第7章 万有引力与宇宙航行练习(Word版含答案)

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名称 第7章 万有引力与宇宙航行练习(Word版含答案)
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资源类型 教案
版本资源 人教版(2019)
科目 物理
更新时间 2022-04-10 09:18:45

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2022春物理人教版(2019)必修第二册第7章 万有引力与宇宙航行练习有答案
一、选择题。
1、2020年,我国将发射一颗火星探测卫星。在探测卫星离开地球的过程中,用R表示卫星到地心的距离,用F表示卫星受到地球的引力。下列图像中正确的是(  )
2、(双选)关于开普勒行星运动的公式=k,以下理解正确的是(  )
A.k是一个与行星无关的量
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.若地球绕太阳运行轨道的半长轴为a地、公转周期为T地,月球绕地球运行轨道的半长轴为a月、公转周期为T月,则eq \f(a,T)=eq \f(a,T)
3、以下物理学史中符合历史事实的是(  )
A.开普勒最先抛弃“地心说”,提出了“日心说”
B.牛顿提出的“月-地检验”,证明了太阳对行星的引力满足平方反比定律
C.卡文迪许用“扭秤实验”测引力常数的实验中,应用了“放大思想”
D.伽俐略发现行星绕太阳的轨道是椭圆
4、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 6.4×106 6.0×1024 1.5×1011
火星 3.4×106 6.4×1023 2.3×1011
A.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
5、地球赤道上有一物体随地球自转而做圆周运动,所受到的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所受到的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地球同步卫星所受到的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3。假设三者质量相等,地球表面的重力加速度为g,第一宇宙速度为v,则( )
A.F1=F2>F3 B.a1=a2=g>a3
C.v1=v2=v>v3 D.ω1=ω3<ω2
6、牛顿力学不适用于下列哪些运动(  )
A.火箭的发射 B.宇宙飞船绕地球的运动
C.“勇气号”宇宙探测器的运行 D.微观粒子的波动性
7、宇宙中两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力而互相绕转,称之为双星系统。在浩瀚的银河系中,多数恒星都是双星系统。设某双星系统中的星球A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动,如图所示。若AO>OB,则(  )
A.星球A的质量一定大于B的质量
B.星球A的角速度一定大于B的角速度
C.双星间距离一定,双星的总质量越大,其转动周期越大
D.双星的质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越大
8、如图所示,质量为m的物体与水平转台间的动摩擦因数为μ,物体与转轴相距为R,物体随转台由静止开始转动.当转速增至某一值时,物体即将在转台上滑动,此时转台开始匀速转动(设物体的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力).则在这一过程中摩擦力对物体做的功是(  )
A.0   B.2μmgR C.2πμmgR D.
9、(双选)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入手,下列判断正确的是 (  )
A.在1月初,地球绕太阳的运行速率较大
B.在7月初,地球绕太阳的运行速率较大
C.在北半球,春夏两季与秋冬两季时间相等
D.在北半球,春夏两季比秋冬两季时间长
10、要使两物体间的万有引力减小到原来的,下列办法不可采用的是(  )
A.使物体的质量各减小一半,距离不变
B.使其中一个物体的质量减小到原来的,距离不变
C.使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变
D.使两物体间的距离和质量都减为原来的
11、一个物体在地球表面所受的重力为G,则它在距地面高度等于2倍地球半径的位置时,物体所受的重力为(  )
A. B. C. D.
12、冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统,质量比约为7∶1,同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动,由此可知,冥王星绕O点运动的( )
A.轨道半径约为卡戎的 B.角速度大小约为卡戎的
C.线速度大小约为卡戎的7倍 D.向心力大小约为卡戎的7倍
二、填空含实验题。
13、在我们观测到的超巨星、巨星、中型星、白矮星和中子星之中,与地球大小接近的是_______________,跟彗星内核大小接近的是______________,太阳属于其中的_______________。
14、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。
三、解答类题。
15、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。
16、(计算题)如图所示,宇航员站在某一质量分布均匀的星球表面一斜坡上的P点沿水平方向以初速度抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q,斜面的倾角为,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度g;
(2)该星球的第一宇宙速度v;
(3)人造卫星在该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T。
17、两个星球组成双星,它们在相互之间的万有引力作用下,绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动,现测得两星中心距离为R,其运动周期为T,求两星的总质量。
2022春物理人教版(2019)必修第二册第7章 万有引力与宇宙航行练习有答案
一、选择题。
1、2020年,我国将发射一颗火星探测卫星。在探测卫星离开地球的过程中,用R表示卫星到地心的距离,用F表示卫星受到地球的引力。下列图像中正确的是(  )
【答案】D
2、(双选)关于开普勒行星运动的公式=k,以下理解正确的是(  )
A.k是一个与行星无关的量
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.若地球绕太阳运行轨道的半长轴为a地、公转周期为T地,月球绕地球运行轨道的半长轴为a月、公转周期为T月,则eq \f(a,T)=eq \f(a,T)
【答案】AC
3、以下物理学史中符合历史事实的是(  )
A.开普勒最先抛弃“地心说”,提出了“日心说”
B.牛顿提出的“月-地检验”,证明了太阳对行星的引力满足平方反比定律
C.卡文迪许用“扭秤实验”测引力常数的实验中,应用了“放大思想”
D.伽俐略发现行星绕太阳的轨道是椭圆
【答案】C
4、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 6.4×106 6.0×1024 1.5×1011
火星 3.4×106 6.4×1023 2.3×1011
A.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
5、地球赤道上有一物体随地球自转而做圆周运动,所受到的向心力为F1,向心加速度为a1,线速度为v1,角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所受到的向心力为F2,向心加速度为a2,线速度为v2,角速度为ω2;地球同步卫星所受到的向心力为F3,向心加速度为a3,线速度为v3,角速度为ω3。假设三者质量相等,地球表面的重力加速度为g,第一宇宙速度为v,则( )
A.F1=F2>F3 B.a1=a2=g>a3
C.v1=v2=v>v3 D.ω1=ω3<ω2
【答案】D
6、牛顿力学不适用于下列哪些运动(  )
A.火箭的发射 B.宇宙飞船绕地球的运动
C.“勇气号”宇宙探测器的运行 D.微观粒子的波动性
【答案】D
7、宇宙中两颗靠得比较近的恒星,只受到彼此之间的万有引力而互相绕转,称之为双星系统。在浩瀚的银河系中,多数恒星都是双星系统。设某双星系统中的星球A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动,如图所示。若AO>OB,则(  )
A.星球A的质量一定大于B的质量
B.星球A的角速度一定大于B的角速度
C.双星间距离一定,双星的总质量越大,其转动周期越大
D.双星的质量一定,双星之间的距离越大,其转动周期越大
【答案】D 
8、如图所示,质量为m的物体与水平转台间的动摩擦因数为μ,物体与转轴相距为R,物体随转台由静止开始转动.当转速增至某一值时,物体即将在转台上滑动,此时转台开始匀速转动(设物体的最大静摩擦力近似等于滑动摩擦力).则在这一过程中摩擦力对物体做的功是(  )
A.0   B.2μmgR C.2πμmgR D.
【答案】D 
9、(双选)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入手,下列判断正确的是 (  )
A.在1月初,地球绕太阳的运行速率较大
B.在7月初,地球绕太阳的运行速率较大
C.在北半球,春夏两季与秋冬两季时间相等
D.在北半球,春夏两季比秋冬两季时间长
【答案】AD
10、要使两物体间的万有引力减小到原来的,下列办法不可采用的是(  )
A.使物体的质量各减小一半,距离不变
B.使其中一个物体的质量减小到原来的,距离不变
C.使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变
D.使两物体间的距离和质量都减为原来的
【答案】D
11、一个物体在地球表面所受的重力为G,则它在距地面高度等于2倍地球半径的位置时,物体所受的重力为(  )
A. B. C. D.
【答案】D
12、冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统,质量比约为7∶1,同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动,由此可知,冥王星绕O点运动的( )
A.轨道半径约为卡戎的 B.角速度大小约为卡戎的
C.线速度大小约为卡戎的7倍 D.向心力大小约为卡戎的7倍
【答案】A
二、填空含实验题。
13、在我们观测到的超巨星、巨星、中型星、白矮星和中子星之中,与地球大小接近的是_______________,跟彗星内核大小接近的是______________,太阳属于其中的_______________。
【答案】白矮星 中子星 中型星
14、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
三、解答类题。
15、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=eq \f(GM0m,R)
解得g=g0=5 m/s2。
(2)加速上升阶段h1=at2
减速上升阶段h2=eq \f(v,2g)=
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。
16、(计算题)如图所示,宇航员站在某一质量分布均匀的星球表面一斜坡上的P点沿水平方向以初速度抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q,斜面的倾角为,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度g;
(2)该星球的第一宇宙速度v;
(3)人造卫星在该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T。
【答案】(1); (2); (3)
17、两个星球组成双星,它们在相互之间的万有引力作用下,绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动,现测得两星中心距离为R,其运动周期为T,求两星的总质量。
【答案】
【解析】设两星球质量分别为m1和m2,做圆周运动的半径分别为r1和R-r1,则由万有引力提供向心力得
G=r1①
G=(R-r1)②
由①②可得m1r1=m2(R-r1)③
则=④
由①④得==,所以m1+m2=。