《2020年春人教版高一物理必修二第6章 万有引力与航天练习有答案.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2020年春人教版高一物理必修二第6章 万有引力与航天练习有答案.doc（12页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、2020春人教版物理必修二第6章 万有引力与航天练习有答案必修二第6章 万有引力与航天一、选择题1、我国自行研制的“北斗卫星导航系统”空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,可提供高精度的定位、导航和授时服务。静止轨道卫星工作在距地面高度约为5.6倍地球半径的地球同步轨道上。已知月球绕地球公转的周期约为27天,可知月球绕地球公转的轨道半径约为地球半径的()A.50倍B.60倍C.150倍D.180倍解析:设地球半径为R,因为静止轨道卫星和月球都是绕着地球运动,故根据开普勒第三定律r3T2=k可得(6.6R)312=r3272,解得r=3272(6.6R)31260R,故B正确。2、
2、(多选)关于行星的运动，下列说法中正确的是()A关于行星的运动早期有“地心说”与“日心说”之争，而“地心说”容易被人们所接受的原因之一是相对运动使得人们观察到太阳东升西落B所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，且在近地点速度小，在远地点速度大C由开普勒第三定律得k，式中k的值仅与中心天体的质量有关D开普勒三定律不适用于其他星系的行星运动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4、一名宇航员来
3、到一个星球上,如果该星球的质量是地球质量的一半,它的直径也是地球直径的一半,那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的( )A.倍B.倍 C.2倍D.4倍5、理论上已经证明:质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零.假设地球是一个半径为R、质量分布均匀的实心球体,O为球心,以O为原点建立坐标轴Ox,如图所示。一个质量一定的小物体(可视为质点,假设它能够在地球内部移动)在x轴上各位置受到的引力大小用F表示,则下列选项中的四个F随x的变化关系图正确的是( )6、假设地球可视为质量均匀分布的球体.已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0 ， 在赤道的大小为g，地球自转的周
4、期为T，引力常量为G.地球的密度为()A.B.C.D.7、科学家们推测,太阳系的某星球和地球在同一轨道平面上。从地球上看,它永远在太阳的背面,人类一直未能发现它,可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”。由以上信息我们可以推知( )A.该星球的公转周期等于地球公转周期B.该星球的公转半径可能大于地球公转半径C.该星球的公转半径可能小于地球公转半径D.该星球的质量一定等于地球的质量8、已知月球表面的自由落体加速度是地球表面的自由落体加速度的，在月球上和地球上以同样水平速度从同样的高度抛出质量相同的小球，比较两个小球落地点到抛出点的水平距离，在月球上的距离和地球上的距离之比，是下列给出的数据中的哪个
5、 ( )A B C6 D369、对于开普勒行星运动的公式k，以下理解正确的是()A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BT表示行星运动的自转周期，R表示行星的半径CT表示行星运动的公转周期，R表示行星运行椭圆轨道的半长轴D在太阳系中，k是一个与行星、太阳均无关的常量10、牛顿这位科学巨人对物理学的发展做出了突出贡献下列有关牛顿的表述中正确的是()A牛顿用扭秤装置测定了万有引力常量B牛顿通过斜面实验得出自由落体运动位移与时间的平方成正比C牛顿认为站在足够高的山顶上无论以多大的水平速度抛出物体，物体都会落回地面D牛顿的“月地检验”表明地面
6、物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与行星所受太阳的引力服从相同规律11、我国自主研发的北斗卫星导航系统中有数颗地球同步轨道卫星(其周期与地球自转周期相同),A是其中一颗。物体B静止于赤道上随地球自转。分别把A,B的角速度记为A,B,线速度记为vA,vB,加速度记为aA,aB,所受地球万有引力记为FA,FB,则( )A.AB B.vAaB D.FAFB12、在日常生活中，我们并没有发现物体的质量随物体运动速度的变化而变化，其原因是()A运动中的物体，其质量无法测量B物体的速度远小于光速，质量变化极小C物体的质量太大D物体质量并不随速度变化而变化二、非选择题1、开普勒行星运动定律告诉我们：所
7、有行星绕太阳运动的轨道都是_，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的_，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的_的二次方的比值都相等 2、在研究太阳对行星的引力时,其数学推导过程大致可按如下方框图进行。请观察该方框图的线索,按其说明和要求,把推导出的关系式填在空格上并回答后面问题。(设太阳的质量为M,行星的质量为m,行星绕太阳运行的周期为T,行星与太阳的间距为r)(1)由以上推导过程可得,质量为M 的太阳对质量为m 的行星的引力F 的关系式是 ,对关系式中F 来说,m是施力星体还是受力星体的质量? 。(2)如果用“施力星体”或“受力星体”来概括关系式中两星体间引力F 跟m的关系,可以得出什么猜
8、想? 。(3)行星对太阳也有引力,由以上猜想,该引力F跟太阳质量M 有何关系?为什么? 。(4)F 和F是一对作用力和反作用力,因此可以得出F大小跟太阳质量M、行星质量m的关系式是 。3、一物体在地球表面重16 N,地面上重力加速度为10 m/s2。它在以5 m/s2的加速度加速上升的火箭中的视重为9 N,则此火箭离地球表面的距离为地球半径的多少倍?2020春人教版物理必修二第6章 万有引力与航天练习有答案必修二第6章 万有引力与航天一、选择题1、我国自行研制的“北斗卫星导航系统”空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成,可提供高精度的定位、导航和授时服务。静止轨道卫星工作在距地面高
9、度约为5.6倍地球半径的地球同步轨道上。已知月球绕地球公转的周期约为27天,可知月球绕地球公转的轨道半径约为地球半径的()A.50倍B.60倍C.150倍D.180倍解析:设地球半径为R,因为静止轨道卫星和月球都是绕着地球运动,故根据开普勒第三定律r3T2=k可得(6.6R)312=r3272,解得r=3272(6.6R)31260R,故B正确。【答案】B2、(多选)关于行星的运动，下列说法中正确的是()A关于行星的运动早期有“地心说”与“日心说”之争，而“地心说”容易被人们所接受的原因之一是相对运动使得人们观察到太阳东升西落B所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，且在近地点速度小，在远地点速度
10、大C由开普勒第三定律得k，式中k的值仅与中心天体的质量有关D开普勒三定律不适用于其他星系的行星运动解析：关于行星的运动早期有“地心说”与“日心说”之争，而“地心说”容易被人们所接受的原因之一是相对运动使得人们观察到太阳东升西落，选项A正确；根据开普勒第二定律，所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，且在近地点速度大，在远地点速度小，选项B错误；由开普勒第三定律得k，式中k的值仅与中心天体的质量有关，选项C正确；开普勒三定律同样也适用于其他星系的行星运动，选项D正确答案：AC3、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
11、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,故选项B,D错误。【答案】C4、一名宇航员来到一个星球上,如果该星球的质量是地球质量的一半,它的直径也是地球直径的一半,那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的( )A.倍B.倍 C.2倍D.4倍【答案】C5、理论上已经证明
12、:质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零.假设地球是一个半径为R、质量分布均匀的实心球体,O为球心,以O为原点建立坐标轴Ox,如图所示。一个质量一定的小物体(可视为质点,假设它能够在地球内部移动)在x轴上各位置受到的引力大小用F表示,则下列选项中的四个F随x的变化关系图正确的是( )解析:由题意,物体在地球内部距离球心x的位置时,外面球壳对其引力为0,内部以x为半径的球体对物体的引力为F=GMmx2=G43x3mx2=43Gmx,Fx,图象为过原点的倾斜直线;当xR时,地球对物体的引力为F=GMmx2=G43R3mx2,F1x2,故A正确.【答案】A6、假设地球可视为质量均匀分布的球体.已
13、知地球表面重力加速度在两极的大小为g0 ， 在赤道的大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G.地球的密度为() A.B.C.D.【答案】B 【解析】【解答】在两极，引力等于重力，则有： ，由此可得地球质量 ， 在赤道处，引力与支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，则有： ，密度： ，解得： ；7、科学家们推测,太阳系的某星球和地球在同一轨道平面上。从地球上看,它永远在太阳的背面,人类一直未能发现它,可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”。由以上信息我们可以推知( )A.该星球的公转周期等于地球公转周期B.该星球的公转半径可能大于地球公转半径C.该星球的公转半径可能小于地球公转半径D.该星球
14、的质量一定等于地球的质量解析:根据万有引力提供向心力,GMmR2=m42RT2,已知太阳系的某星球和地球在同一轨道平面上,所以轨道半径和地球轨道半径相等,所以某星球的公转周期等于地球的公转周期,质量大小无法确定,故选A。【答案】A8、已知月球表面的自由落体加速度是地球表面的自由落体加速度的，在月球上和地球上以同样水平速度从同样的高度抛出质量相同的小球，比较两个小球落地点到抛出点的水平距离，在月球上的距离和地球上的距离之比，是下列给出的数据中的哪个 ( )A B C6 D36【答案】B9、对于开普勒行星运动的公式k，以下理解正确的是()A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
15、运转轨道的半长轴为R月，周期为T月，则BT表示行星运动的自转周期，R表示行星的半径CT表示行星运动的公转周期，R表示行星运行椭圆轨道的半长轴D在太阳系中，k是一个与行星、太阳均无关的常量解析：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，中心体发生改变，则，故A错误；T表示行星运动的公转周期，R表示行星运行椭圆轨道的半长轴，故B错误，C正确；在太阳系中，k是一个与行星无关，与太阳有关的常量，故D错误，故选C.答案：C10、牛顿这位科学巨人对物理学的发展做出了突出贡献下列有关牛顿的表述中正确的是()A牛顿用扭秤装置测定了万有引力常量B牛顿通过斜面实
16、验得出自由落体运动位移与时间的平方成正比C牛顿认为站在足够高的山顶上无论以多大的水平速度抛出物体，物体都会落回地面D牛顿的“月地检验”表明地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与行星所受太阳的引力服从相同规律解析：卡文迪许用扭秤装置测定了万有引力常量，A选项错误：伽利略通过斜面实验得出自由落体运动位移与时间的平方成正比，B选项错误；如果抛出速度足够大，物体不会落回地面，将绕地球运动，成为人造地球卫星，C选项错误；牛顿的“月地检验”表明地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与行星所受太阳的引力服从相同规律，D选项正确答案：D11、我国自主研发的北斗卫星导航系统中有数颗地球同步轨道卫星
17、(其周期与地球自转周期相同),A是其中一颗。物体B静止于赤道上随地球自转。分别把A,B的角速度记为A,B,线速度记为vA,vB,加速度记为aA,aB,所受地球万有引力记为FA,FB,则( )A.AB B.vAaB D.FAFB解析:由题意知,A,B的角速度A=B,做圆周运动的半径rArB,则由v=r,an=2r得,vAvB,aAaB,A,B的质量关系不确定,不能得出FA与FB的大小关系。【答案】C12、在日常生活中，我们并没有发现物体的质量随物体运动速度的变化而变化，其原因是()A运动中的物体，其质量无法测量B物体的速度远小于光速，质量变化极小C物体的质量太大D物体质量并不随速度变化而变化【答
18、案】B【解析】根据狭义相对论m可知，在宏观物体的运动中，vc，所以m变化不大，而不是因为质量太大或无法测量二、非选择题1、开普勒行星运动定律告诉我们：所有行星绕太阳运动的轨道都是_，行星与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的_，所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的_的二次方的比值都相等 【答案】 椭圆；面积；公转周期 【解析】【解答】解：根据开普勒第一定律可得，所有行星都绕太阳做椭圆运动，且太阳处在所有椭圆的一个焦点上根据开普勒第二定律叫面积定律，它是针对同一个行星而言，在相等的时间内扫过的面积相等，不是针对不同行星而言；根据开普勒第三定律可得，所以行星轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值
19、都相等 故答案为：椭圆，面积，公转周期2、在研究太阳对行星的引力时,其数学推导过程大致可按如下方框图进行。请观察该方框图的线索,按其说明和要求,把推导出的关系式填在空格上并回答后面问题。(设太阳的质量为M,行星的质量为m,行星绕太阳运行的周期为T,行星与太阳的间距为r)(1)由以上推导过程可得,质量为M 的太阳对质量为m 的行星的引力F 的关系式是 ,对关系式中F 来说,m是施力星体还是受力星体的质量? 。(2)如果用“施力星体”或“受力星体”来概括关系式中两星体间引力F 跟m的关系,可以得出什么猜想? 。(3)行星对太阳也有引力,由以上猜想,该引力F跟太阳质量M 有何关系?为什么? 。(4)
20、F 和F是一对作用力和反作用力,因此可以得出F大小跟太阳质量M、行星质量m的关系式是 。答案:F=42mrT2F=42kmr2Fmr2因为左式中42 k是常量(1)Fmr2受力星体的质量(2)星体对星体的引力跟受力星体的质量成正比(3)F跟 M 成正比,因为太阳是 F的受力星体, FMr2(4)FMmr23、一物体在地球表面重16 N,地面上重力加速度为10 m/s2。它在以5 m/s2的加速度加速上升的火箭中的视重为9 N,则此火箭离地球表面的距离为地球半径的多少倍?解析:设此时火箭上升到离地球表面高度为h处,火箭上物体的视重等于物体受到的支持力FN,物体受到的重力为mg,g是h高处的重力加速度,由牛顿第二定律得FN-mg=ma, 其中m=Gg,代入式得mg=FN-Gga=(9-16105) N=1 N。在距离地面为h处,物体的重力为1 N,物体的重力等于万有引力,在地球表面处mg=GMmR地2, 在距地面h高处,mg=GMm(R地+h)2,由可得,gg=(R地+h)2R地2,所以R地+h=ggR地=161R地=4R地。所以h=3R地。【答案】3倍