人教版（2019）高一物理新教材必修第二册第7章 万有引力与宇宙航行同步练及答案.doc

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1、2020春人教物理新教材必修第二册第7章 万有引力与宇宙航行同步练及答案新教材必修第二册第7章 万有引力与宇宙航行一、选择题1、把行星的运动近似看做匀速圆周运动以后,开普勒第三定律可写为k=r3T2,m为行星质量,则可推得( )A.行星所受太阳的引力为F=kv2rB.行星所受太阳的引力都相同C.行星所受太阳的引力为F=k42mr2D.质量越大的行星所受太阳的引力一定越大解析:行星所受太阳的引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力,由公式F=mv2r,又v=2rT,结合k=r3T2,可得F=k42mr2,故选项C正确,A错误;不同行星所受的太阳的引力由太阳、行星的质量和行星与太阳间的距离决定,故

2、选项B,D错误。【参考答案】C2、（双选）关于开普勒行星运动的公式 =k，以下理解正确的是（） A.k是一个与中心天体有关的量B.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半长轴为R月 ， 周期为T月 ， 则 = C.T表示行星运动的自转周期D.T表示行星运动的公转周期【答案】AD 【解析】【解答】解：A、 =k，其中k与中心天体质量有关，故A正确； B、 =k，其中k与中心天体质量有关，不同的中心天体，k值不同，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半长轴为R月 ， 周期为T月 ， 则 ，故B错误；C、 =k，其中T表示行星运动

3、的公转周期，故C错误，D正确；故选：AD【分析】开普勒三定律都是由太阳系推导出来的，但是可以适用于所有的天体，在轨道可以是椭圆，也可以是圆=k，其中k与中心天体有关，T表示行星运动的公转周期3、把行星的运动近似看做匀速圆周运动以后,开普勒第三定律可写为k=r3T2,m为行星质量,则可推得( )A.行星所受太阳的引力为F=kv2rB.行星所受太阳的引力都相同C.行星所受太阳的引力为F=k42mr2D.质量越大的行星所受太阳的引力一定越大解析:行星所受太阳的引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力,由公式F=mv2r,又v=2rT,结合k=r3T2,可得F=k42mr2,故选项C正确,A错误;不同

4、行星所受的太阳的引力由太阳、行星的质量和行星与太阳间的距离决定,故选项B,D错误。【参考答案】C4、随着太空技术的飞速发展,地球上的人们登陆其他星球成为可能。假设未来的某一天,宇航员登上某一星球后,测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,而该星球的平均密度与地球的差不多,则该星球质量大约是地球质量的(D)A.0.5倍B.2倍C.4倍D.8倍5、2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用h表示探测器与地球表面的距离,F表示它所受的地球引力,能够描述F随h变化关系的图象是( )解析:根据万有引力定律可得F=GMm(R+h)2,探测器与地球

5、表面的距离h越大,它所受的地球引力F越小,故D正确。【参考答案】D6、设地球的自转角速度为0,地球半径为R,地球表面重力加速度为g。某人造卫星在赤道上空做匀速圆周运动,轨道半径为r,且r5R(已知同步卫星距地心的距离约为7R)。飞行方向与地球的自转方向相同。在某时刻,该人造卫星通过赤道上某建筑物的正上方,则到它下一次通过该建筑物正上方所需时间为( )A.2gR2r3-0B.GMmr2C.GMr3 D.gR2r3解析:根据GMmr2=mr2得=GMr3,同步卫星距地心的距离大约为7R,而人造地球卫星r5R,所以人造地球卫星的角速度大于地球自转的角速度。设人造地球卫星下一次通过该建筑物正上方所需时

6、间为t,则t-0t=2,=GMr3=gR2r3,所以t=2-0=2gR2r3-0,A正确。【参考答案】A7、若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T和R，月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比M日/M地为（ ）A B C D【参考答案】 A 8、.2003年10月15日，“神舟”五号飞船将宇航员送入太空，中国成为继俄罗斯、美国之后第三个掌握载人航天技术的国家.设宇航员测出自己绕地球球心做匀速圆周运动的周期为T、离地面的高度为H、地球半径为R，则根据T、H、R和万有引力常量G，宇航员不能计算出下面哪一项（ ）A.地球的质量 B.地球的平均密度C.飞船所需向心力

7、D.飞船的线速度大小【参考答案】C9、如图所示,设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动,金星自身的半径是火星的n倍,质量为火星的k倍,不考虑行星自转的影响,则()A.金星表面的重力加速度是火星的kn倍B.金星的“第一宇宙速度”是火星的kn倍C.金星绕太阳运动的加速度比火星小D.金星绕太阳运动的周期比火星大解析:由GMmR2=mg得,星球表面的重力加速度g=GMR2,金星表面的重力加速度是火星的kn2倍,A错误;由GMmR2=mv2R得,“第一宇宙速度”v=GMR,故金星的“第一宇宙速度”是火星的kn倍,B正确;由GMmr2=m(2T)2r=man,行星绕太阳运行的加速度an=GMr2,运行的周期T=

8、 42r3GM,而金星绕太阳运动的轨道半径比火星小,故金星绕太阳运动的加速度比火星大,周期比火星小,C,D错误。【参考答案】B10、如图,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )A.甲的向心加速度比乙的小B.甲的运行周期比乙的小C.甲的角速度比乙的大D.甲的线速度比乙的大【答案】A11、经典力学的局限性体现在其理论只适用于()A微观、低速、弱引力领域B微观、高速、强引力领域C微观、高速、弱引力领域D宏观、低速、弱引力领域【答案】D【解析】经典力学在微观，高速情况下不再适用，经典力学的适用条件为宏观世界、低速运动、弱引力领域；故D正确二、填空

9、、实验题我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星 ”的实验活动，假设王跃登陆火星后，测得火星的半径是地球半径的 ，质量是地球质量的 ，已知地球表面的重力加速度是 ，地球的半径为 ，忽略两星球大气阻力及自转的影响，则火星的密度为_，火星表面的重力加速度是_。 【答案】；g 【解析】【解答】由 =mg，得到：g= ，已知火星半径是地球半径的 ，质量是地球质量的 ，则火星表面的重力加速度是地球表重力加速度的 ，即为 g；设火星质量为M，由万有引力等于重力可得：G =mg，解得：M= ，密度为： ；【分析】 此题应注意总结， 在处理问题时候可直接使用，避免大量计算。二、计算题类1、如图所示,火箭内

10、平台上放有测试仪器,火箭从地面启动后,以的加速度竖直向上匀加速运动,升到某一高度时,测试仪器对平台的压力为启动前压力的。已知地球半径为R,求火箭此时离地面的高度。(g为地面附近的重力加速度)【参考解析】火箭上升过程中,物体受竖直向下的重力和向上的支持力,设高度为h时,重力加速度为g。由牛顿第二定律得mg-mg=m,得g=g。由万有引力定律知G=mg,G=mg。由联立得h=。答案:2、.已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响（1）推导第一宇宙速度v1的表达式；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T【参考答案】 （1）解：设卫星的质量为m，地球的质量为M，在地球表面附近满足 得 GM=R2g 卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力 式代入式，得到 故第一宇宙速度v1的表达式为 （2）解：卫星受到的万有引力为 由牛顿第二定律 、联立解得 故卫星的运行周期T为 【解析】【分析】（1）第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，重力等于万有引力，引力等于向心力，列式求解；（2）根据万有引力提供向心力即可求解