人教版高中物理必修二万有引力练习题
高中物理(新人教版)必修第二册同步习题:万有引力定律(同步习题)【含答案及解析】
第七章 万有引力与宇宙航行
2 万有引力定律
基础过关练
题组一 对太阳与行星间引力的理解
1.(多选)根据开普勒行星运动定律和圆周运动知识知:太阳对行星的引力F ∝m
r 2,行
星对太阳的引力F'∝M
r
2,其中M 、m 、r 分别为太阳、行星的质量和太阳与行星间的
距离。下列说法正确的是( ) A.由F ∝m
r
2和F'∝M
r
2知F ∶F'=m ∶M
B.F 和F'大小相等,是一对作用力与反作用力
C.F 和F'大小相等,是同一个力
D.太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力
2.(多选)关于太阳与行星间的引力,下列说法中正确的是( )
A.由于地球比木星离太阳近,所以太阳对地球的引力一定比对木星的引力大
B.行星绕太阳沿椭圆轨道运动时,在从近日点向远日点运动时所受引力变小
C.由F=GM 太m r 2
可知G=
Fr 2
M 太m
,由此可见G 与F 和r 2的乘积成正比,与M 太和m 的乘积成
反比
D.行星绕太阳运动的椭圆轨道可近似看成圆轨道,行星做圆周运动的向心力来源于太阳对行星的引力
题组二 对万有引力定律的理解
3.(2020河北唐山十一中高二上期中)(多选)关于物体间的万有引力的表达式F=
Gm 1m 2
r 2
,下列说法正确的是( )
A.公式中的G 是引力常量,它是由实验得出的,而不是人为规定的
B.当两物体间的距离r 趋于零时,万有引力趋于无穷大
C.两个物体间的万有引力总是大小相等的,而与m 1和m 2是否相等无关
D.两个物体间的万有引力总是大小相等、方向相反的,是一对平衡力
4.(2019北京东城高一上期末)两个质点之间万有引力的大小为F,如果将这两个质点之间的距离变为原来的2倍,那么它们之间万有引力的大小变为( ) A.2F
人教版高中物理必修二第六章万有引力定律复习题
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第六章万有引力定律复习题
姓名
一 .选择题(每题最少有一项正确;每题 4 分共 48 分。)
1.以下说法吻合史实的是()
A.牛顿发现了行星的运动规律B.开普勒发现了万有引力定律C.卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量 D .牛顿发现了海王星和冥王星2.有关人造地球卫星的说法中正确的选项是()
A.第一宇宙速度是卫星绕地球运转的最小速度
B.第一宇宙速度是近地圆轨道上人造卫星运转速度
C.第一宇宙速度是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D.卫星环绕地球的角速度与地球半径R成反比
3. 已知引力常数G与以下哪些数据,可以计算出地球密度()
A.地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离
B.月球绕地球运转的周期及月球绕地球转的轨道半径
C.人造地球卫星在地面周边绕行运转周期
D.若不考虑地球自转,已知地球半径和重力加速度
4. 以下列图,三颗人造地球卫星的质量M=M< M, b 与 c 半径相同,则()
a bc
A.线速度 v b=v c< v a b
B.周期 T b=T c> T a a
c
C. b 与 c 的向心加速度大小相等,且大于 a 的向心加速度
D. b 所需的向心力最小
5. 地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动,所受的向心力为 F ,向心加速度为
1
a ,线速度为 v,角速度为ω;绕地球表面周边做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所受
111
的向心力为 F2,向心加速度为a2,线速度为 v2,角速度为ω2; 地球同步卫星所受的向心力
为 F3,向心加速度为 a3,线速度为 v3,角速度为ω3;地球表面重力加速度为g,第一宇宙速度为 v,假设三者质量相等,则()
人教版高中物理必修二第六章《万有引力与航天》测试试题(含答案)
B.如果卫星要从轨道Ⅱ返回到轨道Ⅰ,则在C位置时动力气源要向后喷气
C.卫星从C→D→A的运动过程中,万有引力对其做的功为
D.卫星从C→D→A的运动过程中,万有引力对其做的功为
14.有两颗行星绕某一恒星运动,将它们视为匀速圆周运动,它们的周期之比为27∶1,则它们的轨道半径之比为( )
A.9 : 2B.2 : 9C.18 : 1D.1 : 18
6.设在正负电子对撞机中,电子和正电子以速度 相向飞行,它们之间的相对速度为( )
A. B. C. Байду номын сангаас.
7.如图所示,曲线I是一颗绕地球做圆周运动卫星轨道的示意图,其半径为R,曲线II是一颗绕地球做椭圆运动卫星轨道的示意图,O点为地球球心,AB为椭圆的长轴,两轨道和地心都在同一平面内,已知在两轨道上运动的卫星的周期相等,万有引力常量为G,地球质量为M,下列说法正确的是()
A.0.25B.0.5C.2.0倍D.4.0倍
10.北京时间2019年4月10日21时,人类首张黑洞照片面世.该黑洞位于室女座一个巨椭圆星系M87的中心,距离地球5500万光年,质量约为太阳的65亿倍.黑洞的引力很大,使得视界内的逃逸速度不小于光速.若某黑洞质量M和半径R的关系満足: (其中c为光速,G为引力常量),且观测到距黑洞中心距离为r的天体以速度v绕该黑洞做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
人教版高中物理必修二6.3万有引力定律练习试题
6.3万有引力定律练习题
一、单选题
1.甲、乙两个质点相距r ,它们之间的万有引力为F ,若保持它们各自的质量不变,将它们之间的距离增大到2r ,则甲、乙两个质点间的万有引力将变为( )
A .4F
B .2
F C .2F D .4F 2.已知在太阳系外某“宜居”行星的质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重力为600N 的人在这个行星表面的重力将变为960N 。由此可推知,该行星的半径与地球半径之比约为( )
A .1:2
B .2:1
C .3:2
D .4:1
3.如图所示,一个质量均匀分布的星球,绕其中心轴PQ 自转,AB 与PQ 是互相垂直的直径.星球在A 点的重力加速度是P 点的90%,星球自转的周期为T ,万有引力常量为G ,则星球的密度为( )
A .20.3GT π
B .23GT π
C .2103GT π
D .2
30GT π 4.现欲发射一颗火星探测卫星。在探测卫星离开地球的过程中,用R 表示卫星到地心的距离用F 表示卫星受地球的引力。如图所示图象中正确的是( )
A .
B .
C .
D .
5.一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 .0.25
B .0.5
C .2.0倍
D .4.0倍
6.若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛
一物体,它们在水平方向运动的距离之比为2.已知该行星质量约为地球的7倍,地球的半径为R .由此可知,该行星的半径约为( )
人教版高中物理必修二万有引力练习题
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万有引力练习题
1、1999年5月10日.我国成功发射了一箭双星,将“风云1号”气象卫星和“实验5号” 科学实验卫星送人离地面870 km 的轨道.则这两颗卫星的运行速度约为( )
A、7.9 km/s B 、11.2km/s C 、 7.4km/s D 、 3.1 km/s
2、、如图所示,两个半径分别为r 1和r 2的球,质量均匀分布,分别为m 1和m 2,两球之间的距离为r ,则两球间的万有引力大小为( )
A 、F=G m 1m 2r 2
B 、F=G m 1m 2r 12
C 、 F=G m 1m 2(r 1+r 2)2
D 、F=G m 1m 2(r+r 1+r 2)2
3、美国媒体报道:美国研究人员最近在太阳系边缘新观测到了一个类行星天体,其直径估计在1600公里左右,有可能是自1930年发现冥王星以来人类在太阳系中发现的最大天体__—太阳的第十大行星.若万有引力恒量用G 表示,该行星天体的球体半径用r 、质量用m 表示,该行星天体到太阳的平均距离用R 表示,太阳的质量用M 表示,且把该类行星天体的轨道近似地看做圆,则该天体运行的公转周期T 为( )
A 、2πR 3
GM B、2πr 3GM C、2πR 3Gm D、2πr 3GM
4、两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动,周期之比为,则轨道半径之比和运动速率之比分别为( )
A 、R A R
B =41 ;v A v B =12 B 、R A R B =41 ;v A v B =21
C 、R A R B =14 ;v A v B =12
人教版高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试卷(包含答案解析)
一、选择题
1.2020年10月22日,俄“联盟MS-16”载人飞船已从国际空间站返回地球,在哈萨克斯坦着陆。若载人飞船绕地球做圆周运动的周期为090min T =,地球半径为R 、表面的重力加速度为g ,则下列说法正确的是( )
A .飞船返回地球时受到的万有引力随飞船到地心的距离反比例增加
B .飞船在轨运行速度一定大于7.9km/s
C .飞船离地高度大于地球同步卫星离地高度
D .该飞船所在圆轨道处的重力加速度为4234016πR g T 2.甲、乙为两颗地球卫星,其中甲为地球同步卫星,乙的运行高度低于甲的运行高度,两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是( )
A .甲的角速度小于乙的角速度
B .甲的加速度大于乙的加速度
C .乙的速度大于第一宇宙速度
D .甲在运行时能经过北京的正上方 3.设两个行星A 和B 各有一个卫星a 和b ,且两卫星的圆轨道均很贴近行星表面。若两行星的质量比M A :M B =p ,两行星的半径比R A :R B =q ,那么这两个卫星的运行周期之比T a :T b 应为( )
A .1
2q p ⋅ B .12
q q p ⎛⎫⋅ ⎪⎝⎭ C .12
p p q ⎛⎫⋅ ⎪⎝⎭ D .1
2()p q ⋅ 4.如图所示,甲、乙为两颗轨道在同一平面内的地球人造卫星,其中甲卫星的轨道为圆形,乙卫星的轨道为椭圆形,M 、N 分别为椭圆轨道的近地点和远地点,P 点为两轨道的一个交点,圆形轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等。以下说法正确的是( )
A .卫星乙在M 点的线速度小于在N 点的线速度
人教版高中物理必修二万有引力练习题
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万有引力练习题
1、19xx年5月10日.我国成功发射了一箭双星,将“风云1号”气象卫星和“实验5号”
科学实验卫星送人离地面870
km的轨道.则这两颗卫星的运行速度约为()
A、7.9 km/s B、11.2km/s C、 7.4km/s D、3.1 km/s
2、、如图所示,两个半径分别为r1和r2的球,质量均匀分布,分别为m1和m2,两球之间的距离为r,则两球间的万有引力大小为()
A、F=G m1m2 r2
B、F=G m1m2 r12
C、 F=G
m1m2 (r1+r2)2
D、F=G
m1m2 (r+r1+r2)2
3、美国媒体报道:美国研究人员最近在太阳系边缘新观测到了一个类行星天体,其直径估计在1600公里左右,有可能是自1930年发现冥王星以来人类在太阳系中发现的最大天体__—
太阳的第十大行星.若万有引力恒量用G表示,该行星天体的球体半径用r、质量用m表示,该行星天体到太阳的平均距离用R表示,太阳的质量用M表示,且把该类行星天体的轨道近似地看做圆,则该天体运行的公转周期T为()
人教版高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试题(含答案解析)
一、选择题
1.“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆,其运动周期为5.74年,则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是( )
A .彗星绕太阳运动的角速度不变
B .彗星在近日点处的线速度大于远日点处的线速度
C .彗星在近日点处的加速度小于远日点处的加速度
D .彗星在近日点处的机械能小于远日点处的机械能
2.下列关于万有引力定律的说法中,正确的是( )
①万有引力定开普勒在实验室发现的
②对于相距很远、可以看成质点的两个物体,万有引力定律2Mm F G
r = 中的r 是两质点间的距离
③对于质量分布均匀的球体,公式中的r 是两球心间的距离
④质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力. A .①③ B .②④ C .②③ D .①④ 3.2020年12月17日,嫦娥五号成功返回地球,创造了我国到月球取土的伟大历史。如图所示,嫦娥五号取土后,在P 点处由圆形轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ,以便返回地球。已知嫦娥五号在圆形轨道Ⅰ的运行周期为T 1,轨道半径为R ;椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a ,经过P 点的速率为v ,运行周期为T 2。已知月球的质量为M ,万有引力常量为G ,则( )
A .3132T T a R =
B .GM v a =
C .GM v R =
D .23214πR M GT = 4.如图所示,某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极,已知该卫星从北纬60︒的正上方按图示方向第一次运行到南纬60︒的正上方时所用时间为1h ,则下列说法正确的是( )
A.该卫星的运行速度—定大于7.9km/s
(常考题)人教版高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试(答案解析)
一、选择题
1.“木卫二”在离木星表面高h 处绕木星近似做匀速圆周运动,其公转周期为T ,把木星看作一质量分布均匀的球体,木星的半径为R ,万有引力常量为G 。若有另一卫星绕木星表面附近做匀速圆周运动,则木星的质量和另一卫星的线速度大小分别为( ) A .()3222R h GT π+ 32()R h T R π+ B .()3222R h GT π+ 34()3R h T R π+ C .()
3224R h GT π+ 32()R h T R π+ D .()3
224R h GT π+ 34()3R h T R π+ 2.已知地球质量为M ,半径为R ,自转周期为T ,地球同步卫星质量为m ,引力常量为G ,有关同步卫星,下列表述中正确的是( )
A .卫星的运行速度可能等于第一宇宙速度
B .卫星距离地面的高度为2324GMT π
C .卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度
D .卫星运行的向心加速度等于地球赤道表面物体的向心加速度
3.设两个行星A 和B 各有一个卫星a 和b ,且两卫星的圆轨道均很贴近行星表面。若两行星的质量比M A :M B =p ,两行星的半径比R A :R B =q ,那么这两个卫星的运行周期之比T a :T b 应为( )
A .1
2q p ⋅ B .12
q q p ⎛⎫⋅ ⎪⎝⎭ C .12
p p q ⎛⎫⋅ ⎪⎝⎭ D .1
2()p q ⋅ 4.我国即将展开深空探测,计划在2020年通过一次发射,实现火星环绕探测和软着陆巡视探测,已知太阳的质量为M ,地球、火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径分别为R 1和R 2,速率分别为v 1和v 2,地球绕太阳的周期为T 。当质量为m 的探测器被发射到以地球轨道上的A 点为近日点,火星轨道上的B 点为远日点的轨道上围绕太阳运行时(如图),只考虑太阳对探测器的作用,则( )
高中物理必修2--万有引力基础练习题
1、对于万有引力定律数学表达式:221r m m G F ,下列说法正确的是( ) A. 公式中G 为引力常数,是人为规定的
B. r 趋近于0时,万有引力趋近于无穷大
C. 1m 、2m 受到的万有引力总是大小相等的,与1m 、2m 是否相等无关
D. 1m 、2m 受到的万有引力总是大小相等方向相反,是一对平衡力
2.假如一个做匀速圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍,仍做匀速圆周运动,则( )
A .依据公式v=ωr ,可知卫星的线速度增大到原来的2倍
B .依据公式F=mv 2
/r ,可知卫星所需的向心力减小到原来的1/2
C .依据公式F=GMm/r 2,可知地球供应的向心力将减小到原来的1/4
D .依据上述B 和A 给出的公式,可知卫星的线速度将减小到原来的2/2
3.若某人到达一个行星上,这个行星的半径只有地球的一半,质量也是地球的一半,则在这个行星上此人所受的引力是地球上引力的( )
A .1/4
B .1/2
C .1倍
D .2倍
4.地球半径为R ,地球表面的重力加速度为g ,若高空中某处的重力加速度为g/2,则该处距地面球表面的高度为( )A .(2—1)R B .R C . 2R D .2R
5.若某星球的密度与地球相同,它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍,则该星球的质量是地球质量的( )A. 1/4 B. 4倍 C. 16倍 D. 64倍
6.若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动,设其周期为T ,引力常数为G ,那么该行星的平均密度为( ) A. 23GT π B. 23GT π C. 2
高中物理人教版必修2第六章3万有引力定律练习题-普通用卷
高中物理人教版必修2第六章3万有引力定律练习题
一、单选题
1.两辆质量各为IX 10叹0的装甲车相距I加时,它们之间的万有引力相当于()
A.一个人的重力量级
B. 一个鸡蛋的重力量级
C. 一个西瓜的重力量级
D. 一头牛的重力量级
2.下列说法正确的是()
A.两个微观粒子之间也存在万有引力
B.月-地检验的结果证明了引力与重力式两种不同性质的力
C.牛顿发现了万有引力定律并测定了引力常量
D.由公式響nJ知,当FT 0时,引力F T 8
3.关于万有引力定律,下列说法正确的是()
A.牛顿提出了万有引力定律,并测定了引力常量的数值
B.万有引力定律只适用于天体之间
C.万有引力的发现,揭示了自然界一种基本相互作用的规律
D.地球绕太阳在椭圆轨道上运行,在近日点和远口点受到太阳的万有引力大小是相
同的
4.在地球表面以初速度珂竖直向上抛出一个小球,经过时间『小球落回抛出点,若在某
行星表面以同样的初速度%竖直向上抛出一个小球,经过时间2/小球落回抛出点,不计小球运动中的空气阻力,则地球和该行星的质量之比为(已知地球与该行星的半径之比R超:Rff=2: 1)()
A.M地:M行=8; 1
B. M地:M行=1; 8
C. M地:M行=4: 1
D. M地:M行=1: 4
5.一宇航员在一星球上以速度珂竖直上抛一物体,经/秒钟后物体落回手中,已知星球半
径为R,使物体不再落回星球表面,物体抛出时的速度至少为()
A.匹
B.叵
C.陞
D.国
y t y t y 2t yj Rt
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%;
人教版高中物理必修二 6.4万有引力理论的成就练习试题
6.4万有引力理论的成就练习题
一、单选题
1.假定太阳系一颗质量均匀、可看成球体的小行星,自转原来可以忽略.现若该星球自
转加快,角速度为ω时,该星球表面的“赤道”上物体对星球的压力减为原来的2
3
.已
知引力常量G,则该星球密度ρ为
A.
2
9
8G
ω
π
B.
2
9
4G
ω
π
C.
2
3
2G
ω
π
D.
2
3G
ω
π
2.据美国宇航局消息,在距离地球40光年的地方发现了三颗可能适合人类居住的类地行星,假设某天我们可以穿越空间到达某一类地行星,测量以初速度10m/s竖直上抛一个小球可到达的最大高度只有1m,而其球体半径只有地球的一半,则其平均密度和地球的平均密度之比为(g取10m/s2)()
A.5:2B.2:5
C.1:10D.10:1
3.我国在轨运行的气象类卫星有两类,一类是极地轨道卫星,如“风云一号”,绕地球做匀速圆周运动的周期为12h,另一类是地球同步轨道卫星,如“风云2号”,运行周期为24h,下列说法正确的是()
A.风云1号的线速度大于风云2号的线速度
B.风云1号的向心加速度小于风云2号的向心加速度
C.风云1号的发射速度大于风云2号的发射速度
D.风云1号、风云2号相对地面均静止
4.为了探测某星球,某宇航员乘探测飞船先绕该星球表面附近做匀速圆周运动,测得运行周期为T,然后登陆该星球,测得一物体在此星球表面做自由落体运动的时间是在
地球表面同一高度处做自由落体运动时间的一半,已知地球表面重力加速度为g ,引力常量为G ,则由此可得该星球的质量为( )
A .34
44g T G π B .233g T G π C .22gT G π D .342g GT
人教版高中物理必修二6.4万有引力理论的成就练习题
6.4万有引力理论的成就练习题
一、单选题
1.我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705km ,之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km ,它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比,下列物理量中“高分五号”较小的是( ) A .周期 B .角速度 C .线速度 D .向心加速度
2.设地球质量为M 、半径为R 、自转角速度为ω0,引力常量为G ,且地球可视为质量分布均匀的球体.同一物体在赤道和南极水平面上静止时所受到的支持力大小之比为( )
A .32
0GM
-GM R ω
B .320GM-R GM
ω
C .32
0GM
GM R ω+
D .320GM R GM
ω+
3.如图所示,将两个质量2m kg =、球心相距0.2r m =的球水平放在无需考虑地球自转影响的北极点,它们之间的万有引力为.F 地球对小球引力在两球连线方向的分力为
'.x F 已知地球的平均密度约为35.510⨯ 3/kg m ,则
'
x F
F 的数量级约为( )
A .410
B .210
C .210-
D .410-
4.月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a ,设月球表面的重力加速度大小为g 1,在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为g 2,则( ) A .1g a =
B .2g a =
C .12g g a +=
D .12g g a -=
5.天文学家新发现了太阳系外的一颗行星.这颗行星的体积是地球的a 倍,质量是地球的b 倍.已知近地卫星绕地球运行的周期约为T ,引力常量为G .则该行星的平均密度为( ) A .
高中物理曲线运动和万有引力测试题新人教版必修2
高中物理曲线运动和万有引力测试题新人教版必修2
A
v 0
曲线运动和万有引力
一选择题
1、(多选)物体做曲线运动时,其加速度()
A .一定不等于零
B .一定不变
C .一定改变
D .可能不变 2、如图所示,物体A 和B 的质量均为M ,由一根轻绳相连跨过定滑轮。现用力拉B ,使它沿水平面从图1示位置向右作匀速直线运动,则此过程中,绳子对A 的拉力()
A .大于mg
B .等于mg
C .小于mg
D .由大于mg 逐渐变为小于mg 3、如图7所示,当小车A 以恒定的速度v 向左运动时,则对于B 物体来说,下
列说法正确的是() A .匀加速上升 B .匀速上升
C .B 物体受到的拉力大于B 物体受到的重力
D .B 物体受到的拉力等于B 物体受到的重力4、质点从同一高度水平抛出,不计空气阻力,下列说法正确的是( ) A.质量越大,水平位移越大 B.初速度越大,落地时竖直方向速度越大 C.初速度越大,空中运动时间越长D.初速度越大,落地速度越大5、如图所示,足够长的斜面上A 点,以水平速度v 0抛出一个小球,不计空气阻力,它落到斜面上所用的时间为t 1;若将此球改用2v 0水平速度抛出,落到斜面上所用时间为
t 2,则t 1 : t 2为:( )
A .1 : 1
C .1 : 3
D .1 : 4
6、质点在一平面内沿曲线由P 运动到Q,如果用v 、a 、F 分别表示质点运动过程中的速度、加速度和受到的合外力,下列图象可能正确的是 ( )
7、一架轰炸机水平地匀速飞行,从飞机上每隔1s 释放一个炸弹,先后共释放4个炸弹,若不计空气阻力,4个炸弹都在空中期间,它们( )
高中物理人教版(2019)必修2《7.2 万有引力定律》练习题(2)
人教版(2019)必修2《7.2 万有引力定律》练习题(2)
一、单选题(本大题共11小题,共44.0分)
1.开普勒关于行星运动规律的表达式为a3
T2
=k,以下理解正确的是()
A. k是一个与行星有关的常量
B. a代表行星的球体半径
C. T代表行星运动的自转周期
D. T代表行星绕太阳运动的公转周期
2.某类地天体可视为质量分布均匀的球体,由于自转的原因,其表面“赤道”处的重力加速度为g1,
“极点”处的重力加速度为g2,若已知自转周期为T,则该天体的半径为()
A. 4π2
g1T2B. 4π2
g2T2
C. (g2−g1)T2
4π2
D. (g1+g2)T2
4π2
3.现将木星和水星绕太阳的运动均视为匀速圆周运动,已知木星的周期大于水星的周期,设木星
质量是水星的a倍,木星运动的轨道半径是水星的b倍,则()
A. b的数值可能小于1
B. 木星比水星的线速度大
C. 木星所受太阳引力是水星的a
b2倍 D. 木星的向心加速度是水星的a
b2
倍
4.近年来,人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆。某火星探测器绕火星做匀速圆周
运动,它的轨道距火星表面的高度等于火星的半径,它的运动周期为T,则火星的平均密度ρ的表达式为(k为某个常数)()
A. ρ=kT
B. ρ=k
T C. ρ=kT2 D. ρ=k
T2
5.2015年3月6日,全国政协委员、中国载人航天工程总设计师周建平接受新华社记者采访时说,
从现在掌握的基础技术来说,我国具备实施载人登月工程的能力.假设飞船贴近月球表面做匀速圆周运动的周期为T,宇航员在月球上着陆后,测得一物块由静止从距离月球表面h高度自由下落所用的时间为t.已知引力量为G,月球可视为均匀球体,则下列叙述正确的是()
人教版高中物理必修二万有引力理论的成就练习题
7.3 万有引力理论的成就
一、基础篇
1.关于万有引力定律应用于天文学研究的历史事实,下列说法正确的是( )
A .天王星、海王星都是运用万有引力定律,经过大量计算以后发现的
B .18世纪时人们发现太阳的第七颗行星的运动轨道总是同根据万有引力定律计算出来的结果有比较大的偏差,于是人们推测出在这颗行星的轨道外还有一颗行星
C .太阳的第八颗行星是牛顿运用自己发现的万有引力定律,经过大量计算而发现的
D .以上说法都正确
2.(多选)一卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为r ,卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T ,已知地球的半径为R ,地球表面的重力加速度为g ,引力常量为G ,则地球的质量可表示为( )
A.4π2r 3
GT 2 B.4π2R 3GT 2 C.gR 2G D.gr 2G
3.(多选)设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动,若测得土星到太阳的距离为r,土星绕太阳运动的周期为T,引力常量为G,则根据以上数据可解得的物理量有( )
A.土星线速度的大小B.土星加速度的大小
C.土星的质量D.太阳的质量
4.某行星有甲、乙两颗卫星,它们的轨道均为圆形,甲的轨道半径为R1,乙的轨道半径为R2,R2>R1。根据以上信息可知( )
A.甲的质量大于乙的质量
B.甲的周期大于乙的周期
C.甲的速率大于乙的速率
D.甲所受行星的引力大于乙所受行星的引力
5.如图所示是小明同学画的人造地球卫星轨道的示意图,则卫星( )
A.在a轨道运行的周期为24 h
B.在b轨道运行的速度始终不变
C.在c轨道运行的速度大小始终不变
D.在c轨道运行时受到的地球引力大小是变化的
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万有引力练习
1.关于万有引力定律应用于天文学研究的历史事实,下列说法中正确的是() A.天王星、海王星和冥王星,都是运用万有引力定律、经过大量计算后而发现的B.在18世纪已经发现的7个行星中,人们发现第七个行星——天王星的运动轨道总是同根据万有引力定律计算出来的结果有比较大的偏差,于是有人推测,在天王星轨道外还有一个行星,是它的存在引起了上述偏差
C.第八个行星,是牛顿运用自己发现的万有引力定律,经大量计算而发现的D.冥王星是英国剑桥大学的学生亚当斯和勒维列合作研究后共同发现的
答案:B
解析:只要认真阅读教材,便能作出正确判断。
2.2007年1月17日,我国在西昌发射了一枚反卫星导弹,成功地进行了一次反卫星武器试验。相关图片如图所示,则下列说法正确的是()
A.火箭发射时,由于反冲而向上运动
B.发射初期时,弹头处于超重状态,但它受到的重力越来越小
C.高温高压燃气从火箭尾部喷出时对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力大小相等
D.弹头即将击中卫星时,弹头的加速度大于卫星的加速度
答案:ABC
解析:火箭发射时,向下喷出高速高压燃气,得到反冲力,从而向上运动,而且燃气对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力为作用力与反作用力,大小一定相等,故A、C正确;发射初期,弹头加速度向上,处于超重状态,但随它离地高度的增大,重
力越来越小,B正确。由
GMm
(R+h)2
=ma可知,弹头击中卫星时,在同一高度处,弹头与
卫星的加速度大小相等,D错误。
3.(2012·河北冀州中学高一期中)宇航员乘飞船前往A星球,其中有一项任务是测该星球的密度。已知该星球的半径为R,引力常量为G。结合已知量有同学为宇航员设计了以下几种测量方案。你认为不正确的是()
A.当飞船绕星球在任意高度运行时测出飞船的运行周期T
B.当飞船绕星球在任意高度运行时测出飞船的运行周期T和飞船到星球的距离h C.当飞船绕星球表面运行时测出飞船的运行周期T
D.当飞船着陆后宇航员测出该星球表面的重力加速度g
答案:A
4.(南京市板桥中学12~13学年高一下学期期中)
“嫦娥二号”已于2010年10月1日发射,其环月飞行的高度距离月球表面100km,所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加
翔实。若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动,运行轨道如图所示。则( )
A .“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更小
B .“嫦娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”更小
C .“嫦娥二号”环月运行的角速度比“嫦娥一号”更小
D .“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”更小
答案:A
解析:根据G =Mm r 2=mω2·r =m (2πT )2r =m v 2r =ma 可得v =GM r ,a =G M r 2,ω=GM r 3,T =2πr 3GM ,可见,轨道半径较小的“嫦娥二号”的线速度、加速度和角速度均较大,而周期较小。
5.科学家们推测,太阳系内除八大行星之外还有另一颗行星就在地球的轨道上,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”。由以上信息可以确定( )
A .这颗行星的公转周期与地球相等
B .这颗行星的半径等于地球的半径
C .这颗行星的密度等于地球的密度
D .这颗行星上同样存在着生命
答案:A
解析:因只知道这颗行星的轨道半径,所以只能判断出其公转周期与地球的公转周期相等。
由G Mm r
2=m v 2r 可知, 行星的质量在方程两边可以消去,
因此无法知道其密度。
6.地球绕太阳公转的轨道半径为1.49×1011m ,公转的周期是3.16×107s ,太阳的质量是多少?
答案:1.96×1030kg
解析:根据牛顿第二定律得:
F 向=ma 向=m (2πT )2r ①
又因为F 向是由万有引力提供的,所以
F 向=F 万=
G Mm r 2② 由①②式联立可得:
M =4π2r 3GT 2=4×3.142×(1.49×1011)36.67×10-11×(3.16×107)2
kg =1.96×1030kg
7.(2012·瑞安十校高一联考)继神秘的火星之后, 今年土星也成了全世界关注的焦点!经过近7年35.2亿公里在太空中风尘仆仆的穿行后,美航天局和欧航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间6月30日(北京时间7月1日)抵达预定轨道,开始“拜访”土星及其卫星家族。这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测!
若“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道,在半径为R 的土星上空离土星表面高h 的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n 周飞行时间为t 。求:土星的质量和平均密度。
答案:4π2n 2(R +h )3Gt 2 3πn 2(R +h )3
Gt 2R 3
解析:设“卡西尼”号的质量为m ,土星的质量为M ,“卡西尼”号围绕土星的
中心做匀速圆周运动,其向心力由万有引力提供,G Mm (R +h )2
=m (R +h )(2πT )2,其中T =t n ,
解得土星的质量:M =4π2n 2(R +h )3Gt 2,又V =43
πR 3, 得土星的平均密度ρ=M V =3π·n 2·(R +h )3Gt 2R 3