2025-2026学年人教版（2019）高一年级上学期寒假自主预习物理试卷五【第七章万有引力与宇宙航行A卷】

这是一份2025-2026学年人教版（2019）高一年级上学期寒假自主预习物理试卷五【第七章万有引力与宇宙航行A卷】，共22页。试卷主要包含了下列说法错误的是，北斗问天，国之夙愿等内容，欢迎下载使用。
（考试时间：75分钟 试卷满分：100分）
第一部分（选择题 共44分）
单选题（本大题共6小题， 在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的，共24分）
1．下列说法错误的是（ ）
A．哥白尼认为地球是宇宙的中心
B．开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础
C．牛顿通过“月一地检验”发现地面物体、月球所受地球引力都遵从同样的规律
D．卡文迪许最早较准确地测出了引力常量
2．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得物理概念和物理规律，推动物理学的发展。下列关于几幅课本插图的说法中错误的是（ ）
A．甲图中，牛顿测定引力常量的实验运用了放大法测微小量
B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了等效法
C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法
D．丁图中，伽利略研究力和运动关系时，运用了理想实验方法
3．如图所示，惯性系S中有一边长为l的正方形，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上观察到该正方形的图像是（ ）
A．B．
C．D．
4．北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍。与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星（ ）
A．周期大B．线速度大C．角速度大D．加速度大
5．2021年2月，我国首次火星探测任务探测器“天问一号”成功进入周期为T的大椭圆环火轨道。若干天后，“天问一号”成功实施近火制动，经过极轨转移轨道（图中未画出），进入近火点高度为h、远火点高度为H、周期为15T的火星停泊轨道。已知火星半径R，则大椭圆环火轨道半长轴为（ ）
A．3252(h+H)B．3252(h+H+2R)
C．2525(H+h)D．2525(H+h+2R)
6．在物理学的探索和发现过程中，物理过程和研究方法比物理知识本身更加重要。以下关于物理学研究方法和物理学史的叙述中正确的是（ ）
A．惯性定律即牛顿第一定律，伽利略通过理想斜面实验直接验证了惯性定律
B．牛顿发现了万有引力定律，并且测出了引力常量
C．通过平面镜反射观察桌面微小形变的实验中用到了微小量放大法
D．根据速度定义式，当足够小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，该定义应用了控制变量的思想
多选题（本大题共4小题，每小题5分，共20分．在每小题给出的选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得5分，部分选对的得部分，有选错的得0分．）
7．关于万有引力定律，下列说法正确的是（ ）
A．物体间引力的大小与两物体的质量成正比，与两物体间的距离成反比
B．万有引力定律是牛顿在实验室里经过反复实验后才得出来的
C．两个物体间的引力总是大小相等，方向相反，是一对作用力与反作用力
D．公式中的引力常量G的大小是卡文迪什通过扭秤实验测出的
8．2019年春节期间，中国科幻电影《流浪地球》热播，影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造 特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，假设其逃离过程如图所示，地球现在绕太阳在圆轨道I 上运行，运动到A点加速变轨进入椭圆轨道Ⅱ,在椭圆轨道Ⅱ上运动到远日点B时再次加速变轨，从而摆 脱太阳的束缚，下列说法正确的是
A．地球从A点运动到B点的时间大于半年
B．沿椭圆轨道II运行时，由A点运动到B点的过程中，速度逐渐增大
C．沿椭圆轨道II运行时，在A点的加速度大于在B点的加速度
D．在轨道I上通过A点的速度大于在轨道Ⅱ上通过A点的速度
9．(多选)2020年7月21日曾发生土星冲日现象,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,轨道都可近似为圆形,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
土星冲日现象下一次出现的时间是2021年
10．(多选)假设火星为质量分布均匀的球体,已知火星质量是地球质量的a倍,火星半径是地球半径的b倍,地球表面的重力加速度为g,质量均匀分布的球壳对其内部物体的引力为零,忽略自转影响,则( )
A．火星表面重力加速度为agb2
B．火星表面重力加速度为b2ga
C．火星表面正下方距表面的距离为火星半径12处的重力加速度为ag2b2
D．火星表面正下方距表面的距离为火星半径12处的重力加速度为ag4b2
第二部分（非选择题 共56分）
三．非选择题（本大题共5小题，共56分）
11．我国航天技术飞速发展，设想数年后航天员登上了某行星表面。航天员手持小球从高度为h处，沿水平方向以初速度v抛出，测得小球运动的水平距离为L。已知该行星的半径为R，万有引力常量为G。求：
（1）行星表面的重力加速度；
（2）行星的质量和平均密度。
12．如图所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间距离为L。已知星球A、B的中心和O三点始终共线，星球A和B分别在O的两侧，引力常量为G．
(1)求两星球做圆周运动的角速度；
(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A和B，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匀速圆周运动的，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。（计算结果保留两位有效数字）
13．宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时处于完全失重状态，物体对支持面几乎没有压力，所以在这种环境中已无法用天平称量物体的质量。假设某同学在这种环境中设计了如下图所示的装置（图中O为光滑的小孔）来间接测量物体的质量：给待测量物体一个初速度，使它在桌面上做匀速圆周运动。设航天器中备有必要的基本测量工具。
(1)物体与桌面间的摩擦力 忽略不计（选填“可以”或“不能”）；
(2)实验时需要测量的物理量是：弹簧秤示数F、 和 ；（填写选项）
A．圆周运动的半径r B．水平面的高度h C． 小球运动周期T D．绳子的长度L
(3)待测质量的表达式为 。（用题中所给物理量符号表示）
14．一艘宇宙飞船飞向某一新发现的行星，并进入该行星表面的圆形轨道绕该行星运行数圈后，着陆于该行星，宇宙飞船上备有下列器材：
A．精确秒表一只B．弹簧测力计一个C．质量已知的钩码D．天平一台
已知宇航员在宇宙飞船绕行星飞行的过程中和飞船着陆后均做了测量，依据所测得的数据和引力常量G，可求得该行星的质量M和半径R。请回答下列问题：
（1）测量相关数据应选用的器材是______（选填宇宙飞船上备有的器材前面的字母序号）。
（2）宇宙飞船在绕行星表面运行的过程中，应直接测量的物理量是_______（填一个物理量及符号），宇航员在着陆后应间接测量的物理量是_______（填一个物理量及符号）。
（3）用测得的数据，可求得该行星的质量M＝_______，该行星的半径R＝_______（均用已知的物理量和测得的物理量表示）。
15．一火星探测器着陆火星之前，需经历动力减速、悬停避障等阶段。在动力减速阶段，探测器速度大小由324km/h减小到0，历时60s。在悬停避障阶段，探测器启用最大推力为7000N的变推力发动机，在距火星表面约百米高度处悬停，寻找着陆点。已知火星半径约为地球半径的，火星质量约为地球质量的，地球表面重力加速度大小g取，探测器在动力减速阶段的运动视为竖直向下的匀减速运动。求：
（1）在动力减速阶段，探测器的加速度大小和下降距离；
（2）在悬停避障阶段，能借助该变推力发动机实现悬停的探测器的最大质量。
参考答案
1．【答案】A
【分析】
【详解】
A．哥白尼提出著名的“日心说”，认为太阳是宇宙的中心，故选项A错误；
B．开普勒关于行星运动的描述为万有引力定律的发现奠定了基础，故B正确；
C．万有引力定律建立后，经历过“月-地检验”，表明地面物体所受地球引力与月球所受地球引力遵从同样的规律，故C正确；
D．牛顿发现了万有引力定律，而卡文迪许用扭秤实验测出万有引力常量，并把该实验说成是“称量地球的重量”，故D正确。
故选A。
2．【答案】A
【详解】A．甲图中，卡文迪许测定引力常量的实验运用了放大法测微小量，选项A错误；
B．乙图中，研究小船渡河问题时，主要运用了分运动与合运动的等效法，选项B正确；
C．丙图中，探究向心力的大小与质量、角速度和半径之间的关系时运用了控制变量法，选项C正确；
D．丁图中，伽利略研究力和运动关系时，运用了理想实验方法，选项D正确。
本题选错误的，故选A。
3．【答案】C
【详解】根据长度收缩效应知,沿x轴方向正方形边长缩短,沿y轴方向正方形边长不变,故C正确.
【方法总结】长度收缩效应的规律及判定
（1）物体静止长度l0和运动长度l之间的关系为l=l01−v2c2.
（2）相对于地面以速度v运动的物体,从地面上看：
①沿着运动方向上的长度变短了,速度越大,变短得越多；
②在垂直于运动方向上长度不变.
4．【答案】A
【详解】卫星有万有引力提供向心力有，可解得，，，，可知半径越大线速度，角速度，加速度都越小，周期越大；与近地卫星相比，地球静止轨道卫星周期大，A正确，BCD错误。
5．【答案】B
【详解】由题意可知，停泊轨道半长轴为h+H+2R2，设大椭圆环火轨道的半长轴a,根据开普勒第三定律可得(h+H+2R2)3(T5)2=a3T2，解得a=3252(h+H+2R)，B正确。
6．【答案】C
【详解】惯性定律即牛顿第一定律，是利用逻辑思想对事实进行分析的产物，不能用实验直接验证，A错误。牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许测出了引力常量，B错误；通过平面镜反射光来观察桌面的微小形变，是应用了微小形变放大法，C正确；根据速度定义式，当足够小时，就可以表示物体在某时刻的瞬时速度，这里采用了极限的思维方法，D错误。
7．【答案】CD
【详解】A．该定律告诉我们：物体间引力的大小与两物体的质量乘积成正比，与两物体间的距离平方成反比，A错误；
B．万有引力定律是牛顿在前人理论成就和实验结果的基础上推理出来的，B错误；
C．两个物体间的引力总是大小相等，方向相反，是一对作用力与反作用力，C正确；
D．公式中的引力常量G的大小是卡文迪许通过扭秤实验测出的，D正确。选CD。
8．【答案】AC
【详解】A.根据开普勒第三定律，轨道Ⅱ的半长轴大于圆轨道I的半径，可知在轨道Ⅱ上的周期大于1年，A正确．
B.根据开普勒第二定律可知，沿椭圆轨道Ⅱ运行时，由A点运动到B点的过程中，速度逐渐减小，B错误．
C.根据，在A点的加速度大于在B点的加速度，C正确．
D.在A点要点火加速变轨，在轨道Ⅰ通过A点的速度小于轨道Ⅱ通过A点的速度，D错误．
9．【答案】AD
【解析】地球一年绕太阳一周,土星约29.5年绕太阳一周,则T地