物理人教（2019）必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行 同步题含答案
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物理人教（2019）必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行 同步题含答案一、选择题。1、关于天体运动，下列说法正确的是（ ）A．太阳系中大多数行星的轨道都是圆形B．在相等的时间内，土星与太阳的连线扫过的面积等于火星与太阳的连线扫过的面积C．哈雷彗星运动轨迹的半长轴比地球的大，所以哈雷彗星绕太阳运动的周期比地球的小D．开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动2、在牛顿发现太阳与行星间引力的过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，这是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是( )A.研究对象的选取 B.理想化过程C.类比法 D.等效的思维方法3、如图所示，“天宫二号”在距离地面393 km的近圆轨道运行。已知万有引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，地球质量M＝6.0×1024 kg，地球半径R＝6.4×103 km。由以上数据可估算( ) A．“天宫二号”质量 B．“天宫二号”运行速度C．“天宫二号”受到的向心力 D．地球对“天宫二号”的引力4、第一宇宙速度是用r＝R地计算出来的，实际上人造地球卫星轨道半径都是r>R地，那么圆周轨道上的人造卫星的线速度都( )A.等于第一宇宙速度 B.大于第一宇宙速度C.小于第一宇宙速度 D.以上三种情况都可能5、下列说法正确的是（ ）A．相对论和量子力学的出现彻底否认了经典力学B．经典力学适用于宏观低速物体，也适用于微观高速物体C．开普勒的三大定律揭示了行星运动的规律，其中的第三定律只适用于椭圆轨道而不适用于圆形轨道D．卡文迪许通过“美丽”的扭秤实验测出了万有引力常量的值，使得牛顿的万有引力定律能够定量解决更多的问题6、设地球的自转角速度为ω0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，某人造卫星在赤道上空做匀速圆周运动，轨道半径为r，且r<5R，飞行方向与地球的自转方向相同，在某时刻，该人造卫星通过赤道上某建筑物的正上方，则到它下一次通过该建筑物正上方所需要的时间为(地球同步卫星轨道半径约为6.6R)( ) 隐含：卫星已经比建筑物多走了一圈A.2π B.C.2π D.7、（双选）如图所示，土星和火星都在围绕太阳公转，根据开普勒行星运动定律可知( )A．土星远离太阳的过程中，它的速度将减小B．土星和火星绕太阳的运动是匀速圆周运动C．土星比火星的公转周期大D．土星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大8、关于行星运动的公式=k，以下理解正确的是（ ）A．k是一个与行星质量有关的常量 B．k与a3成正比C．k与T2成反比 D．k与a和T均无关9、关于引力常量，下列说法正确的是( )A.引力常量是两个质量为1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力B.牛顿发现了万有引力定律，给出了引力常量的值C.引力常量的测定，证明了万有引力的存在D.引力常量G是不变的，其数值大小与单位制的选择无关10、20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域。现有一艘远离星球在太空中直线飞行的宇宙飞船，为了测量自身质量，启动推进器，测出飞船在短时间Δt内速度的改变为Δv和飞船受到的推力F(其他星球对它的引力可忽略)。飞船在某次航行中，当它飞近一个孤立的星球时，飞船能以速度v在离星球的较高轨道上绕星球做周期为T的匀速圆周运动。已知星球的半径为R，引力常量用G表示。则宇宙飞船和星球的质量分别是( ) A.， B.， C.， D.，11、同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则( )A.它可以在地面上任一点的正上方，且离地面的高度可按需要选择不同的值B.它可以在地面上任一点的正上方，但离地面的高度是一定的C.它只能在赤道的正上方，但离地面的高度可按需要选择不同的值D.它只能在赤道的正上方，且离地面的高度是一定的12、在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程.在对以下几位物理学家科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ）A．英国物理学家牛顿用实验的方法准确测出了万有引力常量G的数值B．天王星是利用万有引力定律计算出其轨道的，故其被称为“笔尖下发现的行星”C．爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学否定了经典物理学D．开普勒根据第谷对行星运动的观测数据，应用严密的数学运算，发现了行星运动的规律13、如图所示，三个质点质量分别为，在c的万有引力作用下，在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比为。从图示位置开始（a和b之间有一很小的锐角），在b运动两周的过程中，三点共线了（ ）A．14次 B．24次 C．28次 D．32次14、一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的( )A. B. C.2倍 D.4倍15、（双选）某同学阅读了“火星的现在、地球的未来”一文，摘录了以下资料：①根据目前被科学界普遍接受的宇宙大爆炸学说可知，引力常量在极其缓慢地减小；②火星位于地球绕太阳轨道的外侧；③由于火星与地球的自转周期几乎相同，自转轴与公转轨道平面的倾角也几乎相同，所以火星上也有四季变化。根据该同学摘录的资料和有关天体运动规律，可推断( )A．太阳对地球的引力在缓慢减小B．太阳对地球的引力在缓慢增加C．火星上平均每个季节持续的时间等于3个月D．火星上平均每个季节持续的时间大于3个月二、非选择题。16、到2004年底为止，人类到达过的地球以外的星球有________，由地球发射的探测器到达过的地球以外的行星有___________________ 。17、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v(v接近光速c)。地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离________(选填“大于”“等于”或“小于”)L。当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为________。18、【问题探究】假如某个人做环球旅行，可能到达地球的任何地点，如果将地球看成标准的球体，那么该人分别位于赤道上某点、北半球的某点、南半球的某点、北极点、南极点等不同地点。(1)该人在各地点所受的万有引力有什么关系？(2)该人在各地点所受的重力有什么关系？19、（计算题）假设某航天员驾驶一艘宇宙飞船飞临X星球，然后在该星球上做火箭发射实验。微型火箭点火后加速上升4 s后熄火，测得火箭上升的最大高度为80 m，若火箭始终在垂直于星球表面的方向上运动，火箭燃料质量的损失及阻力忽略不计，且已知该星球的半径为地球半径的，质量为地球质量的，地球表面的重力加速度g0取10 m/s2。(忽略地球及星球的自转带来的影响)(1)求该星球表面的重力加速度的大小；(2)求火箭点火加速上升时所受的平均推力与其所受重力的比值。20、（计算题）质量为m的卫星在离地面R0处做匀速圆周运动。设地球的半径也为R0，地面的重力加速度为g，引力常量为G。求：(1)地球的质量；(2)卫星的线速度大小。 2022—2023学年物理人教（2019）必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行 同步题含答案一、选择题。1、关于天体运动，下列说法正确的是（ ）A．太阳系中大多数行星的轨道都是圆形B．在相等的时间内，土星与太阳的连线扫过的面积等于火星与太阳的连线扫过的面积C．哈雷彗星运动轨迹的半长轴比地球的大，所以哈雷彗星绕太阳运动的周期比地球的小D．开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕地球的运动【答案】D 2、在牛顿发现太阳与行星间引力的过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，这是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是( )A.研究对象的选取 B.理想化过程C.类比法 D.等效的思维方法【答案】C3、如图所示，“天宫二号”在距离地面393 km的近圆轨道运行。已知万有引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，地球质量M＝6.0×1024 kg，地球半径R＝6.4×103 km。由以上数据可估算( ) A．“天宫二号”质量 B．“天宫二号”运行速度C．“天宫二号”受到的向心力 D．地球对“天宫二号”的引力【答案】B 4、第一宇宙速度是用r＝R地计算出来的，实际上人造地球卫星轨道半径都是r>R地，那么圆周轨道上的人造卫星的线速度都( )A.等于第一宇宙速度 B.大于第一宇宙速度C.小于第一宇宙速度 D.以上三种情况都可能【答案】C 5、下列说法正确的是（ ）A．相对论和量子力学的出现彻底否认了经典力学B．经典力学适用于宏观低速物体，也适用于微观高速物体C．开普勒的三大定律揭示了行星运动的规律，其中的第三定律只适用于椭圆轨道而不适用于圆形轨道D．卡文迪许通过“美丽”的扭秤实验测出了万有引力常量的值，使得牛顿的万有引力定律能够定量解决更多的问题【答案】D 6、设地球的自转角速度为ω0，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，某人造卫星在赤道上空做匀速圆周运动，轨道半径为r，且r<5R，飞行方向与地球的自转方向相同，在某时刻，该人造卫星通过赤道上某建筑物的正上方，则到它下一次通过该建筑物正上方所需要的时间为(地球同步卫星轨道半径约为6.6R)( ) 隐含：卫星已经比建筑物多走了一圈A.2π B.C.2π D.【答案】D 7、（双选）如图所示，土星和火星都在围绕太阳公转，根据开普勒行星运动定律可知( )A．土星远离太阳的过程中，它的速度将减小B．土星和火星绕太阳的运动是匀速圆周运动C．土星比火星的公转周期大D．土星远离太阳的过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大【答案】AC 8、关于行星运动的公式=k，以下理解正确的是（ ）A．k是一个与行星质量有关的常量 B．k与a3成正比C．k与T2成反比 D．k与a和T均无关【答案】D 9、关于引力常量，下列说法正确的是( )A.引力常量是两个质量为1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力B.牛顿发现了万有引力定律，给出了引力常量的值C.引力常量的测定，证明了万有引力的存在D.引力常量G是不变的，其数值大小与单位制的选择无关【答案】C 10、20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域。现有一艘远离星球在太空中直线飞行的宇宙飞船，为了测量自身质量，启动推进器，测出飞船在短时间Δt内速度的改变为Δv和飞船受到的推力F(其他星球对它的引力可忽略)。飞船在某次航行中，当它飞近一个孤立的星球时，飞船能以速度v在离星球的较高轨道上绕星球做周期为T的匀速圆周运动。已知星球的半径为R，引力常量用G表示。则宇宙飞船和星球的质量分别是( ) A.， B.， C.， D.，【答案】D 11、同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则( )A.它可以在地面上任一点的正上方，且离地面的高度可按需要选择不同的值B.它可以在地面上任一点的正上方，但离地面的高度是一定的C.它只能在赤道的正上方，但离地面的高度可按需要选择不同的值D.它只能在赤道的正上方，且离地面的高度是一定的【答案】D 12、在物理学发展的过程中，许多物理学家的科学研究推动了人类文明的进程.在对以下几位物理学家科学贡献的叙述中，正确的说法是（ ）A．英国物理学家牛顿用实验的方法准确测出了万有引力常量G的数值B．天王星是利用万有引力定律计算出其轨道的，故其被称为“笔尖下发现的行星”C．爱因斯坦建立了相对论，相对论物理学否定了经典物理学D．开普勒根据第谷对行星运动的观测数据，应用严密的数学运算，发现了行星运动的规律【答案】D 13、如图所示，三个质点质量分别为，在c的万有引力作用下，在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比为。从图示位置开始（a和b之间有一很小的锐角），在b运动两周的过程中，三点共线了（ ）A．14次 B．24次 C．28次 D．32次【答案】C 14、一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的( )A. B. C.2倍 D.4倍【答案】C15、（双选）某同学阅读了“火星的现在、地球的未来”一文，摘录了以下资料：①根据目前被科学界普遍接受的宇宙大爆炸学说可知，引力常量在极其缓慢地减小；②火星位于地球绕太阳轨道的外侧；③由于火星与地球的自转周期几乎相同，自转轴与公转轨道平面的倾角也几乎相同，所以火星上也有四季变化。根据该同学摘录的资料和有关天体运动规律，可推断( )A．太阳对地球的引力在缓慢减小B．太阳对地球的引力在缓慢增加C．火星上平均每个季节持续的时间等于3个月D．火星上平均每个季节持续的时间大于3个月【答案】AD 二、非选择题。16、到2004年底为止，人类到达过的地球以外的星球有________，由地球发射的探测器到达过的地球以外的行星有___________________ 。【答案】月球 火星、金星、土星 17、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v(v接近光速c)。地面上测得它们相距为L，则A测得两飞船间的距离________(选填“大于”“等于”或“小于”)L。当B向A发出一光信号，A测得该信号的速度为________。【答案】大于 c(或光速) 18、【问题探究】假如某个人做环球旅行，可能到达地球的任何地点，如果将地球看成标准的球体，那么该人分别位于赤道上某点、北半球的某点、南半球的某点、北极点、南极点等不同地点。(1)该人在各地点所受的万有引力有什么关系？(2)该人在各地点所受的重力有什么关系？【答案】(1)在各地点所受的万有引力大小相等，方向沿对应的地球半径指向地心。(2)由于地球自转的影响，该人在各地点所受的重力大小不一定相等，方向也不一定指向地心。19、（计算题）假设某航天员驾驶一艘宇宙飞船飞临X星球，然后在该星球上做火箭发射实验。微型火箭点火后加速上升4 s后熄火，测得火箭上升的最大高度为80 m，若火箭始终在垂直于星球表面的方向上运动，火箭燃料质量的损失及阻力忽略不计，且已知该星球的半径为地球半径的，质量为地球质量的，地球表面的重力加速度g0取10 m/s2。(忽略地球及星球的自转带来的影响)(1)求该星球表面的重力加速度的大小；(2)求火箭点火加速上升时所受的平均推力与其所受重力的比值。【答案】 (1)5 m/s2 (2)2 【解析】 (1)根据mg＝及mg0＝解得g＝g0＝5 m/s2。(2)加速上升阶段h1＝at2减速上升阶段h2＝＝又h1＋h2＝80 m解得a＝5 m/s2根据牛顿第二定律有F－mg＝ma解得＝2。 20、（计算题）质量为m的卫星在离地面R0处做匀速圆周运动。设地球的半径也为R0，地面的重力加速度为g，引力常量为G。求：(1)地球的质量；(2)卫星的线速度大小。【答案】(1) (2) 【解析】(1)对地面上的物体mg＝G，解得：M＝。(2)设卫星的线速度为v，卫星受到的合外力等于万有引力：G＝m，解得v＝ 。
