萬有引力與宇宙航行單元測試 2023-2024學年高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

第七章萬有引力與宇宙航行同步題附答案2023—2024學年物理人教（2019）必修第二冊一、選擇題。1、火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據開普勒行星運動定律可知（）A．太陽位于木星運行軌道的中心B．火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等C．太陽在火星與木星公轉的橢圓軌道的同一個焦點上D．相同時間內，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積2、如圖所示，質量分布均勻的實心球體，其質量為M，半徑為R。現(xiàn)在將它的左側挖去一個半徑為r＝eq\f(R,2)的球體，則挖去后它對離球體表面距離R處的質量為m的質點的引力與挖去前對質點的引力之比為()A.eq\f(2,25)B.eq\f(23,25)C.eq\f(23,100)D.eq\f(77,100)3、如圖所示，“天宮二號”在距離地面393km的近圓軌道運行。已知萬有引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，地球質量M＝6.0×1024kg，地球半徑R＝6.4×103km。由以上數(shù)據可估算()A．“天宮二號”質量B．“天宮二號”運行速度C．“天宮二號”受到的向心力D．地球對“天宮二號”的引力4、設地球半徑為R，a為靜止在地球赤道上的一個物體，b為一顆近地繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，c為地球的一顆同步衛(wèi)星，其軌道半徑為r。下列說法中正確的是()A．a與c的線速度大小之比為eq\r(\f(r,R))B．a與c的線速度大小之比為eq\r(\f(R,r))C．b與c的周期之比為eq\r(\f(r,R))D．b與c的周期之比為eq\f(R,r)eq\r(\f(R,r))5、慣性系S中有一邊長為L的立方體，從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上觀察該立方體的形狀是下列中的（）ABCD6、地球赤道上有一物體隨地球的自轉而做圓周運動，向心力為F1，向心加速度為a1，線速度為v1，角速度為ω1；繞地球表面附近做圓周運動的人造衛(wèi)星(高度忽略)的向心力為F2，向心加速度為a2，線速度為v2，角速度為ω2；地球同步衛(wèi)星的向心力為F3，向心加速度為a3，線速度為v3，角速度為ω3。地球表面重力加速度為g，第一宇宙速度為v，假設三者質量相等，則()A.F1＝F2＞F3B.a1＝a2＝g＞a3C.v1＝v2＝v＞v3D.ω1＝ω3＜ω27、（雙選）冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，質量比約為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7倍B.向心加速度大小約為卡戎的eq\f(1,7)C.線速度大小約為卡戎的eq\f(1,7)D.角速度大小約為卡戎的7倍8、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．否定了經典力學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”9、天王星沖日現(xiàn)象，即太陽、地球、天王星處于同一直線，此時是觀察天王星的最佳時間。已知日地距離為R0，天王星和地球的公轉周期分別為T和TA．3T2T02R0B．C10、生活中我們?？吹教O果落向地球，而不是地球向上運動碰到蘋果。下列論述中正確的是()A．原因是蘋果質量小，對地球的引力較小，而地球質量大，對蘋果的引力較大B．原因是地球對蘋果有引力，而蘋果對地球沒有引力C．蘋果對地球的作用力和地球對蘋果的作用力大小是相等的，但由于地球質量極大，不可能產生明顯的加速度D．以上說法都不對11、20世紀人類最偉大的創(chuàng)舉之一是開拓了太空的全新領域?，F(xiàn)有一艘遠離星球在太空中直線飛行的宇宙飛船，為了測量自身質量，啟動推進器，測出飛船在短時間Δt內速度的改變?yōu)棣和飛船受到的推力F(其他星球對它的引力可忽略)。飛船在某次航行中，當它飛近一個孤立的星球時，飛船能以速度v在離星球的較高軌道上繞星球做周期為T的勻速圓周運動。已知星球的半徑為R，引力常量用G表示。則宇宙飛船和星球的質量分別是()A.eq\f(FΔv,Δt)，eq\f(v2R,G)B.eq\f(FΔv,Δt)，eq\f(v3T,2πG)C.eq\f(FΔt,Δv)，eq\f(v2R,G)D.eq\f(FΔt,Δv)，eq\f(v3T,2πG)12、2020年北京時間1月16日11點02分，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心一枚“快舟一號甲”火箭發(fā)射由銀河航天研發(fā)制造的5G低軌寬帶衛(wèi)星，也是全球首顆5G衛(wèi)星，重量為227公斤，在距離地面1156公里的區(qū)域運行，下列說法正確的是（）A．5G衛(wèi)星不受地球引力作用B．5G衛(wèi)星繞地飛行的速度一定大于7.9km/sC．5G衛(wèi)星軌道半徑比地球同步衛(wèi)星高D．5G衛(wèi)星在軌道上運行的速度大小與衛(wèi)星的質量無關13、如圖所示，假設一根10m長的梭鏢以光速穿過一根10m長的管子，它們的長度都是在靜止狀態(tài)下測量的。以下敘述中最好地描述了梭鏢穿過管子情況的是（）A.梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B.管子收縮變短，因此在某些位置上，梭鏢從管子的兩端伸出來C.兩者都收縮，且收縮量相等，因此在某個位置，管子恰好遮住梭鏢D.所有這些都與觀察者的運動情況有關14、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15、（多選）如圖所示，在火星與木星軌道之間有一小行星帶，假設該帶中的小行星只受到太陽的引力，并繞太陽做勻速圓周運動，下列判斷正確的是()A．小行星帶內的小行星都具有相同的角速度B．小行星帶內側小行星的向心加速度大于外側小行星的向心加速度C．各小行星繞太陽運動的周期均大于一年D．要從地球發(fā)射衛(wèi)星探測小行星帶，發(fā)射速度應大于地球的第二宇宙速度二、填空題。16、兩行星A和B是兩個均勻球體，行星A的衛(wèi)星a沿圓軌道運行的周期為；行星B的衛(wèi)星b沿圓軌道運行的周期為。設兩衛(wèi)星均為各自中心星體的近地衛(wèi)星，而且，行星A和行星B的半徑之比為，兩行星的質量之比MA：MB=_____，則行星A和行星B的密度之比＝_____，行星表面的重力加速度之比＝_____。17、在某星球表面以初速度v0豎直上拋一個物體，若物體只受該星球的引力作用，物體上升的最大高度為h.該星球表面的重力加速度為________；已知該星球的半徑R，如果要在這個星球上發(fā)射一顆繞它運行的衛(wèi)星，其做勻速圓周運動的最小周期為________。三、計算題。18、如圖所示，地球和某行星在同一軌道平面內繞太陽同向公轉，均可視為勻速圓周運動．地球的公轉軌道半徑為R，公轉周期為T．地球和太陽中心的連線與地球和行星的連線所夾的角叫地球對該行星的觀察視角（簡稱視角）．已知該行星的最大視角為θ=π/6，當行星處于最大視角處時，是地球上天文愛好者觀察該行星的最佳時期。求：（1）該行星的公轉周期T行（2）若某時刻該行星正處于最佳觀察期(如圖所示位置)，地球和行星均逆時鐘轉動,則到緊接著的下一次最佳觀察期需經歷的時間t。19、宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經過時間t，小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經過時間5t小球落回原處。(取地球表面重力加速度g＝10m/s2，空氣阻力不計)(1)求該星球表面附近的重力加速度g′；(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星∶R地＝1∶4，求該星球的質量與地球質量之比M星∶M地。第七章萬有引力與宇宙航行同步題附答案2023—2024學年物理人教（2019）必修第二冊一、選擇題。1、火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行，根據開普勒行星運動定律可知（）A．太陽位于木星運行軌道的中心B．火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等C．太陽在火星與木星公轉的橢圓軌道的同一個焦點上D．相同時間內，火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積【答案】C2、如圖所示，質量分布均勻的實心球體，其質量為M，半徑為R?，F(xiàn)在將它的左側挖去一個半徑為r＝eq\f(R,2)的球體，則挖去后它對離球體表面距離R處的質量為m的質點的引力與挖去前對質點的引力之比為()A.eq\f(2,25)B.eq\f(23,25)C.eq\f(23,100)D.eq\f(77,100)【答案】B3、如圖所示，“天宮二號”在距離地面393km的近圓軌道運行。已知萬有引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，地球質量M＝6.0×1024kg，地球半徑R＝6.4×103km。由以上數(shù)據可估算()A．“天宮二號”質量B．“天宮二號”運行速度C．“天宮二號”受到的向心力D．地球對“天宮二號”的引力【答案】B4、設地球半徑為R，a為靜止在地球赤道上的一個物體，b為一顆近地繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，c為地球的一顆同步衛(wèi)星，其軌道半徑為r。下列說法中正確的是()A．a與c的線速度大小之比為eq\r(\f(r,R))B．a與c的線速度大小之比為eq\r(\f(R,r))C．b與c的周期之比為eq\r(\f(r,R))D．b與c的周期之比為eq\f(R,r)eq\r(\f(R,r))【答案】D5、慣性系S中有一邊長為L的立方體，從相對S系沿x方向以接近光速勻速飛行的飛行器上觀察該立方體的形狀是下列中的（）ABCD【答案】D6、地球赤道上有一物體隨地球的自轉而做圓周運動，向心力為F1，向心加速度為a1，線速度為v1，角速度為ω1；繞地球表面附近做圓周運動的人造衛(wèi)星(高度忽略)的向心力為F2，向心加速度為a2，線速度為v2，角速度為ω2；地球同步衛(wèi)星的向心力為F3，向心加速度為a3，線速度為v3，角速度為ω3。地球表面重力加速度為g，第一宇宙速度為v，假設三者質量相等，則()A.F1＝F2＞F3B.a1＝a2＝g＞a3C.v1＝v2＝v＞v3D.ω1＝ω3＜ω2【答案】D7、（雙選）冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，質量比約為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7倍B.向心加速度大小約為卡戎的eq\f(1,7)C.線速度大小約為卡戎的eq\f(1,7)D.角速度大小約為卡戎的7倍【答案】BC8、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．否定了經典力學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】B9、天王星沖日現(xiàn)象，即太陽、地球、天王星處于同一直線，此時是觀察天王星的最佳時間。已知日地距離為R0，天王星和地球的公轉周期分別為T和TA．3T2T02R0B．C【答案】A10、生活中我們?？吹教O果落向地球，而不是地球向上運動碰到蘋果。下列論述中正確的是()A．原因是蘋果質量小，對地球的引力較小，而地球質量大，對蘋果的引力較大B．原因是地球對蘋果有引力，而蘋果對地球沒有引力C．蘋果對地球的作用力和地球對蘋果的作用力大小是相等的，但由于地球質量極大，不可能產生明顯的加速度D．以上說法都不對【答案】C11、20世紀人類最偉大的創(chuàng)舉之一是開拓了太空的全新領域。現(xiàn)有一艘遠離星球在太空中直線飛行的宇宙飛船，為了測量自身質量，啟動推進器，測出飛船在短時間Δt內速度的改變?yōu)棣和飛船受到的推力F(其他星球對它的引力可忽略)。飛船在某次航行中，當它飛近一個孤立的星球時，飛船能以速度v在離星球的較高軌道上繞星球做周期為T的勻速圓周運動。已知星球的半徑為R，引力常量用G表示。則宇宙飛船和星球的質量分別是()A.eq\f(FΔv,Δt)，eq\f(v2R,G)B.eq\f(FΔv,Δt)，eq\f(v3T,2πG)C.eq\f(FΔt,Δv)，eq\f(v2R,G)D.eq\f(FΔt,Δv)，eq\f(v3T,2πG)【答案】D12、2020年北京時間1月16日11點02分，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心一枚“快舟一號甲”火箭發(fā)射由銀河航天研發(fā)制造的5G低軌寬帶衛(wèi)星，也是全球首顆5G衛(wèi)星，重量為227公斤，在距離地面1156公里的區(qū)域運行，下列說法正確的是（）A．5G衛(wèi)星不受地球引力作用B．5G衛(wèi)星繞地飛行的速度一定大于7.9km/sC．5G衛(wèi)星軌道半徑比地球同步衛(wèi)星高D．5G衛(wèi)星在軌道上運行的速度大小與衛(wèi)星的質量無關【答案】D13、如圖所示，假設一根10m長的梭鏢以光速穿過一根10m長的管子，它們的長度都是在靜止狀態(tài)下測量的。以下敘述中最好地描述了梭鏢穿過管子情況的是（）A.梭鏢收縮變短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B.管子收縮變短，因此在某些位置上，梭鏢從管子的兩端伸出來C.兩者都收縮，且收縮量相等，因此在某個位置，管子恰好遮住梭鏢D.所有這些都與觀察者的運動情況有關【答案】D14、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【答案】D15、（多選）如圖所示，在火星與木星軌道之間有一小行星帶，假設該帶中的小行星只受到太陽的引力，并繞太陽做勻速圓周運動，下列判斷正確的是()A．小行星帶內的小行星都具有相同的角速度B．小行星帶內側小行星的向心加速度大于外側小行星的向心加速度C．各小行星繞太陽運動的周期均大于一年D．要從地球發(fā)射衛(wèi)星探測小行星帶，發(fā)射速度應大于地球的第二宇宙速度【答案】BCD二、填空題。16、兩行星A和B是兩個均勻球體，行星A的衛(wèi)星a沿圓軌道運行的周期為；行星B的衛(wèi)星b沿圓軌道運行的周期為。設兩衛(wèi)星均為各自中心星體的近地衛(wèi)星，而且，行星A和行星B的半徑之比為，兩行星的質量之比MA：MB=_____，則行星A和行星B的密度之比＝