高一物理人教版必修二-第六章-万有引力与航天单元练习题

第六章重力和宇宙一、单一主题1.长沙3号探测器由长征3号b运载火箭在西昌卫星发射中心发射，首次实现了月球软着陆和月面探测。嫦娥三号的部分飞行轨迹图见图。假设嫦娥三号在圆轨道和椭圆轨道上移动时只受月球万有引力的作用，以下说法是正确的A.嫦娥3号沿椭圆轨道从p点到QS点的移动过程中，速度逐渐变小B.嫦娥3号沿椭圆轨道从p点移动到q点的过程中，月亮的重力以此为阴历C.如果你知道嫦娥三号在圆形轨道上运行的半径、周期、重力常数，就可以计算出月球的密度D.Chang 3与椭圆轨道通过p点时和圆形轨道通过p点时的加速度相同2.假设地球可以被认为是质量均匀分布的球体。地球表面的重力加速度已知为两极的G0，赤道的g的大小；如果地球的自转周期是t，重力常数是g，那么地球的密度是()A.B.C.D.3.空间站是科学家进行天文学探索和科学实验的特殊而重要的地方。假设空间站在地球赤道平面内的圆周轨道上运动，离地球表面的高度是同步卫星离地球表面高度的十分之一，运行方向与地球自转方向一致。以下说法正确A.空间站运行的加速度等于其高度的重力加速度B.“空间站”运行的速度是同步卫星运行速度的两倍C.站在地球赤道上的人观察到它向西移动D.在空间站工作的宇航员被平衡力阻止或停止在飞机上以下陈述是正确的()A.基于牛顿运动定律的经典力学因其局限性而具有不存在的价值B.物理学的发展使人意识到古典力学有其应用范围C.相对论和量子力学的出现是对经典力学的全面否定D.经典力学对处理高速运动的宏观物体有相当实用的价值5.如果已知地球和某个天体以相同的超速度垂直扔物体的最大高度比是k(不含阻力)，地球和该天体的半径比也是k，那么地球和该天体的质量比是()A.1B.k2C.kD.6.根据物理学和天文学知识(知道火星和地球围绕太阳的运动大致在同一平面内以相同方向旋转)，火星的轨道半径为R1=2.31011m，地球的轨道半径为R2=1.51011m，估计火星与地球相邻两个距离的最小时间间隔大约为()A.1年B.2年C.3年D.4年7.2012年10月10日，宇宙勘探技术公司(SpaceX)的“龙”飞船成功与国际空间站对接。龙宇宙飞船配备了实验设备、备件、空间站需要的衣服、食物、冰箱，还配备了一台冰箱，在以下相关分析中是正确的()A.“龙”宇宙飞船的发射速度、国际空间站的运行速度都小于第一宇宙速度B.“龙”宇宙飞船要实现对接，必须在国际空间站后，等待喷气减速变轨，实现对接C.在“龙”宇宙飞船的喷射加速之前，“龙”宇宙飞船等于国际空间站的加速大小D.空间站收到的冰淇淋完全处于失重状态8.将地球表面的重力加速度设置为G0，物体距地球中心4R(R是地球半径)的距离，如果地球重力引起的加速度为g，则为()A.1B.C.D.9.关于地球第一宇宙速度，以下说法是正确的()A.第一宇宙速度是物体在地球附近以一定的速度绕地球一周的速度B.第一个宇宙速度也称为脱离速度。第一宇宙速度与地球质量无关D.第一个宇宙速度与地球半径无关10.以下说法正确()A.伽利略在探索物体下落规律的过程中使用的科学方法是提问、推测、数学推理、实验验证、合理外推和得出结论B.牛顿第一定律是牛顿第二定律的特例，因此牛顿第一定律可以不学C.牛顿在寻找重力的过程中既没有利用牛顿第二定律，也没有利用牛顿第三定律，只利用了开普勒第三定律D.第谷通过自己的观测发现行星运行的轨道是椭圆的，发现了行星运动的规律二、多主题11.(多选)“嫦娥一号”探测卫星引擎关闭，轨道控制结束，卫星进入地球月球移动轨道。在图中，MN之间的曲线表示传输轨道的一部分，p是轨道上的一点，直线AB通过p点，与两侧的轨道相切A.卫星在这个轨道上动能不变B.卫星通过p点时动能最低C.卫星通过p点时，速度方向从p指向bD.卫星通过p点时，加速度为012.(多重选择)在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现促进了人类历史的进步。以下说明符合物理学的历史事实()A.开普勒认为，仅在某些条件下弹簧的弹性与弹簧的形状变量成正比B.伽利略通过“月球-地球测试”确认了重力定律的正确性C.卡文迪什用实验更准确地测量了重力常数g的数值D.牛顿认为，如果一个物体在足够高的山上以足够大的速度抛出，物体就不会再落到地球上13.(多重选择)宇宙中比较近的两颗星，据说是仅依靠彼此之间的引力相互绕圈的双星系统。在浩瀚的银河系中，大部分星星都是双星系统。以一定的双星系统p，q为中心，以连接上的o点为中心进行一定速度的圆周运动。如果是POOQ()A.行星p的质量必须大于q的质量B.行星p的线速度必须大于q的线速度C.双星的质量越大，其旋转周期就越大，二元之间的距离是恒定的D.双星的质量必须，双星之间的距离越大，其旋转周期就越大14.(多选)有四颗地球卫星：a，b，c，d。a还没有发射，在地球赤道上与地球表面一起旋转，b在地面附近的地球轨道上做圆周运动，c是地球同步卫星，d是高度探测卫星，每个卫星的排列位置如图所示()A.a的向心加速度等于重力加速度gB.b在相同时间内旋转的弧长度最长C.c在4h内旋转的原严重度是D.d的运动周期可以是30 h15.(多选)关于地球的质量为m，半径为r，自转周期为t，地球同步卫星的质量为m，重力常数为g .同步卫星，以下说法是正确的()A.地球上的卫星高度B.人造卫星的运行速度比第一宇宙的速度小C.卫星运行过程中向心力的大小为gD.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度三、计算问题16.通过天文望远镜的长期观测，人们已经在宇宙中发现了很多双星系统，通过对它们的研究，对宇宙物质的存在和分布有了深刻的理解。双星系统由两颗星组成，其中每颗星的大小比两颗星之间的距离小得多，通常双星系统离其他星很远。可以被视为孤立系统(也就是说，不能忽略其他恒星对双星的影响)。现在，双星系统中每颗星的质量为m，两颗星为l，围绕两颗星的一点以恒定速度向圆周运动。(1)计算二进制系统的运动周期T1。(2)如果实际观察到的运动周期不是T2，T2和T1，那么现在有一种普遍认为宇宙中存在着不观测到的暗物质的理论，它均匀地填满了整个宇宙，因此对双星运动的周期有一定的影响。为了简化模型，我们假设这种均匀分布在图中所示球体(直径被认为是l)上的暗物质对双星有重力，不考虑其他暗物质对双星的影响，我们知道这种暗物质的密度是，t1: T2。17.要研究太阳进化过程，必须知道太阳的当前质量。已知的地球半径r=6.4106m，地球质量m=6.01024kg，每日地球中心距离r=1.51011m，地球表面重力加速度g=10m/S2，一年大约3.2107s，太阳的当前质量m18.假设你把那个天体发射到某个半径为r的天体上。如果接近那个天体表面进行匀速圆周运动的周期是T1，那么重力常数就称为g。(1)这个天体的密度是多少？(2)如果这颗卫星在那个天体表面上h的高度，在那个地方做圆周运动的周期是T2，那么这个天体的密度是多少呢？四、填空19.牛顿运动定律和重力定律，包括天体力学研究_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _20.如果使用地球赤道上的物体a、地球附近的卫星b(轨道半径等于地球半径)、同步卫星c、TA、TB、TC；VA、vB、VC；线速度为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。21.宇航员在地球表面以第一速度v0水平投掷小球，然后用s测量小球接触点和投掷点之间的水平位移。如果这个行星的半径为r，重力为g，那么这个行星的表面重力加速度为_ _ _ _ _ _ _ _ _22.两个行星a和b各有一个卫星a和b，卫星的圆形轨道接近每个行星的表面，两个行星的质量比为ma: MB=2: 1，两个行星半径的比为ra: Rb=1: 2，则两个卫星周期的比为ta: TB=_ _ _ _23.已知围绕中心天体进行匀速圆周运动的恒星的轨道半径r，运动周期为t，(1)中心天体的质量m=_ _ _ _ _ _；(2)中心天体的半径为r时，平均密度=_ _ _ _ _ _ _；(3)恒星在中心天体表面附近进行匀速圆周运动时，其平均密度为=_ _ _ _ _ _ _ _ _。答案分析1.回答 d嫦娥三号沿椭圆轨道从p点移动到QS点，而月球则整顿卫星的重力，增加动能，速度增加，从而产生a，b误差。重力等于向心力，并且g=m，m=，所以如果嫦娥三号被称为在圆轨道运行的半径、周期和重力常数，那么就可以计算出月球的质量，但由于月球的体积未知，找不到月球的密度，所以c误差；对于Chang e 3 ，如果g=ma，a=，p点处的m和r相等，那么Chang e 3是正确的，因为椭圆轨道通过p点时和圆形轨道通过p点时的加速度相同。2.回答 b【分析】根据重力和重力的关系解决问题。当物体在地球两极时：mg0=g；物体在赤道上时mg m2r=g以上两个联立，地球密度=。因此，选项b正确，选项a、c和d无效。3.回答 a由v同步=，v空间站=，b出错了v= r结合空间站地球，因此人们观察它向东移动。c . d是错的，因为空间站的宇航员只受重力的不平衡。4.回答 b牛顿的运动定律可以解决宏观物体的低速运动问题，在生产、生活和科学技术上起着重要作用。解决问题时有一些误差，但误差极小，不能忽视。因此，经典力学仍然可以在一定范围内应用。相对论和量子力学更深入地科学地理解自然规律，但它是科学的发展，但并不意味着对经典力学的否定，所以选项b是正确的。a、c错误；经典力学不能用于处理高速运动的物体。所以d错误。5.回答 c在分析地球上：h=在某个天体上；H=k，因此=k根据G=mg，g=mg未知=另一个=k联排：=k6.回答 b根据开普勒第三定律，可以得到=t地=1年，因此t火1.9年火星与地球旋转角度的差异 =2 ，因为相邻且再次距离最近，(-) t=2 ，t2.1的解是2年，所以b是正确的。7.回答 d分析第一宇宙速度是人造卫星的最低发射速度，因此“龙”宇宙飞船的发射速度在7.9公里/秒和11.2公里/秒之间，因此a故障；“龙”宇宙飞船要实现对接，必须等待国际空间站后、进行喷气加速离心运动的机会，才能对接，因此b错误；在“龙”宇宙飞船喷射加速之前，在国际空间站后面，按照a=的指示，“龙”宇宙飞船不等于国际空间站的加速度，c错误；从空间站收到的冰淇淋只有重力才能完全失重，所以d是正确的。8.回答 d地球表面的重力加速度和距离地球中心4R的加速度都是由地球对物体的重力引起的，所以：地面：g=mg0 在地球中心4R: g=mg 两种类型=() 2=)因此d是正确的。9.回答 a第一个宇宙速度是物体在地面附近以一定速度进行圆周运动的速度。a是对的。b错了。G=m de v=表明，第一宇宙速度与地球的质量和半径有关，c，d是错误的。10.回答 a分析 a项是伽利略在探索物体下落规律的过程中使用的科学方法，a是正确的；牛顿第一定律指出物体不“受外力”作用时的运动状态，或静止或匀速直线运动。牛顿第二定律：物体的加速度与物体受到的耦合外力f成正比，与物体的质量成反比，加速度的方向与耦合外力的方向相同。b错误；牛顿在寻找重力的过程中利用了牛顿第三定律和开普勒第三定律，c误差；开普勒根据死谷观测资料总结了行星运动的三个规律。11.回答 BCD12.回答光盘【分析】胡克认为，只有在一定条件下弹簧的弹性与弹簧的形状变量成正比，因此a错了；牛顿用“月-地检验”来确认重力定律的正确性，b是错误的；c是对的，因为卡文迪什用实验更准确地测量重力常数g的数值。牛顿认为，在足够高的山上，一个物体以足够大的水平速度抛出，物体就不会再落到地球上，所以d是正确的；选取c，d。13.回答 BD由于重力提供向心力m