2020—2021学年高一下学期物理人教版必修二第6章 万有引力与航天 含答案

2020—2021物理（人教）必修二第6章万有引力与航天含答案
必修二第6章万有引力与航天
一、选择题
1、下述说法中正确的有()
A．一天24 h，太阳以地球为中心转动一周是公认的事实
B．由开普勒定律可知，各行星都分别在以太阳为圆心的各圆周上做匀速圆周运动
C．太阳系的八颗行星中，水星离太阳最近，由开普勒第三定律可知其运动周期最小
D．月球也是行星，它绕太阳一周需一个月的时间
2、（双选）开普勒关于行星运动规律的表达式为，以下理解正确的是( )
A. k是一个与行星无关的常量
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
3、下列关于万有引力的说法正确的是()
A．万有引力定律是卡文迪许发现的
B．F＝G m1m2
r2中的G是一个比例常数，是没有单位的
C．万有引力定律只是严格适用于两个质点之间
D．两物体引力大小与质量成正比，与两物体间距离平方成反比
4、第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折,牛顿在他们研究的基础上,得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。

下列有关万有引力定律的说法中不正确的是 ( )
A.开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆
B.太阳与行星之间引力的规律不适用于行星与它的卫星
C.卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值
D.牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识
5、如图所示,两球间距离为r,半径分别为r1,r2,而球质量分布均匀,大小分别为m1,m2,则两球间的万有引力的大小为()
A.G
B.G
C.G
D.G
6、一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为()
A. B. C. D.
7、(双选)1798年英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G，因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人．若已知万有引力常量为G，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，地球上一个昼夜的时间为T1(地球自转周期)，一年的时间为T2(地球公转的周期)，地球中心到月球中心的距离为L1，地球中心到太阳中心的距离为L2.你能计算出()
A．地球的质量m地＝gR2 G
B．太阳的质量m太＝4π2L23 GT22
C．月球的质量m月＝4π2L13 GT12
D．可求月球、地球及太阳的密度
8、(双选)组成星球的物质是靠吸引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率．如果超过了该速率，则星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动．由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T.下列表达式中正确的是()
A．T＝2π
R3
GM B．T＝2π
3R3
GM
C．T＝
π
ρG
D．T＝
3π
ρG
*9、（双选）下列说法正确的是（）
A. 地球是一颗绕太阳运动的行星
B. 关于天体运动的日心说和地心说都是错误的
C. 太阳是静止不动的，地球和其它行星都在绕太阳转动
D. 地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其它行星却绕地球转动
*10、英国《新科学家(NewScientist)》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，
在XTEJl650—500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R约45
km，质量M和半径R的关系满足M
R＝
c2
2G(其中c为光速，c＝3×10
8 m/s，G为引
力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为()
A．108 m/s2B．1010 m/s2
C．1012 m/s2D．1014 m/s2
*11、(多选)哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆,下列说法中正确的是( )
A.彗星在近日点的速率大于在远日点的速率
B.彗星在近日点的向心加速度大于它在远日点的向心加速度
C.若彗星的周期为75年,则它的半长轴是地球公转半径的75倍
D.彗星在近日点的角速度大于它在远日点的角速度
*12、地球的质量是月球质量的81倍,若地球吸引月球的力为F,则月球吸引地球的力的大小为()
A. B.F C.9F D.81F
13、(多选)可以发射一颗这样的人造卫星，使其圆轨道()
A．与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面的同心圆
B．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面的同心圆
C．与地球表面上赤道线是共面的同心圆，且卫星相对地球表面是静止的
D．与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地球是运动的
14、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
15、（多选）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带，假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动，下列判断正确的是()
A．小行星带内的小行星都具有相同的角速度
B．小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度
C．各小行星绕太阳运动的周期均大于一年
D．要从地球发射卫星探测小行星带，发射速度应大于地球的第二宇宙速度
二、填空题
16、“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行，标志着我国探月工程的第一阶段已经完成．设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h，已知月球的质量为M、半径为R，引力常量为G，则卫星绕月球运动的向心加速度a=________，线速度v=________．
二、计算题类
17、假设火星和地球都是球体，火星的质量M
火与地球的质量M
地
之比
M火
M地
＝p，
火星的半径R
火与地球的半径R
地
之比
R火
R地
＝q，求它们表面处的重力加速度之比．
18、宇航员站在一星球表面上的某高处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t，球落到星球表面，小球落地时的速度大小为v．已知该星球质量均匀，半径为R，引力常量为G，求：
（1）小球落地时竖直方向的速度v y的值
（2）该星球的质量M的值
（3）若该星球有一颗卫星，贴着该星球的质量M的值做匀速圆周运动，求该卫星的周期T．
2020—2021物理（人教）必修二第6章万有引力与航天含答案必修二第6章万有引力与航天
一、选择题
1、下述说法中正确的有()
A．一天24 h，太阳以地球为中心转动一周是公认的事实
B．由开普勒定律可知，各行星都分别在以太阳为圆心的各圆周上做匀速圆周运动
C．太阳系的八颗行星中，水星离太阳最近，由开普勒第三定律可知其运动周期最小
D．月球也是行星，它绕太阳一周需一个月的时间
【答案】C
2、（双选）开普勒关于行星运动规律的表达式为，以下理解正确的是
( )
A. k是一个与行星无关的常量
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
【答案】A,D
3、下列关于万有引力的说法正确的是()
A．万有引力定律是卡文迪许发现的
B．F＝G m1m2
r2中的G是一个比例常数，是没有单位的
C．万有引力定律只是严格适用于两个质点之间
D．两物体引力大小与质量成正比，与两物体间距离平方成反比
【答案】C
4、第谷、开普勒等人对行星运动的研究漫长而曲折,牛顿在他们研究的基础上,得出了科学史上最伟大的定律之一——万有引力定律。

下列有关万有引力定律的说法中不正确的是 ( )
A.开普勒通过研究观测记录发现行星绕太阳运行的轨道是椭圆
B.太阳与行星之间引力的规律不适用于行星与它的卫星
C.卡文迪许利用实验较为准确地测出了引力常量G的数值
D.牛顿在发现万有引力定律的过程中应用了牛顿第三定律的知识
【答案】B
5、如图所示,两球间距离为r,半径分别为r1,r2,而球质量分布均匀,大小分别为m1,m2,则两球间的万有引力的大小为()
A.G
B.G
C.G
D.G
【答案】D
6、一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为()
A. B. C. D.
【答案】C
7、(双选)1798年英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G，因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人．若已知万有引力常量为G，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，地球上一个昼夜的时间为T1(地球自转周期)，一年的时间为T2(地球公转的周期)，地球中心到月球中心的距离为L1，地球中心到太阳中心的距离为L2.你能计算出()
A．地球的质量m地＝gR2 G
B．太阳的质量m太＝4π2L23 GT22
C．月球的质量m月＝4π2L13 GT12
D．可求月球、地球及太阳的密度
【答案】AB
8、(双选)组成星球的物质是靠吸引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率．如果超过了该速率，则星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体
做圆周运动．由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T.下列表达式中正确的是()
A．T＝2π
R3
GM B．T＝2π
3R3
GM
C．T＝
π
ρG
D．T＝
3π
ρG
【答案】AD
*9、（双选）下列说法正确的是（）
A. 地球是一颗绕太阳运动的行星
B. 关于天体运动的日心说和地心说都是错误的
C. 太阳是静止不动的，地球和其它行星都在绕太阳转动
D. 地球是宇宙的中心，太阳、月亮及其它行星却绕地球转动
【答案】AB
*10、英国《新科学家(NewScientist)》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJl650—500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R约45
km，质量M和半径R的关系满足M
R＝
c2
2G(其中c为光速，c＝3×10
8 m/s，G为引
力常量)，则该黑洞表面重力加速度的数量级为()
A．108 m/s2B．1010 m/s2
C．1012 m/s2D．1014 m/s2
【答案】C
*11、(多选)哈雷彗星绕太阳运动的轨道是比较扁的椭圆,下列说法中正确的是( )
A.彗星在近日点的速率大于在远日点的速率
B.彗星在近日点的向心加速度大于它在远日点的向心加速度
C.若彗星的周期为75年,则它的半长轴是地球公转半径的75倍
D.彗星在近日点的角速度大于它在远日点的角速度
【答案】A、B、D
*12、地球的质量是月球质量的81倍,若地球吸引月球的力为F,则月球吸引地球的力的大小为()
A. B.F C.9F D.81F
【答案】B
13、(多选)可以发射一颗这样的人造卫星，使其圆轨道()
A．与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面的同心圆
B．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面的同心圆
C．与地球表面上赤道线是共面的同心圆，且卫星相对地球表面是静止的
D．与地球表面上的赤道线是共面的同心圆，但卫星相对地球是运动的
【答案】CD
14、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
【答案】B
15、（多选）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带，假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动，下列判断正确的是()
A．小行星带内的小行星都具有相同的角速度
B．小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度
C．各小行星绕太阳运动的周期均大于一年
D．要从地球发射卫星探测小行星带，发射速度应大于地球的第二宇宙速度
【答案】BCD
二、填空题
16、“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行，标志着我国探月工程的第一阶段已经完成．设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h，已知月球的质量为M、半径为R，引力常量为G，则卫星绕月球运动的向心加速度a=________，线速度v=________．
【答案】；
二、计算题类
17、假设火星和地球都是球体，火星的质量M
火与地球的质量M
地
之比
M火
M地
＝p，
火星的半径R
火与地球的半径R
地
之比
R火
R地
＝q，求它们表面处的重力加速度之比．
解析：题中没有涉及地球的自转及火星的自转，因而物体在火星和地球表面所受重力可近似看作等于火星和地球对物体的万有引力．
即mg＝G Mm
R2，g＝G
M
R2，所以g∝
M
R2
则火星和地球表面的重力加速度之比为
g火g地＝
M火·R地2
M地·R火2
＝
p
q2.
答案：p
q2
18、宇航员站在一星球表面上的某高处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t，球落到星球表面，小球落地时的速度大小为v．已知该星球质量均匀，半径为R，引力常量为G，求：
（1）小球落地时竖直方向的速度v y的值
（2）该星球的质量M的值
（3）若该星球有一颗卫星，贴着该星球的质量M的值做匀速圆周运动，求该卫星的周期T．
【答案】
（1）解：小球做平抛运动，则落地时水平速度为v0，则
（2）解：小球竖直方向上，v y=gt
则
星球表面万有引力等于重力，则有
解得：
（3）解：星体表面重力提供向心力，则有：
解得。