春（新）人教物理必修萬(wàn)有引力與宇宙航行練習(xí)題及答案

2020春（新）人教物理必修第二冊(cè)第7章萬(wàn)有引力與宇宙航行練習(xí)題及答案新教材必修第二冊(cè)第7章萬(wàn)有引力與宇宙航行一、選擇題1、某行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的橢圓軌道如圖所示,F1和F2是橢圓軌道的兩個(gè)焦點(diǎn),行星在A點(diǎn)的速率比在B點(diǎn)的大,則太陽(yáng)位于()點(diǎn) 點(diǎn) 點(diǎn) 點(diǎn)2、（雙選）下列說(shuō)法正確的是（）A.

地球是一顆繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的行星

B.

關(guān)于天體運(yùn)動(dòng)的日心說(shuō)和地心說(shuō)都是錯(cuò)誤的

C.

太陽(yáng)是靜止不動(dòng)的，地球和其它行星都在繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)

D.

地球是宇宙的中心，太陽(yáng)、月亮及其它行星卻繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)3、太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供了行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,這個(gè)向心力大小()A.與行星到太陽(yáng)的距離成正比B.與行星到太陽(yáng)的距離成反比C.與行星到太陽(yáng)的距離的平方成反比D.只與太陽(yáng)質(zhì)量成正比,與行星質(zhì)量無(wú)關(guān)解析:行星圍繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供向心力,與太陽(yáng)和行星質(zhì)量的乘積成正比,與行星到太陽(yáng)的距離的平方成反比,選項(xiàng)A,B,D錯(cuò)誤,C正確。4、第谷、開(kāi)普勒等人對(duì)行星運(yùn)動(dòng)的研究漫長(zhǎng)而曲折,牛頓在他們研究的基礎(chǔ)上,得出了科學(xué)史上最偉大的定律之一——萬(wàn)有引力定律。下列有關(guān)萬(wàn)有引力定律的說(shuō)法中不正確的是 ()A.開(kāi)普勒通過(guò)研究觀(guān)測(cè)記錄發(fā)現(xiàn)行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道是橢圓B.太陽(yáng)與行星之間引力的規(guī)律不適用于行星與它的衛(wèi)星C.卡文迪許利用實(shí)驗(yàn)較為準(zhǔn)確地測(cè)出了引力常量G的數(shù)值D.牛頓在發(fā)現(xiàn)萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中應(yīng)用了牛頓第三定律的知識(shí)5、地球的質(zhì)量是月球質(zhì)量的81倍,若地球吸引月球的力為F,則月球吸引地球的力的大小為()A.F81 C.9F D6、.宇航員在月球表面附近高h(yuǎn)處釋放一個(gè)物體，經(jīng)時(shí)間t后落回月球表面，月球半徑為R．在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船速率為（

）A.

2

B.

C.

D.

7、一艘宇宙飛船沿著圍繞未知天體的圓形軌道飛行,航天員只用一塊停表,不能測(cè)量出的物理量是()A.飛船的周期 B.飛船的角速度C.飛船的線(xiàn)速度 D.未知天體的密度8、若有一星球密度與地球密度相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,則該星球質(zhì)量是地球質(zhì)量的（）A、倍B、2倍C、4倍D、8倍9、若有一顆“宜居”行星,其質(zhì)量為地球的p倍,半徑為地球的q倍,則該行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的()A.pq倍 B.qpC.pq倍D.p10、“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由地球靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)、中軌道衛(wèi)星和傾斜同步衛(wèi)星組成。地球靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星都在圓軌道上運(yùn)行,它們距地面的高度分別約為地球半徑的6倍和倍。下列說(shuō)法正確的是()A.靜止軌道衛(wèi)星的周期約為中軌道衛(wèi)星的2倍B.靜止軌道衛(wèi)星的線(xiàn)速度大小約為中軌道衛(wèi)星的2倍C.靜止軌道衛(wèi)星的角速度大小約為中軌道衛(wèi)星的D.靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大小約為中軌道衛(wèi)星的11、（雙選）物理學(xué)的發(fā)展豐富了人類(lèi)對(duì)物質(zhì)世界的認(rèn)識(shí)，推動(dòng)了科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新和革命，促進(jìn)了物質(zhì)生產(chǎn)的繁榮與人類(lèi)文明的進(jìn)步．下列表述正確的是()A．牛頓發(fā)現(xiàn)了萬(wàn)有引力定律B．牛頓通過(guò)實(shí)驗(yàn)證實(shí)了萬(wàn)有引力定律C．相對(duì)論的創(chuàng)立表明經(jīng)典力學(xué)已不再適用D．愛(ài)因斯坦建立了狹義相對(duì)論，把物理學(xué)推廣到高速領(lǐng)域二、填空、實(shí)驗(yàn)題某星球半徑為R，一物體在該星球表面附近自由下落，若在連續(xù)兩個(gè)T時(shí)間內(nèi)下落的高度依次為h1、h2，則該星球的第一宇宙速度為_(kāi)_______

二、計(jì)算題類(lèi)1、在研究太陽(yáng)對(duì)行星的引力時(shí),其數(shù)學(xué)推導(dǎo)過(guò)程大致可按如下方框圖進(jìn)行。請(qǐng)觀(guān)察該方框圖的線(xiàn)索,按其說(shuō)明和要求,把推導(dǎo)出的關(guān)系式填在空格上并回答后面問(wèn)題。(設(shè)太陽(yáng)的質(zhì)量為M,行星的質(zhì)量為m,行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期為T(mén),行星與太陽(yáng)的間距為r)(1)由以上推導(dǎo)過(guò)程可得,質(zhì)量為M的太陽(yáng)對(duì)質(zhì)量為m的行星的引力F的關(guān)系式是,對(duì)關(guān)系式中F來(lái)說(shuō),m是施力星體還是受力星體的質(zhì)量?。

(2)如果用“施力星體”或“受力星體”來(lái)概括關(guān)系式中兩星體間引力F跟m的關(guān)系,可以得出什么猜想?

。

(3)行星對(duì)太陽(yáng)也有引力,由以上猜想,該引力F′跟太陽(yáng)質(zhì)量M有何關(guān)系?為什么?

。

(4)F和F′是一對(duì)作用力和反作用力,因此可以得出F大小跟太陽(yáng)質(zhì)量M、行星質(zhì)量m的關(guān)系式是。

2、兩個(gè)靠得很近的天體，離其它天體非常遙遠(yuǎn)，它們以其連線(xiàn)上某一點(diǎn)O為圓心各自做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，兩者的距離保持不變，科學(xué)家把這樣的兩個(gè)天體稱(chēng)為“雙星”，如圖所示。已知雙星的質(zhì)量為和，它們之間的距離為。求雙星運(yùn)行軌道半徑和，以及運(yùn)行的周期。1、解析:由開(kāi)普勒第二定律可知,行星在近日點(diǎn)的速率大于在遠(yuǎn)日點(diǎn)的速率,結(jié)合題意可知,太陽(yáng)位于F2,故選項(xiàng)A正確。A2、AB【解析】【解答】解：A、地球是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的一顆行星，故A正確；B、現(xiàn)在的觀(guān)點(diǎn)看地心說(shuō)和日心說(shuō)都是錯(cuò)誤的，都是有其時(shí)代局限性的，故B正確；

C、太陽(yáng)系在銀河系中運(yùn)動(dòng)，銀河系也在運(yùn)動(dòng)，故C正確；

D、地球是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的一顆行星，而太陽(yáng)系在銀河系中運(yùn)動(dòng)，銀河系也在運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤；

故選：AB．

【分析】要判斷出正確的選項(xiàng)必須了解地心說(shuō)和日心說(shuō)，具體內(nèi)容為：地心說(shuō)：認(rèn)為地球是靜止不動(dòng)，是宇宙的中心，宇宙萬(wàn)物都繞地球運(yùn)動(dòng)；日心說(shuō)：認(rèn)為太陽(yáng)不動(dòng)，地球和其他行星都繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，然后結(jié)合開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)定律來(lái)判斷．3、C4、B5、解析:物體間的萬(wàn)有引力同樣滿(mǎn)足牛頓第三定律。答案：B6、C【解析】【解答】解：根據(jù)h=得月球表面的重力加速度為：g=，根據(jù)mg=m得：v=．故選：C．【分析】根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)的位移時(shí)間公式求出月球表面的重力加速度，根據(jù)重力提供向心力求出在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的宇宙飛船速率．7、解析:航天員可用停表測(cè)量宇宙飛船繞天體運(yùn)動(dòng)的周期T,由ω=2πT可確定飛船的角速度;當(dāng)宇宙飛船靠近未知天體時(shí),由ρ=C8、D9、解析:設(shè)地球質(zhì)量為M,半徑為R,根據(jù)GMmR2=mv2R得,地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度為v=GMR,同理該“宜居”行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度為v′=答案：C10、A11、AD【解析】萬(wàn)有引力定律是牛頓發(fā)現(xiàn)的，但在實(shí)驗(yàn)室里加以驗(yàn)證是卡文迪許進(jìn)行的，A對(duì)，B錯(cuò)；相對(duì)論并沒(méi)有否定經(jīng)典力學(xué)，經(jīng)典力學(xué)對(duì)于低速、宏觀(guān)物體的運(yùn)動(dòng)仍適用，C錯(cuò)；狹義相對(duì)論的建立，是人類(lèi)取得的重大成就，從而把物理學(xué)推廣到高速領(lǐng)域，D對(duì)．二、?【解析】【解答】自由落體運(yùn)動(dòng)是初速度為零的勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，而做勻加速直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)的物體在相等的時(shí)間內(nèi)走過(guò)的位移差是一個(gè)定值，所以有：，而第一宇宙速度公式為，代入可得

【分析】根據(jù)連續(xù)相等時(shí)間內(nèi)的位移之差是一恒量，求出星球表面的重力加速度，根據(jù)重力提供向心力求出該星球的第一宇宙速度三、1、F=4π2mrT2F=4π2(1)F∝mr(2)星體對(duì)星體的引力跟受力星體的質(zhì)量成正比(3)F′跟M成正比,因?yàn)樘?yáng)是F′的受力星體,F′∝M(4)F′