2022春物理人教版2019必修第二册第七章:万有引力与宇宙航行练习题附答案
人教(2019)必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行
一、选择题。
1、根据开普勒对第谷观测记录的研究发现,关于行星的运动,判断下列论述正确的是( )
A.行星绕太阳做匀速圆周运动
B.在公式=k中,R是行星中心到太阳中心的距离
C.在公式=k中,k是行星中心到太阳中心的距离
D.以上三点均不正确
2、哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍,哈雷彗星每隔一定的时间飞临地球一次,如图所示。从公元前240年起,哈雷彗星每次回归,中国均有记录。它最近一次回归的时间是1986年。从公元前240年至今,我国关于哈雷彗星回归记录的次数,最合理的是( )
A.24次 B.30次 C.124次 D.319次
3、在物理学建立、发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是( )
A.卡文迪什仅根据牛顿第三定律推出了行星与太阳间引力大小跟行星与太阳间距离的平方成反比的关系
B.古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定,牛顿在他的《自然哲学的数学原理》中利用逻辑推理,使亚里士多德的理论陷入了困境
C.引力常量G的大小是牛顿根据大量实验数据得出的
D.“月—地检验”表明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力遵从同样的规律
4、我国首个独立火星探测器“天问一号”已于今年5月15日成功着陆火星表面,对我国持续推进深空探测、提升国家软实力和国际影响力具有重要意义。假设火星是质量分布均匀的球体,半径为R,自转周期为T,引力常量为G,则( )
A.火星密度为
B.火星第一宇宙速度为
C.火星赤道表面重力加速度为
D.一个质量为m的物体分别静止在火星两极和赤道时对地面的压力的差值为
5、通常我们把地球和相对地面静止或匀速直线运动的参考系看成惯性系,若以下列系统为参考系,则其中属于非惯性系的是( )
A.停在地面上的汽车
B.绕地球做匀速圆周运动的飞船
C.在大海上匀速直线航行的轮船
D.以较大速度匀速直线运动的磁悬浮列车
6、(多选)a是放置在地球赤道上的物体,b是近地卫星,c是地球同步卫星,a、b、c在同一平面内绕地心做逆时针方向的圆周运动,某时刻,它们运行到过地心的同一直线上,如图所示。一段时间后,它们的位置可能是下列选项中的( )
7、如图所示,在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动,某一时刻它们恰好在同一直线上,下列说法中正确的是( )
A.根据v=可知,运行速度满足vA>vB>vC
B.运转角速度满足ωA>ωB>ωC
C.向心加速度满足aA
D.运动一周后,A最先回到图示位置
8、某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过N年,该行星会运行到日地连线的延长线上,如图所示。该行星与地球的公转半径之比为( )
A. B. C. D.
9、太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力,这个向心力的大小( )
A.与行星距太阳的距离成正比
B.与行星距太阳的距离成反比
C.与行星运动的速率的平方成正比
D.与行星距太阳的距离的平方成反比
10、(双选)甲、乙两恒星相距为L,质量之比=,它们离其他天体都很遥远,我们观察到它们的距离始终保持不变,由此可知( )
A.两恒星一定绕它们连线的某一位置做匀速圆周运动
B.甲、乙两恒星的角速度之比为2∶3
C.甲、乙两恒星的线速度之比为∶2
D.甲、乙两恒星的向心加速度之比为3∶2
11、2021年5月15日,我国“天问一号”火星探测器成功实现火星表面软着陆,降落在乌托邦平原南部,一次性完成“绕落巡”三大任务。已知火星与地球半径之比约为1∶2,表面重力加速度大小之比约为4∶9,则火星与地球第一宇宙速度之比约为( )
A.2∶3 B.:3 C.3∶2 D.3:
12、对于经典力学理论,下列说法中正确的是( )
A.由于相对论、量子论的提出,经典力学已经过时了
B.经典力学在今天广泛应用,它的正确性无可怀疑,仍是普遍适用的
C.经典力学在历史上起了巨大的作用,随着物理学的发展而逐渐过时,成为一种古老的理论
D.经典力学在宏观低速运动中,引力不太大时适用
13、下列说法正确的是( )
A.经典力学能够说明微观粒子的规律性
B.经典力学适用于宏观物体的低速运动问题,不适用于高速运动的物体
C.相对论与量子力学的出现,说明经典力学已失去意义
D.对于宏观物体的高速运动问题,经典力学仍适用
二、填空含实验题。
14、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_______________。
15、如图,远离其它天体的两颗星A、B可视为质点,它们之间的距离为d,A、B围绕连线上一固定点O做匀速圆周运动,测得A运动的角速度为ω,已知引力常量为G,求它们总质量________。
三、计算类题。
16、(计算题)地球的公转轨道接近圆,但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆,天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星,他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球轨道半径的18倍,并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现,哈雷的预言得到证实,该彗星被命名为哈雷彗星。哈雷彗星最近出现的时间是1986年,请你根据开普勒行星运动第三定律(即=k,其中T为行星绕太阳公转的周期,r为轨道的半长轴)估算,它下次飞近地球是哪一年?
17、(计算题)据每日邮报2014年4月18日报道,美国国家航空航天局目前宣布首次在太阳系外发现“类地”行星。假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星,在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球(引力视为恒力),经时间t落到地面。已知该行星半径为R,自转周期为T,万有引力常量为G,求:
(1)该行星的平均密度;
(2)如果该行星存在一颗同步卫星,其距行星表面的高度h为多少。
18、(计算题)假设某太空飞船的长度为,一站在地面上的观察者观察到该太空飞船相对自己沿太空飞船长度方向以速度从正上方飞过。则:
(1)地面上的观察者测量的太空飞船飞过该观察者的时间为多少?
(2)太空飞船上的人测量的太空飞船飞过观察者的时间为多少?
2022春物理人教版2019必修第二册第七章:万有引力与宇宙航行练习题附答案
人教(2019)必修第二册第七章 万有引力与宇宙航行
一、选择题。
1、根据开普勒对第谷观测记录的研究发现,关于行星的运动,判断下列论述正确的是( )
A.行星绕太阳做匀速圆周运动
B.在公式=k中,R是行星中心到太阳中心的距离
C.在公式=k中,k是行星中心到太阳中心的距离
D.以上三点均不正确
【答案】B
2、哈雷彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍,哈雷彗星每隔一定的时间飞临地球一次,如图所示。从公元前240年起,哈雷彗星每次回归,中国均有记录。它最近一次回归的时间是1986年。从公元前240年至今,我国关于哈雷彗星回归记录的次数,最合理的是( )
A.24次 B.30次 C.124次 D.319次
【答案】B
3、在物理学建立、发展的过程中,许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。关于科学家和他们的贡献,下列说法正确的是( )
A.卡文迪什仅根据牛顿第三定律推出了行星与太阳间引力大小跟行星与太阳间距离的平方成反比的关系
B.古希腊学者亚里士多德认为物体下落的快慢由它们的重量决定,牛顿在他的《自然哲学的数学原理》中利用逻辑推理,使亚里士多德的理论陷入了困境
C.引力常量G的大小是牛顿根据大量实验数据得出的
D.“月—地检验”表明地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力遵从同样的规律
【答案】D
4、我国首个独立火星探测器“天问一号”已于今年5月15日成功着陆火星表面,对我国持续推进深空探测、提升国家软实力和国际影响力具有重要意义。假设火星是质量分布均匀的球体,半径为R,自转周期为T,引力常量为G,则( )
A.火星密度为
B.火星第一宇宙速度为
C.火星赤道表面重力加速度为
D.一个质量为m的物体分别静止在火星两极和赤道时对地面的压力的差值为
【答案】D
5、通常我们把地球和相对地面静止或匀速直线运动的参考系看成惯性系,若以下列系统为参考系,则其中属于非惯性系的是( )
A.停在地面上的汽车
B.绕地球做匀速圆周运动的飞船
C.在大海上匀速直线航行的轮船
D.以较大速度匀速直线运动的磁悬浮列车
【答案】B
6、(多选)a是放置在地球赤道上的物体,b是近地卫星,c是地球同步卫星,a、b、c在同一平面内绕地心做逆时针方向的圆周运动,某时刻,它们运行到过地心的同一直线上,如图所示。一段时间后,它们的位置可能是下列选项中的( )
【答案】AC
7、如图所示,在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动,某一时刻它们恰好在同一直线上,下列说法中正确的是( )
A.根据v=可知,运行速度满足vA>vB>vC
B.运转角速度满足ωA>ωB>ωC
C.向心加速度满足aAD.运动一周后,A最先回到图示位置
【答案】C
8、某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过N年,该行星会运行到日地连线的延长线上,如图所示。该行星与地球的公转半径之比为( )
A. B. C. D.
【答案】B
9、太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力,这个向心力的大小( )
A.与行星距太阳的距离成正比
B.与行星距太阳的距离成反比
C.与行星运动的速率的平方成正比
D.与行星距太阳的距离的平方成反比
【答案】D
10、(双选)甲、乙两恒星相距为L,质量之比=,它们离其他天体都很遥远,我们观察到它们的距离始终保持不变,由此可知( )
A.两恒星一定绕它们连线的某一位置做匀速圆周运动
B.甲、乙两恒星的角速度之比为2∶3
C.甲、乙两恒星的线速度之比为∶2
D.甲、乙两恒星的向心加速度之比为3∶2
【答案】AD
11、2021年5月15日,我国“天问一号”火星探测器成功实现火星表面软着陆,降落在乌托邦平原南部,一次性完成“绕落巡”三大任务。已知火星与地球半径之比约为1∶2,表面重力加速度大小之比约为4∶9,则火星与地球第一宇宙速度之比约为( )
A.2∶3 B.:3 C.3∶2 D.3:
【答案】B
12、对于经典力学理论,下列说法中正确的是( )
A.由于相对论、量子论的提出,经典力学已经过时了
B.经典力学在今天广泛应用,它的正确性无可怀疑,仍是普遍适用的
C.经典力学在历史上起了巨大的作用,随着物理学的发展而逐渐过时,成为一种古老的理论
D.经典力学在宏观低速运动中,引力不太大时适用
【答案】D
13、下列说法正确的是( )
A.经典力学能够说明微观粒子的规律性
B.经典力学适用于宏观物体的低速运动问题,不适用于高速运动的物体
C.相对论与量子力学的出现,说明经典力学已失去意义
D.对于宏观物体的高速运动问题,经典力学仍适用
【答案】B
二、填空含实验题。
14、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
15、如图,远离其它天体的两颗星A、B可视为质点,它们之间的距离为d,A、B围绕连线上一固定点O做匀速圆周运动,测得A运动的角速度为ω,已知引力常量为G,求它们总质量________。
【答案】
三、计算类题。
16、(计算题)地球的公转轨道接近圆,但彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆,天文学家哈雷曾经在1682年跟踪过一颗彗星,他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球轨道半径的18倍,并预言这颗彗星将每隔一定时间就会出现,哈雷的预言得到证实,该彗星被命名为哈雷彗星。哈雷彗星最近出现的时间是1986年,请你根据开普勒行星运动第三定律(即=k,其中T为行星绕太阳公转的周期,r为轨道的半长轴)估算,它下次飞近地球是哪一年?
【答案】2062年
【解析】因=k,其中T为行星绕太阳公转的周期,r为轨道的半长轴,k是对太阳系中的任何行星都适用的常量。可以根据已知条件列方程求解。
将地球的公转轨道近似成圆形轨道,其周期为T1,半径为r1;哈雷彗星的周期为T2,轨道半长轴为r2,则根据开普勒第三定律有eq \f(r,T)=eq \f(r,T)
因为r2=18r1,地球公转周期为1年,所以可知哈雷彗星的周期为T2=eq \r(\f(r,r))×T1≈76.4年。
所以它下次飞近地球是在2062年。
17、(计算题)据每日邮报2014年4月18日报道,美国国家航空航天局目前宣布首次在太阳系外发现“类地”行星。假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星,在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球(引力视为恒力),经时间t落到地面。已知该行星半径为R,自转周期为T,万有引力常量为G,求:
(1)该行星的平均密度;
(2)如果该行星存在一颗同步卫星,其距行星表面的高度h为多少。
【答案】(1); (2)
18、(计算题)假设某太空飞船的长度为,一站在地面上的观察者观察到该太空飞船相对自己沿太空飞船长度方向以速度从正上方飞过。则:
(1)地面上的观察者测量的太空飞船飞过该观察者的时间为多少?
(2)太空飞船上的人测量的太空飞船飞过观察者的时间为多少?
【答案】(1); (2)