速度无关
B．只有当物体运动的速度远小于光速时，可以认为质量不变
C．经典力学不适用于微观粒子，所以经典力学是错误的
D．牛顿运动定律不能适用于处在高速公路上高速运动的汽车的运动情况
8．如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为TB；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为TC。下列说法或关系式中正确的是（ ）
A．地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上
B．卫星B和卫星C运动的速度大小均不变
C．，该比值的大小与地球和卫星有关
D．，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关
9．关于经典力学的建立，下列说法中不正确的是（ ）
A．标志着近代自然科学的诞生
B．实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合
C．确立了一切自然科学理论应有的基本特征
D．成为量子力学的基础
10．在地球太空的轨道上有某一卫星正在运行，正确的是（ ）
A．卫星的重力小于在地球表面时受到的重力
B．卫星处于完全失重状态，所受重力为零
C．卫星圆周运动的向心力由地球磁场提供
D．卫星因为脱离了地球表面，处于平衡状态
11．我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。2018年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是（ ）
A．周期B．角速度C．线速度D．向心加速度
12．瑞士天文学家迪迪埃·奎洛兹（Didier Quelz）因为“发现了围绕其他类太阳恒星运行的系外行星”而获得了2019年诺贝尔物理学奖。假设某一系外行星的半径为R，质量为M，公转半径为r，公转周期为T。一质量为m的宇宙飞船围绕该系外行星做匀速圆周运动，半径为r1，周期为T1。不考虑其他天体的影响。已知引力常量为G，则有（ ）
A．B．
C．D．
13．搭乘神舟十二号进入天和核心舱的我国航天员相继出舱，胜利完成中国空间站的第二次舱外任务。已知中国空间站处于距地面高度为的近地轨道处，地球半径为，地球表面重力加速度为，则此时宇航员在该轨道处的加速度为（ ）
A．B．C．D．
14．美国科学家于2016年2月11日宣布，他们探测到引力波的存在。引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”。相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学，下列说法正确的是 （ ）
A．牛顿力学完全适用于宏观低速运动
B．牛顿力学取得了巨大成就，是普遍适用的
C．随着物理学的发展，牛顿力学将逐渐成为过时的理论
D．由于相对论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值
15．一行星绕恒星做圆周运动，由天文观测可得，其运行周期为T，速度为v，引力常量为G，则不正确的是（ ）
A．恒星的质量为B．行星的质量为
C．行星运动的轨道半径为D．行星运动的加速度为
16．关于开普勒行星运动的公式=k，以下理解不正确的是（ ）
A．k是一个与行星无关的常量
B．T表示行星运动的自转周期
C．T表示行星运动的公转周期
D．a是指半长轴，粗略计算时可以表示半径
17．如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1∶m2＝3∶2，下列说法中正确的是（ ）
A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为3∶2
B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3∶2
C．m1做圆周运动的半径为L
D．m2做圆周运动的半径为L
18．如图所示，两艘飞船A，B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为（接近光速）。地面上测得它们相距为，根据相对论时空观，则A测得两飞船间的距离（ ）
A．大于B．等于C．小于D．与无关
19．关于天体的运动以下说法正确的是（ ）
A．天体的运动毫无规律，无法研究
B．天体的运动是最完美的、和谐的匀速圆周运动
C．太阳从东边升起，从西边落下，所以太阳绕地球运动
D．太阳系中所有行星都围绕太阳运动
20．如图所示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，大小分别为m1、m2，则两球的万有引力大小为（ ）
A． B．
C． D．
二、解答题
21．已知万有引力常量为G，月球表面的重力加速度为g，月球的平均密度为ρ，月球可视为球体，球体积计算公式V=πR3。求：
（1）月球质量M；
（2）嫦娥四号探月卫星在近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度v。
22．设想利用载人飞船探索行星，飞船上备有计时器、质量为m的物体P、测力计等实验器材。该飞船到达很靠近行星表面的圆形轨道（轨道半径近似等于行星半径）绕行数圈后着陆。宇航员测得飞船绕行周期为T，物体P处于行星表面的重力为F。已知万有引力常量为G。不考虑行星自转。根据这些已知量，求：
(1)行星表面的重力加速度g；
(2)行星的密度；
(3)行星的半径R。
23．如图所示，返回式月球软着陆器在完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱。已知月球的半径为R，轨道舱到月球表面的距离为h，引力常量为G，月球表面的重力加速度为g，不考虑月球的自转。求：
（1）月球的质量M；
（2）月球的第一宇宙速度；
（3）轨道舱绕月飞行的周期T。
24．以加速度a匀加速上升的火箭内，有一质量为m的物体。当火箭上升到某一高度，用弹簧秤测该物体的重时，示数为F，已知地表处重力加速度为g，地球半径为R，求此时火箭距地面的高度H？
25．登月舱在离月球表面112 km的高空绕月球运行，运行周期为120.5 min，已知月球半径为1.7×103 km，G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，试估算月球的质量。（结果保留两位有效数字）
参考答案：
1．C
【详解】根据开普勒第二定律可知，太阳和火星连线在相等时间内扫过的面积相等，即近日点速率大于远日点的速率，由题意知B点的速率大，所以B点为近日点，所以F1为太阳所在位置。故ABD错误；C正确。
故选C。
2．D
【详解】由万有引力定律可得，物体在地球表面时
物体在距地面高度为地球半径的2倍时
故选D。
3．C
【详解】计算两均匀实心球间的相互作用，距离R可看成两球心的距离，即
R=r1+r2+r=3.0 m
由万有引力定律可得
故选C。
4．A
【详解】AC．开普勒第三定律表明:所有的行星公转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，即
所以a越大,公转周期越大，故A正确，C错误；
B．开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动，所以月球绕地球运动中的T表示月球的公转周期，故B错误；
D．地球绕太阳转动，而月球绕地球转动，二者不是同一中心天体，故对应的k不同，故D错误。
故选A。
5．A
【详解】AB．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。近日点连线短，在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大，远日点连线长，在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较小，故A正确，B错误；
CD．由上述可知，春夏两季比秋冬两季时间长，故CD错误。
故选A。
6．A
【详解】A．由开普勒第三定律可知，所有的行星公转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，即
所以a越大，公转周期T越大，故A正确；
B．开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，所以月球绕地球运动中的T表示月球的公转周期，故B错误；
C．根据开普勒第二定律，对于任意一个行星，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。故C错误；
D．地球绕太阳转动，而月球绕地球转动，二者不是同一中心天体，故对应的k不同，故D错误。
故选A。
7．B
【详解】A．经典力学中，质量是物体固有的属性，其大小与物体运动的速度无关，但根据狭义相对论，当物体运动的速度接近光速时，物体的质量会明显增大，故A错误；
B．狭义相对论告诉我们只有当物体运动的速度远小于光速时，才可以认为质量不变，故B正确；
C．经典力学不适用于微观粒子，但适合于宏观低速的物体，经典力学与相对论是统一的，并不矛盾，故C错误；
D．处在高速公路上高速运动的汽车是低速宏观的运动，牛顿运动定律仍然适合，故D错误。
故选B。
8．A
【详解】A．由开普勒第一定律可知，地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上，选项A正确；
B．由开普勒第二定律可知，B卫星绕地球转动时速度大小在不断变化，卫星C运动的速度大小不变，选项B错误；
CD．由开普勒第三定律可知
比值的大小仅与中心天体地球质量有关，选项CD错误。
故选A。
9．D
【详解】ABC．经典力学实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合，并提出了一切自然科学理论应有的基本特征，形成了由实验到数学推导这种行之有效的研究方法。经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生，故ABC正确；
D．经典力学适用于宏观、低速运动的物体，而量子力学属于微观高速物体的基本规律，故D错误。
该题选择不正确的选项，故选D。
10．A
【详解】ABC．卫星处于完全失重状态，但所受重力不为零，卫星所受的万有引力刚好提供卫星绕地球做圆周运动的向心力；根据万有引力表达式
可知卫星在太空的轨道上受到的引力小于在地球表面时受到引力，则卫星在太空的轨道上受到的重力小于在地球表面时受到的重力，故A正确，BC错误；
D．卫星绕地球做圆周运动，所受的合力不为零，不是处于平衡状态，故D错误。
故选A。
11．A
【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得
可知，卫星的轨道半径越大，周期越大，而角速度、线速度和向心加速度越小，“高分五号”的轨道半径比“高分四号”的小，所以“高分五号”较小的是周期，较大的是角速度、线速度和向心加速度。
故选A。
12．C
【详解】CD．宇宙飞船围绕该系外行星做匀速圆周运动，对飞船有
解得
故C正确，D错误；
AB．根据上述可知，在开普勒第三定律中，半长轴的三次方与公转周期的平方的比值由中心天体的质量决定，只有中心天体相同的卫星，半长轴的三次方与公转周期的平方的比值才相等，由于系外行星公转的中心天体为类太阳恒星，而宇宙飞船做匀速圆周运动的中心天体是该系外行星，即两者绕行的中心天体不同，则与，不能够确定是否相等，故AB错误。
故选C。
13．D
【详解】根据题意，在地球表面，由万有引力等于重力有
由万有引力提供向心力有
联立解得
故选D。
14．A
【详解】A．牛顿力学适用于低速运动的宏观物体，故 A正确；
B．牛顿力学取得了巨大的成就，但它具有一定的局限性，并不是普遍适用的，故B错误；
CD．在微观高速领域，要用量子力学和相对论理论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了牛顿力学，牛顿力学作为某些条件下的特殊情形，被包括在新的科学成就之中，不会过时，不会失去价值，故CD错误。
故选A。
15．B
【详解】B．行星为环绕天体，无法求出质量，故B错误，符合题意；
AC．根据万有引力提供向心力
得
线速度为
轨道半径为
代入质量表达式
故AC正确，不符合题意；
D．加速度为
故D正确，不符合题意。
故选B。
16．B
【详解】A．k是一个与行星无关的常，只与中心天体（太阳）的质量有关，故A正确，不符合题意；
BC．T表示行星运动的公转周期，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；
D．a是指半长轴，若椭圆轨道近似圆，粗略计算时可以表示半径，故D正确，不符合题意。
故选B。
17．C
【详解】设双星m1、m2距转动中心O的距离分别为r1、r2，双星绕O点转动的共同角速度为ω，据万有引力定律和牛顿第二定律得
又
r1＋r2＝L，m1∶m2＝3∶2
所以可解得
,
m1、m2做圆周运动的线速度分别为
故
故选C。
18．A
【详解】根据
为在相对静止参考系中的长度，为在相对运动参考系中的长度，地面上测得它们相距为，是以高速飞船为参考系，而A测得的长度为以静止参考系的长度，大于。
故选A。
19．D
【详解】天体运动是有规律的，不是做匀速圆周运动，轨迹是椭圆，地球绕太阳转动。日心说虽然最终战胜了地心说，但由于当时人们认知水平的局限性，它的一些观点也是不准确的，如运动轨道不是圆而是椭圆，做的不是匀速圆周运动而是变速曲线运动。
故选D。
20．D
【详解】两球质量分布均匀，可认为质量集中于球心，由公式可知两球间万有引力
故选D。
21．（1）；（2）
【详解】(1)设月球半径为R，根据万有引力等于重力
月球的质量为
联立解得
(2)根据万有引力等于重力
月球的质量为
联立可得
万有引力提供向心力
联立可得
22．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)行星表面的重力加速度为
(2)飞船在行星表面做圆周运动，万有引力等于向心力，则有
行星的密度
联立解得
(3) 飞船在行星表面做圆周运动，重力加速度等于向心加速度
解得行星的半径为
23．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设月球表面上质量为m1的物体，其在月球表面有
月球质量
（2）根据重力和向心力的关系可知
解得
（3）轨道舱绕月球做圆周运动，设轨道舱的质量为m，由牛顿运动定律得
解得
24．
【详解】已知地表
高为H处
所以
对物体由牛顿第二定律
所以
25．6.7×1022 kg
【详解】设登月舱的质量为m舱，月球的质量为M月，月球的半径为r月，登月舱离月球表面的距离为r，则
登月舱绕月球做圆周运动，所以向心力的大小
因为
得
一、单选题
1．如图所示，焦点为和的椭圆表示火星绕太阳运行的轨道，已知火星运行到A点的速率比运行到B点的速率小，则根据开普勒定律可知，太阳应位于（ ）
A．A处B．B处C．处D．处
2．一个物体在地球表面所受的引力为F，则在距地面高度为地球半径的2倍时，所受引力为（ ）
A．B．C．D．
3．如图所示，两个质量分布均匀的实心球，半径分别为r1=0.4 m、r2=0.6 m，质量分别为m1=4.0 kg、m2=1.0 kg，两球间距离为r=2.0 m，则两球间相互引力的大小为（ ）
A．6.67×10-11 N
B．大于6.67×10-11 N
C．小于6.67×10-11 N
D．不能确定
4．下列有关天体运动的说法正确的是（ ）
A．绕太阳运行的行星，轨道半长轴越长，其公转的周期就越大
B．在月球绕地球运动中，中的T表示地球自转的周期
C．绕太阳运行的行星，轨道半长轴越长，其公转的周期就越小
D．若地球绕太阳运动的轨道半长轴为，周期为，月球绕地球运动轨道的半长轴为，周期为，则根据开普勒第三定律有：
5．在天文学上，春分、夏至、秋分、冬至将一年分为春、夏、秋、冬四季.如图所示，从地球绕太阳的运动规律分析，下列判断正确的是（ ）
A．在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大
B．在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较大
C．春夏两季比秋冬两季时间短
D．春夏两季和秋冬两季时间长度相同
6．下列有关天体运动的说法正确的是（ ）
A．绕太阳运行的行星，轨道半长轴越长，其公转的周期就越大
B．在月球绕地球运动中，中的T表示地球自转的周期
C．对于任意一个行星，它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积不一定相等
D．若地球绕太阳运动的轨道半长轴为，周期为，月球绕地球运动轨道的半长轴为，周期为，则根据开普勒第三定律有：
7．以下说法中正确的是（ ）
A．质量是物体固有的属性，其大小与物体运动的速度无关
B．只有当物体运动的速度远小于光速时，可以认为质量不变
C．经典力学不适用于微观粒子，所以经典力学是错误的
D．牛顿运动定律不能适用于处在高速公路上高速运动的汽车的运动情况
8．如图所示，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，椭圆的半长轴为a，运行周期为TB；C为绕地球沿圆周运动的卫星，圆周的半径为r，运行周期为TC。下列说法或关系式中正确的是（ ）
A．地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上
B．卫星B和卫星C运动的速度大小均不变
C．，该比值的大小与地球和卫星有关
D．，该比值的大小不仅与地球有关，还与太阳有关
9．关于经典力学的建立，下列说法中不正确的是（ ）
A．标志着近代自然科学的诞生
B．实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合
C．确立了一切自然科学理论应有的基本特征
D．成为量子力学的基础
10．在地球太空的轨道上有某一卫星正在运行，正确的是（ ）
A．卫星的重力小于在地球表面时受到的重力
B．卫星处于完全失重状态，所受重力为零
C．卫星圆周运动的向心力由地球磁场提供
D．卫星因为脱离了地球表面，处于平衡状态
11．我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。2018年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是（ ）
A．周期B．角速度C．线速度D．向心加速度
12．瑞士天文学家迪迪埃·奎洛兹（Didier Quelz）因为“发现了围绕其他类太阳恒星运行的系外行星”而获得了2019年诺贝尔物理学奖。假设某一系外行星的半径为R，质量为M，公转半径为r，公转周期为T。一质量为m的宇宙飞船围绕该系外行星做匀速圆周运动，半径为r1，周期为T1。不考虑其他天体的影响。已知引力常量为G，则有（ ）
A．B．
C．D．
13．搭乘神舟十二号进入天和核心舱的我国航天员相继出舱，胜利完成中国空间站的第二次舱外任务。已知中国空间站处于距地面高度为的近地轨道处，地球半径为，地球表面重力加速度为，则此时宇航员在该轨道处的加速度为（ ）
A．B．C．D．
14．美国科学家于2016年2月11日宣布，他们探测到引力波的存在。引力波是实验验证爱因斯坦相对论的最后一块缺失的“拼图”。相对论在一定范围内弥补了牛顿力学的局限性。关于牛顿力学，下列说法正确的是 （ ）
A．牛顿力学完全适用于宏观低速运动
B．牛顿力学取得了巨大成就，是普遍适用的
C．随着物理学的发展，牛顿力学将逐渐成为过时的理论
D．由于相对论的提出，牛顿力学已经失去了它的应用价值
15．一行星绕恒星做圆周运动，由天文观测可得，其运行周期为T，速度为v，引力常量为G，则不正确的是（ ）
A．恒星的质量为B．行星的质量为
C．行星运动的轨道半径为D．行星运动的加速度为
16．关于开普勒行星运动的公式=k，以下理解不正确的是（ ）
A．k是一个与行星无关的常量
B．T表示行星运动的自转周期
C．T表示行星运动的公转周期
D．a是指半长轴，粗略计算时可以表示半径
17．如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1∶m2＝3∶2，下列说法中正确的是（ ）
A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为3∶2
B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3∶2
C．m1做圆周运动的半径为L
D．m2做圆周运动的半径为L
18．如图所示，两艘飞船A，B沿同一直线同向飞行，相对地面的速度均为（接近光速）。地面上测得它们相距为，根据相对论时空观，则A测得两飞船间的距离（ ）
A．大于B．等于C．小于D．与无关
19．关于天体的运动以下说法正确的是（ ）
A．天体的运动毫无规律，无法研究
B．天体的运动是最完美的、和谐的匀速圆周运动
C．太阳从东边升起，从西边落下，所以太阳绕地球运动
D．太阳系中所有行星都围绕太阳运动
20．如图所示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，大小分别为m1、m2，则两球的万有引力大小为（ ）
A． B．
C． D．
二、解答题
21．已知万有引力常量为G，月球表面的重力加速度为g，月球的平均密度为ρ，月球可视为球体，球体积计算公式V=πR3。求：
（1）月球质量M；
（2）嫦娥四号探月卫星在近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度v。
22．设想利用载人飞船探索行星，飞船上备有计时器、质量为m的物体P、测力计等实验器材。该飞船到达很靠近行星表面的圆形轨道（轨道半径近似等于行星半径）绕行数圈后着陆。宇航员测得飞船绕行周期为T，物体P处于行星表面的重力为F。已知万有引力常量为G。不考虑行星自转。根据这些已知量，求：
(1)行星表面的重力加速度g；
(2)行星的密度；
(3)行星的半径R。
23．如图所示，返回式月球软着陆器在完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱。已知月球的半径为R，轨道舱到月球表面的距离为h，引力常量为G，月球表面的重力加速度为g，不考虑月球的自转。求：
（1）月球的质量M；
（2）月球的第一宇宙速度；
（3）轨道舱绕月飞行的周期T。
24．以加速度a匀加速上升的火箭内，有一质量为m的物体。当火箭上升到某一高度，用弹簧秤测该物体的重时，示数为F，已知地表处重力加速度为g，地球半径为R，求此时火箭距地面的高度H？
25．登月舱在离月球表面112 km的高空绕月球运行，运行周期为120.5 min，已知月球半径为1.7×103 km，G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，试估算月球的质量。（结果保留两位有效数字）
参考答案：
1．C
【详解】根据开普勒第二定律可知，太阳和火星连线在相等时间内扫过的面积相等，即近日点速率大于远日点的速率，由题意知B点的速率大，所以B点为近日点，所以F1为太阳所在位置。故ABD错误；C正确。
故选C。
2．D
【详解】由万有引力定律可得，物体在地球表面时
物体在距地面高度为地球半径的2倍时
故选D。
3．C
【详解】计算两均匀实心球间的相互作用，距离R可看成两球心的距离，即
R=r1+r2+r=3.0 m
由万有引力定律可得
故选C。
4．A
【详解】AC．开普勒第三定律表明:所有的行星公转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，即
所以a越大,公转周期越大，故A正确，C错误；
B．开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动，所以月球绕地球运动中的T表示月球的公转周期，故B错误；
D．地球绕太阳转动，而月球绕地球转动，二者不是同一中心天体，故对应的k不同，故D错误。
故选A。
5．A
【详解】AB．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。近日点连线短，在冬至日前后，地球绕太阳的运行速率较大，远日点连线长，在夏至日前后，地球绕太阳的运行速率较小，故A正确，B错误；
CD．由上述可知，春夏两季比秋冬两季时间长，故CD错误。
故选A。
6．A
【详解】A．由开普勒第三定律可知，所有的行星公转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，即
所以a越大，公转周期T越大，故A正确；
B．开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动，所以月球绕地球运动中的T表示月球的公转周期，故B错误；
C．根据开普勒第二定律，对于任意一个行星，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。故C错误；
D．地球绕太阳转动，而月球绕地球转动，二者不是同一中心天体，故对应的k不同，故D错误。
故选A。
7．B
【详解】A．经典力学中，质量是物体固有的属性，其大小与物体运动的速度无关，但根据狭义相对论，当物体运动的速度接近光速时，物体的质量会明显增大，故A错误；
B．狭义相对论告诉我们只有当物体运动的速度远小于光速时，才可以认为质量不变，故B正确；
C．经典力学不适用于微观粒子，但适合于宏观低速的物体，经典力学与相对论是统一的，并不矛盾，故C错误；
D．处在高速公路上高速运动的汽车是低速宏观的运动，牛顿运动定律仍然适合，故D错误。
故选B。
8．A
【详解】A．由开普勒第一定律可知，地球位于B卫星轨道的一个焦点上，位于C卫星轨道的圆心上，选项A正确；
B．由开普勒第二定律可知，B卫星绕地球转动时速度大小在不断变化，卫星C运动的速度大小不变，选项B错误；
CD．由开普勒第三定律可知
比值的大小仅与中心天体地球质量有关，选项CD错误。
故选A。
9．D
【详解】ABC．经典力学实现了人类对自然界认识的第一次理论大综合，并提出了一切自然科学理论应有的基本特征，形成了由实验到数学推导这种行之有效的研究方法。经典力学的建立标志着近代自然科学的诞生，故ABC正确；
D．经典力学适用于宏观、低速运动的物体，而量子力学属于微观高速物体的基本规律，故D错误。
该题选择不正确的选项，故选D。
10．A
【详解】ABC．卫星处于完全失重状态，但所受重力不为零，卫星所受的万有引力刚好提供卫星绕地球做圆周运动的向心力；根据万有引力表达式
可知卫星在太空的轨道上受到的引力小于在地球表面时受到引力，则卫星在太空的轨道上受到的重力小于在地球表面时受到的重力，故A正确，BC错误；
D．卫星绕地球做圆周运动，所受的合力不为零，不是处于平衡状态，故D错误。
故选A。
11．A
【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得
可知，卫星的轨道半径越大，周期越大，而角速度、线速度和向心加速度越小，“高分五号”的轨道半径比“高分四号”的小，所以“高分五号”较小的是周期，较大的是角速度、线速度和向心加速度。
故选A。
12．C
【详解】CD．宇宙飞船围绕该系外行星做匀速圆周运动，对飞船有
解得
故C正确，D错误；
AB．根据上述可知，在开普勒第三定律中，半长轴的三次方与公转周期的平方的比值由中心天体的质量决定，只有中心天体相同的卫星，半长轴的三次方与公转周期的平方的比值才相等，由于系外行星公转的中心天体为类太阳恒星，而宇宙飞船做匀速圆周运动的中心天体是该系外行星，即两者绕行的中心天体不同，则与，不能够确定是否相等，故AB错误。
故选C。
13．D
【详解】根据题意，在地球表面，由万有引力等于重力有
由万有引力提供向心力有
联立解得
故选D。
14．A
【详解】A．牛顿力学适用于低速运动的宏观物体，故 A正确；
B．牛顿力学取得了巨大的成就，但它具有一定的局限性，并不是普遍适用的，故B错误；
CD．在微观高速领域，要用量子力学和相对论理论来解释，但是并不会因为相对论和量子力学的出现，就否定了牛顿力学，牛顿力学作为某些条件下的特殊情形，被包括在新的科学成就之中，不会过时，不会失去价值，故CD错误。
故选A。
15．B
【详解】B．行星为环绕天体，无法求出质量，故B错误，符合题意；
AC．根据万有引力提供向心力
得
线速度为
轨道半径为
代入质量表达式
故AC正确，不符合题意；
D．加速度为
故D正确，不符合题意。
故选B。
16．B
【详解】A．k是一个与行星无关的常，只与中心天体（太阳）的质量有关，故A正确，不符合题意；
BC．T表示行星运动的公转周期，故B错误，符合题意，C正确，不符合题意；
D．a是指半长轴，若椭圆轨道近似圆，粗略计算时可以表示半径，故D正确，不符合题意。
故选B。
17．C
【详解】设双星m1、m2距转动中心O的距离分别为r1、r2，双星绕O点转动的共同角速度为ω，据万有引力定律和牛顿第二定律得
又
r1＋r2＝L，m1∶m2＝3∶2
所以可解得
,
m1、m2做圆周运动的线速度分别为
故
故选C。
18．A
【详解】根据
为在相对静止参考系中的长度，为在相对运动参考系中的长度，地面上测得它们相距为，是以高速飞船为参考系，而A测得的长度为以静止参考系的长度，大于。
故选A。
19．D
【详解】天体运动是有规律的，不是做匀速圆周运动，轨迹是椭圆，地球绕太阳转动。日心说虽然最终战胜了地心说，但由于当时人们认知水平的局限性，它的一些观点也是不准确的，如运动轨道不是圆而是椭圆，做的不是匀速圆周运动而是变速曲线运动。
故选D。
20．D
【详解】两球质量分布均匀，可认为质量集中于球心，由公式可知两球间万有引力
故选D。
21．（1）；（2）
【详解】(1)设月球半径为R，根据万有引力等于重力
月球的质量为
联立解得
(2)根据万有引力等于重力
月球的质量为
联立可得
万有引力提供向心力
联立可得
22．(1)；(2)；(3)
【详解】(1)行星表面的重力加速度为
(2)飞船在行星表面做圆周运动，万有引力等于向心力，则有
行星的密度
联立解得
(3) 飞船在行星表面做圆周运动，重力加速度等于向心加速度
解得行星的半径为
23．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）设月球表面上质量为m1的物体，其在月球表面有
月球质量
（2）根据重力和向心力的关系可知
解得
（3）轨道舱绕月球做圆周运动，设轨道舱的质量为m，由牛顿运动定律得
解得
24．
【详解】已知地表
高为H处
所以
对物体由牛顿第二定律
所以
25．6.7×1022 kg
【详解】设登月舱的质量为m舱，月球的质量为M月，月球的半径为r月，登月舱离月球表面的距离为r，则
登月舱绕月球做圆周运动，所以向心力的大小
因为
得
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