高一上学期物理人教（2019）物理必修第二册第7章 万有引力与航天含答案

人教（2019）物理必修第二册第7章万有引力与航天含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、日心说的代表人物是()A．托勒密B．哥白尼C．布鲁诺D．第谷2、某行星绕恒星运行的椭圆轨道如图所示，E和F是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，行星在B点的速度比在A点的速度大．则恒星位于（

）A.

F点

B.

A点

C.

E点

D.

O点3、牛顿这位科学巨人对物理学的发展做出了突出贡献．下列有关牛顿的表述中正确的是()A．牛顿用扭秤装置测定了万有引力常量B．牛顿通过斜面实验得出自由落体运动位移与时间的平方成正比C．牛顿认为站在足够高的山顶上无论以多大的水平速度抛出物体，物体都会落回地面D．牛顿的“月—地检验”表明地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与行星所受太阳的引力服从相同规律4、随着太空技术的飞速发展,地球上的人们登陆其他星球成为可能。假设未来的某一天,宇航员登上某一星球后,测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,而该星球的平均密度与地球的差不多,则该星球质量大约是地球质量的 ()A.0.5倍 B.2倍 C.4倍 D.8倍5、地球对月球具有相当大的万有引力,而它们却不靠在一起的原因是()A.与被地球吸引在地球表面的人的重力相比,地球对月球的引力还不算大B.由于月球质量太大,地球对月球引力产生的加速度太小,以至观察不到月球的下落C.不仅地球对月球有万有引力,而且太阳系里的其他星球对月球也有万有引力,这些力的合力为零D.地球对月球的万有引力不断改变月球的运动方向,使得月球绕地球做圆周运动6、2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描述F随h变化关系的图象是()7、冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动．由此可知，冥王星绕O点运动的()A．轨道半径约为卡戎的eq\f(1,7)B．角速度大小约为卡戎的eq\f(1,7)C．线速度大小约为卡戎的7倍D．向心力大小约为卡戎的7倍8、(双选)火星绕太阳运转可看成是匀速圆周运动，设火星运动轨道的半径为r，火星绕太阳一周的时间为T，引力常量为G，则可以知道()A．火星的质量为m火＝eq\f(4π2r3,GT)B．火星的向心加速度a火＝eq\f(4π2r,T2)C．太阳的质量为m太＝eq\f(4π2r3,GT2)D．太阳的平均密度ρ太＝eq\f(3π,GT2)*9、（双选）关于开普勒行星运动的公式=k，以下理解正确的是（）A.

k是一个与中心天体有关的量

B.

若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半长轴为R月，周期为T月，则=

C.

T表示行星运动的自转周期

D.

T表示行星运动的公转周期*10、土星的两颗卫星“土卫十”和“土卫十一”环绕土星做圆周运动，它们的质量之比约为3.6∶1，轨道半径近似相等，则土星对“土卫十”和“土卫十一”的万有引力之比约为()A．1∶3.6 B．3.6∶1C.eq\r(3.6)∶1 D．13∶1*11、要使两物体间的引力减小到原来的,下列方法可行的是 ()A.两物体的距离不变,质量各减小为原来的一半B.两物体的距离变为原来的2倍,质量各减为原来的一半C.两物体的质量变为原来的一半,距离也减为原来的一半D.两物体的质量都变为原来的2倍,距离不变12、关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是()①它一定在赤道上空运行②各国发射的同步卫星轨道半径都一样③它运行的线速度一定小于第一宇宙速度④它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间A．①② B．①④C．②④ D．①②③13、爱因斯坦的引力理论成就表现在()A．预言和发现了冥王星和海王星B.水星近日点旋进存在每百年43″的附加值C.预言了黑洞的存在D.天体间的引力与半径的平方成反比14、下列说法正确的是()A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人B．卡文迪许测出引力常量的值．让万有引力定律有了实际意义C．相对论和量子力学．否定了经典力学D．天王星是通过计算发现的新天体，被人们称为“笔尖下发现的行星”二、填空、实验题15、两行星的质量是m1、m2，它们绕太阳运行的轨道半长轴分别是R1和R2，则它们的公转周期之比T1：T2=________.16、两颗行星的质量分别为m1和m2，它们绕太阳运动的轨道半径为R1和R2，若m1＝2m2、R1＝4R2，则它们的周期之比T1：T2＝________。二、计算题类17、假设两行星的质量之比为2∶1，行星绕太阳运行周期之比为1∶2，则两行星的轨道半径之比为________，受太阳的引力之比为________．18、宇宙中二颗相距较近的天体称为双星，他们以中心连线上的某一点位圆心做匀速圆周运动，而不至于因相互之间的引力而吸引到一起，设二者之间的距离为L，质量分别为M1和M2。（万有引力常量为G）

求：（1）它们的轨道半径之比r1：r2（2）线速度之比v1：v2（3）运行周期T。2020—2021人教（2019）物理必修第二册第7章万有引力与航天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、日心说的代表人物是()A．托勒密 B．哥白尼C．布鲁诺 D．第谷【答案】B[日心说的代表人物是哥白尼，布鲁诺是宣传日心说的代表人物．]2、某行星绕恒星运行的椭圆轨道如图所示，E和F是椭圆的两个焦点，O是椭圆的中心，行星在B点的速度比在A点的速度大．则恒星位于（

）A.

F点

B.

A点

C.

E点

D.

O点【答案】A【解析】根据开普勒第二定律，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积．如果时间间隔相等，即t2﹣t1=t4﹣t3，那么面积A=面积B，由此可知，弧长t1t2＞弧长t3t4则vA＞VB即行星在在近日点A的速率最大，远日点B的速率最小，故A正确，BCD错误．3、牛顿这位科学巨人对物理学的发展做出了突出贡献．下列有关牛顿的表述中正确的是()A．牛顿用扭秤装置测定了万有引力常量B．牛顿通过斜面实验得出自由落体运动位移与时间的平方成正比C．牛顿认为站在足够高的山顶上无论以多大的水平速度抛出物体，物体都会落回地面D．牛顿的“月—地检验”表明地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与行星所受太阳的引力服从相同规律解析：卡文迪许用扭秤装置测定了万有引力常量，A选项错误：伽利略通过斜面实验得出自由落体运动位移与时间的平方成正比，B选项错误；如果抛出速度足够大，物体不会落回地面，将绕地球运动，成为人造地球卫星，C选项错误；牛顿的“月—地检验”表明地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与行星所受太阳的引力服从相同规律，D选项正确．答案：D4、随着太空技术的飞速发展,地球上的人们登陆其他星球成为可能。假设未来的某一天,宇航员登上某一星球后,测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,而该星球的平均密度与地球的差不多,则该星球质量大约是地球质量的 ()A.0.5倍 B.2倍 C.4倍 D.8倍【答案】D5、地球对月球具有相当大的万有引力,而它们却不靠在一起的原因是()A.与被地球吸引在地球表面的人的重力相比,地球对月球的引力还不算大B.由于月球质量太大,地球对月球引力产生的加速度太小,以至观察不到月球的下落C.不仅地球对月球有万有引力,而且太阳系里的其他星球对月球也有万有引力,这些力的合力为零D.地球对月球的万有引力不断改变月球的运动方向,使得月球绕地球做圆周运动解析:地球对月球的引力远大于地球对在地球表面的人的吸引力,A错误;月球所受到的万有引力主要来自于地球,太阳系里的其他星球对月球也有万有引力,可忽略,C错误;地球对月球的万有引力为月球做圆周运动提供向心力,B错误,D正确。【答案】D6、2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描述F随h变化关系的图象是()解析:根据万有引力定律可得F=,探测器与地球表面的距离h越大,它所受的地球引力F越小,故D正确。【答案】D7、冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动．由此可知，冥王星绕O点运动的()A．轨道半径约为卡戎的eq\f(1,7)B．角速度大小约为卡戎的eq\f(1,7)C．线速度大小约为卡戎的7倍D．向心力大小约为卡戎的7倍解析：由万有引力提供向心力可知D错，角速度相同B错．设两星相距L，冥王星的轨道半径为r，卡戎的轨道半径为L－r.万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根据v＝ωr可知eq\f(v1,v2)＝eq\f(r,L－r)④联立③④可得r＝eq\f(L,8)所以卡戎星半径为：L－r＝eq\f(7L,8)答案：A8、(双选)火星绕太阳运转可看成是匀速圆周运动，设火星运动轨道的半径为r，火星绕太阳一周的时间为T，引力常量为G，则可以知道()A．火星的质量为m火＝eq\f(4π2r3,GT)B．火星的向心加速度a火＝eq\f(4π2r,T2)C．太阳的质量为m太＝eq\f(4π2r3,GT2)D．太阳的平均密度ρ太＝eq\f(3π,GT2)【解析】火星绕太阳运转可看成是匀速圆周运动，则Geq\f(m太m火,r2)＝m火eq\f(4π2,T2)r，解得m太＝eq\f(4π2r3,GT2)，只能求出中心天体的质量，不能求环绕天体的质量，故A项错误，C项正确．火星运动轨道的半径为r，火星绕太阳一周的时间为T，则火星的向心加速度a火＝eq\f(4π2,T2)r，故B项正确．设太阳半径为R，则太阳的平均密度ρ＝eq\f(m太,\f(4,3)πR3)，解得ρ＝eq\f(3πr3,GT2R3)，因R与火星运动轨道的半径r不相等，故D项错误．【答案】BC*9、（双选）关于开普勒行星运动的公式=k，以下理解正确的是（）A.

k是一个与中心天体有关的量

B.

若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半长轴为R月，周期为T月，则=

C.

T表示行星运动的自转周期

D.

T表示行星运动的公转周期【答案】AD【解析】A、=k，其中k与中心天体质量有关，故A正确；B、=k，其中k与中心天体质量有关，不同的中心天体，k值不同，

若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半长轴为R月，周期为T月，则≠，故B错误；

C、=k，其中T表示行星运动的公转周期，故C错误，D正确；*10、土星的两颗卫星“土卫十”和“土卫十一”环绕土星做圆周运动，它们的质量之比约为3.6∶1，轨道半径近似相等，则土星对“土卫十”和“土卫十一”的万有引力之比约为()A．1∶3.6 B．3.6∶1C.eq\r(3.6)∶1 D．13∶1解析：根据万有引力定律可得，两星所受土星的万有引力之比是eq\f(GMm1,r2)∶eq\f(GMm2,r2)＝m1∶m2＝3.6∶1，故选B.答案：B*11、要使两物体间的引力减小到原来的,下列方法可行的是 ()A.两物体的距离不变,质量各减小为原来的一半B.两物体的距离变为原来的2倍,质量各减为原来的一半C.两物体的质量变为原来的一半,距离也减为原来的一半D.两物体的质量都变为原来的2倍,距离不变【答案】A12、关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是()①它一定在赤道上空运行②各国发射的同步卫星轨道半径都一样③它运行的线速度一定小于第一宇宙速度④它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间A．①② B．①④C．②④ D．①②③解析：同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上空圆形轨道，轨道固定不变，故①正确；因为同步卫星要和地球自转同步，所以同步卫星周期T为一定值，根据F＝Geq\f(mM,r2)＝mreq\f(4π2,T2)，因为T为一定值，所以r也为一定值，所以同步卫星距离地面的高度是一定值，故②正确；第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度，而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据v的表达式可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故③正确；由③分析知④错误，故选D.答案：D13、爱因斯坦的引力理论成就表现在()A．预言和发现了冥王星和海王星B.水星近日点旋进存在每百年43″的附加值C.预言了黑洞的存在D.天体间的引力与半径的平方成反比【答案】BC【解析】英国科学家亚当斯和法国科学家勒威耶分别发现了海王星和冥王星，故A错误；爱因斯坦根据广义相对论计算出水星近日点旋进存在每百年43″的附加值，B正确；黑洞是爱因斯坦的广义相对论中预言的一种特殊天体，C正确；天体间的引力与半径的平方成反比是由牛顿提出的，D正确。14、下列说法正确的是()A．牛顿发现了万有引力定律，他被称为“称量地球质量”第一人B．卡文迪许测出引力常量的值．让万有引力定律有了实际意义C．相对论和量子力学．否定了经典力学D．天王星是通过计算发现的新天体，被人们称为“笔尖下发现的行星”【答案】B【解析】牛顿发现了万有引力定律．而卡文迪许通过实验测量并计算得出了引力常量的值，因此卡文迪许被称为“称量地球的质量”的人，故A错误，B正确；相对论与量子力学并没有否定经典力学，而是在其基础上发展起来的，有各自成立的范围，故C错误；海王星是利用万有引力定律发现的一颗行星，被人们称为“笔尖下发现的行星”，故D错误．二、填空、实验题15、两行星的质量是m1、m2，它们绕太阳运行的轨道半长轴分别是R1和R2，则它们的公转周期之比T1：T2=________.16、两颗行星的质量分别为m1和m2，它们绕太阳运动的轨道半径为