人民教育出版必修二63《萬有引力定律》同步試題目8

1、2010年高考物理試卷精編（必修二）第一部分曲線運(yùn)動(dòng) 萬有引力1、（全國(guó)卷）18一水平拋出的小球落到一傾角為的斜面上時(shí)，其速度方向與斜面垂直，運(yùn)動(dòng)軌跡如右圖中虛線所示。小球在豎直方向下落的距離與在水平方向通過的距離之比為ABCD【答案】D【解析】如圖平拋的末速度與豎直方向的夾角等于斜面傾角，有：。則下落高度與水平射程之比為，D正確。2、（全國(guó)卷）25如右圖，質(zhì)量分別為m和M的兩個(gè)星球A和B在引力作用下都繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，星球A和B兩者中心之間的距離為L(zhǎng)。已知A、B的中心和O三點(diǎn)始終共線，A和B分別在O的兩側(cè)。引力常數(shù)為G。 （1）求兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期： （2）在地月系統(tǒng)中，若忽略其他星

2、球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運(yùn)行的周期為T1。但在近似處理問題時(shí)，常常認(rèn)為月球是繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)的，這樣算得的運(yùn)行周期記為T2。已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.98×1024kg和7.35×1022kg。求T2與T1兩者平方之比。（結(jié)果保留3位小數(shù)）【答案】 1.01【解析】 A和B繞O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們之間的萬有引力提供向心力，則A和B的向心力相等。且A和B和O始終共線，說明A和B有相同的角速度和周期。則有：，解得，對(duì)A根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律得化簡(jiǎn)得 將地月看成雙星，由得將月球看作繞地心做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律得

3、化簡(jiǎn)得 所以兩種周期的平方比值為3、（全國(guó)卷）21已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍。若某行星的平均密度為地球平均密度的一半，它的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的2.5倍，則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為A6小時(shí) B. 12小時(shí) C. 24小時(shí) D. 36小時(shí)【答案】B【解析】地球的同步衛(wèi)星的周期為T1=24小時(shí)，軌道半徑為r1=7R1，密度1。某行星的同步衛(wèi)星周期為T2，軌道半徑為r2=3.5R2，密度2。根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律分別有 兩式化簡(jiǎn)得T2=T1/2=12小時(shí)，選項(xiàng)B正確。4、（新課標(biāo)卷）20太陽(yáng)系中的8大行星的軌道均可以近似看成圓軌道。下列4幅圖是用來描述這些行星運(yùn)動(dòng)所

4、遵從的某一規(guī)律的圖像。圖中坐標(biāo)系的橫軸是,縱軸是;這里T和R分別是行星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑，和分別是水星繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期和相應(yīng)的圓軌道半徑。下列4幅圖中正確的是【答案】B【解析】根據(jù)開普勒周期定律：，兩式相除后取對(duì)數(shù)，得：，整理得：，選項(xiàng)B正確。5、（北京卷）21如圖，跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過一段加速滑行后從O點(diǎn)水平飛出，經(jīng)過3.0 s落到斜坡上的A點(diǎn)。已知O點(diǎn)是斜坡的起點(diǎn)，斜坡與水平面的夾角37°，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量m50 kg。不計(jì)空氣阻力。（取sin37°0.60，cos37°0.80;g取10 m/s2）求（1）A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離L;（2）運(yùn)動(dòng)員離開O點(diǎn)時(shí)

5、的速度大小; （3）運(yùn)動(dòng)員落到A點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能。【答案】（1）75m （2）20m/s （3）32500J【解析】（1）運(yùn)動(dòng)員在豎直方向做自由落體運(yùn)動(dòng)，有 A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離 （2）設(shè)運(yùn)動(dòng)員離開O點(diǎn)的速度為v0，運(yùn)動(dòng)員在水平方向做勻速直線運(yùn)動(dòng)， 即 解得：6、（上海物理）12降落傘在勻速下落過程中遇到水平方向吹來的風(fēng)，若風(fēng)速越大，則降落傘（）（A）下落的時(shí)間越短（B）下落的時(shí)間越長(zhǎng)（C）落地時(shí)速度越?。―）落地時(shí)速度越大【答案】D【解析】根據(jù)，下落的時(shí)間不變；根據(jù)，若風(fēng)速越大，越大，則降落傘落地時(shí)速度越大；選項(xiàng)D正確。7、（上海物理）15月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為a，設(shè)月球表面的重力

6、加速度大小為g1，在月球繞地球運(yùn)行的軌道處由地球引力產(chǎn)生的重力加速度為g2。則（）（A）g1a（B）g2a（C）g1g2a（D）g2g1a【答案】B【解析】根據(jù)月球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由地球引力提供，選項(xiàng)B正確。8、（上海物理）24如圖，三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c質(zhì)量分別為m1、m2、M（Mm1，Mm2），在c的萬有引力作用下，a、b在同一平面內(nèi)繞c沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑之比為ra:rb1:4，則它們的周期之比Ta:Tb_，從圖示位置開始，在b轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中，a、b、c共線有_次?！敬鸢浮?8【解析】根據(jù)，得,所以，在b運(yùn)動(dòng)一周的過程中，a運(yùn)動(dòng)8周，所以a、b、c共線了8次。9

7、（安徽卷）17為了對(duì)火星及其周圍的空間環(huán)境進(jìn)行探測(cè)，我國(guó)預(yù)計(jì)于2011年10月發(fā)射第一顆火星探測(cè)器“螢火一號(hào)”。假設(shè)探測(cè)器在離火星表面高度分別為h1和h2的圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期分別為T1和T2?；鹦强梢暈橘|(zhì)量分布均勻的球體，且忽略火星的自轉(zhuǎn)影響，萬有引力常量為G。僅利用以上數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出A火星的密度和火星表面的重力加速度B火星的質(zhì)量和火星對(duì)“螢火一號(hào)”的引力C火星的半徑和“螢火一號(hào)”的質(zhì)量D火星表面的重力加速度和火星對(duì)“螢火一號(hào)”的引力【答案】A【解析】由于萬有引力提供探測(cè)器做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則有；，可求得火星的質(zhì)量和火星的半徑，根據(jù)密度公式得：。在火星表面的物體有，可得火星表面的重力加速

8、度，故選項(xiàng)A正確。10、（安徽卷）17為了對(duì)火星及其周圍的空間環(huán)境進(jìn)行探測(cè)，我國(guó)預(yù)計(jì)于2011年10月發(fā)射第一顆火星探測(cè)器“螢火一號(hào)”。假設(shè)探測(cè)器在離火星表面高度分別為h1和h2的圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期分別為T1和T2。火星可視為質(zhì)量分布均勻的球體，且忽略火星的自轉(zhuǎn)影響，萬有引力常量為G。僅利用以上數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出A火星的密度和火星表面的重力加速度B火星的質(zhì)量和火星對(duì)“螢火一號(hào)”的引力C火星的半徑和“螢火一號(hào)”的質(zhì)量D火星表面的重力加速度和火星對(duì)“螢火一號(hào)”的引力【答案】A【解析】由于萬有引力提供探測(cè)器做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則有；，可求得火星的質(zhì)量和火星的半徑，根據(jù)密度公式得：。在火星表面的物體有

9、，可得火星表面的重力加速度，故選項(xiàng)A正確。11、（江蘇卷）62009年5月，航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道，B為軌道上的一點(diǎn)，如圖所示，關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的有（A）在軌道上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度（B）在軌道上經(jīng)過A的動(dòng)能小于在軌道上經(jīng)過A 的動(dòng)能（C）在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期（D）在軌道上經(jīng)過A的加速度小于在軌道上經(jīng)過A的加速度【答案】ABC【解析】根據(jù)開普勒定律，近地點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度，A正確。由I軌道變到II軌道要減速，所以B正確。根據(jù)開普勒定律，所以。C正確。根據(jù)得：,又，所以，D錯(cuò)誤12、（海南卷）1

10、0火星直徑約為地球的一半，質(zhì)量約為地球的十分之一，它繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道半徑約為地球公轉(zhuǎn)半徑的1.5倍。根據(jù)以上數(shù)據(jù)，以下說法正確的是A火星表面重力加速度的數(shù)值比地球表面小B火星公轉(zhuǎn)的周期比地球的長(zhǎng)C火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大D火星公轉(zhuǎn)的向心加速度比地球的大 【答案】AB 【解析】由得，計(jì)算得火星表面的重力加速度約為地球表面的，A正確；由得，公轉(zhuǎn)軌道半徑大的周期長(zhǎng)，B對(duì)；周期長(zhǎng)的線速度小，(或由判斷軌道半徑大的線速度小)，C錯(cuò)；公轉(zhuǎn)向心加速度，D錯(cuò)13、（重慶卷）16月球與地球質(zhì)量之比約為1：80，有研究者認(rèn)為月球和地球可視為一個(gè)由兩質(zhì)點(diǎn)構(gòu)成 的雙星系統(tǒng)，它們都圍繞月地連線上某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。

11、據(jù)此觀點(diǎn)，可知月球與地球繞O點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的線速度大小之比約為A 1：6400 B 1：80 C 80：1 D 6400：1【答案】C 【解析】月球和地球構(gòu)成的雙星系統(tǒng)繞某點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，彼此間的萬有引力提供向心力。由得，正確答案是C14、（四川卷）17 a是地球赤道上一棟建筑，b是在赤道平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)、距地面9.6m的衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，某一時(shí)刻b、c剛好位于a的正上方（如圖甲所示），經(jīng)48h，a、b、c的大致位置是圖乙中的（取地球半徑R=6.4m，地球表面重力加速度g=10m/，=）【答案】B【解析】b、c都是地球衛(wèi)星，共同遵循地球?qū)λ鼈兊娜f有引力提供向心力，c是地球同步衛(wèi)星，c在a的正上方，對(duì)b有，聯(lián)立可得：，經(jīng)48h，b轉(zhuǎn)過的圈數(shù)，選項(xiàng)B正確。15、（天津卷）6探測(cè)器繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，變軌后在周期較小的軌道上仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則變軌后與變軌前相比A軌道半徑變小 B向心加速度變小C線速度變小 D角速度變小【答案】A【解析】由于，所以，T變小，r變小，A正確。又，r變小，an增大，B錯(cuò)誤。由，r變小，v增大，C錯(cuò)誤。由，r變小，增大，D錯(cuò)誤16、（福建卷）14火星探測(cè)項(xiàng)目是我