高一上學(xué)期物理人教（2019）物理必修第二冊第7章 萬有引力與航天含答案

人教（2019）物理必修第二冊第7章萬有引力與航天含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、日心說的代表人物是()A．托勒密B．哥白尼C．布魯諾D．第谷2、某行星繞恒星運行的橢圓軌道如圖所示，E和F是橢圓的兩個焦點，O是橢圓的中心，行星在B點的速度比在A點的速度大．則恒星位于（

）A.

F點

B.

A點

C.

E點

D.

O點3、牛頓這位科學(xué)巨人對物理學(xué)的發(fā)展做出了突出貢獻．下列有關(guān)牛頓的表述中正確的是()A．牛頓用扭秤裝置測定了萬有引力常量B．牛頓通過斜面實驗得出自由落體運動位移與時間的平方成正比C．牛頓認(rèn)為站在足夠高的山頂上無論以多大的水平速度拋出物體，物體都會落回地面D．牛頓的“月—地檢驗”表明地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，與行星所受太陽的引力服從相同規(guī)律4、隨著太空技術(shù)的飛速發(fā)展,地球上的人們登陸其他星球成為可能。假設(shè)未來的某一天,宇航員登上某一星球后,測得該星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,而該星球的平均密度與地球的差不多,則該星球質(zhì)量大約是地球質(zhì)量的 ()A.0.5倍 B.2倍 C.4倍 D.8倍5、地球?qū)υ虑蚓哂邢喈?dāng)大的萬有引力,而它們卻不靠在一起的原因是()A.與被地球吸引在地球表面的人的重力相比,地球?qū)υ虑虻囊€不算大B.由于月球質(zhì)量太大,地球?qū)υ虑蛞Ξa(chǎn)生的加速度太小,以至觀察不到月球的下落C.不僅地球?qū)υ虑蛴腥f有引力,而且太陽系里的其他星球?qū)υ虑蛞灿腥f有引力,這些力的合力為零D.地球?qū)υ虑虻娜f有引力不斷改變月球的運動方向,使得月球繞地球做圓周運動6、2019年1月,我國嫦娥四號探測器成功在月球背面軟著陸,在探測器“奔向”月球的過程中,用h表示探測器與地球表面的距離,F表示它所受的地球引力,能夠描述F隨h變化關(guān)系的圖象是()7、冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，質(zhì)量比約為7∶1，同時繞它們連線上某點O做勻速圓周運動．由此可知，冥王星繞O點運動的()A．軌道半徑約為卡戎的eq\f(1,7)B．角速度大小約為卡戎的eq\f(1,7)C．線速度大小約為卡戎的7倍D．向心力大小約為卡戎的7倍8、(雙選)火星繞太陽運轉(zhuǎn)可看成是勻速圓周運動，設(shè)火星運動軌道的半徑為r，火星繞太陽一周的時間為T，引力常量為G，則可以知道()A．火星的質(zhì)量為m火＝eq\f(4π2r3,GT)B．火星的向心加速度a火＝eq\f(4π2r,T2)C．太陽的質(zhì)量為m太＝eq\f(4π2r3,GT2)D．太陽的平均密度ρ太＝eq\f(3π,GT2)*9、（雙選）關(guān)于開普勒行星運動的公式=k，以下理解正確的是（）A.

k是一個與中心天體有關(guān)的量

B.

若地球繞太陽運轉(zhuǎn)軌道的半長軸為R地，周期為T地；月球繞地球運轉(zhuǎn)軌道的半長軸為R月，周期為T月，則=

C.

T表示行星運動的自轉(zhuǎn)周期

D.

T表示行星運動的公轉(zhuǎn)周期*10、土星的兩顆衛(wèi)星“土衛(wèi)十”和“土衛(wèi)十一”環(huán)繞土星做圓周運動，它們的質(zhì)量之比約為3.6∶1，軌道半徑近似相等，則土星對“土衛(wèi)十”和“土衛(wèi)十一”的萬有引力之比約為()A．1∶3.6 B．3.6∶1C.eq\r(3.6)∶1 D．13∶1*11、要使兩物體間的引力減小到原來的,下列方法可行的是 ()A.兩物體的距離不變,質(zhì)量各減小為原來的一半B.兩物體的距離變?yōu)樵瓉淼?倍,質(zhì)量各減為原來的一半C.兩物體的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼囊话?距離也減為原來的一半D.兩物體的質(zhì)量都變?yōu)樵瓉淼?倍,距離不變12、關(guān)于地球同步通訊衛(wèi)星，下列說法中正確的是()①它一定在赤道上空運行②各國發(fā)射的同步衛(wèi)星軌道半徑都一樣③它運行的線速度一定小于第一宇宙速度④它運行的線速度介于第一和第二宇宙速度之間A．①② B．①④C．②④ D．①②③13、愛因斯坦的引力理論成就表現(xiàn)在()A．預(yù)言和發(fā)現(xiàn)了冥王星和海王星B.水星近日點旋進存在每百年43″的附加值C.預(yù)言了黑洞的存在D.天體間的引力與半徑的平方成反比14、下列說法正確的是()A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，他被稱為“稱量地球質(zhì)量”第一人B．卡文迪許測出引力常量的值．讓萬有引力定律有了實際意義C．相對論和量子力學(xué)．否定了經(jīng)典力學(xué)D．天王星是通過計算發(fā)現(xiàn)的新天體，被人們稱為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”二、填空、實驗題15、兩行星的質(zhì)量是m1、m2，它們繞太陽運行的軌道半長軸分別是R1和R2，則它們的公轉(zhuǎn)周期之比T1：T2=________.16、兩顆行星的質(zhì)量分別為m1和m2，它們繞太陽運動的軌道半徑為R1和R2，若m1＝2m2、R1＝4R2，則它們的周期之比T1：T2＝________。二、計算題類17、假設(shè)兩行星的質(zhì)量之比為2∶1，行星繞太陽運行周期之比為1∶2，則兩行星的軌道半徑之比為________，受太陽的引力之比為________．18、宇宙中二顆相距較近的天體稱為雙星，他們以中心連線上的某一點位圓心做勻速圓周運動，而不至于因相互之間的引力而吸引到一起，設(shè)二者之間的距離為L，質(zhì)量分別為M1和M2。（萬有引力常量為G）

求：（1）它們的軌道半徑之比r1：r2（2）線速度之比v1：v2（3）運行周期T。2020—2021人教（2019）物理必修第二冊第7章萬有引力與航天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、日心說的代表人物是()A．托勒密 B．哥白尼C．布魯諾 D．第谷【答案】B[日心說的代表人物是哥白尼，布魯諾是宣傳日心說的代表人物．]2、某行星繞恒星運行的橢圓軌道如圖所示，E和F是橢圓的兩個焦點，O是橢圓的中心，行星在B點的速度比在A點的速度大．則恒星位于（

）A.

F點

B.

A點

C.

E點

D.

O點【答案】A【解析】根據(jù)開普勒第二定律，對任意一個行星來說，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過相等的面積．如果時間間隔相等，即t2﹣t1=t4﹣t3，那么面積A=面積B，由此可知，弧長t1t2＞弧長t3t4則vA＞VB即行星在在近日點A的速率最大，遠日點B的速率最小，故A正確，BCD錯誤．3、牛頓這位科學(xué)巨人對物理學(xué)的發(fā)展做出了突出貢獻．下列有關(guān)牛頓的表述中正確的是()A．牛頓用扭秤裝置測定了萬有引力常量B．牛頓通過斜面實驗得出自由落體運動位移與時間的平方成正比C．牛頓認(rèn)為站在足夠高的山頂上無論以多大的水平速度拋出物體，物體都會落回地面D．牛頓的“月—地檢驗”表明地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，與行星所受太陽的引力服從相同規(guī)律解析：卡文迪許用扭秤裝置測定了萬有引力常量，A選項錯誤：伽利略通過斜面實驗得出自由落體運動位移與時間的平方成正比，B選項錯誤；如果拋出速度足夠大，物體不會落回地面，將繞地球運動，成為人造地球衛(wèi)星，C選項錯誤；牛頓的“月—地檢驗”表明地面物體所受地球的引力、月球所受地球的引力，與行星所受太陽的引力服從相同規(guī)律，D選項正確．答案：D4、隨著太空技術(shù)的飛速發(fā)展,地球上的人們登陸其他星球成為可能。假設(shè)未來的某一天,宇航員登上某一星球后,測得該星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,而該星球的平均密度與地球的差不多,則該星球質(zhì)量大約是地球質(zhì)量的 ()A.0.5倍 B.2倍 C.4倍 D.8倍【答案】D5、地球?qū)υ虑蚓哂邢喈?dāng)大的萬有引力,而它們卻不靠在一起的原因是()A.與被地球吸引在地球表面的人的重力相比,地球?qū)υ虑虻囊€不算大B.由于月球質(zhì)量太大,地球?qū)υ虑蛞Ξa(chǎn)生的加速度太小,以至觀察不到月球的下落C.不僅地球?qū)υ虑蛴腥f有引力,而且太陽系里的其他星球?qū)υ虑蛞灿腥f有引力,這些力的合力為零D.地球?qū)υ虑虻娜f有引力不斷改變月球的運動方向,使得月球繞地球做圓周運動解析:地球?qū)υ虑虻囊h大于地球?qū)υ诘厍虮砻娴娜说奈?A錯誤;月球所受到的萬有引力主要來自于地球,太陽系里的其他星球?qū)υ虑蛞灿腥f有引力,可忽略,C錯誤;地球?qū)υ虑虻娜f有引力為月球做圓周運動提供向心力,B錯誤,D正確?！敬鸢浮緿6、2019年1月,我國嫦娥四號探測器成功在月球背面軟著陸,在探測器“奔向”月球的過程中,用h表示探測器與地球表面的距離,F表示它所受的地球引力,能夠描述F隨h變化關(guān)系的圖象是()解析:根據(jù)萬有引力定律可得F=,探測器與地球表面的距離h越大,它所受的地球引力F越小,故D正確。【答案】D7、冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，質(zhì)量比約為7∶1，同時繞它們連線上某點O做勻速圓周運動．由此可知，冥王星繞O點運動的()A．軌道半徑約為卡戎的eq\f(1,7)B．角速度大小約為卡戎的eq\f(1,7)C．線速度大小約為卡戎的7倍D．向心力大小約為卡戎的7倍解析：由萬有引力提供向心力可知D錯，角速度相同B錯．設(shè)兩星相距L，冥王星的軌道半徑為r，卡戎的軌道半徑為L－r.萬有引力提供向心力有Geq\f(Mm,L2)＝7meq\f(v12,r)①Geq\f(Mm,L2)＝meq\f(v22,L－r)②可得eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(v1,v2)))eq\s\up12(2)＝eq\f(r,7（L－r）)③根據(jù)v＝ωr可知eq\f(v1,v2)＝eq\f(r,L－r)④聯(lián)立③④可得r＝eq\f(L,8)所以卡戎星半徑為：L－r＝eq\f(7L,8)答案：A8、(雙選)火星繞太陽運轉(zhuǎn)可看成是勻速圓周運動，設(shè)火星運動軌道的半徑為r，火星繞太陽一周的時間為T，引力常量為G，則可以知道()A．火星的質(zhì)量為m火＝eq\f(4π2r3,GT)B．火星的向心加速度a火＝eq\f(4π2r,T2)C．太陽的質(zhì)量為m太＝eq\f(4π2r3,GT2)D．太陽的平均密度ρ太＝eq\f(3π,GT2)【解析】火星繞太陽運轉(zhuǎn)可看成是勻速圓周運動，則Geq\f(m太m火,r2)＝m火eq\f(4π2,T2)r，解得m太＝eq\f(4π2r3,GT2)，只能求出中心天體的質(zhì)量，不能求環(huán)繞天體的質(zhì)量，故A項錯誤，C項正確．火星運動軌道的半徑為r，火星繞太陽一周的時間為T，則火星的向心加速度a火＝eq\f(4π2,T2)r，故B項正確．設(shè)太陽半徑為R，則太陽的平均密度ρ＝eq\f(m太,\f(4,3)πR3)，解得ρ＝eq\f(3πr3,GT2R3)，因R與火星運動軌道的半徑r不相等，故D項錯誤．【答案】BC*9、（雙選）關(guān)于開普勒行星運動的公式=k，以下理解正確的是（）A.

k是一個與中心天體有關(guān)的量

B.

若地球繞太陽運轉(zhuǎn)軌道的半長軸為R地，周期為T地；月球繞地球運轉(zhuǎn)軌道的半長軸為R月，周期為T月，則=

C.

T表示行星運動的自轉(zhuǎn)周期

D.

T表示行星運動的公轉(zhuǎn)周期【答案】AD【解析】A、=k，其中k與中心天體質(zhì)量有關(guān)，故A正確；B、=k，其中k與中心天體質(zhì)量有關(guān)，不同的中心天體，k值不同，

若地球繞太陽運轉(zhuǎn)軌道的半長軸為R地，周期為T地；月球繞地球運轉(zhuǎn)軌道的半長軸為R月，周期為T月，則≠，故B錯誤；

C、=k，其中T表示行星運動的公轉(zhuǎn)周期，故C錯誤，D正確；*10、土星的兩顆衛(wèi)星“土衛(wèi)十”和“土衛(wèi)十一”環(huán)繞土星做圓周運動，它們的質(zhì)量之比約為3.6∶1，軌道半徑近似相等，則土星對“土衛(wèi)十”和“土衛(wèi)十一”的萬有引力之比約為()A．1∶3.6 B．3.6∶1C.eq\r(3.6)∶1 D．13∶1解析：根據(jù)萬有引力定律可得，兩星所受土星的萬有引力之比是eq\f(GMm1,r2)∶eq\f(GMm2,r2)＝m1∶m2＝3.6∶1，故選B.答案：B*11、要使兩物體間的引力減小到原來的,下列方法可行的是 ()A.兩物體的距離不變,質(zhì)量各減小為原來的一半B.兩物體的距離變?yōu)樵瓉淼?倍,質(zhì)量各減為原來的一半C.兩物體的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼囊话?距離也減為原來的一半D.兩物體的質(zhì)量都變?yōu)樵瓉淼?倍,距離不變【答案】A12、關(guān)于地球同步通訊衛(wèi)星，下列說法中正確的是()①它一定在赤道上空運行②各國發(fā)射的同步衛(wèi)星軌道半徑都一樣③它運行的線速度一定小于第一宇宙速度④它運行的線速度介于第一和第二宇宙速度之間A．①② B．①④C．②④ D．①②③解析：同步衛(wèi)星運行軌道為位于地球赤道平面上空圓形軌道，軌道固定不變，故①正確；因為同步衛(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步，所以同步衛(wèi)星周期T為一定值，根據(jù)F＝Geq\f(mM,r2)＝mreq\f(4π2,T2)，因為T為一定值，所以r也為一定值，所以同步衛(wèi)星距離地面的高度是一定值，故②正確；第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運動的環(huán)繞速度，而同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)v的表達式可以發(fā)現(xiàn)，同步衛(wèi)星運行的線速度一定小于第一宇宙速度，故③正確；由③分析知④錯誤，故選D.答案：D13、愛因斯坦的引力理論成就表現(xiàn)在()A．預(yù)言和發(fā)現(xiàn)了冥王星和海王星B.水星近日點旋進存在每百年43″的附加值C.預(yù)言了黑洞的存在D.天體間的引力與半徑的平方成反比【答案】BC【解析】英國科學(xué)家亞當(dāng)斯和法國科學(xué)家勒威耶分別發(fā)現(xiàn)了海王星和冥王星，故A錯誤；愛因斯坦根據(jù)廣義相對論計算出水星近日點旋進存在每百年43″的附加值，B正確；黑洞是愛因斯坦的廣義相對論中預(yù)言的一種特殊天體，C正確；天體間的引力與半徑的平方成反比是由牛頓提出的，D正確。14、下列說法正確的是()A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，他被稱為“稱量地球質(zhì)量”第一人B．卡文迪許測出引力常量的值．讓萬有引力定律有了實際意義C．相對論和量子力學(xué)．否定了經(jīng)典力學(xué)D．天王星是通過計算發(fā)現(xiàn)的新天體，被人們稱為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”【答案】B【解析】牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律．而卡文迪許通過實驗測量并計算得出了引力常量的值，因此卡文迪許被稱為“稱量地球的質(zhì)量”的人，故A錯誤，B正確；相對論與量子力學(xué)并沒有否定經(jīng)典力學(xué)，而是在其基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，有各自成立的范圍，故C錯誤；海王星是利用萬有引力定律發(fā)現(xiàn)的一顆行星，被人們稱為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”，故D錯誤．二、填空、實驗題15、兩行星的質(zhì)量是m1、m2，它們繞太陽運行的軌道半長軸分別是R1和R2，則它們的公轉(zhuǎn)周期之比T1：T2=________.16、兩顆行星的質(zhì)量分別為m1和m2，它們繞太陽運動的軌道半徑為