高中物理人教版第六章萬(wàn)有引力與航天單元測(cè)試 第6章第2節(jié)

第六章第二節(jié)基礎(chǔ)夯實(shí)一、選擇題(1～3題為單選題，4～6題為多選題)1．在牛頓發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)與行星間的引力過(guò)程中，得出太陽(yáng)對(duì)行星的引力表達(dá)式后推出行星對(duì)太陽(yáng)的引力表達(dá)式，是一個(gè)很關(guān)鍵的論證步驟，這一步驟采用的論證方法是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820239)()A．研究對(duì)象的選取 B．理想化過(guò)程C．控制變量法 D．等效法答案：D解析：對(duì)于太陽(yáng)與行星之間的相互作用力，太陽(yáng)和行星的地位完全相同，既然太陽(yáng)對(duì)行星的引力符合關(guān)系式F∝eq\f(m星,r2)，依據(jù)等效法，行星對(duì)太陽(yáng)的引力也符合關(guān)系式F∝eq\f(m日,r2)，故D項(xiàng)正確。2．太陽(yáng)對(duì)地球有相當(dāng)大的引力，地球?qū)μ?yáng)也有引力作用，為什么它們不靠在一起？其原因是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820230)()A．太陽(yáng)對(duì)地球的引力與地球?qū)μ?yáng)的引力，這兩個(gè)力大小相等、方向相反、互相平衡B．太陽(yáng)對(duì)地球的引力還不夠大C．不僅太陽(yáng)對(duì)地球有引力作用，而且太陽(yáng)系里其他星球?qū)Φ厍蛞灿幸?，這些力的合力為零D．太陽(yáng)對(duì)地球引力不斷改變地球的運(yùn)動(dòng)方向，使得地球繞太陽(yáng)運(yùn)行答案：D解析：根據(jù)牛頓第三定律：力的作用是相互的，作用力和反作用力分別作用在兩個(gè)物體上，不能相互抵消。受力情況決定運(yùn)動(dòng)情況。太陽(yáng)對(duì)地球的引力提供向心力，不斷改變地球的運(yùn)動(dòng)方向。故正確答案為D。3．地球的質(zhì)量是月球質(zhì)量的81倍，若地球吸引月球的力的大小為F，則月球吸引地球的力的大小為eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820231)()A．F/81 B．FC．9F D．答案：B解析：根據(jù)牛頓第三定律，力的作用是相互的，且作用力與反作用力總是大小相等、方向相反。4．下列說(shuō)法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820232)()A．研究物體的平拋運(yùn)動(dòng)是根據(jù)物體所受的力去探究物體的運(yùn)動(dòng)情況B．研究物體的平拋運(yùn)動(dòng)是根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)去探究物體的受力情況C．研究行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)是根據(jù)行星的運(yùn)動(dòng)去探究它的受力情況D．研究行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)是根據(jù)行星的受力情況去探究行星的運(yùn)動(dòng)情況答案：AC解析：平拋運(yùn)動(dòng)是初速度沿水平方向，物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)，是根據(jù)物體所受的力去探究物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。而行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是觀測(cè)得出的，是根據(jù)行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律探究行星的受力情況。5．在探究太陽(yáng)與行星間的引力的思考中，屬于牛頓的猜想的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820233)()A．使行星沿圓軌道運(yùn)動(dòng)，需要一個(gè)指向圓心的力，這個(gè)力就是太陽(yáng)對(duì)行星的吸引力B．行星運(yùn)動(dòng)的半徑越大，其做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)周期越大C．行星運(yùn)動(dòng)的軌道是一個(gè)橢圓D．任何兩個(gè)物體之間都存在太陽(yáng)和行星之間存在的這種類(lèi)型的引力答案：AD解析：牛頓認(rèn)為任何方式改變速度都需要力(這種力存在于任何兩物體之間)，行星沿圓或橢圓運(yùn)動(dòng)，需要指向圓心或橢圓焦點(diǎn)的力，這個(gè)力是太陽(yáng)對(duì)它的引力。6．關(guān)于太陽(yáng)與行星間引力F＝Geq\f(Mm,r2)，下列說(shuō)法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820234)()A．公式中的G是引力常量，是人為規(guī)定的B．這一規(guī)律可適用于任何物體間的引力C．太陽(yáng)與行星的引力是一對(duì)平衡力D．檢驗(yàn)這一規(guī)律是否適用于其他天體的方法是比較觀測(cè)結(jié)果與推理結(jié)果的吻合性答案：BD解析：公式中的G是由相互作用力的性質(zhì)決定的，不是人為規(guī)定的；理論推理的結(jié)果是否具有普遍性要通過(guò)應(yīng)用于實(shí)際問(wèn)題來(lái)檢驗(yàn)。二、非選擇題7．已知太陽(yáng)的質(zhì)量為M，地球的質(zhì)量為m1，月球的質(zhì)量為m2，當(dāng)發(fā)生日全食時(shí)，太陽(yáng)、月亮、地球幾乎在同一直線上，且月亮位于太陽(yáng)與地球之間，如圖所示。設(shè)月亮到太陽(yáng)的距離為a，地球到月亮的距離為b，則太陽(yáng)對(duì)地球的引力F1和對(duì)月亮的吸引力F2的大小之比為多少？eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820235)答案：eq\f(m1a2,m2a＋b2)解析：由太陽(yáng)對(duì)行星的引力滿(mǎn)足F∝eq\f(m,r2)知太陽(yáng)對(duì)地球的引力F1＝Geq\f(Mm1,a＋b2)太陽(yáng)對(duì)月亮的引力F2＝Geq\f(Mm2,a2)故F1/F2＝eq\f(m1a2,m2a＋b2)能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．在地球赤道上的A點(diǎn)處?kù)o止放置一個(gè)小物體，現(xiàn)在設(shè)想地球?qū)π∥矬w的引力突然消失，則在數(shù)小時(shí)內(nèi)小物體相對(duì)地面A處來(lái)說(shuō)，將eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820236)()A．原地不動(dòng)，物體對(duì)地面的壓力消失B．向上并逐漸偏向西飛去C．向上并逐漸偏向東飛去D．一直垂直向上飛去答案：B解析：由于地球?qū)ξ矬w的引力，物體與地球保持相對(duì)靜止；地球在自西向東轉(zhuǎn)動(dòng)，物體也是這樣，且越靠近地球，物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大。一旦地球?qū)ξ矬w的引力突然消失，這個(gè)物體就會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，故選B。2．關(guān)于太陽(yáng)對(duì)行星的引力，下列說(shuō)法中正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820237)()A．太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，因此有F＝meq\f(v2,r)，由此可知，太陽(yáng)對(duì)行星的引力F與太陽(yáng)到行星的距離r成反比B．太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的向心力，因此有F＝meq\f(v2,r)，由此可知，太陽(yáng)對(duì)行星的引力F與行星運(yùn)行速度的二次方成正比C．太陽(yáng)對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽(yáng)間的距離的二次方成反比D．以上說(shuō)法均不對(duì)答案：C解析：不同行星運(yùn)動(dòng)的半徑不同，線速度也不同，由公式F＝meq\f(v2,r)無(wú)法判斷F與v、r的關(guān)系，A、B錯(cuò)誤。由向心力表達(dá)式F＝eq\f(mv2,r)和v、T的關(guān)系式v＝eq\f(2πr,T)得F＝eq\f(4π2mr,T2)，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律eq\f(r3,T2)＝k得T2＝eq\f(r3,k)，聯(lián)立以上兩式有F＝eq\f(4π2km,r2)，故太陽(yáng)對(duì)不同行星的引力，與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽(yáng)間距離的二次方成反比，C正確，D錯(cuò)誤。3．對(duì)于太陽(yáng)與行星間的引力表達(dá)式F＝Geq\f(Mm,r2)，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820238)()A．公式中的G為比例系數(shù)，與太陽(yáng)、行星均無(wú)關(guān)B．M、m彼此受到的引力總是大小相等C．M、m彼此受到的引力是一對(duì)平衡力，合力等于0，M和m都處于平衡狀態(tài)D．M、m彼此受到的引力是一對(duì)作用力與反作用力答案：C解析：太陽(yáng)與行星間的引力是兩物體因質(zhì)量而引起的一種力，分別作用在兩個(gè)物體上，是一對(duì)作用力與反作用力，不能進(jìn)行合成，故B、D正確，C錯(cuò)誤；公式中的G為比例系數(shù)，與太陽(yáng)、行星均沒(méi)有關(guān)系，A正確。4．下列說(shuō)法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820239)()A．在探究太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律時(shí)，我們引用了公式eq\f(mv2,r)，這個(gè)關(guān)系式實(shí)際上是牛頓第二定律，是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到驗(yàn)證的B．在探究太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律時(shí)，我們引用了公式v＝eq\f(2πr,T)，這個(gè)關(guān)系式實(shí)際上是勻速圓周運(yùn)動(dòng)的一個(gè)公式，它是由速度的定義得來(lái)的C．在探究太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律時(shí)，我們引用了公式eq\f(r3,T2)＝k，這個(gè)關(guān)系式是開(kāi)普勒第三定律，是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到驗(yàn)證的D．在探究太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律時(shí)使用的三個(gè)公式，都是可以在實(shí)驗(yàn)室中得到驗(yàn)證的答案：AB解析：開(kāi)普勒第三定律eq\f(r3,T2)＝k是無(wú)法在實(shí)驗(yàn)室中得到驗(yàn)證的，是開(kāi)普勒研究天文學(xué)家第谷的行星觀測(cè)記錄發(fā)現(xiàn)的。5．根據(jù)開(kāi)普勒定律和圓周運(yùn)動(dòng)的知識(shí)知，太陽(yáng)對(duì)行星的引力F∝eq\f(m,r2)，行星對(duì)太陽(yáng)的引力F′∝eq\f(M,r2)，其中M、m、r分別為太陽(yáng)的質(zhì)量、行星的質(zhì)量和太陽(yáng)與行星間的距離。下列說(shuō)法正確的是eq\x(導(dǎo)學(xué)號(hào)00820230)()A．由F∝eq\f(m,r2)和F′∝eq\f(M,r2)知F∶F′＝m∶MB．F和F′大小相等，是作用力與反作用力C．F和F′大小相等，是同一個(gè)力D．太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力答案：BD解析：F′和F大小相等、方向相反，是作用力與反作用力的關(guān)系，太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故正確選項(xiàng)為B、D。二、非選擇題6．(太原五中2023～2023學(xué)年高一下學(xué)期測(cè)試)開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律指出：行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸a的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比，即eq\f(a3,T2)＝k，k是一個(gè)對(duì)所有行星都相同的常量。將行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)按圓周運(yùn)動(dòng)處理，請(qǐng)你推導(dǎo)出太陽(yáng)系中該常量k的表達(dá)式。已知萬(wàn)有引力常量為