春（新教材）人教物理必修万有引力与宇宙航行期末练习含答案

2020春（新教材）人教物理必修第二册第7章万有引力与宇宙航行期末练习含答案（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、(双选)关于开普勒行星运动的公式eq\f(a3,T2)＝k，以下理解正确的是()是一个与行星无关的量表示行星运动的自转周期表示行星运动的公转周期D.若地球绕太阳运行轨道的半长轴为a地、公转周期为T地，月球绕地球运行轨道的半长轴为a月、公转周期为T月，则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·江苏盐城学业考试)2020年，我国将发射一颗火星探测卫星。在探测卫星离开地球的过程中，用R表示卫星到地心的距离，用F表示卫星受到地球的引力。下列图像中正确的是()3、天文学家发现某恒星周围有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期。由此可推算出()A.行星的质量 B.行星的半径C.恒星的质量 D.恒星的半径4、第一宇宙速度是用r＝R地计算出来的，实际上人造地球卫星轨道半径都是r>R地，那么圆周轨道上的人造卫星的线速度都()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.以上三种情况都可能5、一枚静止时长30m的火箭以(c为光速)的速度从观察者的身旁掠过，观察者测得火箭的长度为L1，火箭上的人测得火箭的长度为L2，则L1、L2的数值应是()m，30m m，24mm，30m m，24m6、要使两物体间的万有引力减小到原来的eq\f(1,4)，下列办法不可采用的是()A.使物体的质量各减小一半，距离不变B.使其中一个物体的质量减小到原来的eq\f(1,4)，距离不变C.使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变D.使两物体间的距离和质量都减为原来的eq\f(1,4)7、(多选)把太阳系各行星的运动近似地看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星()A.周期越小 B.线速度越小C.角速度越小 D.加速度越小8、同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则()A.它可以在地面上任一点的正上方，且离地面的高度可按需要选择不同的值B.它可以在地面上任一点的正上方，但离地面的高度是一定的C.它只能在赤道的正上方，但离地面的高度可按需要选择不同的值D.它只能在赤道的正上方，且离地面的高度是一定的9、如图所示，沿平直铁路有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是()A.同时被照亮 先被照亮先被照亮 D.无法判断二、非选择题1、如图所示为地球绕太阳运动的示意图及北半球春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置。(1)太阳是否在轨道平面的中心？夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相同？(2)一年之内秋冬两季比春夏两季为什么要少几天？2、已知地球、火星都绕太阳转动，火星的公转半径是地球公转半径的倍，根据以上材料思考：(1)地球、火星遵循什么样的动力学规律？(2)如何比较火星与地球的线速度、角速度、周期以及向心加速度的大小？3、如图所示，在地面上M点固定一光源，在离光源等距的A、B两点上固定有两个光接收器，今使光源发出一闪光，问：(1)在地面参考系中观测，谁先接收到光信号？(2)在沿AB方向高速运动的火车参考系中观测，谁先接收到光信号？2020春（新教材）人教物理必修第二册第7章万有引力与宇宙航行期末练习含答案（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、(双选)关于开普勒行星运动的公式eq\f(a3,T2)＝k，以下理解正确的是()是一个与行星无关的量表示行星运动的自转周期表示行星运动的公转周期D.若地球绕太阳运行轨道的半长轴为a地、公转周期为T地，月球绕地球运行轨道的半长轴为a月、公转周期为T月，则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】开普勒第三定律公式eq\f(a3,T2)＝k中的T是指行星的公转周期而不是自转周期，其中k是由中心天体决定的，不同的中心天体k值不同。选项A、C正确。【答案】AC2、(2019·江苏盐城学业考试)2020年，我国将发射一颗火星探测卫星。在探测卫星离开地球的过程中，用R表示卫星到地心的距离，用F表示卫星受到地球的引力。下列图像中正确的是()【解析】F表示卫星受到地球的引力，根据万有引力定律公式，有F＝Geq\f(Mm,R2)，故F－eq\f(1,R2)图像是直线，故选项A、B、C错误，D正确。【答案】D3、天文学家发现某恒星周围有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期。由此可推算出()A.行星的质量 B.行星的半径C.恒星的质量 D.恒星的半径【解析】设行星轨道半径为r，周期为T，恒星的质量为M，行星的质量为m，则由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)，故选项C正确。【答案】C4、第一宇宙速度是用r＝R地计算出来的，实际上人造地球卫星轨道半径都是r>R地，那么圆周轨道上的人造卫星的线速度都()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.以上三种情况都可能【解析】由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)可得v＝eq\r(\f(GM,r))，故实际卫星的线速度都小于第一宇宙速度，选项C正确。【答案】C5、一枚静止时长30m的火箭以(c为光速)的速度从观察者的身旁掠过，观察者测得火箭的长度为L1，火箭上的人测得火箭的长度为L2，则L1、L2的数值应是()m，30m m，24mm，30m m，24m【解析】火箭上的人与火箭相对静止，他测得的数值应为L2＝30m，而观察者的测量值为L1＝L2eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f,c)))\s\up12(2))＝30×m＝24m，选项C正确。【答案】C6、要使两物体间的万有引力减小到原来的eq\f(1,4)，下列办法不可采用的是()A.使物体的质量各减小一半，距离不变B.使其中一个物体的质量减小到原来的eq\f(1,4)，距离不变C.使两物体间的距离增为原来的2倍，质量不变D.使两物体间的距离和质量都减为原来的eq\f(1,4)【解析】根据F＝Geq\f(m1m2,r2)可知，A、B、C三种情况中万有引力均减为原来的eq\f(1,4)，当距离和质量都减为原来的eq\f(1,4)时，万有引力不变，选项D符合题意。【答案】D7、(多选)把太阳系各行星的运动近似地看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星()A.周期越小 B.线速度越小C.角速度越小 D.加速度越小【解析】行星绕太阳做匀速圆周运动所需的向心力由太阳对行星的万有引力提供，则有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，线速度越小，选项B正确；r越大，角速度越小，选项C正确；ω越小，则周期T越大，选项A错误；r越大，则a越小，选项D正确。【答案】BCD8、同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则()A.它可以在地面上任一点的正上方，且离地面的高度可按需要选择不同的值B.它可以在地面上任一点的正上方，但离地面的高度是一定的C.它只能在赤道的正上方，但离地面的高度可按需要选择不同的值D.它只能在赤道的正上方，且离地面的高度是一定的【解析】同步卫星只能在赤道的正上方，且离地面的高度是一定的，大约为地球半径的倍，可以粗略记为6倍。选项D正确。【答案】D9、如图所示，沿平直铁路有间距相等的三座铁塔A、B和C。假想有一列车沿AC方向以接近光速行驶，当铁塔B发出一个闪光，列车上的观测者测得A、C两铁塔被照亮的顺序是()A.同时被照亮 先被照亮先被照亮 D.无法判断【解析】列车上观察者以列车为参考系，铁塔A、B、C按CA方向以接近光速运动，根据光速不变原理，铁塔B发出的闪光向A和C均以光速c传播，而A是远离光线运动，C是向着光线运动，在列车上的观察者看来，光传播到A的距离长一些，传播到C的距离短些，所以光线先传播到C，即铁塔C先被照亮，选项C正确。【答案】C二、非选择题1、如图所示为地球绕太阳运动的示意图及北半球春分、夏至、秋分、冬至时地球所在的位置。(1)太阳是否在轨道平面的中心？夏至、冬至时地球到太阳的距离是否相同？(2)一年之内秋冬两季比春夏两季为什么要少几天？【【答案】】(1)太阳不在轨道中心，而在轨迹的焦点上。夏至、冬至时地球到太阳的距离不相同，夏至时地球离太阳远些。(2)在冬天地球要经过近日点，夏天经过远日点，由开普勒第二定律可知，地球在冬天比在夏天运动得快一些，因此地球轨道上相当于春、夏部分比秋、冬部分要长些，从题图看出春分到秋分的春、夏两季地球与太阳连线所扫过的面积比秋分到次年春分的秋、冬两季地球与太阳连线所扫过的面积大，即一年之内秋冬两季比春夏两季要少几天。2、已知地球、火星都绕太阳转动，火星的公转半径是地球公转半径的倍，根据以上材料思考：(1)地球、火星遵循什么样的动力学规律？(2)如何比较火星与地球的线速度、角速度、周期以及向心加速度的大小？【答案】(1)地球、火星等行星绕太阳的运动可看作匀速圆周运动，万有引力提供向心力。(2)由Geq\f(m太m,r2)＝man＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝meq\f(4π2,T2)r表达式可知线速度、角速度、周期及向心加速度等各量都与轨道半径有关系。3、如图所示，在地面上M点固定一光源，在离光源等距的A、B两点上固定有两个光接收器，今使光源发出一闪光，问：(1)在地面参考系中观测，谁先接收到光信号？(2)在沿AB方向高速运动的火车参考系中观测，谁先接收到光信