春（新教材）人教物理必修萬有引力與宇宙航行期末練習(xí)含答案

2020春（新教材）人教物理必修第二冊第7章萬有引力與宇宙航行期末練習(xí)含答案（新教材）必修第二冊第七章萬有引力與宇宙航行一、選擇題1、(雙選)關(guān)于開普勒行星運(yùn)動的公式eq\f(a3,T2)＝k，以下理解正確的是()是一個與行星無關(guān)的量表示行星運(yùn)動的自轉(zhuǎn)周期表示行星運(yùn)動的公轉(zhuǎn)周期D.若地球繞太陽運(yùn)行軌道的半長軸為a地、公轉(zhuǎn)周期為T地，月球繞地球運(yùn)行軌道的半長軸為a月、公轉(zhuǎn)周期為T月，則eq\f(aeq\o\al(3,地),Teq\o\al(2,地))＝eq\f(aeq\o\al(3,月),Teq\o\al(2,月))2、(2019·江蘇鹽城學(xué)業(yè)考試)2020年，我國將發(fā)射一顆火星探測衛(wèi)星。在探測衛(wèi)星離開地球的過程中，用R表示衛(wèi)星到地心的距離，用F表示衛(wèi)星受到地球的引力。下列圖像中正確的是()3、天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)某恒星周圍有一顆行星在圓形軌道上繞其運(yùn)動，并測出了行星的軌道半徑和運(yùn)行周期。由此可推算出()A.行星的質(zhì)量 B.行星的半徑C.恒星的質(zhì)量 D.恒星的半徑4、第一宇宙速度是用r＝R地計算出來的，實(shí)際上人造地球衛(wèi)星軌道半徑都是r>R地，那么圓周軌道上的人造衛(wèi)星的線速度都()A.等于第一宇宙速度B.大于第一宇宙速度C.小于第一宇宙速度D.以上三種情況都可能5、一枚靜止時長30m的火箭以(c為光速)的速度從觀察者的身旁掠過，觀察者測得火箭的長度為L1，火箭上的人測得火箭的長度為L2，則L1、L2的數(shù)值應(yīng)是()m，30m m，24mm，30m m，24m6、要使兩物體間的萬有引力減小到原來的eq\f(1,4)，下列辦法不可采用的是()A.使物體的質(zhì)量各減小一半，距離不變B.使其中一個物體的質(zhì)量減小到原來的eq\f(1,4)，距離不變C.使兩物體間的距離增為原來的2倍，質(zhì)量不變D.使兩物體間的距離和質(zhì)量都減為原來的eq\f(1,4)7、(多選)把太陽系各行星的運(yùn)動近似地看作勻速圓周運(yùn)動，則離太陽越遠(yuǎn)的行星()A.周期越小 B.線速度越小C.角速度越小 D.加速度越小8、同步衛(wèi)星是指相對于地面不動的人造地球衛(wèi)星，則()A.它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，且離地面的高度可按需要選擇不同的值B.它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，但離地面的高度是一定的C.它只能在赤道的正上方，但離地面的高度可按需要選擇不同的值D.它只能在赤道的正上方，且離地面的高度是一定的9、如圖所示，沿平直鐵路有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個閃光，列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是()A.同時被照亮 先被照亮先被照亮 D.無法判斷二、非選擇題1、如圖所示為地球繞太陽運(yùn)動的示意圖及北半球春分、夏至、秋分、冬至?xí)r地球所在的位置。(1)太陽是否在軌道平面的中心？夏至、冬至?xí)r地球到太陽的距離是否相同？(2)一年之內(nèi)秋冬兩季比春夏兩季為什么要少幾天？2、已知地球、火星都繞太陽轉(zhuǎn)動，火星的公轉(zhuǎn)半徑是地球公轉(zhuǎn)半徑的倍，根據(jù)以上材料思考：(1)地球、火星遵循什么樣的動力學(xué)規(guī)律？(2)如何比較火星與地球的線速度、角速度、周期以及向心加速度的大小？3、如圖所示，在地面上M點(diǎn)固定一光源，在離光源等距的A、B兩點(diǎn)上固定有兩個光接收器，今使光源發(fā)出一閃光，問：(1)在地面參考系中觀測，誰先接收到光信號？(2)在沿AB方向高速運(yùn)動的火車參考系中觀測，誰先接收到光信號？2020春（新教材）人教物理必修第二冊第7章萬有引力與宇宙航行期末練習(xí)含答案（新教材）必修第二冊第七章萬有引力與宇宙航行一、選擇題1、(雙選)關(guān)于開普勒行星運(yùn)動的公式eq\f(a3,T2)＝k，以下理解正確的是()是一個與行星無關(guān)的量表示行星運(yùn)動的自轉(zhuǎn)周期表示行星運(yùn)動的公轉(zhuǎn)周期D.若地球繞太陽運(yùn)行軌道的半長軸為a地、公轉(zhuǎn)周期為T地，月球繞地球運(yùn)行軌道的半長軸為a月、公轉(zhuǎn)周期為T月，則eq\f(aeq\o\al(3,地),Teq\o\al(2,地))＝eq\f(aeq\o\al(3,月),Teq\o\al(2,月))【解析】開普勒第三定律公式eq\f(a3,T2)＝k中的T是指行星的公轉(zhuǎn)周期而不是自轉(zhuǎn)周期，其中k是由中心天體決定的，不同的中心天體k值不同。選項A、C正確。【答案】AC2、(2019·江蘇鹽城學(xué)業(yè)考試)2020年，我國將發(fā)射一顆火星探測衛(wèi)星。在探測衛(wèi)星離開地球的過程中，用R表示衛(wèi)星到地心的距離，用F表示衛(wèi)星受到地球的引力。下列圖像中正確的是()【解析】F表示衛(wèi)星受到地球的引力，根據(jù)萬有引力定律公式，有F＝Geq\f(Mm,R2)，故F－eq\f(1,R2)圖像是直線，故選項A、B、C錯誤，D正確?！敬鸢浮緿3、天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)某恒星周圍有一顆行星在圓形軌道上繞其運(yùn)動，并測出了行星的軌道半徑和運(yùn)行周期。由此可推算出()A.行星的質(zhì)量 B.行星的半徑C.恒星的質(zhì)量 D.恒星的半徑【解析】設(shè)行星軌道半徑為r，周期為T，恒星的質(zhì)量為M，行星的質(zhì)量為m，則由Geq\f(Mm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))eq\s\up12(2)r得，M＝eq\f(4π2r3,GT2)，故選項C正確。【答案】C4、第一宇宙速度是用r＝R地計算出來的，實(shí)際上人造地球衛(wèi)星軌道半徑都是r>R地，那么圓周軌道上的人造衛(wèi)星的線速度都()A.等于第一宇宙速度B.大于第一宇宙速度C.小于第一宇宙速度D.以上三種情況都可能【解析】由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)可得v＝eq\r(\f(GM,r))，故實(shí)際衛(wèi)星的線速度都小于第一宇宙速度，選項C正確?！敬鸢浮緾5、一枚靜止時長30m的火箭以(c為光速)的速度從觀察者的身旁掠過，觀察者測得火箭的長度為L1，火箭上的人測得火箭的長度為L2，則L1、L2的數(shù)值應(yīng)是()m，30m m，24mm，30m m，24m【解析】火箭上的人與火箭相對靜止，他測得的數(shù)值應(yīng)為L2＝30m，而觀察者的測量值為L1＝L2eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f,c)))\s\up12(2))＝30×m＝24m，選項C正確?！敬鸢浮緾6、要使兩物體間的萬有引力減小到原來的eq\f(1,4)，下列辦法不可采用的是()A.使物體的質(zhì)量各減小一半，距離不變B.使其中一個物體的質(zhì)量減小到原來的eq\f(1,4)，距離不變C.使兩物體間的距離增為原來的2倍，質(zhì)量不變D.使兩物體間的距離和質(zhì)量都減為原來的eq\f(1,4)【解析】根據(jù)F＝Geq\f(m1m2,r2)可知，A、B、C三種情況中萬有引力均減為原來的eq\f(1,4)，當(dāng)距離和質(zhì)量都減為原來的eq\f(1,4)時，萬有引力不變，選項D符合題意?！敬鸢浮緿7、(多選)把太陽系各行星的運(yùn)動近似地看作勻速圓周運(yùn)動，則離太陽越遠(yuǎn)的行星()A.周期越小 B.線速度越小C.角速度越小 D.加速度越小【解析】行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動所需的向心力由太陽對行星的萬有引力提供，則有Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))eq\s\up12(2)r＝mω2r＝ma。r越大，線速度越小，選項B正確；r越大，角速度越小，選項C正確；ω越小，則周期T越大，選項A錯誤；r越大，則a越小，選項D正確。【答案】BCD8、同步衛(wèi)星是指相對于地面不動的人造地球衛(wèi)星，則()A.它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，且離地面的高度可按需要選擇不同的值B.它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，但離地面的高度是一定的C.它只能在赤道的正上方，但離地面的高度可按需要選擇不同的值D.它只能在赤道的正上方，且離地面的高度是一定的【解析】同步衛(wèi)星只能在赤道的正上方，且離地面的高度是一定的，大約為地球半徑的倍，可以粗略記為6倍。選項D正確?！敬鸢浮緿9、如圖所示，沿平直鐵路有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車沿AC方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個閃光，列車上的觀測者測得A、C兩鐵塔被照亮的順序是()A.同時被照亮 先被照亮先被照亮 D.無法判斷【解析】列車上觀察者以列車為參考系，鐵塔A、B、C按CA方向以接近光速運(yùn)動，根據(jù)光速不變原理，鐵塔B發(fā)出的閃光向A和C均以光速c傳播，而A是遠(yuǎn)離光線運(yùn)動，C是向著光線運(yùn)動，在列車上的觀察者看來，光傳播到A的距離長一些，傳播到C的距離短些，所以光線先傳播到C，即鐵塔C先被照亮，選項C正確?！敬鸢浮緾二、非選擇題1、如圖所示為地球繞太陽運(yùn)動的示意圖及北半球春分、夏至、秋分、冬至?xí)r地球所在的位置。(1)太陽是否在軌道平面的中心？夏至、冬至?xí)r地球到太陽的距離是否相同？(2)一年之內(nèi)秋冬兩季比春夏兩季為什么要少幾天？【【答案】】(1)太陽不在軌道中心，而在軌跡的焦點(diǎn)上。夏至、冬至?xí)r地球到太陽的距離不相同，夏至?xí)r地球離太陽遠(yuǎn)些。(2)在冬天地球要經(jīng)過近日點(diǎn)，夏天經(jīng)過遠(yuǎn)日點(diǎn)，由開普勒第二定律可知，地球在冬天比在夏天運(yùn)動得快一些，因此地球軌道上相當(dāng)于春、夏部分比秋、冬部分要長些，從題圖看出春分到秋分的春、夏兩季地球與太陽連線所掃過的面積比秋分到次年春分的秋、冬兩季地球與太陽連線所掃過的面積大，即一年之內(nèi)秋冬兩季比春夏兩季要少幾天。2、已知地球、火星都繞太陽轉(zhuǎn)動，火星的公轉(zhuǎn)半徑是地球公轉(zhuǎn)半徑的倍，根據(jù)以上材料思考：(1)地球、火星遵循什么樣的動力學(xué)規(guī)律？(2)如何比較火星與地球的線速度、角速度、周期以及向心加速度的大??？【答案】(1)地球、火星等行星繞太陽的運(yùn)動可看作勻速圓周運(yùn)動，萬有引力提供向心力。(2)由Geq\f(m太m,r2)＝man＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝meq\f(4π2,T2)r表達(dá)式可知線速度、角速度、周期及向心加速度等各量都與軌道半徑有關(guān)系。3、如圖所示，在地面上M點(diǎn)固定一光源，在離光源等距的A、B兩點(diǎn)上固定有兩個光接收器，今使光源發(fā)出一閃光，問：(1)在地面參考系中觀測，誰先接收到光信號？(2)在沿AB方向高速運(yùn)動的火車參考系中觀測，誰先接收到光信