春（新）人教物理必修萬有引力與宇宙航行練習題及答案

2020春（新）人教物理必修第二冊第7章萬有引力與宇宙航行練習題及答案新教材必修第二冊第7章萬有引力與宇宙航行一、選擇題1、某行星繞太陽運行的橢圓軌道如圖所示,F1和F2是橢圓軌道的兩個焦點,行星在A點的速率比在B點的大,則太陽位于()點 點 點 點2、（雙選）下列說法正確的是（）A.

地球是一顆繞太陽運動的行星

B.

關(guān)于天體運動的日心說和地心說都是錯誤的

C.

太陽是靜止不動的，地球和其它行星都在繞太陽轉(zhuǎn)動

D.

地球是宇宙的中心，太陽、月亮及其它行星卻繞地球轉(zhuǎn)動3、太陽對行星的引力提供了行星繞太陽做勻速圓周運動的向心力,這個向心力大小()A.與行星到太陽的距離成正比B.與行星到太陽的距離成反比C.與行星到太陽的距離的平方成反比D.只與太陽質(zhì)量成正比,與行星質(zhì)量無關(guān)解析:行星圍繞太陽做勻速圓周運動,太陽對行星的引力提供向心力,與太陽和行星質(zhì)量的乘積成正比,與行星到太陽的距離的平方成反比,選項A,B,D錯誤,C正確。4、第谷、開普勒等人對行星運動的研究漫長而曲折,牛頓在他們研究的基礎(chǔ)上,得出了科學史上最偉大的定律之一——萬有引力定律。下列有關(guān)萬有引力定律的說法中不正確的是 ()A.開普勒通過研究觀測記錄發(fā)現(xiàn)行星繞太陽運行的軌道是橢圓B.太陽與行星之間引力的規(guī)律不適用于行星與它的衛(wèi)星C.卡文迪許利用實驗較為準確地測出了引力常量G的數(shù)值D.牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程中應(yīng)用了牛頓第三定律的知識5、地球的質(zhì)量是月球質(zhì)量的81倍,若地球吸引月球的力為F,則月球吸引地球的力的大小為()A.F81 C.9F D6、.宇航員在月球表面附近高h處釋放一個物體，經(jīng)時間t后落回月球表面，月球半徑為R．在月球表面附近繞月球做勻速圓周運動的宇宙飛船速率為（

）A.

2

B.

C.

D.

7、一艘宇宙飛船沿著圍繞未知天體的圓形軌道飛行,航天員只用一塊停表,不能測量出的物理量是()A.飛船的周期 B.飛船的角速度C.飛船的線速度 D.未知天體的密度8、若有一星球密度與地球密度相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,則該星球質(zhì)量是地球質(zhì)量的（）A、倍B、2倍C、4倍D、8倍9、若有一顆“宜居”行星,其質(zhì)量為地球的p倍,半徑為地球的q倍,則該行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的()A.pq倍 B.qpC.pq倍D.p10、“北斗”衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)由地球靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)、中軌道衛(wèi)星和傾斜同步衛(wèi)星組成。地球靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星都在圓軌道上運行,它們距地面的高度分別約為地球半徑的6倍和倍。下列說法正確的是()A.靜止軌道衛(wèi)星的周期約為中軌道衛(wèi)星的2倍B.靜止軌道衛(wèi)星的線速度大小約為中軌道衛(wèi)星的2倍C.靜止軌道衛(wèi)星的角速度大小約為中軌道衛(wèi)星的D.靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大小約為中軌道衛(wèi)星的11、（雙選）物理學的發(fā)展豐富了人類對物質(zhì)世界的認識，推動了科學技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類文明的進步．下列表述正確的是()A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律B．牛頓通過實驗證實了萬有引力定律C．相對論的創(chuàng)立表明經(jīng)典力學已不再適用D．愛因斯坦建立了狹義相對論，把物理學推廣到高速領(lǐng)域二、填空、實驗題某星球半徑為R，一物體在該星球表面附近自由下落，若在連續(xù)兩個T時間內(nèi)下落的高度依次為h1、h2，則該星球的第一宇宙速度為________

二、計算題類1、在研究太陽對行星的引力時,其數(shù)學推導過程大致可按如下方框圖進行。請觀察該方框圖的線索,按其說明和要求,把推導出的關(guān)系式填在空格上并回答后面問題。(設(shè)太陽的質(zhì)量為M,行星的質(zhì)量為m,行星繞太陽運行的周期為T,行星與太陽的間距為r)(1)由以上推導過程可得,質(zhì)量為M的太陽對質(zhì)量為m的行星的引力F的關(guān)系式是,對關(guān)系式中F來說,m是施力星體還是受力星體的質(zhì)量?。

(2)如果用“施力星體”或“受力星體”來概括關(guān)系式中兩星體間引力F跟m的關(guān)系,可以得出什么猜想?

。

(3)行星對太陽也有引力,由以上猜想,該引力F′跟太陽質(zhì)量M有何關(guān)系?為什么?

。

(4)F和F′是一對作用力和反作用力,因此可以得出F大小跟太陽質(zhì)量M、行星質(zhì)量m的關(guān)系式是。

2、兩個靠得很近的天體，離其它天體非常遙遠，它們以其連線上某一點O為圓心各自做勻速圓周運動，兩者的距離保持不變，科學家把這樣的兩個天體稱為“雙星”，如圖所示。已知雙星的質(zhì)量為和，它們之間的距離為。求雙星運行軌道半徑和，以及運行的周期。1、解析:由開普勒第二定律可知,行星在近日點的速率大于在遠日點的速率,結(jié)合題意可知,太陽位于F2,故選項A正確。A2、AB【解析】【解答】解：A、地球是繞太陽運動的一顆行星，故A正確；B、現(xiàn)在的觀點看地心說和日心說都是錯誤的，都是有其時代局限性的，故B正確；

C、太陽系在銀河系中運動，銀河系也在運動，故C正確；

D、地球是繞太陽運動的一顆行星，而太陽系在銀河系中運動，銀河系也在運動，故D錯誤；

故選：AB．

【分析】要判斷出正確的選項必須了解地心說和日心說，具體內(nèi)容為：地心說：認為地球是靜止不動，是宇宙的中心，宇宙萬物都繞地球運動；日心說：認為太陽不動，地球和其他行星都繞太陽運動，然后結(jié)合開普勒行星運動定律來判斷．3、C4、B5、解析:物體間的萬有引力同樣滿足牛頓第三定律。答案：B6、C【解析】【解答】解：根據(jù)h=得月球表面的重力加速度為：g=，根據(jù)mg=m得：v=．故選：C．【分析】根據(jù)自由落體運動的位移時間公式求出月球表面的重力加速度，根據(jù)重力提供向心力求出在月球表面附近繞月球做勻速圓周運動的宇宙飛船速率．7、解析:航天員可用停表測量宇宙飛船繞天體運動的周期T,由ω=2πT可確定飛船的角速度;當宇宙飛船靠近未知天體時,由ρ=C8、D9、解析:設(shè)地球質(zhì)量為M,半徑為R,根據(jù)GMmR2=mv2R得,地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度為v=GMR,同理該“宜居”行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度為v′=答案：C10、A11、AD【解析】萬有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的，但在實驗室里加以驗證是卡文迪許進行的，A對，B錯；相對論并沒有否定經(jīng)典力學，經(jīng)典力學對于低速、宏觀物體的運動仍適用，C錯；狹義相對論的建立，是人類取得的重大成就，從而把物理學推廣到高速領(lǐng)域，D對．二、?【解析】【解答】自由落體運動是初速度為零的勻加速直線運動，而做勻加速直線運動的物體在相等的時間內(nèi)走過的位移差是一個定值，所以有：，而第一宇宙速度公式為，代入可得

【分析】根據(jù)連續(xù)相等時間內(nèi)的位移之差是一恒量，求出星球表面的重力加速度，根據(jù)重力提供向心力求出該星球的第一宇宙速度三、1、F=4π2mrT2F=4π2(1)F∝mr(2)星體對星體的引力跟受力星體的質(zhì)量成正比(3)F′跟M成正比,因為太陽是F′的受力星體,F′∝M(4)F′