春人教物理新教材必修萬有引力與宇宙航行練習有答案

2020春人教物理新教材必修第二冊第7章萬有引力與宇宙航行練習有答案（新教材）必修第二冊第七章萬有引力與宇宙航行一、選擇題1、某宇宙飛船進入一個圍繞太陽運行的近似圓形軌道，如果軌道半徑是地球軌道半徑的9倍，那么宇宙飛船繞太陽運動的周期為(地球繞太陽運動周期是1年)()年年年年2、同步衛(wèi)星距離地面的高度約為地球半徑的6倍，那么，某衛(wèi)星在同步軌道上運行時受到的引力是它在地面上受到的引力的n倍，則n等于()\f(1,49)\f(1,36)3、在軌運行26年的哈勃太空望遠鏡，曾拍攝到天狼星A和天狼星B組成的雙星系統(tǒng)在軌運行圖像，如圖所示。它們在彼此間的萬有引力作用下同時繞某點(公共圓心)做勻速圓周運動，已知mA＝bmB，且b＞1，則下列結(jié)論正確的是()A.天狼星A和天狼星B的繞行方向可能相反B.天狼星A和天狼星B的公共圓心可以不在質(zhì)心連線上C.天狼星A和天狼星B的向心加速度大小之比為b∶1D.天狼星A和天狼星B的線速度大小之比為1∶b4、2018年6月2日我國的“高分六號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功，假設(shè)在軌運行的“高分六號”衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和月球都繞地球做勻速圓周運動，它們在空間的位置示意圖如圖所示。下列有關(guān)“高分六號”衛(wèi)星的說法正確的是()A.其發(fā)射速度可能小于km/sB.繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度小C.繞地球運行的周期比同步衛(wèi)星繞地球運行的周期小D.在運行軌道上完全失重，重力加速度為05、牛頓力學不適用于下列哪些運動()A.火箭的發(fā)射B.宇宙飛船繞地球的運動C.“勇氣號”宇宙探測器的運行D.微觀粒子的波動性6、一物體在地球表面重16N，它在以5__m/s2的加速度加速上升eq\a\vs4\al(滿足牛頓第二定律)的火箭中的視重(即物體對火箭豎直向下的壓力)為9N，則此火箭離地球表面的距離為地球半徑的(地球表面重力加速度取10m/s2)()倍倍倍倍7、(雙選)下列說法正確的是()A.海王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的B.天王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道發(fā)現(xiàn)的C.天王星的運行軌道偏離根據(jù)萬有引力定律計算出來的軌道，其原因是天王星受到軌道外面其他行星的引力作用D.以上說法都不對8、中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。2020年左右北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)可以形成全球覆蓋能力。如圖所示是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運動，a是地球同步衛(wèi)星，則()A.衛(wèi)星a的角速度小于c的角速度B.衛(wèi)星a的加速度大于b的加速度C.衛(wèi)星a的運行速度大于第一宇宙速度D.衛(wèi)星b的周期大于24h9、(雙選)關(guān)于牛頓力學、相對論和量子力學，下列說法中正確的是()A.相對論和牛頓力學是相互對立、互不相容的兩種理論B.在物體高速運動時，物體的運動規(guī)律適用相對論理論，在低速運動時，物體的運動適用牛頓運動定律C.牛頓力學適用于宏觀物體的運動，量子力學適用于微觀粒子的運動D.不論是宏觀物體，還是微觀粒子，牛頓力學和量子力學都是適用的二、非選擇題1、假如某個人做環(huán)球旅行，可能到達地球的任何地點，如果將地球看成標準的球體，那么該人分別位于赤道上某點、北半球的某點、南半球的某點、北極點、南極點等不同地點。(1)該人在各地點所受的萬有引力有什么關(guān)系？(2)該人在各地點所受的重力有什么關(guān)系？2、如圖所示，在地球的周圍，有許多的衛(wèi)星在不同的軌道上繞地球轉(zhuǎn)動。(1)這些衛(wèi)星的軌道平面有什么特點？(2)這些衛(wèi)星的線速度、角速度、周期、向心加速度等跟什么因素有關(guān)呢？2020春人教物理新教材必修第二冊第7章萬有引力與宇宙航行練習有答案（新教材）必修第二冊第七章萬有引力與宇宙航行一、選擇題1、某宇宙飛船進入一個圍繞太陽運行的近似圓形軌道，如果軌道半徑是地球軌道半徑的9倍，那么宇宙飛船繞太陽運動的周期為(地球繞太陽運動周期是1年)()年年年年【解析】由開普勒第三定律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))，所以宇宙飛船繞太陽運動的周期T船＝eq\r(\f(req\o\al(3,船),req\o\al(3,地)))T地＝27年，故選項C正確?！敬鸢浮緾2、同步衛(wèi)星距離地面的高度約為地球半徑的6倍，那么，某衛(wèi)星在同步軌道上運行時受到的引力是它在地面上受到的引力的n倍，則n等于()\f(1,49)\f(1,36)【解析】該衛(wèi)星在同步軌道上受到的萬有引力F1＝Geq\f(Mm,（6R＋R）2)＝eq\f(GMm,49R2)，該衛(wèi)星在地面上受到的萬有引力F2＝Geq\f(Mm,R2)，n＝eq\f(F1,F2)＝eq\f(1,49)，故B正確，A、C、D錯誤?！敬鸢浮緽3、在軌運行26年的哈勃太空望遠鏡，曾拍攝到天狼星A和天狼星B組成的雙星系統(tǒng)在軌運行圖像，如圖所示。它們在彼此間的萬有引力作用下同時繞某點(公共圓心)做勻速圓周運動，已知mA＝bmB，且b＞1，則下列結(jié)論正確的是()A.天狼星A和天狼星B的繞行方向可能相反B.天狼星A和天狼星B的公共圓心可以不在質(zhì)心連線上C.天狼星A和天狼星B的向心加速度大小之比為b∶1D.天狼星A和天狼星B的線速度大小之比為1∶b【解析】天狼星A和天狼星B角速度相同，之間的距離不變，繞行方向一定相同，選項A錯誤；天狼星A和天狼星B的公共圓心一定在質(zhì)心連線上，選項B錯誤；天狼星A和天狼星B的向心力由它們之間的萬有引力提供，Geq\f(mAmB,L2)＝mAω2rA＝mBω2rB，知mArA＝mBrB，即eq\f(rA,rB)＝eq\f(mB,mA)＝eq\f(1,b)，根據(jù)a＝ω2r知，eq\f(aA,aB)＝eq\f(rA,rB)＝eq\f(mB,mA)＝eq\f(1,b)，選項C錯誤；根據(jù)v＝ωr，有eq\f(vA,vB)＝eq\f(rA,rB)＝eq\f(1,b)，選項D正確?！敬鸢浮緿4、2018年6月2日我國的“高分六號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功，假設(shè)在軌運行的“高分六號”衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和月球都繞地球做勻速圓周運動，它們在空間的位置示意圖如圖所示。下列有關(guān)“高分六號”衛(wèi)星的說法正確的是()A.其發(fā)射速度可能小于km/sB.繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度小C.繞地球運行的周期比同步衛(wèi)星繞地球運行的周期小D.在運行軌道上完全失重，重力加速度為0【解析】衛(wèi)星發(fā)射的最小速度為km/s，故“高分六號”的發(fā)射速度一定不小于km/s，故A錯誤；根據(jù)萬有引力提供向心力有Geq\f(Mm,r2)＝mω2r，得ω＝eq\r(\f(GM,r3))，即軌道半徑越大，角速度越小，由于“高分六號”的軌道半徑小于月球的軌道半徑，故“高分六號”繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度大，故B錯誤；根據(jù)萬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))，可知衛(wèi)星的軌道半徑越小，周期越小，由于“高分六號”的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，故“高分六號”繞地球運行的周期比同步衛(wèi)星的周期小，故C正確；衛(wèi)星在軌運行時，萬有引力完全提供向心力，故在運行軌道上完全失重，Geq\f(Mm,r2)＝mg′，故重力加速度g′＝eq\f(GM,r2)，不為0，故D錯誤?！敬鸢浮緾5、牛頓力學不適用于下列哪些運動()A.火箭的發(fā)射B.宇宙飛船繞地球的運動C.“勇氣號”宇宙探測器的運行D.微觀粒子的波動性【解析】牛頓力學適用于宏觀、低速物體的運動，而研究微觀粒子的波動性時牛頓力學不再適用，選項D正確，A、B、C錯誤?！敬鸢浮緿6、一物體在地球表面重16N，它在以5__m/s2的加速度加速上升eq\a\vs4\al(滿足牛頓第二定律)的火箭中的視重(即物體對火箭豎直向下的壓力)為9N，則此火箭離地球表面的距離為地球半徑的(地球表面重力加速度取10m/s2)()倍倍倍倍【解析】設(shè)此時火箭離地球表面高度為h。由牛頓第二定律得FN－mg′＝ma，①由地球表面處mg＝Geq\f(Mm,R2)②由①可得g′＝m/s2。③又因h處mg′＝Geq\f(Mm,（R＋h）2)，④由②④得eq\f(g′,g)＝eq\f(R2,（R＋h）2)。代入數(shù)據(jù)，得h＝3R，故選項B正確?！敬鸢浮緽7、(雙選)下列說法正確的是()A.海王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的B.天王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道發(fā)現(xiàn)的C.天王星的運行軌道偏離根據(jù)萬有引力定律計算出來的軌道，其原因是天王星受到軌道外面其他行星的引力作用D.以上說法都不對【解析】海王星是人們先根據(jù)萬有引力定律計算出軌道，然后又被天文工作者觀察到的。天王星是人們通過望遠鏡觀察發(fā)現(xiàn)的。天王星的運行軌道偏離根據(jù)萬有引力定律計算出來的軌道引起了人們的思考，推測天王星外面存在其他行星。綜上所述，選項A、C正確?！敬鸢浮緼C8、中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)。2020年左右北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)可以形成全球覆蓋能力。如圖所示是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運動，a是地球同步衛(wèi)星，則()A.衛(wèi)星a的角速度小于c的角速度B.衛(wèi)星a的加速度大于b的加速度C.衛(wèi)星a的運行速度大于第一宇宙速度D.衛(wèi)星b的周期大于24h【解析】由萬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的軌道半徑大于c的軌道半徑，因此衛(wèi)星a的角速度小于c的角速度，選項A正確；a的軌道半徑與b的軌道半徑相等，因此衛(wèi)星a的加速度等于b的加速度，選項B錯誤；a的軌道半徑大于地球半徑，因此衛(wèi)星a的運行速度小于第一宇宙速度，選項C錯誤；a的軌道半徑與b的軌道半徑相等，衛(wèi)星b的周期等于a的周期，為24h，選項D錯誤?！敬鸢浮緼9、(雙選)關(guān)于牛頓力學、相對論和量子力學，下列說法中正確的是()A.相對論和牛頓力學是相互對立、互不相容的兩種理論B.在物體高速運動時，物體的運動規(guī)律適用相對論理論，在低速運動時，物體的運動適用牛頓運動定律C.牛頓力學適用于宏觀物體的運動，量子力學適用于微觀粒子的運動D.不論是宏觀物體，還是微觀粒子，牛頓力學和量子力學都是適用的【解析】首先必須知道，牛頓力學解決低速宏觀問題，高速問題應(yīng)由相對論理論解決，微觀問題應(yīng)由量子力學解決。相對論并沒有否定牛頓力學，而是認為牛頓力學是相對論理論在一定條件下的特殊情況，故選項A、D錯誤，B、C正確。【答案】BC二、非選擇題1、假如某個人做環(huán)球旅行，可能到達地球的任何地點，如果將地球看成標準的球體，那么該人分別位于赤道上某點、北半球的某點、