2020春人教物理必修二第6章 万有引力与航天同步习题含答案

2020春人教物理必修二第6章
万有引力与航天同步习题含答案
必修二第6章
万有引力与航天
一、选择题
1、下列说法正确的是(　　)
A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人
B．卡文迪许测出引力常量的值．让万有引力定律有了实际意义
C．相对论和量子力学．否定了经典力学
D．天王星是通过计算发现的新天体，被人们称为“笔尖下发现的行星”
2、火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知(　　)
A．太阳位于木星运行轨道的中心
B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
3、土星的两颗卫星“土卫十”和“土卫十一”环绕土星做圆周运动，它们的质量之比约为3.6∶1，轨道半径近似相等，则土星对“土卫十”和“土卫十一”的万有引力之比约为(　　)
A．1∶3.6
B．3.6∶1
C.∶1
D．13∶1
4、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.2倍
B.1倍
C.倍
D.倍
5、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
B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
C.月球表面的加速度约为地球表面的
D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
6、一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为(　　)
A.???????????????????B.???????????????????????????C.???????????????????????????D.?
7、天文单位(简写AU)是天文常数之一。历史上定义为地球和太阳之间的平均距离。已知水星距离太阳为0.4
AU,木星距离太阳约5.2
AU,海王星距离太阳约30.1
AU,则这些行星中公转角速度比地球的公转角速度小得多的是(　
　)
A.水星
B.地球
C.木星
D.海王星
8、（多选）
设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动，若测得土星到太阳的距离为R，土星绕太阳运动的周期是T，万有引力常量G已知，根据这些数据，能够求出的物理量有
(
)
A.
土星线速度的大小
B．土星加速度的大小
C．土星的质量
D.
太阳的质量
9、“神舟十一号”飞船于2016年10月17日7时30分在中国酒泉卫星发射中心发射,将景海鹏和陈冬送入距离地球表面393
km的“天宫二号”空间实验室。下列说法中正确的是(　　)
A.宇航员在空间站里不受地球引力
B.宇航员绕地球一圈的时间大于24小时
C.“天宫二号”运行速度大于7.9
km/s
D.“天宫二号”运行的角速度大于地球同步轨道卫星的角速度
10、对于时空观的认识，下列说法正确的是(　　)
A．相对论给出了物体在低速运动时所遵循的规律
B．相对论具有普遍性，经典物理学为它在低速运动时的特例
C．相对论的出现使经典物理学在自己的适用范围内不再继续发挥作用
D．经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，因此在任何情况下都适用
二、填空、实验题
.两行星的质量是m1、m2
，
它们绕太阳运行的轨道半长轴分别是R1和R2
，
则它们的公转周期之比T1：T2=________.
19.两颗行星的质量分别为m1和m2
，
它们绕太阳运动的轨道半径为R1和R2
，
若m1＝2m2、R1＝4R2
，
则它们的周期之比T1：T2＝________。
二、计算题类
1、月球环绕地球运动的轨道半径为地球半径的60倍，运行周期约为27天，应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地多高时，人造地球卫星随地球一起转动，就像停留在天空中不动一样？(R地＝6
400
km)
2、某星球的质量约为地球的9倍,半径约为地球的。若从地球上高h处平抛一物体,水平射程为60
m,则在该星球上从同样的高度和同样的初速度平抛同一物体,水平射程为多少?
3、在某星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，若物体只受该星球的引力作用，物体上升的最大高度为h.该星球表面的重力加速度为________；已知该星球的半径R，如果要在这个星球上发射一颗绕它运行的卫星，其做匀速圆周运动的最小周期为________．
2020春人教物理必修二第6章
万有引力与航天同步习题含答案
必修二第6章
万有引力与航天
一、选择题
1、下列说法正确的是(　　)
A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人
B．卡文迪许测出引力常量的值．让万有引力定律有了实际意义
C．相对论和量子力学．否定了经典力学
D．天王星是通过计算发现的新天体，被人们称为“笔尖下发现的行星”
【解析】牛顿发现了万有引力定律．而卡文迪许通过实验测量并计算得出了引力常量的值，因此卡文迪许被称为“称量地球的质量”的人，故A错误，B正确；相对论与量子力学并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，有各自成立的范围，故C错误；海王星是利用万有引力定律发现的一颗行星，被人们称为“笔尖下发现的行星”，故D错误．
【答案】B
2、火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知(　　)
A．太阳位于木星运行轨道的中心
B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等
C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方
D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积
解析：木星的实际运行轨道是椭圆，太阳位于木星运行轨道的一个焦点上，故A错；火星和木星绕太阳运行的轨道不同，根据G＝m?v＝，它们的运行速度的大小不等．运行中各自在近日点速度大，远日点速度小，是变速运动，故B错；根据开普勒第三定律，火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，故C对；根据开普勒第二定律：相同时间内，行星与太阳连线扫过的面积相等．这是和自身比较的结论．火星和木星轨道、周期、运行速度都不同，故相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积不等于木星与太阳连线扫过的面积，故D错．
答案：C
3、土星的两颗卫星“土卫十”和“土卫十一”环绕土星做圆周运动，它们的质量之比约为3.6∶1，轨道半径近似相等，则土星对“土卫十”和“土卫十一”的万有引力之比约为(　　)
A．1∶3.6
B．3.6∶1
C.∶1
D．13∶1
解析：根据万有引力定律可得，两星所受土星的万有引力之比是∶＝m1∶m2＝3.6∶1，故选B.
答案：B
4、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.2倍
B.1倍
C.倍
D.倍
【答案】D
5、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
B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的
C.月球表面的加速度约为地球表面的
D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的
解析: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——万有引力定律,则应满足G=ma,因此加速度a与距离r的二次方成反比,选项B正确。
【答案】B
6、一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为(　　)
A.???????????????????B.???????????????????????????C.???????????????????????????D.?
【答案】
C
【解析】【分析】物体对天体压力为零，根据万有引力等于向心力可以求出周期，同时根据质量和密度关系公式即可求解周期与密度关系式．
万有引力等于向心力，所以根据牛顿第二定律有：，
即
再根据公式，
所以解得T=,C正确，
7、天文单位(简写AU)是天文常数之一。历史上定义为地球和太阳之间的平均距离。已知水星距离太阳为0.4
AU,木星距离太阳约5.2
AU,海王星距离太阳约30.1
AU,则这些行星中公转角速度比地球的公转角速度小得多的是(　
　)
A.水星
B.地球
C.木星
D.海王星
解析:行星绕太阳公转时有G=mω2r,故距离太阳越远的行星,其公转角速度越小。
【答案】D
8、（多选）
设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动，若测得土星到太阳的距离为R，土星绕太阳运动的周期是T，万有引力常量G已知，根据这些数据，能够求出的物理量有
(
)
A.
土星线速度的大小
B．土星加速度的大小
C．土星的质量
D.
太阳的质量
【答案】ABD
9、“神舟十一号”飞船于2016年10月17日7时30分在中国酒泉卫星发射中心发射,将景海鹏和陈冬送入距离地球表面393
km的“天宫二号”空间实验室。下列说法中正确的是(　　)
A.宇航员在空间站里不受地球引力
B.宇航员绕地球一圈的时间大于24小时
C.“天宫二号”运行速度大于7.9
km/s
D.“天宫二号”运行的角速度大于地球同步轨道卫星的角速度
解析:宇航员在空间站里仍受地球引力作用,A错误;近地卫星的周期远小于地球自转的周期,角速度远大于地球自转角速度,故B错误,D正确;7.9
km/s是第一宇宙速度,即卫星的最大运行速度,C错误。
【答案】D
10、对于时空观的认识，下列说法正确的是(　　)
A．相对论给出了物体在低速运动时所遵循的规律
B．相对论具有普遍性，经典物理学为它在低速运动时的特例
C．相对论的出现使经典物理学在自己的适用范围内不再继续发挥作用
D．经典物理学建立在实验的基础上，它的结论又受到无数次实验的检验，因此在任何情况下都适用
【答案】B
【解析】相对论给出了物体在高速运动时所遵循的规律，经典物理学为它在低速运动时的特例，在自己的适用范围内还将继续发挥作用．经典物理学有简捷的优势．因此选项A、C、D错误，B正确．
二、填空、实验题
.两行星的质量是m1、m2
，
它们绕太阳运行的轨道半长轴分别是R1和R2
，
则它们的公转周期之比T1：T2=________.
19.两颗行星的质量分别为m1和m2
，
它们绕太阳运动的轨道半径为R1和R2
，
若m1＝2m2、R1＝4R2
，
则它们的周期之比T1：T2＝________。
【答案】
【解析】【解答】根据开普勒第三定律
得：
，所以有：
；
故答案为
。
二、计算题类
1、月球环绕地球运动的轨道半径为地球半径的60倍，运行周期约为27天，应用开普勒定律计算：在赤道平面内离地多高时，人造地球卫星随地球一起转动，就像停留在天空中不动一样？(R地＝6
400
km)
解析：当人造地球卫星相对地球静止不动时，两者处于同轴转动模型，角速度、周期相等．则T人＝1天
根据开普勒第三定律可知，＝代入题干数据，解得
R人≈6.67R地
人造卫星离地高度h＝R人－R地＝3.63×104
km.
答案：3.63×104
km
2、某星球的质量约为地球的9倍,半径约为地球的。若从地球上高h处平抛一物体,水平射程为60
m,则在该星球上从同样的高度和同样的初速度平抛同一物体,水平射程为多少?
解析:设星球的质量为M1,半径为R1,表面的重力加速度为g1,地球的质量为M2,半径为R2,表面的重力加速度为g2。
则在星球表面的物体,G=mg1,
在地球表面的物体,
G=mg2,
则重力加速度之比为
===36。
平抛物体时,x=vt,h=gt2,
所以x=v,
水平射程之比==,
则在星球表面的水平射程
x1=x2=10
m。
答案:10
m
3、在某星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，若物体只受该星球的引力作用，物体上升的最大高度为h.该星球表面的重力加速度为________；已知该星球的半径R，如果要在这个星球上发射一颗绕它运行的卫星，其做匀速圆周运动的最小周期为________．
解析：物体竖直上抛的最大高度为h，则h＝，
所以该星球表面的重力加速度g＝；
周期最小的卫星环绕星球表面运行，
即mg＝mR，
由以上关系得T＝.
答案：