春人教物理新教材必修万有引力与宇宙航行练习有答案

2020春人教物理新教材必修第二册第7章万有引力与宇宙航行练习有答案（新教材）必修第二册第七章万有引力与宇宙航行一、选择题1、某宇宙飞船进入一个围绕太阳运行的近似圆形轨道，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运动的周期为(地球绕太阳运动周期是1年)()年年年年2、同步卫星距离地面的高度约为地球半径的6倍，那么，某卫星在同步轨道上运行时受到的引力是它在地面上受到的引力的n倍，则n等于()\f(1,49)\f(1,36)3、在轨运行26年的哈勃太空望远镜，曾拍摄到天狼星A和天狼星B组成的双星系统在轨运行图像，如图所示。它们在彼此间的万有引力作用下同时绕某点(公共圆心)做匀速圆周运动，已知mA＝bmB，且b＞1，则下列结论正确的是()A.天狼星A和天狼星B的绕行方向可能相反B.天狼星A和天狼星B的公共圆心可以不在质心连线上C.天狼星A和天狼星B的向心加速度大小之比为b∶1D.天狼星A和天狼星B的线速度大小之比为1∶b4、2018年6月2日我国的“高分六号”在酒泉卫星发射中心发射成功，假设在轨运行的“高分六号”卫星、同步卫星和月球都绕地球做匀速圆周运动，它们在空间的位置示意图如图所示。下列有关“高分六号”卫星的说法正确的是()A.其发射速度可能小于km/sB.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小C.绕地球运行的周期比同步卫星绕地球运行的周期小D.在运行轨道上完全失重，重力加速度为05、牛顿力学不适用于下列哪些运动()A.火箭的发射B.宇宙飞船绕地球的运动C.“勇气号”宇宙探测器的运行D.微观粒子的波动性6、一物体在地球表面重16N，它在以5__m/s2的加速度加速上升eq\a\vs4\al(满足牛顿第二定律)的火箭中的视重(即物体对火箭竖直向下的压力)为9N，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的(地球表面重力加速度取10m/s2)()倍倍倍倍7、(双选)下列说法正确的是()A.海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的B.天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道发现的C.天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道，其原因是天王星受到轨道外面其他行星的引力作用D.以上说法都不对8、中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。2020年左右北斗卫星导航系统可以形成全球覆盖能力。如图所示是北斗卫星导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则()A.卫星a的角速度小于c的角速度B.卫星a的加速度大于b的加速度C.卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D.卫星b的周期大于24h9、(双选)关于牛顿力学、相对论和量子力学，下列说法中正确的是()A.相对论和牛顿力学是相互对立、互不相容的两种理论B.在物体高速运动时，物体的运动规律适用相对论理论，在低速运动时，物体的运动适用牛顿运动定律C.牛顿力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动D.不论是宏观物体，还是微观粒子，牛顿力学和量子力学都是适用的二、非选择题1、假如某个人做环球旅行，可能到达地球的任何地点，如果将地球看成标准的球体，那么该人分别位于赤道上某点、北半球的某点、南半球的某点、北极点、南极点等不同地点。(1)该人在各地点所受的万有引力有什么关系？(2)该人在各地点所受的重力有什么关系？2、如图所示，在地球的周围，有许多的卫星在不同的轨道上绕地球转动。(1)这些卫星的轨道平面有什么特点？(2)这些卫星的线速度、角速度、周期、向心加速度等跟什么因素有关呢？2020春人教物理新教材必修第二册第7章万有引力与宇宙航行练习有答案（新教材）必修第二册第七章万有引力与宇宙航行一、选择题1、某宇宙飞船进入一个围绕太阳运行的近似圆形轨道，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运动的周期为(地球绕太阳运动周期是1年)()年年年年【解析】由开普勒第三定律eq\f(a3,T2)＝k得eq\f(req\o\al(3,船),Teq\o\al(2,船))＝eq\f(req\o\al(3,地),Teq\o\al(2,地))，所以宇宙飞船绕太阳运动的周期T船＝eq\r(\f(req\o\al(3,船),req\o\al(3,地)))T地＝27年，故选项C正确。【答案】C2、同步卫星距离地面的高度约为地球半径的6倍，那么，某卫星在同步轨道上运行时受到的引力是它在地面上受到的引力的n倍，则n等于()\f(1,49)\f(1,36)【解析】该卫星在同步轨道上受到的万有引力F1＝Geq\f(Mm,（6R＋R）2)＝eq\f(GMm,49R2)，该卫星在地面上受到的万有引力F2＝Geq\f(Mm,R2)，n＝eq\f(F1,F2)＝eq\f(1,49)，故B正确，A、C、D错误。【答案】B3、在轨运行26年的哈勃太空望远镜，曾拍摄到天狼星A和天狼星B组成的双星系统在轨运行图像，如图所示。它们在彼此间的万有引力作用下同时绕某点(公共圆心)做匀速圆周运动，已知mA＝bmB，且b＞1，则下列结论正确的是()A.天狼星A和天狼星B的绕行方向可能相反B.天狼星A和天狼星B的公共圆心可以不在质心连线上C.天狼星A和天狼星B的向心加速度大小之比为b∶1D.天狼星A和天狼星B的线速度大小之比为1∶b【解析】天狼星A和天狼星B角速度相同，之间的距离不变，绕行方向一定相同，选项A错误；天狼星A和天狼星B的公共圆心一定在质心连线上，选项B错误；天狼星A和天狼星B的向心力由它们之间的万有引力提供，Geq\f(mAmB,L2)＝mAω2rA＝mBω2rB，知mArA＝mBrB，即eq\f(rA,rB)＝eq\f(mB,mA)＝eq\f(1,b)，根据a＝ω2r知，eq\f(aA,aB)＝eq\f(rA,rB)＝eq\f(mB,mA)＝eq\f(1,b)，选项C错误；根据v＝ωr，有eq\f(vA,vB)＝eq\f(rA,rB)＝eq\f(1,b)，选项D正确。【答案】D4、2018年6月2日我国的“高分六号”在酒泉卫星发射中心发射成功，假设在轨运行的“高分六号”卫星、同步卫星和月球都绕地球做匀速圆周运动，它们在空间的位置示意图如图所示。下列有关“高分六号”卫星的说法正确的是()A.其发射速度可能小于km/sB.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度小C.绕地球运行的周期比同步卫星绕地球运行的周期小D.在运行轨道上完全失重，重力加速度为0【解析】卫星发射的最小速度为km/s，故“高分六号”的发射速度一定不小于km/s，故A错误；根据万有引力提供向心力有Geq\f(Mm,r2)＝mω2r，得ω＝eq\r(\f(GM,r3))，即轨道半径越大，角速度越小，由于“高分六号”的轨道半径小于月球的轨道半径，故“高分六号”绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，故B错误；根据万有引力提供向心力得Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，得T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，可知卫星的轨道半径越小，周期越小，由于“高分六号”的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故“高分六号”绕地球运行的周期比同步卫星的周期小，故C正确；卫星在轨运行时，万有引力完全提供向心力，故在运行轨道上完全失重，Geq\f(Mm,r2)＝mg′，故重力加速度g′＝eq\f(GM,r2)，不为0，故D错误。【答案】C5、牛顿力学不适用于下列哪些运动()A.火箭的发射B.宇宙飞船绕地球的运动C.“勇气号”宇宙探测器的运行D.微观粒子的波动性【解析】牛顿力学适用于宏观、低速物体的运动，而研究微观粒子的波动性时牛顿力学不再适用，选项D正确，A、B、C错误。【答案】D6、一物体在地球表面重16N，它在以5__m/s2的加速度加速上升eq\a\vs4\al(满足牛顿第二定律)的火箭中的视重(即物体对火箭竖直向下的压力)为9N，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的(地球表面重力加速度取10m/s2)()倍倍倍倍【解析】设此时火箭离地球表面高度为h。由牛顿第二定律得FN－mg′＝ma，①由地球表面处mg＝Geq\f(Mm,R2)②由①可得g′＝m/s2。③又因h处mg′＝Geq\f(Mm,（R＋h）2)，④由②④得eq\f(g′,g)＝eq\f(R2,（R＋h）2)。代入数据，得h＝3R，故选项B正确。【答案】B7、(双选)下列说法正确的是()A.海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的B.天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道发现的C.天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道，其原因是天王星受到轨道外面其他行星的引力作用D.以上说法都不对【解析】海王星是人们先根据万有引力定律计算出轨道，然后又被天文工作者观察到的。天王星是人们通过望远镜观察发现的。天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道引起了人们的思考，推测天王星外面存在其他行星。综上所述，选项A、C正确。【答案】AC8、中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。2020年左右北斗卫星导航系统可以形成全球覆盖能力。如图所示是北斗卫星导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则()A.卫星a的角速度小于c的角速度B.卫星a的加速度大于b的加速度C.卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D.卫星b的周期大于24h【解析】由万有引力提供向心力有Geq\f(Mm,r2)＝mω2r＝meq\f(4π2,T2)r＝meq\f(v2,r)＝ma，得ω＝eq\r(\f(GM,r3))，a＝eq\f(GM,r2)，v＝eq\r(\f(GM,r))，T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，a的轨道半径大于c的轨道半径，因此卫星a的角速度小于c的角速度，选项A正确；a的轨道半径与b的轨道半径相等，因此卫星a的加速度等于b的加速度，选项B错误；a的轨道半径大于地球半径，因此卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，选项C错误；a的轨道半径与b的轨道半径相等，卫星b的周期等于a的周期，为24h，选项D错误。【答案】A9、(双选)关于牛顿力学、相对论和量子力学，下列说法中正确的是()A.相对论和牛顿力学是相互对立、互不相容的两种理论B.在物体高速运动时，物体的运动规律适用相对论理论，在低速运动时，物体的运动适用牛顿运动定律C.牛顿力学适用于宏观物体的运动，量子力学适用于微观粒子的运动D.不论是宏观物体，还是微观粒子，牛顿力学和量子力学都是适用的【解析】首先必须知道，牛顿力学解决低速宏观问题，高速问题应由相对论理论解决，微观问题应由量子力学解决。相对论并没有否定牛顿力学，而是认为牛顿力学是相对论理论在一定条件下的特殊情况，故选项A、D错误，B、C正确。【答案】BC二、非选择题1、假如某个人做环球旅行，可能到达地球的任何地点，如果将地球看成标准的球体，那么该人分别位于赤道上某点、北半球的某点、