春（新）人教物理必修万有引力与宇宙航行练习题及答案

2020春（新）人教物理必修第二册第7章万有引力与宇宙航行练习题及答案新教材必修第二册第7章万有引力与宇宙航行一、选择题1、某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示,F1和F2是椭圆轨道的两个焦点,行星在A点的速率比在B点的大,则太阳位于()点 点 点 点2、（双选）下列说法正确的是（）A.

地球是一颗绕太阳运动的行星

B.

关于天体运动的日心说和地心说都是错误的

C.

太阳是静止不动的，地球和其它行星都在绕太阳转动

D.

地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其它行星却绕地球转动3、太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力,这个向心力大小()A.与行星到太阳的距离成正比B.与行星到太阳的距离成反比C.与行星到太阳的距离的平方成反比D.只与太阳质量成正比,与行星质量无关解析:行星围绕太阳做匀速圆周运动,太阳对行星的引力提供向心力,与太阳和行星质量的乘积成正比,与行星到太阳的距离的平方成反比,选项A,B,D错误,C正确。4、第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折,牛顿在他们研究的基础上,得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。下列有关万有引力定律的说法中不正确的是 ()A.开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆B.太阳与行星之间引力的规律不适用于行星与它的卫星C.卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值D.牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识5、地球的质量是月球质量的81倍,若地球吸引月球的力为F,则月球吸引地球的力的大小为()A.F81 C.9F D6、.宇航员在月球表面附近高h处释放一个物体，经时间t后落回月球表面，月球半径为R．在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的宇宙飞船速率为（

）A.

2

B.

C.

D.

7、一艘宇宙飞船沿着围绕未知天体的圆形轨道飞行,航天员只用一块停表,不能测量出的物理量是()A.飞船的周期 B.飞船的角速度C.飞船的线速度 D.未知天体的密度8、若有一星球密度与地球密度相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,则该星球质量是地球质量的（）A、倍B、2倍C、4倍D、8倍9、若有一颗“宜居”行星,其质量为地球的p倍,半径为地球的q倍,则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的()A.pq倍 B.qpC.pq倍D.p10、“北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成。地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行,它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和倍。下列说法正确的是()A.静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍B.静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍C.静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的D.静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的11、（双选）物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步．下列表述正确的是()A．牛顿发现了万有引力定律B．牛顿通过实验证实了万有引力定律C．相对论的创立表明经典力学已不再适用D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推广到高速领域二、填空、实验题某星球半径为R，一物体在该星球表面附近自由下落，若在连续两个T时间内下落的高度依次为h1、h2，则该星球的第一宇宙速度为________

二、计算题类1、在研究太阳对行星的引力时,其数学推导过程大致可按如下方框图进行。请观察该方框图的线索,按其说明和要求,把推导出的关系式填在空格上并回答后面问题。(设太阳的质量为M,行星的质量为m,行星绕太阳运行的周期为T,行星与太阳的间距为r)(1)由以上推导过程可得,质量为M的太阳对质量为m的行星的引力F的关系式是,对关系式中F来说,m是施力星体还是受力星体的质量?。

(2)如果用“施力星体”或“受力星体”来概括关系式中两星体间引力F跟m的关系,可以得出什么猜想?

。

(3)行星对太阳也有引力,由以上猜想,该引力F′跟太阳质量M有何关系?为什么?

。

(4)F和F′是一对作用力和反作用力,因此可以得出F大小跟太阳质量M、行星质量m的关系式是。

2、两个靠得很近的天体，离其它天体非常遥远，它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图所示。已知双星的质量为和，它们之间的距离为。求双星运行轨道半径和，以及运行的周期。1、解析:由开普勒第二定律可知,行星在近日点的速率大于在远日点的速率,结合题意可知,太阳位于F2,故选项A正确。A2、AB【解析】【解答】解：A、地球是绕太阳运动的一颗行星，故A正确；B、现在的观点看地心说和日心说都是错误的，都是有其时代局限性的，故B正确；

C、太阳系在银河系中运动，银河系也在运动，故C正确；

D、地球是绕太阳运动的一颗行星，而太阳系在银河系中运动，银河系也在运动，故D错误；

故选：AB．

【分析】要判断出正确的选项必须了解地心说和日心说，具体内容为：地心说：认为地球是静止不动，是宇宙的中心，宇宙万物都绕地球运动；日心说：认为太阳不动，地球和其他行星都绕太阳运动，然后结合开普勒行星运动定律来判断．3、C4、B5、解析:物体间的万有引力同样满足牛顿第三定律。答案：B6、C【解析】【解答】解：根据h=得月球表面的重力加速度为：g=，根据mg=m得：v=．故选：C．【分析】根据自由落体运动的位移时间公式求出月球表面的重力加速度，根据重力提供向心力求出在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的宇宙飞船速率．7、解析:航天员可用停表测量宇宙飞船绕天体运动的周期T,由ω=2πT可确定飞船的角速度;当宇宙飞船靠近未知天体时,由ρ=C8、D9、解析:设地球质量为M,半径为R,根据GMmR2=mv2R得,地球卫星的环绕速度为v=GMR,同理该“宜居”行星卫星的环绕速度为v′=答案：C10、A11、AD【解析】万有引力定律是牛顿发现的，但在实验室里加以验证是卡文迪许进行的，A对，B错；相对论并没有否定经典力学，经典力学对于低速、宏观物体的运动仍适用，C错；狭义相对论的建立，是人类取得的重大成就，从而把物理学推广到高速领域，D对．二、​【解析】【解答】自由落体运动是初速度为零的匀加速直线运动，而做匀加速直线运动的物体在相等的时间内走过的位移差是一个定值，所以有：，而第一宇宙速度公式为，代入可得

【分析】根据连续相等时间内的位移之差是一恒量，求出星球表面的重力加速度，根据重力提供向心力求出该星球的第一宇宙速度三、1、F=4π2mrT2F=4π2(1)F∝mr(2)星体对星体的引力跟受力星体的质量成正比(3)F′跟M成正比,因为太阳是F′的受力星体,F′∝M(4)F′