人教版高中物理必修二高一上学期第二章 (2)
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江西高安二中20xx-20xx 学年高一上学期物理必修二第二
章万有引力定律复习试卷
第I 卷 选择题
一、选择题（每小题4分，共48分）。
1．某星球质量为地球质量的9倍，半径为地球半径的一半，在该星球表面从某一高度以10 m/s 的初速度竖直向上抛出一物体，物体从被抛出到落回原地需要的时间为（g 地取10 m/s 2)（ ）
A.1 s
B.91 s
C.181 s
D.36
1
s
2.设想在地球赤道沿地球半径方向插入并固定一根“通天杆”，在“通天杆”上固定A 和B 两个太空实验舱，位置分别在同步卫星高度的上方和下方，A 和B 两个实验舱和“通天杆”便会随地球自转一起运动。以下各图表示“通天杆”对A 、B 两个实验舱作用力的方向，其中正确的是
3．发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（ ） A ．开普勒、卡文迪许 B ．牛顿、伽利略 C ．牛顿、卡文迪许 D ．开普勒、伽利略
4．如图所示，A 为置于地球赤道上的物体，B 为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，C 为绕地球做圆周运动的卫星，P 为B 、C 两卫星轨道的交点．已知A 、B 、C 绕地心运动的周期相同．相对于地心，下列说法中错误的是（ ）
A．卫星C的运行速度大于物体A的速度
B．物体A和卫星C具有相同大小的加速度
C．卫星B运动轨迹的半长轴与卫星C运动轨迹的半径相等
D．卫星B在P点的加速度大小与卫星C在该点加速度大小相等
5．下列关于物理学发展中的史事、方法和思想总结正确的是
A.牛顿在探索万有引力的过程中利用的是类比法，通过苹果与月球的类比猜想出苹果所受的重力与月球所受的引力可能是同一性质的力
B.卡文迪许利用扭秤实验完成两个物理量的测量，一是万有引力常量，二是静电力常量；在实验中都应用到了微量放大的思想
C．伽利略利用斜槽实验，直接得出了速度与时间成正比,并合理外推得出物体自由下落的速度与时间成正比
D．在推导匀变速直线运动位移公式时，把整个运动过程划分成很多小段，每一小段近似看作匀速直线运动，然后把各小段的位移相加，这是采用了等效替代思想
6．冥王星是太阳系中围绕太阳旋转的天体。它的赤道直径为2344km、表面积为1700万平方千米、质量为1.29×1022kg、平均密度为1.1g/cm3、表面重力加速度为0.6m/s2、自转周期为6天9小时17分，逃逸速度为1.22km/s,假设其绕太阳的运动可看成圆周运动。根据以上信息，下列说法正确的是（）A．冥王星的自转周期比地球自转周期大
B．冥王星的公转线速度一定比地球的公转线速度大
C．冥王星上的物体至少应获得1.22km/s的速度才能成为它的卫星
D．可以估算出太阳的质量
7．质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，重力势能可表示为
p GMm r
E=-，其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来的半径为1R的轨
道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到及稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为
2
R，此过程中因摩擦而产生的热量为（）
A．
21
11
GMm
R R
??
-
?
??
B．
12
11
GMm
R R
??
-
?
??
C．
12
11
2
GMm
R R
??
-
?
??
D．
21
11
2
GMm
R R
??
-
?
??
8．设地球表面的重力加速度为0g，物体在距地心2R（R是地球的半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则0
/g
g为（）
A.1
B.1/9
C.1/4
D.1/16
9．地球绕太阳沿椭圆轨道运动如图所示，当地球位于近日点A时，受到的万有引力为A F, 运行速度为A v，具有机械能为A E，当地球位于远日点B时，受到的万有引力B F，运行速度为B v，具有机械能为B E．以下判断正确的是
A．<
A
F
B
F
B．>
A
v
B
v
C．=
A
E
B
E
D．地球从A处运动到B处，万有引力对地球的运动不做功
10．牛顿时代的科学家们围绕万有引力的研究，经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践。在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合史实的是
（）
A．开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律
B．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律
C．卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值
D．根据天王星的观测资料，哈雷利用万有引力定律计算出了海王星的轨道11.我国海南航天发射场在海南省××市破土动工，标志着我国新建航天发射场已进入全面实施阶段。发射场建成使用后，对于优化和完善我国航天发射场布
局，推动航天事业可持续发展具有重要战略意义。海南航天发射场主要用于发射新一代大型无毒、无污染运载火箭，承担地球同步轨道卫星、大质量极轨卫星、大吨位空间站和深空探测航天器等航天发射任务，预计于20xx年建成并投入使用。这样选址的优点是，在赤道附近
A．地球的引力较大 B．地球自转线速度较大
C．重力加速度较大 D．地球自转角速度较大
12．随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点．假设
深太空中有一颗外星球，质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的1
2
．则下
列判断正确的是
A．该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期
B．某物体在该外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的4倍
C．该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍
D．绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同
第II卷非选择题
二、非选择题（共52分）
13．（1）有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该星球的质量将是地球质量的几倍？
（2）若有一飞行器P绕月球做匀速圆周运动，周期为T,月球相对飞行器的张角为θ,求月球的平均密度（万有引力常量为G）
14.荡秋千是大家喜爱的一项体育运动．随着科技迅速发展，将来的某一天，同学们也会在其他星球上享受荡秋千的乐趣．假设你当时所在星球的质量为M，半径为R，可将人视为质点，秋千质量不计、摆长不变、摆角小于90°，引力常量为G.那么：
(1)该星球表面附近时重力加速度g
星
等于多少？
(2)若经过最低位置的速度为v
，你能上升的最大高度是多少？
15．科技馆中，有一个模拟万有引力的装置。在如图1所示的类似锥形漏斗固定的容器中，有两个小球在该容器表面上绕漏斗中心轴做水平圆周运动，其运行能形象地模拟了太阳系中星球围绕太阳的运行。图2为示意图，图3为其模拟的太阳系运行图。图2中离中心轴的距离相当于行星离太阳的距离。
（1）在图3中，设行星A
1和B
1
离太阳距离分别为r
1
和r
2
，求A
1
和B
1
运行速度
大小之比。
（2）在图2中，若质量为m的A球速度大小为v，在距离中心轴为x
1
的轨道面上旋转，由于受到微小的摩擦阻力，A球绕轴旋转同时缓慢落向漏斗中心。当
其运动到距离中心轴为x
2
的轨道面时，两轨道面之间的高度差为H。求此过程中A球克服摩擦阻力所做的功。
16．已知月球质量是地球质量的1/81，月球半径是地球半径的
1/4，分别在地球和月球上做同一实验：将一根内壁光滑的圆轨道竖
直放置,如图所示,A与圆心在同一水平面内,一小钢球被一弹簧枪从A处贴着轨道射入，．第一种情况使钢球恰能到达最高点B点;第二种情使钢球经B飞出后,恰好落回距离A点为半径r 的C点，且C、A、O三点在同一直线上，求：
（1）第一种情况，在月球和地球上恰过B点的速度之比
（2）第二种情况下，在月球和地球上经过B点时对轨道压力的比值
参考答案
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
11
12 C
A
C
B
A A
D
C BC
ABC B
C
13.解：（1）根据，且
，解得
，可知R 星=4R
地
；
（2）设月球的半径为R ，则由图可知：
；对飞行器，根据万有引力定
律可知：，且，解得
14.解：(1)设人的质量为m ，在星球表面附近的重力等于万有引力，有 mg 星＝G
2
Mm
R ①
解得g ＝
2
GM
R . ② (2)设人能上升的最大高度为h ，由功能关系得 mg 星h ＝1
2
mv 02 ③ 解得
h ＝220
2R v GM
. ④
15.解：（1）设A 1和B 2的质量分别为m 1和m 2，
根据万有引力定律和牛顿运动定律：2111211GMm m v r r = ① 2
222
222
GMm m v r r = ②）3分
由①②得 12
21
v r v r = ③ 1分 （2)设小球距离中心轴x 2的轨道面速度为v ′,由于小球模拟行星运动，则有：
2
1
x v
v x ='
④1分