第七章 万有引力与宇宙航行练习（Word版含解析）

2022春物理人教（2019）必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行练习含答案
人教（）必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行
一、选择题。
1、如图所示，O表示地球，P表示一个绕地球沿椭圆轨道做逆时针方向运动的人造卫星，AB为长轴，CD为短轴。在卫星绕地球运动一周的时间内，从A到B的时间为tAB，同理从B到A、从C到D、从D到C的时间分别为tBA、tCD、tDC。下列关系式正确的是(　　)
A．tAB＞tBA B．tAB＜tBA C．tCD＞tDC D．tCD＜tDC
2、(多选)哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆，下列说法中正确的是(　　)
A.彗星在近日点的速率大于在远日点的速率
B.彗星在近日点的角速度大于在远日点的角速度
C.若彗星运转周期为76年，则它的轨道的半长轴是地球公转轨道半长轴的2倍
D.若彗星运转周期为76年，则它的轨道的半长轴是地球公转轨道半长轴的76倍
3、在离地面高度等于地球半径的地方，重力加速度的大小是地球表面处的(　　)
A.4倍 B.2倍 C. D.
4、已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，若不考虑地球自转的影响，地面上的物体所受的重力等于地球对物体的引力，由此可以求出地球的质量为（ ）
A． B． C． D．
5、2020年4月24日，在“中国航天日”启动仪式上，备受关注的中国首次火星探测任务名称、任务标识正式公布。中国首次火星探测任务被命名为“天问一号”，任务标识如图所示。根据计划，我国将在2020年实施首次火星探测任务，目标是通过一次发射任务，实现火星环绕和着陆巡视。设发射火星探测器的速度为，地球的第一、第二、第三宇宙速度分别为、、，则下列关系式正确的是（　　）
A． B． C． D．
6、在一个高速旋转的巨大转盘上放置三个完全相同的时钟，a放在转轴处，b放在中间，c放在边缘处，如图所示。对于地面上的观察者，根据相对论认为三个时钟的快慢情况，下列说法正确的是(　　)
A.a钟最快，b、c钟一样慢 B.a钟最慢，b、c钟一样快
C.a钟最快，c钟最慢 D.a钟最慢，c钟最快
7、我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成“组合体”。对接后的“组合体”仍在“天宫二号”的轨道上运行。“组合体”和“天宫二号”运动的轨道均可视为圆轨道，“组合体”和“天宫二号”相比，“组合体”运行的(　　)
A．周期变小 B．角速度变大
C．线速度大小不变 D．向心加速度变小
8、如图所示，一个小球质量为m，静止在光滑的轨道上．现以水平力击打小球，使小球能够通过半径为R的竖直光滑轨道的最高点C，则水平力对小球所做的功至少为(　　)
A．mgR B．2mgR C．2.5mgR D．3mgR
9、(多选)关于太阳系中八大行星的运动，以下说法正确的是(　　)
A.行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大
B.行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大
C.水星的半长轴最短，公转周期最大
D.海王星离太阳“最远”，绕太阳运行的公转周期最长
10、如图所示，两星球相距为L，质量比为mA∶mB＝1∶9，两星球半径远小于L。从星球A沿AB连线向B以某一初速度发射一探测器。只考虑星球A、B对探测器的作用，下列说法正确的是(　　)
A.探测器的速度一直减小
B.探测器在距星球A为处加速度为零
C.若探测器能到达星球B，其速度可能恰好为零
D.探测器在距星球A为处加速度为零
11、地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G.假设地球是一个质量分布均匀的球体，体积为，则地球的平均密度是( )
A． B． C． D．
12、如图所示，卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星，在地球两极上空约1000km处运行；b是低轨道卫星，距地球表面高度与a相等；c是地球同步卫星，则（ ）
A．a、b的周期比c大 B．a、b的向心力一定相等
C．a、b的速度大小相等 D．a、b的向心加速度比c小
13、下列说法中正确的是(　　)
A.牛顿运动定律就是牛顿力学
B.牛顿力学的基础是牛顿运动定律
C.牛顿运动定律可以解决自然界中的所有问题
D.牛顿力学可以解决自然界中的所有问题
二、填空含实验题。
14、开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。“东方红一号”卫星是我国于1970年4月24日发射的第一颗人造地球卫星，由“长征一号”运载火箭送入近地点441km、远地点2368km的椭圆轨道，则“东方红一号”卫星在近地点的速度___________（填“大于”、“等于”或“小于”）在远地点的速度；已知地球同步卫星距地面高度为km，周期为24h，地球视为半径为km的球体，则“东方红一号”卫星运行的周期为__________h（结果保留一位有效数字）。
15、甲、乙两架太空战机以相同的速度在一条直线上匀速飞行，甲向乙发出一条无线电指令，乙显示经过t0时间接受到指令，已知光速为c，则在甲、乙看来，该无线电指令传播的速度_______c(选填>、=、<)； 地面指挥中心认为从甲发出指令到乙接受到指令的时间间隔是t，t___t0(选填>、=、<)。
三、计算类解答题。
16、（计算题）冥王星离太阳的距离是地球离太阳距离的倍，那么冥王星绕太阳的公转周期是多少年？（冥王星和地球绕太阳公转的轨道可视为圆形轨道）
17、（计算题）如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，经时间t落地，落地时速度与水平地面间的夹角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：
（1）该星球表面的重力加速
（2）该星球的第一宇宙速度v。
18、（计算题）电子是原子的组成部分，当电子的速度为零时，电子的质量为
(1)求电子的速度为零时所具有的能量；
(2)让该电子由静止开始经加速电压加速后，该电子的质量和速度的大小分别为多少？（计算结果保留4位有效数字）
2022春物理人教（2019）必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行练习含答案
人教（）必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行
一、选择题。
1、如图所示，O表示地球，P表示一个绕地球沿椭圆轨道做逆时针方向运动的人造卫星，AB为长轴，CD为短轴。在卫星绕地球运动一周的时间内，从A到B的时间为tAB，同理从B到A、从C到D、从D到C的时间分别为tBA、tCD、tDC。下列关系式正确的是(　　)
A．tAB＞tBA B．tAB＜tBA C．tCD＞tDC D．tCD＜tDC
【答案】D　
2、(多选)哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆，下列说法中正确的是(　　)
A.彗星在近日点的速率大于在远日点的速率
B.彗星在近日点的角速度大于在远日点的角速度
C.若彗星运转周期为76年，则它的轨道的半长轴是地球公转轨道半长轴的2倍
D.若彗星运转周期为76年，则它的轨道的半长轴是地球公转轨道半长轴的76倍
【答案】ABC
3、在离地面高度等于地球半径的地方，重力加速度的大小是地球表面处的(　　)
A.4倍 B.2倍 C. D.
【答案】D
4、已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，若不考虑地球自转的影响，地面上的物体所受的重力等于地球对物体的引力，由此可以求出地球的质量为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
5、2020年4月24日，在“中国航天日”启动仪式上，备受关注的中国首次火星探测任务名称、任务标识正式公布。中国首次火星探测任务被命名为“天问一号”，任务标识如图所示。根据计划，我国将在2020年实施首次火星探测任务，目标是通过一次发射任务，实现火星环绕和着陆巡视。设发射火星探测器的速度为，地球的第一、第二、第三宇宙速度分别为、、，则下列关系式正确的是（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
6、在一个高速旋转的巨大转盘上放置三个完全相同的时钟，a放在转轴处，b放在中间，c放在边缘处，如图所示。对于地面上的观察者，根据相对论认为三个时钟的快慢情况，下列说法正确的是(　　)
A.a钟最快，b、c钟一样慢 B.a钟最慢，b、c钟一样快
C.a钟最快，c钟最慢 D.a钟最慢，c钟最快
【答案】C
7、我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成“组合体”。对接后的“组合体”仍在“天宫二号”的轨道上运行。“组合体”和“天宫二号”运动的轨道均可视为圆轨道，“组合体”和“天宫二号”相比，“组合体”运行的(　　)
A．周期变小 B．角速度变大
C．线速度大小不变 D．向心加速度变小
【答案】C　
8、如图所示，一个小球质量为m，静止在光滑的轨道上．现以水平力击打小球，使小球能够通过半径为R的竖直光滑轨道的最高点C，则水平力对小球所做的功至少为(　　)
A．mgR B．2mgR C．2.5mgR D．3mgR
【答案】C　
9、(多选)关于太阳系中八大行星的运动，以下说法正确的是(　　)
A.行星轨道的半长轴越长，自转周期就越大
B.行星轨道的半长轴越长，公转周期就越大
C.水星的半长轴最短，公转周期最大
D.海王星离太阳“最远”，绕太阳运行的公转周期最长
【答案】BD
10、如图所示，两星球相距为L，质量比为mA∶mB＝1∶9，两星球半径远小于L。从星球A沿AB连线向B以某一初速度发射一探测器。只考虑星球A、B对探测器的作用，下列说法正确的是(　　)
A.探测器的速度一直减小
B.探测器在距星球A为处加速度为零
C.若探测器能到达星球B，其速度可能恰好为零
D.探测器在距星球A为处加速度为零
【答案】B
11、地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G.假设地球是一个质量分布均匀的球体，体积为，则地球的平均密度是( )
A． B． C． D．
【答案】A
12、如图所示，卫星a、b、c沿圆形轨道绕地球运行。a是极地轨道卫星，在地球两极上空约1000km处运行；b是低轨道卫星，距地球表面高度与a相等；c是地球同步卫星，则（ ）
A．a、b的周期比c大 B．a、b的向心力一定相等
C．a、b的速度大小相等 D．a、b的向心加速度比c小
【答案】C
13、下列说法中正确的是(　　)
A.牛顿运动定律就是牛顿力学
B.牛顿力学的基础是牛顿运动定律
C.牛顿运动定律可以解决自然界中的所有问题
D.牛顿力学可以解决自然界中的所有问题
【答案】B
二、填空含实验题。
14、开普勒行星运动三定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。“东方红一号”卫星是我国于1970年4月24日发射的第一颗人造地球卫星，由“长征一号”运载火箭送入近地点441km、远地点2368km的椭圆轨道，则“东方红一号”卫星在近地点的速度___________（填“大于”、“等于”或“小于”）在远地点的速度；已知地球同步卫星距地面高度为km，周期为24h，地球视为半径为km的球体，则“东方红一号”卫星运行的周期为__________h（结果保留一位有效数字）。
【答案】大于 2
15、甲、乙两架太空战机以相同的速度在一条直线上匀速飞行，甲向乙发出一条无线电指令，乙显示经过t0时间接受到指令，已知光速为c，则在甲、乙看来，该无线电指令传播的速度_______c(选填>、=、<)； 地面指挥中心认为从甲发出指令到乙接受到指令的时间间隔是t，t___t0(选填>、=、<)。
【答案】= <
三、计算类解答题。
16、（计算题）冥王星离太阳的距离是地球离太阳距离的倍，那么冥王星绕太阳的公转周期是多少年？（冥王星和地球绕太阳公转的轨道可视为圆形轨道）
【答案】年
17、（计算题）如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，经时间t落地，落地时速度与水平地面间的夹角为α，已知该星球半径为R，万有引力常量为G，求：
（1）该星球表面的重力加速
（2）该星球的第一宇宙速度v。
【答案】（1）； （2）
18、（计算题）电子是原子的组成部分，当电子的速度为零时，电子的质量为
(1)求电子的速度为零时所具有的能量；
(2)让该电子由静止开始经加速电压加速后，该电子的质量和速度的大小分别为多少？（计算结果保留4位有效数字）
【答案】(1) (2)