（新版）物理人教必修第二册同步题：第7章万有引力与宇宙航行练习及答案

2019—2020（新版）物理人教必修第二册同步题：第7章万有引力与宇宙航行练习及答案2019新版必修第二册第7章万有引力与宇宙航行一、选择题1、开普勒第三定律告诉我们：所有行星绕太阳运动时（）A.

轨道的半长轴与行星公转周期的比值都相等

B.

轨道的半长轴的二次方与行星公转周期的比值都相等

C.

轨道的半长轴的二次方与行星公转周期的三次方的比值都相等

D.

轨道的半长轴的三次方与行星公转周期的二次方的比值都相等【答案】D【解析】【解答】解：若行星的公转周期为T，则=K，常量K与行星无关，与中心体有关，故D正确，ABC错误；故选：D．

【分析】熟记理解开普勒的行星运动三定律：

第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．

第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等．

第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等．2、(多选)哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆,下列说法中正确的是 (A、B、D)A.彗星在近日点的速率大于在远日点的速率B.彗星在近日点的向心加速度大于它在远日点的向心加速度C.若彗星的周期为75年,则它的半长轴是地球公转半径的75倍D.彗星在近日点的角速度大于它在远日点的角速度3、假设地球可视为质量均匀分布的球体.已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G.地球的密度为()

A.

B.

C.

D.

【答案】B【解析】【解答】在两极，引力等于重力，则有：，由此可得地球质量，在赤道处，引力与支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，则有：

，密度：，解得：

；故答案为：B.【分析】根据可求地球的密度。解决本题的关键是求地球的质量和半径，题中已知地球两极和赤道两处重力加速度，根据两极处万有引力等于重力和赤道上万有引力与支持力的合力提供向心力列式联立可求M、R。4、2003年10月15日，“神舟”五号飞船将宇航员送入太空，中国成为继俄罗斯、美国之后第三个掌握载人航天技术的国家.设宇航员测出自己绕地球球心做匀速圆周运动的周期为T、离地面的高度为H、地球半径为R，则根据T、H、R和万有引力常量G，宇航员不能计算出下面哪一项（）A.地球的质量B.地球的平均密度C.飞船所需向心力D.飞船的线速度大小【参考答案】C5、研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比 (A)A.距地面的高度变大 B.向心加速度变大C.线速度变大 D.角速度变大6、通过一个加速装置对电子加一很大的恒力，使电子从静止开始加速，则对这个加速过程，下列描述正确的是()A．根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动B．电子先做匀加速直线运动，后以光速做匀速直线运动C．电子开始近似于匀加速直线运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用D．电子是微观粒子，整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律解释【答案】C【解析】电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较低，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为在它被加速的最初阶段，它做匀加速直线运动．随着电子的速度越来越大，接近光速时，相对论效应越来越大，质量加大，它不再做匀加速直线运动，牛顿运动定律不再适用．7、所有行星绕太阳运转的轨道的半长轴的立方和运转周期的平方的比值为K,那么K的大小决定于(

)A.

只与行星质量有关

B.

与行星及恒星的质量都有关

C.

只与恒星质量有关

D.

与恒星质量及行星的周期有关【答案】C【解析】【解答】所有行星绕太阳运转其轨道半径的立方和运转周期的平方的比值，即公式；A.式中的k只与恒星的质量有关，与行星质量无关，A不符合题意；B.式中的k只与恒星的质量有关，与行星质量无关，B不符合题意；C.式中的k只与恒星的质量有关，C符合题意；D.式中的k只与恒星的质量有关，与行星的周期无关，D不符合题意；故答案为：C.【分析】题目中描述的为开普勒第三定律，=k，其中k值只与恒星的质量有关，去其他量无关。8、行星绕太阳的运动轨道是圆形,那么它运行轨道半径的三次方与周期T的二次方的比值为常数,这就是著名的开普勒第三定律。该定律中常数的大小(B)A.只与行星的质量有关B.只与太阳的质量有关C.与太阳和行星的质量有关D.与太阳的质量及行星的速度有关9、一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为()A.

B.

C.

D.

【答案】C【解析】【分析】物体对天体压力为零，根据万有引力等于向心力可以求出周期，同时根据质量和密度关系公式即可求解周期与密度关系式．

万有引力等于向心力，所以根据牛顿第二定律有：，即

再根据公式，所以解得T=,C正确，

【点评】题关键是抓住万有引力等于向心力列式求解，同时本题结果是一个有用的结论！10、一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅需要测定物理量()A.运行周期 B.环绕半径 C.行星的体积 D.运动速度【参考答案】A11、“嫦娥三号”探测器绕月球表面附近飞行时的速率大约为1.75km/s(可近似当成匀速圆周运动),若已知地球质量约为月球质量的81倍,地球第一宇宙速度约为7.9km/s,则地球半径约为月球半径的多少倍? (B)A.3倍 B.4倍 C.5倍 D.6倍12、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【答案】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、非选择题1、火星轨道半径是地球轨道半径的a倍,火星质量约为地球质量的b倍,那么火星与太阳之间的引力约为地球与太阳之间引力的________倍。【参考答案】【解析】【解答】设地球质量为m1,火星质量为m2,太阳的质量为M,地球轨道半径为r1,火星轨道半径为r2,则由得,.

【分析】两个行星之间的万有引力可以利用公式来计算，结合题目条件代入数据计算即可。2、根据所学知识完成题目：（1）开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即=k，k是一个对所有行星都相同的常量．将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量k的表达式．已知引力常量为G，太阳的质量为M太．（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立．经测定月地距离为3.84×108m，月球绕地球运动的周期为2.36×106s，试计算地球的质量M地．（G=6.67×10﹣11N•m2/kg2，结果保留一位有效数字）【参考答案】（1）解：因行星绕太阳作匀速圆周运动，于是轨道的半长轴a即为轨道半径r．根据万有引力定律和牛顿第二定律有G=m行（）2r

①

于是有=M太②

即

k=M太③

答：太阳系中该常量k的表达式k=M太；

（2）在月地系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为R，周期为T，由②式可得=M地④解得

M地=6×1024kg

答：计算地球的质量为6×1024kg．【解析】【分析】（1）行星绕太阳的运动按圆周运动处理时，此时轨道是圆，就没有半长轴了，此时=k应改为，再由万有引力作为向心力列出方程可以求得常量k的表达式；（2）根据（1）中得到的关系式，带入数据即可求得地球的质量．3、已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响．（1）推导第一宇宙速度v1的表达式；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T．【参考答案】（1）解：设卫星的质量为m，地球的质量为M，在