2022—2023学年人教（2019）必修第二册第7章 万有引力与宇宙航行章末优练题(含解析)

2022—2023学年人教（2019）必修第二册第7章 万有引力与宇宙航行章末优练题含答案
人教（2019）必修第二册第7章 万有引力与宇宙航行
一、选择题。
1、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
2、若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证(　　)
A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602
B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602
C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6
D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60
3、若地球绕太阳的公转周期及公转轨道半径分别为T和R，月球绕地球的公转周期和公转轨道半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比为(　　)
A. B. C. D.
4、地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形．已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为(　　)
A．0.19 B．0.44 C．2.3 D．5.2
5、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
6、（双选）“嫦娥三号”发动机成功点火，开始实施变轨控制，由距月面平均高度100 km的环月轨道成功进入近月点高度15 km、远月点高度100 km的椭圆轨道。关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是(　　)
A.“嫦娥三号”的发射速度大于7.9 km/s
B.“嫦娥三号”在环月轨道上的运行周期大于在椭圆轨道上的运行周期
C.“嫦娥三号”变轨前沿圆轨道运动的加速度大于变轨后通过椭圆轨道远月点时的加速度
D.“嫦娥三号”变轨前需要先点火加速
7、火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半，则火箭离地面的高度与地球半径之比为(　　)
A.(＋1)∶1 B.(－1)∶1 C.∶1 D.1∶
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、设想把质量为m的物体放在地球的中心，地球质量为M、半径为R，则物体与地球间的万有引力为(　　)
A．零 B．无穷大 C. D.
10、火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍。根据以上数据，以下说法中正确的是(　　)
A.火星表面重力加速度的数值比地球表面的大
B.火星公转的周期比地球的长
C.火星公转的线速度比地球的大
D.火星公转的向心加速度比地球的大
11、假设发射两颗探月卫星A和B，如图所示，其环月飞行距月球表面的高度分别为200km和100km。若环月运行均可视为匀速圆周运动，则（　　）
A．B环月运行时向心加速度比A小
B．B环月运行的速度比A小
C．B环月运行的周期比A长
D．B环月运行的角速度比A大
12、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
13、关于天体的运动，以下说法中正确的是(　　)
A．天体的运动与地面上物体的运动遵循不同的规律
B．天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动
C．太阳从东边升起，从西边落下，所以太阳绕地球运动
D．太阳系中所有行星都绕太阳运动
14、2018年12月8日，“嫦娥四号”探测器在西昌卫星发射中心由“长征三号乙”运载火箭成功发射。若“嫦娥四号”探测器的质量为m，距离地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则“嫦娥四号”探测器所在处的重力加速度大小为(　　)
A．0 B. C. D.
15、】(多选)如图所示，a、b、c是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等，且小于c的质量，则(　　)
A.b所需向心力最小
B.b、c的周期相同且大于a的周期
C.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
D.b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度
二、非选择题。
16、某同学在学完《曲线运动》和《万有引力与航天》后做了以下实验：用手水平托着一物体以身体为中心轴匀速转动，转动过程中始终保持手上表面水平，且高度不变。实验中发现：
（1）若物体质量不变，而将手臂伸长一些时物体更_____（选填“容易”或“不易”）被甩出。
（2）若将物体上表面再粘上一些其他物体使物体质量增大，而保持手臂长度相同时，物体被甩出的可能性将_____（填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）人在月球上跳起的最大高度比在地球上跳起的最大高度要高很多，假设该同学登上月球，在月面上做这个实验时，与在地面上做这个实验相比，物体被甩出的可能性将_____（选填“增大”“不变”或“减小”）。
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、已知某星球的自转周期为T0，在该星球赤道上以初速度v竖直上抛一物体，经时间t物体落回星球表面。已知物体在赤道上随星球自转的向心加速度为a，要使赤道上的物体“飘”起来，则该星球的转动周期T要变为多大？
19、如图所示是卡文迪许扭矩实验装置，此实验被评为两千多年来十大最美物理实验之一。卡文迪许运用最简单的仪器和设备精确测量了万有引力常数G，这对天体力学、天文观测学，以及地球物理学具有重要的实际意义。人们还可以在卡文迪许实验的基础上可以“称量”天体的质量。
(1)已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，若忽略地球自转的影响，求地球的质量；
(2)若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成“双星系统”。已知月球的公转周期为T，月球、地球球心间的距离为L。结合（1）中的信息，求月球的质量。
20、如图所示，已知“神舟十一号”从捕获“天宫二号”到实现对接用时为t，这段时间内组合体绕地球转过的角度为θ(此过程轨道不变，速度大小不变)。地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转，求组合体运动的周期T及所在圆轨道离地高度H。
2022—2023学年人教（2019）必修第二册第7章 万有引力与宇宙航行章末优练题含答案
人教（2019）必修第二册第7章 万有引力与宇宙航行
一、选择题。
1、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
2、若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证(　　)
A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602
B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602
C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6
D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60
【答案】B　
3、若地球绕太阳的公转周期及公转轨道半径分别为T和R，月球绕地球的公转周期和公转轨道半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比为(　　)
A. B. C. D.
【答案】A
4、地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形．已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为(　　)
A．0.19 B．0.44 C．2.3 D．5.2
【答案】B
5、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
6、（双选）“嫦娥三号”发动机成功点火，开始实施变轨控制，由距月面平均高度100 km的环月轨道成功进入近月点高度15 km、远月点高度100 km的椭圆轨道。关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是(　　)
A.“嫦娥三号”的发射速度大于7.9 km/s
B.“嫦娥三号”在环月轨道上的运行周期大于在椭圆轨道上的运行周期
C.“嫦娥三号”变轨前沿圆轨道运动的加速度大于变轨后通过椭圆轨道远月点时的加速度
D.“嫦娥三号”变轨前需要先点火加速
【答案】AB
7、火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半，则火箭离地面的高度与地球半径之比为(　　)
A.(＋1)∶1 B.(－1)∶1 C.∶1 D.1∶
【答案】B
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、设想把质量为m的物体放在地球的中心，地球质量为M、半径为R，则物体与地球间的万有引力为(　　)
A．零 B．无穷大 C. D.
【答案】A　
10、火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍。根据以上数据，以下说法中正确的是(　　)
A.火星表面重力加速度的数值比地球表面的大
B.火星公转的周期比地球的长
C.火星公转的线速度比地球的大
D.火星公转的向心加速度比地球的大
【答案】B
11、假设发射两颗探月卫星A和B，如图所示，其环月飞行距月球表面的高度分别为200km和100km。若环月运行均可视为匀速圆周运动，则（　　）
A．B环月运行时向心加速度比A小
B．B环月运行的速度比A小
C．B环月运行的周期比A长
D．B环月运行的角速度比A大
【答案】D
12、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
13、关于天体的运动，以下说法中正确的是(　　)
A．天体的运动与地面上物体的运动遵循不同的规律
B．天体的运动是最完美、最和谐的匀速圆周运动
C．太阳从东边升起，从西边落下，所以太阳绕地球运动
D．太阳系中所有行星都绕太阳运动
【答案】D　
14、2018年12月8日，“嫦娥四号”探测器在西昌卫星发射中心由“长征三号乙”运载火箭成功发射。若“嫦娥四号”探测器的质量为m，距离地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则“嫦娥四号”探测器所在处的重力加速度大小为(　　)
A．0 B. C. D.
【答案】B　
15、】(多选)如图所示，a、b、c是地球大气层外圈圆形轨道上运动的三颗卫星，a和b质量相等，且小于c的质量，则(　　)
A.b所需向心力最小
B.b、c的周期相同且大于a的周期
C.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度
D.b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度
【答案】ABD
二、非选择题。
16、某同学在学完《曲线运动》和《万有引力与航天》后做了以下实验：用手水平托着一物体以身体为中心轴匀速转动，转动过程中始终保持手上表面水平，且高度不变。实验中发现：
（1）若物体质量不变，而将手臂伸长一些时物体更_____（选填“容易”或“不易”）被甩出。
（2）若将物体上表面再粘上一些其他物体使物体质量增大，而保持手臂长度相同时，物体被甩出的可能性将_____（填“增大”“不变”或“减小”）。
（3）人在月球上跳起的最大高度比在地球上跳起的最大高度要高很多，假设该同学登上月球，在月面上做这个实验时，与在地面上做这个实验相比，物体被甩出的可能性将_____（选填“增大”“不变”或“减小”）。
【答案】不易 增大 不变
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、已知某星球的自转周期为T0，在该星球赤道上以初速度v竖直上抛一物体，经时间t物体落回星球表面。已知物体在赤道上随星球自转的向心加速度为a，要使赤道上的物体“飘”起来，则该星球的转动周期T要变为多大？
【答案】　T0
【解析】　物体抛出后，在星球表面上做竖直上抛运动。
设星球对物体产生的“重力加速度”为g，则v＝g×，
物体在赤道上随星球自转的向心加速度为a，设该星球的半径是R，根据向心加速度的表达式可得a＝eq \f(4π2R,T)，R＝eq \f(aT,4π2)，赤道上的物体“飘”起来，物体将绕星球表面做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设该星球的转动周期为T，根据牛顿第二定律有mg＝，
联立得T＝T0。
19、如图所示是卡文迪许扭矩实验装置，此实验被评为两千多年来十大最美物理实验之一。卡文迪许运用最简单的仪器和设备精确测量了万有引力常数G，这对天体力学、天文观测学，以及地球物理学具有重要的实际意义。人们还可以在卡文迪许实验的基础上可以“称量”天体的质量。
(1)已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，若忽略地球自转的影响，求地球的质量；
(2)若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成“双星系统”。已知月球的公转周期为T，月球、地球球心间的距离为L。结合（1）中的信息，求月球的质量。
【答案】(1)； (2)
20、如图所示，已知“神舟十一号”从捕获“天宫二号”到实现对接用时为t，这段时间内组合体绕地球转过的角度为θ(此过程轨道不变，速度大小不变)。地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转，求组合体运动的周期T及所在圆轨道离地高度H。
【答案】　－R
【解析】设地球质量为M，组合体角速度为ω，依题意，地球表面处万有引力等于重力，有：G＝mg ①
ω＝ ②
θ＝ωt ③
G＝mω2(R＋H) ④
联立解得：T＝ H＝－R。