万有引力与宇宙航行单元测试 2023-2024学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

第七章万有引力与宇宙航行同步题附答案2023—2024学年物理人教（2019）必修第二册一、选择题。1、火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（）A．太阳位于木星运行轨道的中心B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C．太阳在火星与木星公转的椭圆轨道的同一个焦点上D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积2、如图所示，质量分布均匀的实心球体，其质量为M，半径为R。现在将它的左侧挖去一个半径为r＝eq\f(R,2)的球体，则挖去后它对离球体表面距离R处的质量为m的质点的引力与挖去前对质点的引力之比为()A.eq\f(2,25)B.eq\f(23,25)C.eq\f(23,100)D.eq\f(77,100)3、如图所示，“天宫二号”在距离地面393km的近圆轨道运行。已知万有引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，地球质量M＝6.0×1024kg，地球半径R＝6.4×103km。由以上数据可估算()A．“天宫二号”质量B．“天宫二号”运行速度C．“天宫二号”受到的向心力D．地球对“天宫二号”的引力4、设地球半径为R，a为静止在地球赤道上的一个物体，b为一颗近地绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球的一颗同步卫星，其轨道半径为r。下列说法中正确的是()A．a与c的线速度大小之比为eq\r(\f(r,R))B．a与c的线速度大小之比为eq\r(\f(R,r))C．b与c的周期之比为eq\r(\f(r,R))D．b与c的周期之比为eq\f(R,r)eq\r(\f(R,r))5、惯性系S中有一边长为L的立方体，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上观察该立方体的形状是下列中的（）ABCD6、地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球同步卫星的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3。地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则()A.F1＝F2＞F3B.a1＝a2＝g＞a3C.v1＝v2＝v＞v3D.ω1＝ω3＜ω27、（双选）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7倍B.向心加速度大小约为卡戎的eq\f(1,7)C.线速度大小约为卡戎的eq\f(1,7)D.角速度大小约为卡戎的7倍8、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”9、天王星冲日现象，即太阳、地球、天王星处于同一直线，此时是观察天王星的最佳时间。已知日地距离为R0，天王星和地球的公转周期分别为T和TA．3T2T02R0B．C10、生活中我们常看到苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果。下列论述中正确的是()A．原因是苹果质量小，对地球的引力较小，而地球质量大，对苹果的引力较大B．原因是地球对苹果有引力，而苹果对地球没有引力C．苹果对地球的作用力和地球对苹果的作用力大小是相等的，但由于地球质量极大，不可能产生明显的加速度D．以上说法都不对11、20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域。现有一艘远离星球在太空中直线飞行的宇宙飞船，为了测量自身质量，启动推进器，测出飞船在短时间Δt内速度的改变为Δv和飞船受到的推力F(其他星球对它的引力可忽略)。飞船在某次航行中，当它飞近一个孤立的星球时，飞船能以速度v在离星球的较高轨道上绕星球做周期为T的匀速圆周运动。已知星球的半径为R，引力常量用G表示。则宇宙飞船和星球的质量分别是()A.eq\f(FΔv,Δt)，eq\f(v2R,G)B.eq\f(FΔv,Δt)，eq\f(v3T,2πG)C.eq\f(FΔt,Δv)，eq\f(v2R,G)D.eq\f(FΔt,Δv)，eq\f(v3T,2πG)12、2020年北京时间1月16日11点02分，酒泉卫星发射中心一枚“快舟一号甲”火箭发射由银河航天研发制造的5G低轨宽带卫星，也是全球首颗5G卫星，重量为227公斤，在距离地面1156公里的区域运行，下列说法正确的是（）A．5G卫星不受地球引力作用B．5G卫星绕地飞行的速度一定大于7.9km/sC．5G卫星轨道半径比地球同步卫星高D．5G卫星在轨道上运行的速度大小与卫星的质量无关13、如图所示，假设一根10m长的梭镖以光速穿过一根10m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。以下叙述中最好地描述了梭镖穿过管子情况的是（）A.梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B.管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来C.两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖D.所有这些都与观察者的运动情况有关14、同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则()A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地面的高度可按需要选择不同的值B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地面的高度是一定的C．它只能在赤道的正上方，但离地面的高度可按需要选择不同的值D．它只能在赤道的正上方，且离地面的高度是一定的15、（多选）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带，假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动，下列判断正确的是()A．小行星带内的小行星都具有相同的角速度B．小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度C．各小行星绕太阳运动的周期均大于一年D．要从地球发射卫星探测小行星带，发射速度应大于地球的第二宇宙速度二、填空题。16、两行星A和B是两个均匀球体，行星A的卫星a沿圆轨道运行的周期为；行星B的卫星b沿圆轨道运行的周期为。设两卫星均为各自中心星体的近地卫星，而且，行星A和行星B的半径之比为，两行星的质量之比MA：MB=_____，则行星A和行星B的密度之比＝_____，行星表面的重力加速度之比＝_____。17、在某星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，若物体只受该星球的引力作用，物体上升的最大高度为h.该星球表面的重力加速度为________；已知该星球的半径R，如果要在这个星球上发射一颗绕它运行的卫星，其做匀速圆周运动的最小周期为________。三、计算题。18、如图所示，地球和某行星在同一轨道平面内绕太阳同向公转，均可视为匀速圆周运动．地球的公转轨道半径为R，公转周期为T．地球和太阳中心的连线与地球和行星的连线所夹的角叫地球对该行星的观察视角（简称视角）．已知该行星的最大视角为θ=π/6，当行星处于最大视角处时，是地球上天文爱好者观察该行星的最佳时期。求：（1）该行星的公转周期T行（2）若某时刻该行星正处于最佳观察期(如图所示位置)，地球和行星均逆时钟转动,则到紧接着的下一次最佳观察期需经历的时间t。19、宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t，小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处。(取地球表面重力加速度g＝10m/s2，空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g′；(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地＝1∶4，求该星球的质量与地球质量之比M星∶M地。第七章万有引力与宇宙航行同步题附答案2023—2024学年物理人教（2019）必修第二册一、选择题。1、火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（）A．太阳位于木星运行轨道的中心B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C．太阳在火星与木星公转的椭圆轨道的同一个焦点上D．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积【答案】C2、如图所示，质量分布均匀的实心球体，其质量为M，半径为R。现在将它的左侧挖去一个半径为r＝eq\f(R,2)的球体，则挖去后它对离球体表面距离R处的质量为m的质点的引力与挖去前对质点的引力之比为()A.eq\f(2,25)B.eq\f(23,25)C.eq\f(23,100)D.eq\f(77,100)【答案】B3、如图所示，“天宫二号”在距离地面393km的近圆轨道运行。已知万有引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，地球质量M＝6.0×1024kg，地球半径R＝6.4×103km。由以上数据可估算()A．“天宫二号”质量B．“天宫二号”运行速度C．“天宫二号”受到的向心力D．地球对“天宫二号”的引力【答案】B4、设地球半径为R，a为静止在地球赤道上的一个物体，b为一颗近地绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球的一颗同步卫星，其轨道半径为r。下列说法中正确的是()A．a与c的线速度大小之比为eq\r(\f(r,R))B．a与c的线速度大小之比为eq\r(\f(R,r))C．b与c的周期之比为eq\r(\f(r,R))D．b与c的周期之比为eq\f(R,r)eq\r(\f(R,r))【答案】D5、惯性系S中有一边长为L的立方体，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上观察该立方体的形状是下列中的（）ABCD【答案】D6、地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球同步卫星的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3。地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则()A.F1＝F2＞F3B.a1＝a2＝g＞a3C.v1＝v2＝v＞v3D.ω1＝ω3＜ω2【答案】D7、（双选）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7倍B.向心加速度大小约为卡戎的eq\f(1,7)C.线速度大小约为卡戎的eq\f(1,7)D.角速度大小约为卡戎的7倍【答案】BC8、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】B9、天王星冲日现象，即太阳、地球、天王星处于同一直线，此时是观察天王星的最佳时间。已知日地距离为R0，天王星和地球的公转周期分别为T和TA．3T2T02R0B．C【答案】A10、生活中我们常看到苹果落向地球，而不是地球向上运动碰到苹果。下列论述中正确的是()A．原因是苹果质量小，对地球的引力较小，而地球质量大，对苹果的引力较大B．原因是地球对苹果有引力，而苹果对地球没有引力C．苹果对地球的作用力和地球对苹果的作用力大小是相等的，但由于地球质量极大，不可能产生明显的加速度D．以上说法都不对【答案】C11、20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域。现有一艘远离星球在太空中直线飞行的宇宙飞船，为了测量自身质量，启动推进器，测出飞船在短时间Δt内速度的改变为Δv和飞船受到的推力F(其他星球对它的引力可忽略)。飞船在某次航行中，当它飞近一个孤立的星球时，飞船能以速度v在离星球的较高轨道上绕星球做周期为T的匀速圆周运动。已知星球的半径为R，引力常量用G表示。则宇宙飞船和星球的质量分别是()A.eq\f(FΔv,Δt)，eq\f(v2R,G)B.eq\f(FΔv,Δt)，eq\f(v3T,2πG)C.eq\f(FΔt,Δv)，eq\f(v2R,G)D.eq\f(FΔt,Δv)，eq\f(v3T,2πG)【答案】D12、2020年北京时间1月16日11点02分，酒泉卫星发射中心一枚“快舟一号甲”火箭发射由银河航天研发制造的5G低轨宽带卫星，也是全球首颗5G卫星，重量为227公斤，在距离地面1156公里的区域运行，下列说法正确的是（）A．5G卫星不受地球引力作用B．5G卫星绕地飞行的速度一定大于7.9km/sC．5G卫星轨道半径比地球同步卫星高D．5G卫星在轨道上运行的速度大小与卫星的质量无关【答案】D13、如图所示，假设一根10m长的梭镖以光速穿过一根10m长的管子，它们的长度都是在静止状态下测量的。以下叙述中最好地描述了梭镖穿过管子情况的是（）A.梭镖收缩变短，因此在某些位置上，管子能完全遮住它B.管子收缩变短，因此在某些位置上，梭镖从管子的两端伸出来C.两者都收缩，且收缩量相等，因此在某个位置，管子恰好遮住梭镖D.所有这些都与观察者的运动情况有关【答案】D14、同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则()A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地面的高度可按需要选择不同的值B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地面的高度是一定的C．它只能在赤道的正上方，但离地面的高度可按需要选择不同的值D．它只能在赤道的正上方，且离地面的高度是一定的【答案】D15、（多选）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带，假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动，下列判断正确的是()A．小行星带内的小行星都具有相同的角速度B．小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度C．各小行星绕太阳运动的周期均大于一年D．要从地球发射卫星探测小行星带，发射速度应大于地球的第二宇宙速度【答案】BCD二、填空题。16、两行星A和B是两个均匀球体，行星A的卫星a沿圆轨道运行的周期为；行星B的卫星b沿圆轨道运行的周期为。设两卫星均为各自中心星体的近地卫星，而且，行星A和行星B的半径之比为，两行星的质量之比MA：MB=_____，则行星A和行星B的密度之比＝