新物理必修2總復(fù)習(xí)輔導(dǎo)講義系列專題二_萬有引力定律（專題測試）

1、金太陽新課標(biāo)資源網(wǎng) HYPERLINK 第 PAGE 8 頁 共 NUMPAGES 8 頁 金太陽新課標(biāo)資源網(wǎng) HYPERLINK 專題測試萬有引力定律專題測試卷（時間：90分鐘，滿分：120分）班級 姓名 學(xué)號 得分 一、選擇題（本題共12小題。每小題4分，共48分。在每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項正確，有的有多個選項正確，全選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯或不答的得0分。）1.牛頓以天體之間普遍存在著引力為依據(jù)，運用嚴(yán)密的邏輯推理，建立了萬有引力定律。在創(chuàng)建萬有引力定律的過程中，牛頓 （ ）A接受了胡克等科學(xué)家關(guān)于“吸引力與兩中心距離的平方成反比”的猜想B根據(jù)地球上一切物

2、體都以相同加速度下落的事實，得出物體受地球的引力與其質(zhì)量成正比，即Fm的結(jié)論C根據(jù)Fm和牛頓第三定律，分析了地月間的引力關(guān)系，進(jìn)而得出Fm1m2AEOFB圖1D根據(jù)大量實驗數(shù)據(jù)得出了比例系數(shù)G的大小2.某行星繞太陽運行的橢圓軌道如圖1所示，E和F 是橢圓軌道的兩個焦點，行星在A點的速度比在B點的速度大，則太陽位于（ ） A.F B.A C.B D.E3.發(fā)射人造衛(wèi)星是將衛(wèi)星以一定的速度送入預(yù)定軌道。發(fā)射場一般選擇在盡可能靠近赤道的地方，如圖2所示，這樣選址的優(yōu)點是在赤道附近 （ ）A地球的引力較大 B地球自轉(zhuǎn)線速度較大C重力加速度較大 D地球自轉(zhuǎn)角速度較大4. 已知地球質(zhì)量大約是月球質(zhì)量的8l

3、倍，地球半徑大約是月球半徑的4倍不考慮地球、月球自轉(zhuǎn)的影響，由以上數(shù)據(jù)可推算出 （ ） A.地球的平均密度與月球的平均密度之比約為9:8B.地球表面重力加速度與月球表面重力加速度之比約為9:4C.靠近地球表面運行的航天器的周期與靠近月球表面運行的航天器的周期之比約為8:9D.靠近地球表面運行的航天器的速度與靠近月球表面運行的航天器的速度之比約為81:45如圖所示，地球赤道上的山丘e，近地資源衛(wèi)星p和同步通信衛(wèi)星q均在赤道平面上繞地心做勻速圓周運動。設(shè)e、p、q的圓周運動速率分別為v1、v2、v3，向心加速度分別為a1、a2、a3，則（ ）Av1v2v3 Bv1v2v3 Ca1a2a3 Da1a

4、3a2 6.設(shè)土星繞太陽的運動是勻速圓周運動，若測得土星到太陽的距離是r，土星繞太陽運動的周期是T，萬有引力常量G已知，根據(jù)這些數(shù)據(jù)無法求出的量是( )A土星的線速度大小 B土星的加速度大小 C土星的質(zhì)量 D太陽的質(zhì)量7.太空被稱為是21世紀(jì)技術(shù)革命的搖籃。擺脫地球引力，在更“純凈”的環(huán)境中探求物質(zhì)的本質(zhì)，撥開大氣層的遮蓋，更直接地探索宇宙的奧秘，一直是科學(xué)家們夢寐以求的機(jī)會?！吧裰萏枴?兩次載人飛船的成功發(fā)射與回收給我國航天界帶來足夠的信心，我國提出了載人飛船太空實驗室空間站的三步曲構(gòu)想。某宇航員要與軌道空間站對接，飛船為了追上軌道空間站（ ）A. 只能從較低軌道上加速 B. 只能從較高軌道

5、上加速C. 只能從空間站同一高度的軌道上加速 D. 無論在什么軌道上，只要加速都行8.假設(shè)在質(zhì)量與地球質(zhì)量相同、半徑為地球半徑兩倍的某天體上進(jìn)行運動比賽或?qū)嶒?，那么與在地球上進(jìn)行的活動相比，下列說法不正確的是（ ）A.跳高運動員的成績會更好B.做用彈簧秤稱體重的實驗時，體重數(shù)值會變得更小C.投擲鐵餅的距離會更遠(yuǎn)D.用手投出的籃球，水平方向的分速度會更大9.最近，科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看到太陽系外某一恒星有一行星，并測得它圍繞該恒星運動一周所用的時間為1200年，它與該恒星的距離為地球到太陽距離的100倍, 假定該行星繞恒星運行軌道和地球繞太陽運行軌道都是圓周, 僅利用以上兩個數(shù)據(jù)可以求出的量有 （

6、）A.恒星質(zhì)量與太陽質(zhì)量之比 B.恒星密度與太陽密度之比C.行星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比 D.行星運行速度與地球公轉(zhuǎn)速度之比103個人造地球衛(wèi)星A、B、C，在地球的大氣層外沿如圖所示的方向做勻速圓周運動，已知mA=mBmC，則關(guān)于三個衛(wèi)星的說法中錯誤的是（ ） A 線速度大小的關(guān)系是B 周期關(guān)系是TaTb=TcC 向心力大小的關(guān)系是Fa=FbFcD 軌道半徑和周期的關(guān)系是11.我國于1986年2月1日成功發(fā)射了一顆地球同步衛(wèi)星，于1999年12月20日又成功發(fā)射了“神舟號”試驗飛船，飛船的太空中飛行了21h，環(huán)繞地球運動了14圈，又順利返回地面，假設(shè)衛(wèi)星和飛船都做勻速圓周運動，那么衛(wèi)星與飛船在各自軌

7、道上運行時 （ ）衛(wèi)星運行周期比飛船大 衛(wèi)星運動速度比飛船大衛(wèi)星運動的加速度比飛船大 衛(wèi)星離地面高度比飛船大A B C D12.（09年寧波市高一期末考試卷）地球繞太陽的運動可視為勻速圓周運動，太陽對地球的萬有引力提供地球運動所需要的向心力.由于太陽內(nèi)部的核反應(yīng)而使太陽發(fā)光，在整個過程中，太陽的質(zhì)量在不斷減小。根據(jù)這一事實可以推知，在若干年后，地球繞太陽的運動情況與現(xiàn)在相比（）A運動半徑變大 B運動周期變大 C運動速率變大 D運動角速度變大第二卷（非選擇題部分，共72分）二、填空題（本題共5小題，其中第17小題12分，其他每小題4分，共28分）13. 土星周圍有美麗壯觀的“光環(huán)”，組成環(huán)的顆粒

8、是大小不等、線度從1m到10m的巖石、塵埃，類似于衛(wèi)星，它們與土星中心的距離從7.3104 km廷伸到1.4105 km己知環(huán)的外緣顆粒繞土星做圓周運動的周期約為14h ，引力常量為 6.67l0-11 Nm2k2 ，則土星的質(zhì)量約為 14.宇航員在月球上做自由落體實驗，將某物體由距月球表面高h(yuǎn)處釋放，經(jīng)時間t后落到月球表面（設(shè)月球半徑為R） . 據(jù)上述信息推斷，飛船在月球表面附近繞月球做勻速圓周運動所必須具有的速率為 15. 若某行星半徑是R，平均密度是，已知引力常量是G，那么在該行星表面附近運動的人造衛(wèi)星的線速度大小是 .16. 地球半徑R=6400km，自轉(zhuǎn)周期T=24h，地球赤道上的物

9、體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度a1= （保留二位有效數(shù)字），緯度為60處的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度是 a2，則a1a2= 17.一顆人造地球衛(wèi)星離地面高（為地球的半徑）。若已知地地球表面的重力加速度為，則衛(wèi)星做勻速圓周運動的速度是_，角速度是_，周期是_，若已知地球的質(zhì)量為，萬有引力常量為，則衛(wèi)星做勻速圓周運動的速度是_，角速度是_，周期是_。三、計算題（本題共4小題，第18、20小題每題10分，第19、21小題每題12分，共44分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟。只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）18.我國首個月球探測計劃“嫦娥工程”將分三個

10、階段實施，大約用十年左右時間完成，這極大地提高了同學(xué)們對月球的關(guān)注程度。以下是某同學(xué)就有關(guān)月球的知識設(shè)計的兩個問題，請你解答：若已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為，月球繞地球運動的周期為，且把月球繞地球的運動近似看作是勻速圓周運動。試求出月球繞地球運動的軌道半徑。若某位宇航員隨登月飛船登陸月球后，在月球某水平表面上方高處以速度水平拋出一個小球，小球落回到月球表面的水平距離為。已知月球半徑為，萬有引力常量為。試求出月球的質(zhì)量。 19在智利工作的天文學(xué)家最近表示，他們很可能第一次直接拍攝到了圍繞恒星旋轉(zhuǎn)的行星。這顆恒星名叫2M1207，它比太陽要小的多，距離我們有230光年之遠(yuǎn)。洛杉磯加利福

11、尼亞大學(xué)的本杰明教授說：“假如圍繞2M1207的真的是一顆行星，這將是人類第一次直接拍攝到太陽系外行星的照片，很久以來，科學(xué)家一直想象著能夠拍攝到類似太陽系這樣的行星圍繞一顆恒星運轉(zhuǎn)的太陽系外星體?！比绻懒诉@個行星的質(zhì)量m，行星的半徑r, 行星的運行周期T，以及行星運行半徑R,求：（1）2M1207的恒星的質(zhì)量（2）該行星的衛(wèi)星的最大速度（2）你還能推導(dǎo)出關(guān)于這個行星的哪些物理量，至少給出兩個？利用航天飛機(jī)，人們可以到太空維修出現(xiàn)故障的人造地球衛(wèi)星。已知一顆人造地球衛(wèi)星在離地高度一定的圓軌道上運行。當(dāng)航天飛機(jī)接近這顆衛(wèi)星并與它運行情況基本相同時，速度達(dá)到了6.4km/s。取地球半徑為R =

12、 6400km，地球表面的重力加速度為g = 9.8m/s2，試求這顆衛(wèi)星離地面的高度。212008年9月我國成功發(fā)射神舟七號載人航天飛船。如圖所示為神舟七號繞地球飛行時的電視直播畫面，圖中數(shù)據(jù)顯示，飛船距地面的高度約為地球半徑的。已知地球半徑為R，地面附近的重力加速度為g，設(shè)飛船、大西洋星繞地球均做勻速圓周運動。(1)估算神舟七號飛船在軌運行的加速度大?。?2)已知大西洋星距地面的高度約為地球半徑的6倍，估算大西洋星的速率。萬有引力定律專題測試卷詳細(xì)參考答案8.D 提示：由知天體質(zhì)量M不變，半徑R加倍，其表面的重力加速度減為原來的1/4，跳高運動員會跳的更高，物體體重減小，投擲鐵餅的距離會更

13、遠(yuǎn)，而投出的籃球的水平分速度不受影響，故只有D選項的說法不對，本題答案為D.9.AD 提示：根據(jù)天體質(zhì)量可得恒星質(zhì)量與太陽質(zhì)量之比1：1.44；根據(jù)v=2r/T可得行星運行速度與地球公轉(zhuǎn)速度之比1：12.10.C 11.B 12.AB 提示：太陽質(zhì)量減小，地球所受到的太陽引力減小，太陽引力不足以提供地球做勻速圓周運動的向心力，地球?qū)⒆鲭x心運動，即運動半徑變大，運動周期變大.13. 6.41026 kg 提示：天體質(zhì)量14. 提示：設(shè)月球表面的重力加速度為, 據(jù)自由落體運動公式 , 得 ; 飛船繞月球做勻速圓周運動, 據(jù)牛頓笫二定律 , 得 =. 15. 2.0103016. 0.034 m/s

14、2 ；12 17. 提示：結(jié)合萬有引力定律及圓周運動規(guī)律求解.18.解析：（1）假設(shè)地球質(zhì)量為M，有g(shù)=GM/R2 ， 設(shè)月球繞地球運動的軌道半徑為r，有GMm月/r2=m月r（2/T）2 由上面可知：r= （2）設(shè)下落到月面的時間為t，有h=g月t2/2，s=v0t ，可得：g月=2hv02/s2，又g月=GM月/R月2，故 M月=2hR月2v02/Gs2 19解析：（1）設(shè)2M1207恒星的質(zhì)量為M，由萬有引力提供行星運動的向心力得：，解得：.（2）設(shè)繞該行星運動的衛(wèi)星質(zhì)量為，最大速度為，則由萬有引力提供衛(wèi)星運動的向心力得：，解得：.（3）該行星做圓周運動的角速度，該行星做圓周運動的線速度

15、.20解析：萬有引力提供人造地球衛(wèi)星運行所需的向心力 在地球表面有 ， 代入數(shù)據(jù)可得 21解析：（1）飛船繞地球做勻速圓周運動的加速度為a，飛船質(zhì)量為m1,由萬有引力定律和牛頓第二定律得（其中 ） 由物體在地球表明受到的萬有引力近似等于物體重力得 由式得 （2）大西洋星繞地球做勻速圓周運動的速度為v、質(zhì)量為m2，由萬有引力定律和牛頓第二定律，得 =6R， 由式得備用題1.如圖所示，宇宙飛船A在低軌道上飛行，為了給更高軌道的宇宙空間站B輸送物質(zhì)，需要與B對接，它可以采用噴氣的方法改變速度，從而達(dá)到改變軌道的目的，則以下說法正確的是（ ）A.它應(yīng)沿運行速度方向噴氣，與B對接后周期變小B.它應(yīng)沿運行

16、速度的反方向噴氣，與B對接后周期變大C.它應(yīng)沿運行速度方向噴氣，與B對接后周期變大D.它應(yīng)沿運行速度的反方向噴氣，與B對接后周期變小1.B 2.在討論地球潮汐成因時，地球繞太陽運行軌道與月球繞地球運行軌道可視為圓軌道。已知太陽質(zhì)量約為月球質(zhì)量的倍，地球繞太陽運行的軌道半徑約為月球繞地球運行的軌道半徑的400倍。關(guān)于太陽和月球?qū)Φ厍蛏舷嗤|(zhì)量海水的引力，以下說法正確的是 （ ）來源:A太陽引力遠(yuǎn)大于月球引力 B太陽引力與月球引力相差不大C月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小相等 D月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小有差異2. AD 提示：，代入數(shù)據(jù)可知，太陽的引力遠(yuǎn)大于月球的引力；由于月心到不同區(qū)域海水的

17、距離不同，所以引力大小有差異。3美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（簡稱GPS）由24顆衛(wèi)星組成，衛(wèi)星分布在等分地球的個軌道平面上，每個軌道上又分布有顆衛(wèi)星，這些衛(wèi)星距地面的高度均為20000km我國自行建立的“北斗一號”衛(wèi)星定位系統(tǒng)由三顆衛(wèi)星組成，三顆衛(wèi)星都定位在距地面36000km的地球同步軌道上比較這些衛(wèi)星，下列說法中正確的是（ ）A“北斗一號”系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星的質(zhì)量必須相同，否則它們不能定位在同一軌道上BGPS的衛(wèi)星較“北斗一號”的衛(wèi)星周期更長CGPS的衛(wèi)星較“北斗一號”的衛(wèi)星有更大的加速度DGPS的衛(wèi)星較“北斗一號”的衛(wèi)星有較小的運行速度3.C 提示：根據(jù)公式GMm/R2=mv2/R=ma=m(2/T)2R可知A、B、D錯誤，C正確.4.已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。（1）推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達(dá)式；（2）若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運行周期T。3.解析：（1）設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m,地球的質(zhì)量為M,在地球表面附近滿足 得 ;衛(wèi)星做圓周運動的向心力等于它受到的萬有引力 式代入式，得到（2）考慮式，衛(wèi)星受到的萬有引力為 由牛頓第二定律 、聯(lián)立解得4.移居火星是人類的夢