物理人教（2019）必修第二册 第7章 万有引力与宇宙航行 课后选练（含答案）

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 课后选练含答案
人教（2019）第7章 万有引力与宇宙航行
一、选择题。
1、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
2、关于引力常量，下列说法正确的是(　　)
A.引力常量是两个质量为1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力
B.牛顿发现了万有引力定律，给出了引力常量的值
C.引力常量的测定，证明了万有引力的存在
D.引力常量G是不变的，其数值大小与单位制的选择无关
3、(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
4、某位同学设想了人造地球卫星轨道(卫星发动机关闭)，其中不可能的是(　　)
5、一枚静止时长30 m的火箭以0.6c(c为光速)的速度从观察者的身旁掠过，观察者测得火箭的长度为L1，火箭上的人测得火箭的长度为L2，则L1、L2的数值应是(　　)
A.30 m，30 m B.30 m，24 m
C.24 m，30 m D.24 m，24 m
6、目前仍然在椭圆轨道上运行的人造卫星东方红一号，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为 2 060 km；东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为(　　)
A.a2＞a1＞a3 B.a3＞a2＞a1 C.a3＞a1＞a2 D.a1＞a2＞a3
7、（双选）1798年，英国物理学家卡文迪什测出引力常量G，因此卡文迪什被人们称为“能称出地球质量的人”。若已知引力常量G，地球表面处的重力加速度g，地球半径R，地球上一昼夜的时间T1(地球自转周期)，一年的时间T2(地球公转周期)，地球中心到月球中心的距离L1，地球中心到太阳中心的距离L2，能计算出(　　)
A.地球的质量M地＝ B.太阳的质量M太＝eq \f(4π2L,GT)
C.月球的质量M月＝eq \f(4π2L,GT) D.月球、地球及太阳的密度
8、如图所示，“神舟10号” 绕地球沿椭圆形轨道运动，它在A、B、C三点运动速率（ ）
A．一样大 B．经过A点时最大
C．经过B点时最大 D．经过C点时小于经过B点时
9、一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的(　　)
A. B. C.2倍 D.4倍
10、(双选)一质量为m1的卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r，卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，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，则地球的质量M可表示为(　　)
A. B. C. D.
11、第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度，则有(　　)
A．被发射的物体质量越大，第一宇宙速度越大
B．被发射的物体质量越小，第一宇宙速度越大
C．第一宇宙速度与被发射物体的质量无关
D．第一宇宙速度与地球的质量无关
12、如图所示，沿平直铁路有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是(　　)
A.同时被照亮 B.A先被照亮 C.C先被照亮 D.无法判断
13、德国杰出的天文学家、物理学家、数学家开普勤在丹麦天文学家第谷积累的大量天文观测记录基础上通过研究发现了行星运动的三大定律，首次对行星运动规律做出了准确的描述，被誉为“天空立法者”。假设地球、火星和金星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的公转周期大小分别为、、。已知它们的轨道半径，根据开普勒定律可以判定是（ ）
A． B． C． D．
14、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.
15、(双选)通过观测冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物理量可以是(　　)
A.卫星的速度和角速度 B.卫星的质量和轨道半径
C.卫星的质量和角速度 D.卫星的运行周期和轨道半径
二、非选择题。
16、如图所示，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________。
17、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”）。
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、（计算类综合题）利用万有引力定律可以测量天体的质量。
（1）测地球的质量
英国物理学家卡文迪许，在实验室里巧妙地利用扭秤装置，比较精确地测量出了引力常量的数值，他把自己的实验说成是“称量地球的质量”．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．若忽略地球自转影响，求地球的质量．
（2）测月球的质量
所谓“双星系统”，是指在相互间引力作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动两个星球A和B，如图所示．在地月系统中，若忽略其它星球影响，可将月球和地球看成“双星系统”．已知月球公转周期为T，月球、地球球心间距离为L．你还可以利用（1）中提供的信息，求月球的质量．
20、（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—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 课后选练含答案
人教（2019）第7章 万有引力与宇宙航行
一、选择题。
1、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
2、关于引力常量，下列说法正确的是(　　)
A.引力常量是两个质量为1 kg的质点相距1 m时的相互吸引力
B.牛顿发现了万有引力定律，给出了引力常量的值
C.引力常量的测定，证明了万有引力的存在
D.引力常量G是不变的，其数值大小与单位制的选择无关
【答案】C
3、(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
4、某位同学设想了人造地球卫星轨道(卫星发动机关闭)，其中不可能的是(　　)
【答案】D　
5、一枚静止时长30 m的火箭以0.6c(c为光速)的速度从观察者的身旁掠过，观察者测得火箭的长度为L1，火箭上的人测得火箭的长度为L2，则L1、L2的数值应是(　　)
A.30 m，30 m B.30 m，24 m
C.24 m，30 m D.24 m，24 m
【答案】C
6、目前仍然在椭圆轨道上运行的人造卫星东方红一号，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为 2 060 km；东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为(　　)
A.a2＞a1＞a3 B.a3＞a2＞a1 C.a3＞a1＞a2 D.a1＞a2＞a3
【答案】D
7、（双选）1798年，英国物理学家卡文迪什测出引力常量G，因此卡文迪什被人们称为“能称出地球质量的人”。若已知引力常量G，地球表面处的重力加速度g，地球半径R，地球上一昼夜的时间T1(地球自转周期)，一年的时间T2(地球公转周期)，地球中心到月球中心的距离L1，地球中心到太阳中心的距离L2，能计算出(　　)
A.地球的质量M地＝ B.太阳的质量M太＝eq \f(4π2L,GT)
C.月球的质量M月＝eq \f(4π2L,GT) D.月球、地球及太阳的密度
【答案】AB
8、如图所示，“神舟10号” 绕地球沿椭圆形轨道运动，它在A、B、C三点运动速率（ ）
A．一样大 B．经过A点时最大
C．经过B点时最大 D．经过C点时小于经过B点时
【答案】B
9、一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的(　　)
A. B. C.2倍 D.4倍
【答案】C
10、(双选)一质量为m1的卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r，卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，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，则地球的质量M可表示为(　　)
A. B. C. D.
【答案】AC
11、第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度，则有(　　)
A．被发射的物体质量越大，第一宇宙速度越大
B．被发射的物体质量越小，第一宇宙速度越大
C．第一宇宙速度与被发射物体的质量无关
D．第一宇宙速度与地球的质量无关
【答案】C　
12、如图所示，沿平直铁路有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是(　　)
A.同时被照亮 B.A先被照亮 C.C先被照亮 D.无法判断
【答案】C
13、德国杰出的天文学家、物理学家、数学家开普勤在丹麦天文学家第谷积累的大量天文观测记录基础上通过研究发现了行星运动的三大定律，首次对行星运动规律做出了准确的描述，被誉为“天空立法者”。假设地球、火星和金星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的公转周期大小分别为、、。已知它们的轨道半径，根据开普勒定律可以判定是（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
14、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
15、(双选)通过观测冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物理量可以是(　　)
A.卫星的速度和角速度 B.卫星的质量和轨道半径
C.卫星的质量和角速度 D.卫星的运行周期和轨道半径
【答案】AD
二、非选择题。
16、如图所示，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】
17、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
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、（计算类综合题）利用万有引力定律可以测量天体的质量。
（1）测地球的质量
英国物理学家卡文迪许，在实验室里巧妙地利用扭秤装置，比较精确地测量出了引力常量的数值，他把自己的实验说成是“称量地球的质量”．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．若忽略地球自转影响，求地球的质量．
（2）测月球的质量
所谓“双星系统”，是指在相互间引力作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动两个星球A和B，如图所示．在地月系统中，若忽略其它星球影响，可将月球和地球看成“双星系统”．已知月球公转周期为T，月球、地球球心间距离为L．你还可以利用（1）中提供的信息，求月球的质量．
【答案】(1) ； （2）
20、（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)