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(含答案)

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名称 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(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 2022-12-25 11:44:23

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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
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2R
C.地球自转周期最小值约为8h
D.地球自转周期的最小值约为4h
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
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 6.4×106 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
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.10
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
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2R
C.地球自转周期最小值约为8h
D.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 6.4×106 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 
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。