春（新教材）人教物理必修萬(wàn)有引力與宇宙航行期末練習(xí)含答案

2020春（新教材）人教物理必修第二冊(cè)第7章萬(wàn)有引力與宇宙航行期末練習(xí)含答案（新教材）必修第二冊(cè)第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行一、選擇題1、(雙選)關(guān)于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)的公式eq\f(a3,T2)＝k，以下理解正確的是()是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的量表示行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期表示行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期D.若地球繞太陽(yáng)運(yùn)行軌道的半長(zhǎng)軸為a地、公轉(zhuǎn)周期為T(mén)地，月球繞地球運(yùn)行軌道的半長(zhǎng)軸為a月、公轉(zhuǎn)周期為T(mén)月，則eq\f(aeq\o\al(3,地),Teq\o\al(2,地))＝eq\f(aeq\o\al(3,月),Teq\o\al(2,月))2、(2019·江蘇鹽城學(xué)業(yè)考試)2020年，我國(guó)將發(fā)射一顆火星探測(cè)衛(wèi)星。在探測(cè)衛(wèi)星離開(kāi)地球的過(guò)程中，用R表示衛(wèi)星到地心的距離，用F表示衛(wèi)星受到地球的引力。下列圖像中正確的是()3、天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)某恒星周?chē)幸活w行星在圓形軌道上繞其運(yùn)動(dòng)，并測(cè)出了行星的軌道半徑和運(yùn)行周期。由此可推算出()A.行星的質(zhì)量 B.行星的半徑C.恒星的質(zhì)量 D.恒星的半徑4、第一宇宙速度是用r＝R地計(jì)算出來(lái)的，實(shí)際上人造地球衛(wèi)星軌道半徑都是r>R地，那么圓周軌道上的人造衛(wèi)星的線速度都()A.等于第一宇宙速度B.大于第一宇宙速度C.小于第一宇宙速度D.以上三種情況都可能5、一枚靜止時(shí)長(zhǎng)30m的火箭以(c為光速)的速度從觀察者的身旁掠過(guò)，觀察者測(cè)得火箭的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，火箭上的人測(cè)得火箭的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，則L1、L2的數(shù)值應(yīng)是()m，30m m，24mm，30m m，24m6、要使兩物體間的萬(wàn)有引力減小到原來(lái)的eq\f(1,4)，下列辦法不可采用的是()A.使物體的質(zhì)量各減小一半，距離不變B.使其中一個(gè)物體的質(zhì)量減小到原來(lái)的eq\f(1,4)，距離不變C.使兩物體間的距離增為原來(lái)的2倍，質(zhì)量不變D.使兩物體間的距離和質(zhì)量都減為原來(lái)的eq\f(1,4)7、(多選)把太陽(yáng)系各行星的運(yùn)動(dòng)近似地看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則離太陽(yáng)越遠(yuǎn)的行星()A.周期越小 B.線速度越小C.角速度越小 D.加速度越小8、同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面不動(dòng)的人造地球衛(wèi)星，則()A.它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，且離地面的高度可按需要選擇不同的值B.它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，但離地面的高度是一定的C.它只能在赤道的正上方，但離地面的高度可按需要選擇不同的值D.它只能在赤道的正上方，且離地面的高度是一定的9、如圖所示，沿平直鐵路有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車(chē)沿AC方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個(gè)閃光，列車(chē)上的觀測(cè)者測(cè)得A、C兩鐵塔被照亮的順序是()A.同時(shí)被照亮 先被照亮先被照亮 D.無(wú)法判斷二、非選擇題1、如圖所示為地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的示意圖及北半球春分、夏至、秋分、冬至?xí)r地球所在的位置。(1)太陽(yáng)是否在軌道平面的中心？夏至、冬至?xí)r地球到太陽(yáng)的距離是否相同？(2)一年之內(nèi)秋冬兩季比春夏兩季為什么要少幾天？2、已知地球、火星都繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，火星的公轉(zhuǎn)半徑是地球公轉(zhuǎn)半徑的倍，根據(jù)以上材料思考：(1)地球、火星遵循什么樣的動(dòng)力學(xué)規(guī)律？(2)如何比較火星與地球的線速度、角速度、周期以及向心加速度的大?。?、如圖所示，在地面上M點(diǎn)固定一光源，在離光源等距的A、B兩點(diǎn)上固定有兩個(gè)光接收器，今使光源發(fā)出一閃光，問(wèn)：(1)在地面參考系中觀測(cè)，誰(shuí)先接收到光信號(hào)？(2)在沿AB方向高速運(yùn)動(dòng)的火車(chē)參考系中觀測(cè)，誰(shuí)先接收到光信號(hào)？2020春（新教材）人教物理必修第二冊(cè)第7章萬(wàn)有引力與宇宙航行期末練習(xí)含答案（新教材）必修第二冊(cè)第七章萬(wàn)有引力與宇宙航行一、選擇題1、(雙選)關(guān)于開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)的公式eq\f(a3,T2)＝k，以下理解正確的是()是一個(gè)與行星無(wú)關(guān)的量表示行星運(yùn)動(dòng)的自轉(zhuǎn)周期表示行星運(yùn)動(dòng)的公轉(zhuǎn)周期D.若地球繞太陽(yáng)運(yùn)行軌道的半長(zhǎng)軸為a地、公轉(zhuǎn)周期為T(mén)地，月球繞地球運(yùn)行軌道的半長(zhǎng)軸為a月、公轉(zhuǎn)周期為T(mén)月，則eq\f(aeq\o\al(3,地),Teq\o\al(2,地))＝eq\f(aeq\o\al(3,月),Teq\o\al(2,月))【解析】開(kāi)普勒第三定律公式eq\f(a3,T2)＝k中的T是指行星的公轉(zhuǎn)周期而不是自轉(zhuǎn)周期，其中k是由中心天體決定的，不同的中心天體k值不同。選項(xiàng)A、C正確?！敬鸢浮緼C2、(2019·江蘇鹽城學(xué)業(yè)考試)2020年，我國(guó)將發(fā)射一顆火星探測(cè)衛(wèi)星。在探測(cè)衛(wèi)星離開(kāi)地球的過(guò)程中，用R表示衛(wèi)星到地心的距離，用F表示衛(wèi)星受到地球的引力。下列圖像中正確的是()【解析】F表示衛(wèi)星受到地球的引力，根據(jù)萬(wàn)有引力定律公式，有F＝Geq\f(Mm,R2)，故F－eq\f(1,R2)圖像是直線，故選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤，D正確。【答案】D3、天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)某恒星周?chē)幸活w行星在圓形軌道上繞其運(yùn)動(dòng)，并測(cè)出了行星的軌道半徑和運(yùn)行周期。由此可推算出()A.行星的質(zhì)量 B.行星的半徑C.恒星的質(zhì)量 D.恒星的半徑【解析】設(shè)行星軌道半徑為r，周期為T(mén)，恒星的質(zhì)量為M，行星的質(zhì)量為m，則由Geq\f(Mm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))eq\s\up12(2)r得，M＝eq\f(4π2r3,GT2)，故選項(xiàng)C正確。【答案】C4、第一宇宙速度是用r＝R地計(jì)算出來(lái)的，實(shí)際上人造地球衛(wèi)星軌道半徑都是r>R地，那么圓周軌道上的人造衛(wèi)星的線速度都()A.等于第一宇宙速度B.大于第一宇宙速度C.小于第一宇宙速度D.以上三種情況都可能【解析】由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)可得v＝eq\r(\f(GM,r))，故實(shí)際衛(wèi)星的線速度都小于第一宇宙速度，選項(xiàng)C正確?！敬鸢浮緾5、一枚靜止時(shí)長(zhǎng)30m的火箭以(c為光速)的速度從觀察者的身旁掠過(guò)，觀察者測(cè)得火箭的長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，火箭上的人測(cè)得火箭的長(zhǎng)度為L(zhǎng)2，則L1、L2的數(shù)值應(yīng)是()m，30m m，24mm，30m m，24m【解析】火箭上的人與火箭相對(duì)靜止，他測(cè)得的數(shù)值應(yīng)為L(zhǎng)2＝30m，而觀察者的測(cè)量值為L(zhǎng)1＝L2eq\r(1－\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f,c)))\s\up12(2))＝30×m＝24m，選項(xiàng)C正確?！敬鸢浮緾6、要使兩物體間的萬(wàn)有引力減小到原來(lái)的eq\f(1,4)，下列辦法不可采用的是()A.使物體的質(zhì)量各減小一半，距離不變B.使其中一個(gè)物體的質(zhì)量減小到原來(lái)的eq\f(1,4)，距離不變C.使兩物體間的距離增為原來(lái)的2倍，質(zhì)量不變D.使兩物體間的距離和質(zhì)量都減為原來(lái)的eq\f(1,4)【解析】根據(jù)F＝Geq\f(m1m2,r2)可知，A、B、C三種情況中萬(wàn)有引力均減為原來(lái)的eq\f(1,4)，當(dāng)距離和質(zhì)量都減為原來(lái)的eq\f(1,4)時(shí)，萬(wàn)有引力不變，選項(xiàng)D符合題意?！敬鸢浮緿7、(多選)把太陽(yáng)系各行星的運(yùn)動(dòng)近似地看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則離太陽(yáng)越遠(yuǎn)的行星()A.周期越小 B.線速度越小C.角速度越小 D.加速度越小【解析】行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力由太陽(yáng)對(duì)行星的萬(wàn)有引力提供，則有Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))eq\s\up12(2)r＝mω2r＝ma。r越大，線速度越小，選項(xiàng)B正確；r越大，角速度越小，選項(xiàng)C正確；ω越小，則周期T越大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；r越大，則a越小，選項(xiàng)D正確?！敬鸢浮緽CD8、同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面不動(dòng)的人造地球衛(wèi)星，則()A.它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，且離地面的高度可按需要選擇不同的值B.它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，但離地面的高度是一定的C.它只能在赤道的正上方，但離地面的高度可按需要選擇不同的值D.它只能在赤道的正上方，且離地面的高度是一定的【解析】同步衛(wèi)星只能在赤道的正上方，且離地面的高度是一定的，大約為地球半徑的倍，可以粗略記為6倍。選項(xiàng)D正確。【答案】D9、如圖所示，沿平直鐵路有間距相等的三座鐵塔A、B和C。假想有一列車(chē)沿AC方向以接近光速行駛，當(dāng)鐵塔B發(fā)出一個(gè)閃光，列車(chē)上的觀測(cè)者測(cè)得A、C兩鐵塔被照亮的順序是()A.同時(shí)被照亮 先被照亮先被照亮 D.無(wú)法判斷【解析】列車(chē)上觀察者以列車(chē)為參考系，鐵塔A、B、C按CA方向以接近光速運(yùn)動(dòng)，根據(jù)光速不變?cè)?，鐵塔B發(fā)出的閃光向A和C均以光速c傳播，而A是遠(yuǎn)離光線運(yùn)動(dòng)，C是向著光線運(yùn)動(dòng)，在列車(chē)上的觀察者看來(lái)，光傳播到A的距離長(zhǎng)一些，傳播到C的距離短些，所以光線先傳播到C，即鐵塔C先被照亮，選項(xiàng)C正確?！敬鸢浮緾二、非選擇題1、如圖所示為地球繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的示意圖及北半球春分、夏至、秋分、冬至?xí)r地球所在的位置。(1)太陽(yáng)是否在軌道平面的中心？夏至、冬至?xí)r地球到太陽(yáng)的距離是否相同？(2)一年之內(nèi)秋冬兩季比春夏兩季為什么要少幾天？【【答案】】(1)太陽(yáng)不在軌道中心，而在軌跡的焦點(diǎn)上。夏至、冬至?xí)r地球到太陽(yáng)的距離不相同，夏至?xí)r地球離太陽(yáng)遠(yuǎn)些。(2)在冬天地球要經(jīng)過(guò)近日點(diǎn)，夏天經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)日點(diǎn)，由開(kāi)普勒第二定律可知，地球在冬天比在夏天運(yùn)動(dòng)得快一些，因此地球軌道上相當(dāng)于春、夏部分比秋、冬部分要長(zhǎng)些，從題圖看出春分到秋分的春、夏兩季地球與太陽(yáng)連線所掃過(guò)的面積比秋分到次年春分的秋、冬兩季地球與太陽(yáng)連線所掃過(guò)的面積大，即一年之內(nèi)秋冬兩季比春夏兩季要少幾天。2、已知地球、火星都繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，火星的公轉(zhuǎn)半徑是地球公轉(zhuǎn)半徑的倍，根據(jù)以上材料思考：(1)地球、火星遵循什么樣的動(dòng)力學(xué)規(guī)律？(2)如何比較火星與地球的線速度、角速度、周期以及向心加速度的大??？【答案】(1)地球、火星等行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)可看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力。(2)由Geq\f(m太m,r2)＝man＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝meq\f(4π2,T2)r表達(dá)式可知線速度、角速度、周期及向心加速度等各量都與軌道半徑有關(guān)系。3、如圖所示，在地面上M點(diǎn)固定一光源，在離光源等距的A、B兩點(diǎn)上固定有兩個(gè)光接收器，今使光源發(fā)出一閃光，問(wèn)：(1)在地面參考系中觀測(cè)，誰(shuí)先接收到光信號(hào)？(2)在沿AB方向高速運(yùn)動(dòng)的火車(chē)參考系中觀測(cè)，誰(shuí)先接收到光信