物理人教2019必修第二册第7章：万有引力与宇宙航行 练习附答案
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物理人教2019必修第二册第7章：万有引力与宇宙航行 练习附答案一、选择题。1、如图所示，地球在椭圆轨道上运动，太阳位于椭圆的一个焦点上。A、B、C、D是地球运动轨道上的四个位置，其中A距离太阳最近，C距离太阳最远；B和D点是弧线ABC和ADC的中点。则地球绕太阳（ ）A．做匀速率的曲线运动B．经过A点时的加速度最小C．从B经A运动到D的时间小于从D经C运动到B的时间D．从A经D运动到C的时间大于从C经B运动到A的时间2、地球绕太阳运动的轨道是椭圆，因而地球与太阳之间的距离随季节变化。若认为冬至这天地球离太阳最近，夏至最远。则下列关于地球在这两天绕太阳公转时速度大小的说法中正确的是( )A．地球公转速度是不变的 B．冬至这天地球公转速度大C．夏至这天地球公转速度大 D．无法确定3、对于万有引力定律的数学表达式F＝G，下列说法中正确的是( )A.只要是两个球体，就可用上式计算万有引力B.r趋近0时，万有引力趋于无穷大C.m1、m2受到的万有引力总是大小相等D.m1、m2受到的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力4、一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅需要( )A．测定飞船的运行周期 B．测定飞船的环绕半径C．测定行星的体积 D．测定飞船的运行速度5、（多选）利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前地球同步卫星的轨道半径r约为地球半径R的6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍然用三颗同步卫星来实现上述目的，则以下说法正确的是（ ）A．同步卫星的周期将变小B．同步卫星的轨道半径最小可为2RC．地球自转周期最小值约为8hD．地球自转周期的最小值约为4h6、（多选）用相对论的观点判断，下列说法正确的是( )A．时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变B．在地面上的人看来，高速运动的飞船中的时钟会变慢，但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的C．在地面上的人看来，高速运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些D．当物体运动的速度v≪c时，“时间延缓”和“长度收缩”效应可忽略不计7、（双选）地球同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，地球的第一宇宙速度为v2，半径为R，则下列比例关系中正确的是( )A.＝ B.＝ C.＝ D.＝8、登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星．地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响．根据下表，火星和地球相比( )行星半径/m质量/kg轨道半径/m地球6.4×1066.0×10241.5×1011火星3.4×1066.4×10232.3×1011A.火星的公转周期较小 B．火星做圆周运动的加速度较小C．火星表面的重力加速度较大 D．火星的第一宇宙速度较大9、开普勒的行星运动规律也适用于其他天体或人造卫星的运动规律，某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的，若月球绕地球运行的周期为27天，则此卫星运行的周期大约是( )A．1～4天 B．4～8天 C．8～16天 D．16～20天10、(双选)关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是( )A.不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力B.只有能看作质点的两物体间的引力才能用F＝计算C.由F＝知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大D.引力常量G的测出，证明了万有引力定律的正确性11、过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的。该中心恒星与太阳的质量比约为( )A. B．1 C．5 D．1012、(双选)下面关于同步卫星的说法中正确的是( )A.所有的地球同步卫星都位于地球的赤道平面内B.所有的地球同步卫星的质量都相等C.它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D.它可以定位在桂林的正上空13、有些情况下，经典力学的结论会与事实有很大的偏差，以至于不再适用。在研究以下问题时，会出现经典力学局限性的是（ ）A．列车的加速运动 B．铅球的平抛运动C．苹果的自由落体运动 D．微观粒子的高速运动14、（双选）如图所示，对开普勒第一定律的理解，下列说法中正确的是( ) A．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是不变的B．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是变化的C．某个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内D．某个行星绕太阳运动的轨道一定不在一个固定的平面内15、) (双选)在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行的轨道与月球绕地球运行的轨道均可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的2.7×107倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，下列说法正确的是( )A.太阳引力远大于月球引力B.太阳引力与月球引力相差不大C.月球对不同区域海水的引力大小相等D.月球对不同区域海水的引力大小有差异二、非选择题。16、两颗行星A和B各有一颗卫星a和b，卫星轨道接近各自行星的表面，如果两行星的质量之比为=p，两行星半径之比为= q，则两个卫星的周期之比为___________。17、当物体的速度v＝0．9c（c为光速）时，物体的质量增大到原质量的________倍。 18、（计算题）地球和水星绕太阳运转的轨道可近似看作是圆形，已知地球到太阳的距离为水星到太阳距离的倍，那么地球和水星绕太阳运转的线速度之比为多少？19、（计算题）某星球的半径为R，在该星球表面高h处自由释放一物体，经时间t落到该星球表面上，万有引力常量为G，不计一切阻力。求：(1)该星球表面的重力加速度；(2)该星球的平均密度。20、（计算题）长度测量与被测物体相对于观察者的运动有关，一艘宇宙飞船的船身长度为l0＝90 m，相对地面以v＝0.8c的速度在一观测站的上空飞过。(光速c＝3.0×108 m/s)(1)观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少？(2)宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少？ 2022—2023学年物理人教2019必修第二册第7章：万有引力与宇宙航行 练习附答案一、选择题。1、如图所示，地球在椭圆轨道上运动，太阳位于椭圆的一个焦点上。A、B、C、D是地球运动轨道上的四个位置，其中A距离太阳最近，C距离太阳最远；B和D点是弧线ABC和ADC的中点。则地球绕太阳（ ）A．做匀速率的曲线运动B．经过A点时的加速度最小C．从B经A运动到D的时间小于从D经C运动到B的时间D．从A经D运动到C的时间大于从C经B运动到A的时间【答案】C 2、地球绕太阳运动的轨道是椭圆，因而地球与太阳之间的距离随季节变化。若认为冬至这天地球离太阳最近，夏至最远。则下列关于地球在这两天绕太阳公转时速度大小的说法中正确的是( )A．地球公转速度是不变的 B．冬至这天地球公转速度大C．夏至这天地球公转速度大 D．无法确定【答案】B 3、对于万有引力定律的数学表达式F＝G，下列说法中正确的是( )A.只要是两个球体，就可用上式计算万有引力B.r趋近0时，万有引力趋于无穷大C.m1、m2受到的万有引力总是大小相等D.m1、m2受到的万有引力总是大小相等、方向相反，是一对平衡力【答案】C 4、一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅需要( )A．测定飞船的运行周期 B．测定飞船的环绕半径C．测定行星的体积 D．测定飞船的运行速度【答案】A 5、（多选）利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前地球同步卫星的轨道半径r约为地球半径R的6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍然用三颗同步卫星来实现上述目的，则以下说法正确的是（ ）A．同步卫星的周期将变小B．同步卫星的轨道半径最小可为2RC．地球自转周期最小值约为8hD．地球自转周期的最小值约为4h【答案】ABD 6、（多选）用相对论的观点判断，下列说法正确的是( )A．时间和空间都是绝对的，在任何参考系中一个事件发生的时间和一个物体的长度总不会改变B．在地面上的人看来，高速运动的飞船中的时钟会变慢，但是飞船中的宇航员却看到时钟是准确的C．在地面上的人看来，高速运动的飞船在运动方向上会变窄，而飞船中的宇航员却感觉到地面上的人看起来比飞船中的人扁一些D．当物体运动的速度v≪c时，“时间延缓”和“长度收缩”效应可忽略不计【答案】BCD 7、（双选）地球同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，地球的第一宇宙速度为v2，半径为R，则下列比例关系中正确的是( )A.＝ B.＝ C.＝ D.＝【答案】AD 8、登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星．地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响．根据下表，火星和地球相比( )行星半径/m质量/kg轨道半径/m地球6.4×1066.0×10241.5×1011火星3.4×1066.4×10232.3×1011A.火星的公转周期较小 B．火星做圆周运动的加速度较小C．火星表面的重力加速度较大 D．火星的第一宇宙速度较大【答案】B 9、开普勒的行星运动规律也适用于其他天体或人造卫星的运动规律，某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球轨道半径的，若月球绕地球运行的周期为27天，则此卫星运行的周期大约是( )A．1～4天 B．4～8天 C．8～16天 D．16～20天【答案】B 10、(双选)关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是( )A.不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力B.只有能看作质点的两物体间的引力才能用F＝计算C.由F＝知，两物体间距离r减小时，它们之间的引力增大D.引力常量G的测出，证明了万有引力定律的正确性【答案】CD 11、过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的。该中心恒星与太阳的质量比约为( )A. B．1 C．5 D．10【答案】B 12、(双选)下面关于同步卫星的说法中正确的是( )A.所有的地球同步卫星都位于地球的赤道平面内B.所有的地球同步卫星的质量都相等C.它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D.它可以定位在桂林的正上空【答案】AC 13、有些情况下，经典力学的结论会与事实有很大的偏差，以至于不再适用。在研究以下问题时，会出现经典力学局限性的是（ ）A．列车的加速运动 B．铅球的平抛运动C．苹果的自由落体运动 D．微观粒子的高速运动【答案】D 14、（双选）如图所示，对开普勒第一定律的理解，下列说法中正确的是( ) A．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是不变的B．在行星绕太阳运动一周的时间内，它离太阳的距离是变化的C．某个行星绕太阳运动的轨道一定是在某一固定的平面内D．某个行星绕太阳运动的轨道一定不在一个固定的平面内【答案】BC 15、) (双选)在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行的轨道与月球绕地球运行的轨道均可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的2.7×107倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，下列说法正确的是( )A.太阳引力远大于月球引力B.太阳引力与月球引力相差不大C.月球对不同区域海水的引力大小相等D.月球对不同区域海水的引力大小有差异【答案】AD 二、非选择题。16、两颗行星A和B各有一颗卫星a和b，卫星轨道接近各自行星的表面，如果两行星的质量之比为=p，两行星半径之比为= q，则两个卫星的周期之比为___________。【答案】 17、当物体的速度v＝0．9c（c为光速）时，物体的质量增大到原质量的________倍。 【答案】2．29 18、（计算题）地球和水星绕太阳运转的轨道可近似看作是圆形，已知地球到太阳的距离为水星到太阳距离的倍，那么地球和水星绕太阳运转的线速度之比为多少？【答案】 19、（计算题）某星球的半径为R，在该星球表面高h处自由释放一物体，经时间t落到该星球表面上，万有引力常量为G，不计一切阻力。求：(1)该星球表面的重力加速度；(2)该星球的平均密度。【答案】(1)； (2) 20、（计算题）长度测量与被测物体相对于观察者的运动有关，一艘宇宙飞船的船身长度为l0＝90 m，相对地面以v＝0.8c的速度在一观测站的上空飞过。(光速c＝3.0×108 m/s)(1)观测站测得飞船的船身通过观测站的时间间隔是多少？(2)宇航员测得船身通过观测站的时间间隔是多少？【答案】(1)2.25×10－7 s (2)3.75×10－7 s 【解析】(1)观测站测得船身的长度为l＝l0＝54 m通过观测站的时间间隔为Δt＝＝＝2.25×10－7 s。(2)宇航员测得飞船船身通过观测站的时间间隔为法一：Δt′＝＝＝3.75×10－7 s。法二：Δt′＝＝ s＝3.75×10－7 s。
