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

第七章 万有引力与宇宙航行 同步训练题（含答案）20232024学年物理人教版（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1、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”3、二十四节气中的春分与秋分均为太阳直射赤道，春分为太阳从南回归线回到赤道，秋分则为太阳从北回归线回到赤道。2020年3月20日为春分，9月22日为秋分，可以推算从春分到秋分为186天，而从秋分到春分为180天。设以上两个时间段内地球公转的轨迹长度相等，如图所示，关于上述自然现象，下列说法正确的是（   ）A从春分到秋分地球离太阳远 B从秋分到春分地球离太阳远C夏天地球离太阳近 D冬天地球离太阳远4、（双选）某同学阅读了“火星的现在、地球的未来”一文，摘录了以下资料：根据目前被科学界普遍接受的宇宙大爆炸学说可知，引力常量在极其缓慢地减小；火星位于地球绕太阳轨道的外侧；由于火星与地球的自转周期几乎相同，自转轴与公转轨道平面的倾角也几乎相同，所以火星上也有四季变化。根据该同学摘录的资料和有关天体运动规律，可推断()A太阳对地球的引力在缓慢减小B太阳对地球的引力在缓慢增加C火星上平均每个季节持续的时间等于3个月D火星上平均每个季节持续的时间大于3个月5、（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71，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C.线速度大小约为卡戎的 D.角速度大小约为卡戎的7倍6、如图所示，O表示地球，P表示一个绕地球沿椭圆轨道做逆时针方向运动的人造卫星，AB为长轴，CD为短轴在卫星绕地球运动一周的时间内，从A到B的时间为tAB，同理从B到A、从C到D、从D到C的时间分别为tBA、tCD、tDC下列关系式正确的是（ ）AtAB> tBA BtAB < tBA CtCD > tDC DtCD < tDC7、如图所示，三个质点质量分别为，在c的万有引力作用下，在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比为。从图示位置开始（a和b之间有一很小的锐角），在b运动两周的过程中，三点共线了（）A14次 B24次 C28次 D32次8、如图所示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，大小分别为m1、m2，半径分别为r1、r2。则两球的万有引力大小为()AG BG CG DG9、当人造地球卫星已进入预定轨道后，下列说法中正确的是()A卫星及卫星内的任何物体均不受重力作用B卫星及卫星内的任何物体仍受重力作用，并可用弹簧测力计直接称出物体所受重力的大小C如果卫星自然破裂成质量不相等的两块，则这两块仍按原来的轨道和周期运行D如果在卫星内将一个物体自由释放，则卫星内观察者将可以看到物体做自由落体运动10、对公式（R表示椭圆轨道的半长轴）的理解下列说法正确的是（）AT表示行星运动的自转周期B行星轨道半长轴越大，运动周期越大C离太阳越近的行星运动周期越大D若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的长半轴为R月，周期为T月，则：11、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，天王星和地球的公转周期分别为和，则天王星与太阳的距离为（）A B C D12、21世纪某年10月19日，“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间实验室在太空成功实现交会对接若对接前的某段时间内“神舟十一号”和“天宫二号”处在同一圆形轨道上顺时针运行，如图所示，“神舟十一号”要想追上“天宫二号”，并能一起沿原来的圆形轨道继续顺时针运动，下列方法中可行的是()A沿运动方向喷气B沿运动方向相反的方向喷气C先沿运动方向喷气，再沿与运动方向相反的方向喷气D先沿与运动方向相反的方向喷气，再沿运动方向喷气13、某宇宙飞船进入一个围绕太阳运行的近似圆形轨道，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运动的周期为(地球绕太阳运动周期是1年)()A.3年 B.9年 C.27年 D.54年14、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15、宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的某固定点O点做匀速圆周运动，如图所示。现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知万有引力常量为G。若AO>OB，则（）A星球A的角速度一定大于星球B的角速度B星球A所受向心力大于星球B所受向心力C双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期增大D两星球的总质量等于16、天文爱好者小郭在10月29日通过卫星过境的GoSatWatch获得天和空间站过境运行轨迹（如图甲），通过微信小程序“简单夜空”，点击“中国空间站过境查询”，获得中国天和空间站过境连续两次最佳观察时间信息（如图乙，11月2日开始时间17:50:08和11月3日开始时间18:28:40），这两次连续过境中空间站绕地球共转过16圈，但因白天天空太亮或夜晚空间站处在地球阴影中而造成观察时机不佳。地球自转周期为24h，不考虑空间站轨道修正，由以上信息可得同步卫星的轨道半径是天和空间站的轨道半径的（）A3.6倍B6.3倍C9.6倍D12倍二、填空题。 17、质量为80kg的宇航员，他在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上绕地球运行时，所受地球吸引力是_N，这时他对卫星中的座椅的压力为_N。（g取10m/s2）18、当物体的速度v09c（c为光速）时，物体的质量增大到原质量的_倍。 三、计算题。 19、有人发现了一个小行星，测得它到太阳的平均距离是地球到太阳的平均距离的八倍。问这个小行星绕太阳公转周期将是地球公转周期的几倍?20、据每日邮报2014年4月18日报道，美国国家航空航天局目前宣布首次在太阳系外发现“类地”行星。假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球（引力视为恒力），经时间t落到地面。已知该行星半径为R，自转周期为T，万有引力常量为G，求：(1)该行星的平均密度；(2)如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面的高度h为多少。21、“神舟”六号载人飞船在空中环绕地球做匀速圆周运动，某次经过赤道的正上空P点时，对应的经线为西经157.5°，飞船绕地球转一圈后，又经过赤道的正上空P点，此时对应的经线为180°.已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T0。 (1)求载人飞船的运动周期；(2)求飞船运行的圆周轨道离地面高度h的表达式。(用T0、g和R表示)第七章 万有引力与宇宙航行 同步训练题（含答案）20232024学年物理人教版（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】C 2、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】B 3、二十四节气中的春分与秋分均为太阳直射赤道，春分为太阳从南回归线回到赤道，秋分则为太阳从北回归线回到赤道。2020年3月20日为春分，9月22日为秋分，可以推算从春分到秋分为186天，而从秋分到春分为180天。设以上两个时间段内地球公转的轨迹长度相等，如图所示，关于上述自然现象，下列说法正确的是（   ）A从春分到秋分地球离太阳远 B从秋分到春分地球离太阳远C夏天地球离太阳近 D冬天地球离太阳远【答案】A 4、（双选）某同学阅读了“火星的现在、地球的未来”一文，摘录了以下资料：根据目前被科学界普遍接受的宇宙大爆炸学说可知，引力常量在极其缓慢地减小；火星位于地球绕太阳轨道的外侧；由于火星与地球的自转周期几乎相同，自转轴与公转轨道平面的倾角也几乎相同，所以火星上也有四季变化。根据该同学摘录的资料和有关天体运动规律，可推断()A太阳对地球的引力在缓慢减小B太阳对地球的引力在缓慢增加C火星上平均每个季节持续的时间等于3个月D火星上平均每个季节持续的时间大于3个月【答案】AD 5、（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71，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C.线速度大小约为卡戎的 D.角速度大小约为卡戎的7倍【答案】BC 6、如图所示，O表示地球，P表示一个绕地球沿椭圆轨道做逆时针方向运动的人造卫星，AB为长轴，CD为短轴在卫星绕地球运动一周的时间内，从A到B的时间为tAB，同理从B到A、从C到D、从D到C的时间分别为tBA、tCD、tDC下列关系式正确的是（ ）AtAB> tBA BtAB < tBA CtCD > tDC DtCD < tDC【答案】D 7、如图所示，三个质点质量分别为，在c的万有引力作用下，在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比为。从图示位置开始（a和b之间有一很小的锐角），在b运动两周的过程中，三点共线了（）A14次 B24次 C28次 D32次【答案】C 8、如图所示，两球间的距离为r，两球的质量分布均匀，大小分别为m1、m2，半径分别为r1、r2。则两球的万有引力大小为()AG BG CG DG【答案】D9、当人造地球卫星已进入预定轨道后，下列说法中正确的是()A卫星及卫星内的任何物体均不受重力作用B卫星及卫星内的任何物体仍受重力作用，并可用弹簧测力计直接称出物体所受重力的大小C如果卫星自然破裂成质量不相等的两块，则这两块仍按原来的轨道和周期运行D如果在卫星内将一个物体自由释放，则卫星内观察者将可以看到物体做自由落体运动【答案】C10、对公式（R表示椭圆轨道的半长轴）的理解下列说法正确的是（）AT表示行星运动的自转周期B行星轨道半长轴越大，运动周期越大C离太阳越近的行星运动周期越大D若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的长半轴为R月，周期为T月，则：【答案】B 11、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，天王星和地球的公转周期分别为和，则天王星与太阳的距离为（）A B C D【答案】A 12、21世纪某年10月19日，“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间实验室在太空成功实现交会对接若对接前的某段时间内“神舟十一号”和“天宫二号”处在同一圆形轨道上顺时针运行，如图所示，“神舟十一号”要想追上“天宫二号”，并能一起沿原来的圆形轨道继续顺时针运动，下列方法中可行的是()A沿运动方向喷气B沿运动方向相反的方向喷气C先沿运动方向喷气，再沿与运动方向相反的方向喷气D先沿与运动方向相反的方向喷气，再沿运动方向喷气【答案】C 13、某宇宙飞船进入一个围绕太阳运行的近似圆形轨道，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运动的周期为(地球绕太阳运动周期是1年)()A.3年 B.9年 C.27年 D.54年【答案】C 14、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】C 15、宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的某固定点O点做匀速圆周运动，如图所示。现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知万有引力常量为G。若AO>OB，则（）A星球A的角速度一定大于星球B的角速度B星球A所受向心力大于星球B所受向心力C双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期增大D两星球的总质量等于【答案】D 16、天文爱好者小郭在10月29日通过卫星过境的GoSatWatch获得天和空间站过境运行轨迹（如图甲），通过微信小程序“简单夜空”，点击“中国空间站过境查询”，获得中国天和空间站过境连续两次最佳观察时间信息（如图乙，11月2日开始时间17:50:08和11月3日开始时间18:28:40），这两次连续过境中空间站绕地球共转过16圈，但因白天天空太亮或夜晚空间站处在地球阴影中而造成观察时机不佳。地球自转周期为24h，不考虑空间站轨道修正，由以上信息可得同步卫星的轨道半径是天和空间站的轨道半径的（）A3.6倍B6.3倍C9.6倍D12倍【答案】B 二、填空题。 17、质量为80kg的宇航员，他在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上绕地球运行时，所受地球吸引力是_N，这时他对卫星中的座椅的压力为_N。（g取10m/s2）【答案】200 0 18、当物体的速度v09c（c为光速）时，物体的质量增大到原质量的_倍。 【答案】229 三、计算题。 19、有人发现了一个小行星，测得它到太阳的平均距离是地球到太阳的平均距离的八倍。问这个小行星绕太阳公转周期将是地球公转周期的几倍?【答案】22.6 20、据每日邮报2014年4月18日报道，美国国家航空航天局目前宣布首次在太阳系外发现“类地”行星。假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，在该行星“北极”距地面h处由静止释放一个小球（引力视为恒力），经时间t落到地面。已知该行星半径为R，自转周期为T，万有引力常量为G，求：(1)该行星的平均密度；(2)如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面的高度h为多少。【答案】(1)； (2) 21、“神舟”六号载人飞船在空中环绕地球做匀速圆周运动，某次经过赤道的正上空P点时，对应的经线为西经157.5°，飞船绕地球转一圈后，又经过赤道的正上空P点，此时对应的经线为180°.已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T0。 (1)求载人飞船的运动周期；(2)求飞船运行的圆周轨道离地面高度h的表达式。(用T0、g和R表示)【答案】(1)T0 (2)hR 【解析】(1)飞船转一周，地球转动180°157.5°知飞船运动周期为TT0T0 (2)用r表示飞船圆轨道半径，M表示地球质量，m表示飞船质量，T表示飞船运行的周期，由万有引力定律提供向心力得：Gmr，其中rRh对地球表面上质量为m0的物体，有m0gG联立解得轨道高度hR 学科网（北京）股份有限公司