人教版高中物理必修二第二学期高一《万有引力定律》专题测试卷
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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 ∝mr 2,行星对太阳的引力F'∝Mr2,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 ∝mr2和F'∝Mr2知F ∶F'=m ∶MB.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 2M 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 2r 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.2FB.4FC.F2D.F45.(2019广东佛山高一下期中)如图所示,O1、O2两球间的距离为r,两球的质量分布均匀,大小分别为m1、m2,半径分别为r1、r2,则两球间的万有引力大小为( )A.G m1m2r2B.G m1m2r12C.G m1m2(r1+r2)2D.G m1m2(r1+r2+r)26.(2019福建泉州高一下期末)(多选)要使两物体间的万有引力减小到原来的14,下列办法可采用的是( )A.使两物体的质量各减小一半,距离不变B.使其中一个物体的质量减小到原来的14,距离不变C.使两物体间的距离增为原来的2倍,质量不变D.使两物体间的距离和它们的质量都减为原来的14题组三万有引力和重力的关系7.关于万有引力F=G m1m2r2和重力,下列说法正确的是( )A.公式中的G是一个比例常数,没有单位B.到地心距离等于地球半径2倍处的重力加速度为地面重力加速度的14C.相互作用的两物体受到的万有引力是一对平衡力D.若两物体的质量不变,它们间的距离减小到原来的一半,它们间的万有引力也变为原来的一半8.(2020浙江杭州余杭第二高级中学高一下月考)设地球表面的重力加速度为g0,物体在距离地球表面3R(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gg0为( )A.1B.19C.14D.1169.(2020四川石室中学高三期中)研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。
7.2万有引力定律一、单选题1.物理学中的自由落体规律、万有引力定律是由不同的物理学家探究发现的,他们依次是( )A .牛顿,哥白尼B .卡文选许、安培C .伽利略、牛顿D .开普勒,牛顿2.在物理学发展过程中,许多物理学家做出了贡献,他们的科学发现和所采用的科学方法推动了人类社会的进步。
以下说法不正确...的是( )A .在探究加速度、力和质量三者之间的关系时,先保持质量不变研究加速度与力的关系,再保持力不变研究加速度与质量的关系,这里运用了控制变量法B .牛顿利用“轻重不同的物体捆绑在一起后下落与单个物体分别下落时快慢”的比较推理,推翻了亚里士多德“重的物体下落快、轻的物体下落慢”的结论C .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,再把各小段位移相加,这里运用了微元法D .卡文迪许用扭秤实验,测出了万有引力常量,他使用了微小作用放大法 3.对于质量为1m 和2m 的两个物体间的万有引力的表达122m m F Gr =,下列说法正确的是( )A .人与人之间并没有感受到引力,所以万有引力只存在于特殊物体之间B .当两物体间的距离r 趋于零时,万有引力无穷大C .1m 和2m 之间相互吸引的力总是相等的,与1m 、2m 是否相等无关D .两个物体间的引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力4.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。
假设火星是半径为R 的质量分布均匀的球体,在火星内挖一半径为r (r R <)的球形内切空腔,如图所示。
现将一小石块从切点处由静止释放,则小石块在空腔内将做( )A .匀加速直线运动B .加速度变大的直线运动C .匀加速曲线运动D .加速度变大的曲线运动5.假设沿地轴的方向凿通一条贯穿地球两极的隧道,隧道极窄,地球仍可看作一个球心为O 、半径为R 、质量分布均匀的球体。
从隧道口P 点由静止释放一小球,下列说法正确的是(提示:一个带电金属圆球达到静电平衡时,电荷均匀分布在球外表面,球内部场强处处为0,外部某点场强与一个位于球心、与球所带电荷量相等的点电荷在该点产生的场强相同。
5、一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行,飞船只受到引力的作用,已知引力常量为G,要测定该行星的密度,仅仅只需测出下列哪一个量A.飞船绕行星运行的周期;B.飞船运行的轨道半径C.飞船运行时的速度大小;D.该行星的质量6、金星的半径是地球的0.95倍,质量是地球的0.82倍,已知地球的第一宇宙速度7.9km/s,估算金星的“第一宇宙速”大约为A.1.9km/sB. 7.3km/sC. 7.9km/sD. 11.2km/s二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分,在每小题给出的四个选项中,有两个以上选项正确,全部选对得4分,选对但不全得2分,有错或不答得零分)7、如图所示,光滑的水平面上,小球m在拉力F的作用下做匀速圆周运动,若小球到达B点时F突然发生变化,下列关于小球的运动的说法正确的是A. F突然消失,小球将沿轨迹Ba做离心运动B. F突然变小,小球将沿轨迹Ba做离心运动C. F突然变大,小球将沿轨迹Bc做向心运动D. F突然变小,小球将沿轨迹Bb做离心运动8、对地球同步卫星,下列说法正确的是A.只能定点在赤道的正上方,质量不同的同步卫星轨道半径都相同B.运行的角速度与地球自转角速度相同,相对地球静止C.轨道半径都相同,以第一宇宙速度运行D.可在我国的北京上空运行9、我国发射的“神舟六号”载人飞船,与“神舟五号”飞船相比,它在更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动,如图所示,下列说法中正确的是A.“神舟六号”的速度较小 B.“神舟六号”的速度较大C.“神舟六号”的周期更短 D.“神舟六号”的加速度更小10、航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A点短时间开动小型发动机进行变轨,从圆形轨道Ⅰ进入椭圆道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点,如图所示。
下列说法中正确的有A.在轨道Ⅱ上经过A的速度大于经过B的速度B.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于在轨道I经过A的速度C.在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度等于在轨道Ⅰ上经过A的加速度班级姓名座号成绩第Ⅱ卷一、单项选择题(5’×6=30分)二、双项选择题(6’×4=24分)题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案三、实验题(3’×4=12分)11.在做“研究平抛物体的运动”实验中,要求在安装实验装置时斜槽末端的切线必须是水平的,这样做的目的是;如图所示,小球A沿轨道滑下,离开轨道末端(末端水平)时撞开轻质接触式开关S,被电磁铁吸住的小球B同时自由下落。
万有引力经典题型1.关于公式k TR =23,下列说法中正确的是( ) A.一般计算中,可以把行星的轨道理想化成圆,R 是这个圆的半径B.公式只适用于围绕地球运行的卫星C.公式只适用太阳系中的行星或卫星D.公式适用宇宙中所有的行星或卫星2.关于公式k TR =23中的常量k ,下列说法中正确的是( ) A.k 值是一个与行星或卫星无关的常量B.k 值是一个与星球(中心天体)无关的常量C.k 值是一个与星球(中心天体)有关的常量D.对于所有星球(中心天体)的行星或卫星,k 值都相等3、地球半径为R ,地面附近的重力加速度为0g ,试求在地面高度为R 处的重力加速度。
4.一颗人造卫星以地心为圆心做匀速圆周运动,它的速率、周期跟它的轨道半径的关系( )A .半径越大,速率越小,周期越大B .半径越大,速率越大,周期越大C .半径越大,速率越小,周期越小D .半径越大,速率越小,周期不变5.如图6-5-1所示,有 A 、B 、C 三颗绕地球作匀速圆周运动的人造卫星 A 和B 质量相同,C 的质量比A 和B 要大,根据万有引力定律可以判定它的线速度大小关系是:A v ______B v _______C v ;运动周期大小关系是:A T _______ B T ________C T6.地球做匀速圆周运动的人造地球卫星,卫星离地面越高,其线速度越________,角速度越_______,旋转周期越__________。
7.假如地球自转速度达到赤道上的物体“飘”起(即完全失重),那么估算一下,地球上一天等于多少h ?(地球半径取m 6104.6⨯,结果取两位有效数字)。
图6-5-18.宇宙中一个星球的质量约为地球的质量的9倍,半径约为地球的半径的一半。
若从地面上高为h 处平抛一个物体,射程为60m ,那么在该星球上,从同样高度以同样的初速度平抛同一个物体,射程是多大?9.月球质量是地球质量的811,月球半径是地球半径的8.31,在距月球表面56m 高处,有一个质量为60千克的物体自由下落。
课时作业(九)万有引力定律一、单项选择题1.重力是由万有引力产生的,以下说法中正确的是()A.同一物体在地球上任何地方其重力都一样B.物体从地球表面移到高空中,其重力变大C.同一物体在赤道上的重力比在两极处小些D.绕地球做圆周运动的飞船中的物体处于失重状态,不受地球的引力解析:由于地球自转同一物体在不同纬度受到的重力不同,在赤道最小,两极最大,C正确.答案:C2.关于万有引力定律和引力常量的发现,下面说法中正确的是()A.万有引力定律是由开普勒发现的,而引力常量是由伽利略测定的B.万有引力定律是由开普勒发现的,而引力常量是由卡文迪许测定的C.万有引力定律是由牛顿发现的,而引力常量是由胡克测定的D.万有引力定律是由牛顿发现的,而引力常量是由卡文迪许测定的解析:本题考查物理学史.万有引力定律是牛顿发现的,卡文迪许首先精确的测定了引力常量,D正确.答案:D3.精确地测量重力加速度的值为g,由月球与地球之间的距离和月球公转的周期可计算出月球运动的向心加速度为 a.又已知月球的轨道半径为地球半径的60倍,若计算出ag=13 600,则下面的说法中正确的是() A.地球物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力B.地面物体所受地球的引力与力不是同一种性质的力C.地面物体所受地球的引力只与物体的质量有关,即G=mgD.月球所受地球的引力除与月球质量有关外,还与地球质量有关解析:通过完全独立的途径得出相同的结果,证明了地球表面上的物体所受地球的引力和星球之间的引力是同一种性质的力.物体的运动规律是由所受力的规律决定的,相同性质的力产生相同性质的加速度.答案:A4.在某次测定引力常量的实验中,两金属球的质量分别为m1和m2,球心间的距离为r,若测得两金属球间的万有引力大小为F,则此次实验得到的引力常量为()A.Frm1m2B.Fr2m1m2C.m1m2FrD.m1m2Fr2解析:根据万有引力定律可得F=G m1m2r2,所以G=Fr2m1m2,B正确,A、C、D错误.答案:B5.(2017·福州高一检测)火箭在高空某处所受的引力为它在地面某处所受引力的一半,则火箭离地面的高度与地球半径之比为()A.(2+1):1 B.(2-1):1C.2:1 D.1:2解析:设地球半径为R,火箭的高度为h,由万有引力定律得在地面上所受的引力F1=G MmR2,在高处所受的引力F2=G Mm R+h2,F2=12F1,即R2R+h2=12,所以h=(2-1)R.故选项B正确.答案:B6.如图所示,一个质量均匀分布的半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F.如果在球体中央挖去半径为r的一部分球体,且r=R2,则原球体剩余部分对质点P的万有引力变为()A.F2B.F8C.7F8D.F4解析:利用填补法来分析此题.原来物体间的万有引力为F,挖去半径为R2的球的质量为原来球的质量的18,其他条件不变,故剩余部分对质点P的引力为F-F8=78F,故选项C正确.答案:C二、多项选择题7.下列对万有引力和万有引力定律的理解正确的有()A.不能看作质点的两物体之间不存在相互作用的引力B.可看作质点的两物体间的引力可用F=G m1m2r2计算C.由F=G m1m2r2知,两物体间距离r减小时,它们之间的引力增大,紧靠在一起时,万有引力无穷大D.引力常量的大小首先是由卡文迪许测出来的,约等于6.67×10-11N·m2/kg2解析:只有可看作质点的两物体间的引力可用F=G m1m2r2计算,但是不能看作质点的两个物体之间依然有万有引力,只是不能用此公式计算,选项A 错误、B正确;万有引力随物体间距离的减小而增大,但是当距离比较近时,计算公式就不再适用,所以说万有引力无穷大是错误的,选项C错误;引力常量的大小首先是由卡文迪许通过扭秤装置测出来的,约等于6.67×10-11N·m2/kg2,选项D正确.答案:BD8.(2017·厦门高一检测)如图所示,P、Q为质量均为m的两个质点,分别置于地球表面上的不同纬度上,如果把地球看成一个均匀球体,P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动,则下列说法正确的是()A.P、Q受地球引力大小相等B.P、Q做圆周运动的向心力大小相等C.P、Q做圆周运动的角速度大小相等D.P受地球引力大于Q所受地球引力解析:计算均匀球体与质点间的万有引力时,r为球心到质点的距离,因为P、Q到地球球心的距离相同,根据F=G Mmr2,P、Q受地球引力大小相等.P、Q随地球自转,角速度相同,但轨道半径不同,根据F n=mrω2,P、Q做圆周运动的向心力大小不同.综上所述,选项A、C正确.答案:AC9.如图所示,三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上,设地球质量为M、半径为R.下列说法正确的是()A.地球对一颗卫星的引力大小为GMm r-R2B.一颗卫星对地球的引力大小为GMmr2C.两颗卫星之间的引力大小为Gm23r2D.三颗卫星对地球引力的合力大小为3GMmr2解析:地球与卫星之间的距离应为地心与卫星之间的距离,选项A错误,选项B正确;两颗相邻卫星与地球球心的连线成120°角,间距为3r,代入数据得,两颗卫星之间引力大小为Gm23r2,选项C正确;三颗卫星对地球引力的合力为零,选项D错误.答案:BC10.据报道,美国发射的“月球勘测轨道器”(LRO)每天在50 km的高度穿越月球两极上空10次.若以T表示LRO在离月球表面高度h处的轨道上做匀速圆周运动的周期,以R表示月球的半径,则()A.LRO运行时的向心加速度为4π2RT2B.LRO运行时的向心加速度为4π2R+h T2C.月球表面的重力加速度为4π2RT2D.月球表面的重力加速度为4π2R+h3T2R2解析:向心加速度a=r\a\vs4\al\co1(\f(2πT))2,其中r为匀速圆周运动的轨道半径,所以LRO运行时的向心加速度为4π2R+h T2,故A错误、B 正确.根据万有引力提供向心力得G Mm R+h2=m(R+h)4π2T2,根据万有引力等于重力得G Mm′R2=m′g,解得月球表面的重力加速度g=4π2R +h3T2R2,故C错误、D正确.答案:BD11.月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的16,一个质量为600 kg 的飞行器到达月球后()A.在月球上的质量仍为600 kgB.在月球表面上的重力为980 NC.在月球表面上方的高空中重力小于980 ND.在月球上的质量将小于600 kg解析:物体的质量与物体所处的位置及运动状态无关,故A对、D错;由题意可知,物体在月球表面上受到的重力为地球表面上重力的16,即F=16mg=16×600×9.8 N=980 N,故B对;在星球表面,物体的重力可近似认为等于物体所受的万有引力,由F=G m1m2r2知,r增大时,引力F减小.故C对.答案:ABC三、非选择题12.宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原处;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t小球落回原处.(取地球表面重力加速度g=10 m/s2,空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g′.(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星:R地=1:4,求该星球的质量与地球质量之比M星:M地.解析:(1)依据竖直上抛运动规律可知,地面上竖直上抛小球落回原地经历的时间为t=2v0g.在该星球表面上竖直上抛的小球落回原地所用时间为5t=2v0g′,所以g′=15g=2 m/s2.(2)该星球表面物体所受重力等于其所受该星球的万有引力,则有mg=G MmR2所以M=gR2G,可解得M星:M地=1:80.答案:(1)2 m/s2(2)1:80。
人教版高一物理必修二 6.3万有引力定律(含解析)人教版高一物理必修二第六章第三节6.3万有引力定律(含解析)一、单选题1.有关物理学史,以下说法正确的是( )A.伽利略首创了将实验和逻辑推理相结合的物理学研究方法B.卡文迪许通过库仑扭秤实验总结出点电荷相互作用规律C.法拉第不仅发现电磁感应现象,而且还总结出了电磁感应定律D.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出行星运动的规律并发现了万有引力定律【答案】A【解析】伽利略首创了将实验和逻辑推理相结合的物理学研究方法,选项A正确;库伦通过库仑扭秤实验总结出点电荷相互作用规律,选项B错误;法拉第发现了电磁感应现象,但没有总结出了电磁感应定律,是韦伯和纽曼发现了电磁感应定律,故C错误;开普勒在天文观测数据的基础上,总结出行星运动的规律,牛顿发现了万有引力定律,选项D错误;故选A.2.2018年9月7日将发生海王星冲日现象,海王星冲日是指海王星、地球和太阳几乎排列成一线,地球位于太阳与海王星之间。
此时海王星被太阳照亮的一面完全朝向地球,所以明亮而易于观察。
地球和海王星绕太阳公转的方向相同,轨迹都可近似为圆,地球一年绕太阳一周,海王星约164.8年绕太阳一周。
则A.地球的公转轨道半径比海王星的公转轨道半径大B.地球的运行速度比海王星的运行速度小C.2019年不会出现海王星冲日现象D.2017年出现过海王星冲日现象【答案】D【解析】地球的公转周期比海王星的公转周期小,根据万有引力提供向心力1 / 122224Mm G m r r T π=,可得:2T =可知地球的公转轨道半径比海王星的公转轨道半径小,故A 错误;根据万有引力提供向心力,有22Mm v G m r r=,解得:v =可知海王星的运行速度比地球的小,故B 错误; T 地=1年,则T 木=164.8年,由(ω地-ω木)·t =2π,可得距下一次海王星冲日所需时间为: 2 1.01-t πωω=≈地火年,故C 错误、D 正确。
高一物理 必修二 万有引力定律一 单元测试题(含答案解析)一、选择题(每小题4分,共40分)1.16世纪,哥白尼根据天文观测的大量资料,经过40多年的天文观测和潜心研究,提出“日心说”的如下四个基本论点,这四个论点目前看存在缺陷的是 ( ) A .宇宙的中心是太阳,所有行星都在绕太阳作匀速圆周运动 B .地球是绕太阳作匀速圆周运动的行星,月球是绕地球作匀速圆周运动的卫星,它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动 C .天穹不转动,因为地球每天自西向东自转一周,造成天体每天东升西落的现象 D .与日地距离相比,恒星离地球都十分遥远,比日地间的距离大得多 2.下列关于万有引力的说法,正确的有 ( ) A .物体落到地面上,说明地球对物体有引力,物体对地球没有引力 B .万有引力定律是牛顿在总结前人研究的基础上发现的 C .地面上自由下落的苹果和天空中运行的月亮,受到的都是地球的万有引力D .F =221r m m G 中的G 是一个比例常数,是没有单位的 3.关于万有引力定律的适用范围,下列说法中正确的有 ( ) A .只适用于天体,不适用于地面的物体 B .只适用于球形物体,不适用于其他形状的物体 C .只适用于质点,不适用于实际物体 D .适用于自然界中任何两个物体之间4.从天文望远镜中观察到银河系中有两颗行星绕某恒星运行,两行星的轨道均为椭圆,观察测量到它们的运转周期之比为8:1,则它们椭圆轨道的半长轴之比为 ( ) A .2:1 B .4:1 C .8:1 D .1:45.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 距地面的高度为 ( )A .(2一1)RB .RC .2R D .2R6.在地球(看作质量均匀分布的球体)上空有许多同步卫星,下面说法中正确的是( )A .它们的质量可能不同B .它们的速度可能不同C .它们的向心加速度可能不同D .它们离地心的距离可能不同7.已知引力常数G 和下列各组数据,能计算出地球质量的是 ( ) A .地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离 B .月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离 C .人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期D .若不考虑地球自转,己知地球的半径及重力加速度8.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 ,引力常量为G ,那么 该行星的平均密度为( )A .π32GT B .23GT π C .π42GT D .24GT π9.地球公转的轨道半径为R 1,周期为T 1,月球绕地球运转的轨道半径为R 2,周期为T 2,则 太阳质量与地球质量之比为( )A .22322131T R T R B .21322231T R T R C .21222221T R T R D .32223121T R T R10.两颗行星A 和B 各有一颗卫星a 和b ,卫星轨道接近各自行星的表面,如果两行星的质量之比为M A /M B =P ,两行星半径之比为R A /R B =q ,则两个卫星的周期之比T a /T b 为( )A .PqB .p qC .p q P /D .P q q /二、填空题(每题5分,共25分)11.某星球半径是地球半径的3倍,质量是地球质量的36倍,该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的 倍。
7.2万有引力定律一、选择题1.我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用h 表示探测器与地球表面的距离,F 表示它所受的地球引力,能够描述F 随h 变化关系的图像是( )A. B. C. D.2.设太阳质量为M ,某行星绕太阳公转周期为T ,轨道可视作半径为r 的圆.已知万有引力常量为G ,则描述该行星运动的上述物理量满足( )A. 2324r GM T π=B. 2224r GM T π=C. 2234r GM Tπ= D. 324r GM T π= 3.下列关于万有引力和万有引力定律的理解正确的是( )A .不能看作质点的两物体间不存在相互作用的引力B .只有天体间的引力才能用F =G m 1m 2r 2计算 C .由F =Gm 1m 2r 2知,两质点间距离r 减小时,它们之间的引力增大 D .引力常量的大小首先是由牛顿测出来的,且等于6.67×10-11N ·m 2/kg 24.依据牛顿的理论,两物体之间万有引力的大小,与它们之间的距离r 满足( ) A .F 与r 成正比 B .F 与r 2成正比 C .F 与r 成反比D .F 与r 2成反比5.地球的质量是月球质量的81倍,若地球吸引月球的力的大小为F,则月球吸引地球的力的大小为( )A.81FB.FC.9FD.81F6.对于万有引力定律的表达式122m mF G r=,下列说法正确的是( )A.公式中G 为引力常量,它是由牛顿通过实验测得的B.当r 趋于零时,万有引力趋于无穷大C.质量为m 1、m 2的物体之间的引力是一对平衡力D.质量为m 1、m 2的物体之间的引力总是大小相等的7.在地球表面附近自由落体的加速度为g ,同步卫星距地面的高度大约是地球半径的6倍,则同步卫星所在处的重力加速度大约是( )A.g16B.g36C.g49D.g648.将物体由赤道向两极移动,则( )A.它的重力减小B.它随地球转动的向心力增大C.它随地球转动的向心力减小D.向心力方向、重力的方向都指向地心9.知地球半径为R,将一物体从地面发射至离地面高h处时,物体所受万有引力减小到原来的一半,则h为( )A. RB. 2R2R D. )21R10.一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的万有引力大小的( )A.0.25倍B.0.5倍C.2.0倍D.4.0倍11.地球可近似看成球形,由于地球表面上物体都随地球自转,所以有( )A.物体在赤道处受的地球引力等于在两极处受的地球引力,而重力小于在两极处的B.赤道处的角速度比南纬30°大C.地球上物体的向心加速度都指向地心,且赤道上物体的向心加速度比两极处大D.地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力12.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律,在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下,需要验证( )A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/6013.(多选)如图所示,P、Q为质量均为m的两个质点,分别置于地球表面的不同纬度上,如果把地球看成一个均匀球体,P、Q两质点随地球自转做匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )A.P 、Q 受地球引力大小相等B.P 、Q 做圆周运动的向心力大小相等C.P 、Q 故圆周运动的角速度相等D.P 受地球引力大于Q 所受地球引力 14.(多选)对于万有引力定律的表达式F =Gm 1m 2r 2,下列说法中正确的是( ) A .公式中G 为引力常量,与两个物体的质量无关 B .当r 趋近于零时,万有引力趋近于无穷大C .m 1与m 2受到的引力大小总是相等的,方向相反,是一对平衡力D .m 1与m 2受到的引力大小总是相等的,而与m 1、m 2是否相等无关 二、非选择题15.粗略研究行星的轨道运动时,通常只考虑太阳对行星的万有引力。
专题三:万有引力与宇宙航行丰台二中1.海王星是绕太阳运动的一颗行星,它有一颗卫星叫海卫1。
若将海王星绕太阳的运动和海卫1 绕海王星的运动均看作匀速圆周运动,则要计算海王星的质量,需要知道的量是(引力常量G 为已知量)A.海卫 1 绕海王星运动的周期和半径B.海王星绕太阳运动的周期和半径C.海卫 1 绕海王星运动的周期和海卫 1 的质量D.海王星绕太阳运动的周期和太阳的质量 答案:A 2.“嫦娥一号”成功发射后,探月成为同学们的热门话题.一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度,提出了如下实验方案:在月球表面以初速度v 0竖直上抛一个物体,测出物体上升的最大高度h ,已知月球的半径为R ,便可测算出绕月卫星的环绕速度.按这位同学的方案,绕月卫星的环绕速度为 A .h Rv 20 B .R h v 20 C .h R v 20 D .Rh v 20 答案:A3.如图所示,a 、b 、c 是在地球大气层外同一平面内的圆形轨道上绕逆时针方向运动的3颗卫星,下列说法正确的是( )A .b 、c 的线速度大小相等,且大于a 的线速度B .b 、c 的向心加速度大小相等,且大于a 的向心加速度C .c 加速可追上同一轨道上的b ,b 减速可等候同一轨道上的cD .a 卫星由于某原因,轨道半径缓慢减小,其线速度将增大 答案:D4. 我国发射的神州五号载人宇宙飞船的周期约为90min ,如果把它绕地球的运动看做是匀速圆周运动,飞船的运动和人造地球同步卫星的运动相比,下列判断中正确的是( )A .飞船的轨道半径大于同步卫星的轨道半径B .飞船的运行速度小于同步卫星的运行速度C .飞船运动的向心加速度大于同步卫星运动的向心加速度D .飞船运动的角速度小于同步卫星运动的角速度 答案: C5.星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度。
星球的第二宇宙速度v 2与第一宇宙速度v 1的关系是v 2=2v 1。
高中物理学习材料金戈铁骑整理制作南京市九中2010—2011学年度第二学期高一物理《万有引力定律》专题测试卷(时间:90分钟,满分:120分)班级姓名学号得分一、选择题(本题共12小题。
每小题4分,共48分。
在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不答的得0分。
)1.牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据,运用严密的逻辑推理,建立了万有引力定律。
在创建万有引力定律的过程中,牛顿()A.接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想B.根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实,得出物体受地球的引力与其质量成正比,即F∝m的结论C.根据F∝m和牛顿第三定律,分析了地月间的引力关系,进而得出F∝m1m2D.根据大量实验数据得出了比例系数G的大小2.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图1所示,E和F是椭圆轨道的两个焦点,行星在A点的速度比在B点的速度大,则太阳位于()A.FB.AC.BD.E3.发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道。
发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方,如图2所示,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4.已知地球质量大约是月球质量的8l倍,地球半径大约是月球半径的4倍.不考虑地球、月球自转的影响,由以上数据可推算出()A.地球的平均密度与月球的平均密度之比约为9:8B.地球表面重力加速度与月球表面重力加速度之比约为9:4C.靠近地球表面运行的航天器的周期与靠近月球表面运行的航天器的周期之比约为8:9D.靠近地球表面运行的航天器的速度与靠近月球表面运行的航天器的速度之比约为81:45.如图所示,地球赤道上的山丘e,近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。
设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3,向心加速度分别为a1、a2、a3,则()A.v1>v2>v3 B.v1<v2<v3 C.a1>a2>a3 D.a1<a3<a26.设土星绕太阳的运动是匀速圆周运动,若测得土星到太阳的距离是r,土星绕太阳运动的周期是T,万有引力常量G已知,根据这些数据无法求出的量是( ) ●●●A E O FB图1A .土星的线速度大小B .土星的加速度大小C .土星的质量D .太阳的质量7.太空被称为是21世纪技术革命的摇篮。
摆脱地球引力,在更“纯净”的环境中探求物质的本质,拨开大气层的遮盖,更直接地探索宇宙的奥秘,一直是科学家们梦寐以求的机会。
“神州号” 两次载人飞船的成功发射与回收给我国航天界带来足够的信心,我国提出了载人飞船——太空实验室——空间站的三步曲构想。
某宇航员要与轨道空间站对接,飞船为了追上轨道空间站( )A. 只能从较低轨道上加速B. 只能从较高轨道上加速C. 只能从空间站同一高度的轨道上加速D. 无论在什么轨道上,只要加速都行8.假设在质量与地球质量相同、半径为地球半径两倍的某天体上进行运动比赛或实验,那么与在地球上进行的活动相比,下列说法不正确的是( )A.跳高运动员的成绩会更好B.做用弹簧秤称体重的实验时,体重数值会变得更小C.投掷铁饼的距离会更远D.用手投出的篮球,水平方向的分速度会更大9.最近,科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星,并测得它围绕该恒星运动一周所用的时间为1200年,它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍, 假定该行星绕恒星运行轨道和地球绕太阳运行轨道都是圆周, 仅利用以上两个数据可以求出的量有 ( )A.恒星质量与太阳质量之比B.恒星密度与太阳密度之比C.行星质量与地球质量之比D.行星运行速度与地球公转速度之比10.3个人造地球卫星A 、B 、C ,在地球的大气层外沿如图所示的方向做匀速圆周运动,已知m A =m B <m C ,则关于三个卫星的说法中错误的是( )A 线速度大小的关系是a b c v v v >=B 周期关系是T a <T b =T cC 向心力大小的关系是F a =F b <F cD 轨道半径和周期的关系是232323C C B B A A T R T R T R ==11.我国于1986年2月1日成功发射了一颗地球同步卫星,于1999年12月20日又成功发射了“神舟号”试验飞船,飞船的太空中飞行了21h ,环绕地球运动了14圈,又顺利返回地面,假设卫星和飞船都做匀速圆周运动,那么卫星与飞船在各自轨道上运行时 ( )①卫星运行周期比飞船大 ②卫星运动速度比飞船大③卫星运动的加速度比飞船大 ④卫星离地面高度比飞船大A .①② B.①④ C.②③ D.③④12.(09年宁波市高一期末考试卷)地球绕太阳的运动可视为匀速圆周运动,太阳对地球的万有引力提供地球运动所需要的向心力.由于太阳内部的核反应而使太阳发光,在整个过程中,太阳的质量在不断减小。
根据这一事实可以推知,在若干年后,地球绕太阳的运动情况与现在相比()A .运动半径变大B .运动周期变大C .运动速率变大D .运动角速度变大第二卷(非选择题部分,共72分)二、填空题(本题共5小题,其中第17小题12分,其他每小题4分,共28分)13. 土星周围有美丽壮观的“光环”,组成环的颗粒是大小不等、线度从1μm 到10m 的岩石、尘埃,类似于卫星,它们与土星中心的距离从7.3⨯104 km 廷伸到1.4⨯105 km .己知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14h ,引力常量为 6.67⨯l0-11 N·m 2/k 2 ,则土星的质量约为14.宇航员在月球上做自由落体实验,将某物体由距月球表面高h 处释放,经时间t 后落到月球表面(设月球半径为R ) . 据上述信息推断,飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为15. 若某行星半径是R ,平均密度是ρ,已知引力常量是G ,那么在该行星表面附近运动的人造卫星的线速度大小是 .16. 地球半径R =6400km ,自转周期T =24h ,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度a 1=(保留二位有效数字),纬度为60︒处的物体随地球自转的向心加速度是 a 2,则a 1︰a 2=17.一颗人造地球卫星离地面高R h 3=(R 为地球的半径)。
若已知地地球表面的重力加速度为g ,则卫星做匀速圆周运动的速度是_________,角速度是________,周期是_________,若已知地球的质量为M ,万有引力常量为G ,则卫星做匀速圆周运动的速度是_______,角速度是_________,周期是_________。
三、计算题(本题共4小题,第18、20小题每题10分,第19、21小题每题12分,共44分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)18.我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施,大约用十年左右时间完成,这极大地提高了同学们对月球的关注程度。
以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题,请你解答:⑴若已知地球半径为,地球表面的重力加速度为g ,月球绕地球运动的周期为T ,且把月球绕地球的运动近似看作是匀速圆周运动。
试求出月球绕地球运动的轨道半径。
⑵若某位宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球某水平表面上方h 高处以速度水平抛出一个小球,小球落回到月球表面的水平距离为s 。
已知月球半径为R月,万有引力常量为G 。
试求出月球的质量M 月。
19.在智利工作的天文学家最近表示,他们很可能第一次直接拍摄到了围绕恒星旋转的行星。
这颗恒星名叫2M1207,它比太阳要小的多,距离我们有230光年之远。
洛杉矶加利福尼亚大学的本杰明教授说:“假如围绕2M1207的真的是一颗行星,这将是人类第一次直接拍摄到太阳系外行星的照片,很久以来,科学家一直想象着能够拍摄到类似太阳系这样的行星围绕一颗恒星运转的太阳系外星体。
”如果知道了这个行星的质量m ,行星的半径r, 行星的运行周期T ,以及行星运行半径R,求:(1)2M1207的恒星的质量(2)该行星的卫星的最大速度(2)你还能推导出关于这个行星的哪些物理量,至少给出两个?20.利用航天飞机,人们可以到太空维修出现故障的人造地球卫星。
已知一颗人造地球卫星在离地高度一定的圆轨道上运行。
当航天飞机接近这颗卫星并与它运行情况基本相同时,速度达到了6.4km/s 。
取地球半径为R = 6400km ,地球表面的重力加速度为g = 9.8m/s 2,试求这颗卫星离地面的高度。
21.2008年9月我国成功发射神舟七号载人航天飞船。
如图所示为神舟七号绕地球飞行时的电视直播画面,图中数据显示,飞船距地面的高度约为地球半径的201。
已知地球半径为R ,地面附近的重力加速度为g ,设飞船、大西洋星绕地球均做匀速圆周运动。
(1)估算神舟七号飞船在轨运行的加速度大小;(2)已知大西洋星距地面的高度约为地球半径的6倍,估算大西洋星的速率。
《万有引力定律》专题测试卷详细参考答案8.D 提示:由2Mm mg G R 知天体质量M 不变,半径R 加倍,其表面的重力加速度减为原来的1/4,跳高运动员会跳的更高,物体体重减小,投掷铁饼的距离会更远,而投出的篮球的水平分速度不受影响,故只有D 选项的说法不对,本题答案为D.9.AD 提示:根据天体质量2324r M GT π=可得恒星质量与太阳质量之比1:1.44; 根据v =2πr/T 可得行星运行速度与地球公转速度之比1:12.10.C 11.B12.AB 提示:太阳质量减小,地球所受到的太阳引力减小,太阳引力不足以提供地球做匀速圆周运动的向心力,地球将做离心运动,即运动半径变大,运动周期变大.13. 6.4⨯1026kg 提示:天体质量2324r M GT π= 14. tRh 2 提示:设月球表面的重力加速度为月g , 据自由落体运动公式 221t g h 月=, 得 22th g 月=; 飞船绕月球做匀速圆周运动, 据牛顿笫二定律 R v m mg 月2=, 得 R g v 月==tRh 2. 15. 2.0×103016. 0.034 m/s 2 ;1︰2 17.GMR R GM R GM g R R g gR 33316,81,4,16,81,2ππ 提示:结合万有引力定律及圆周运动规律求解.18.解析:(1)假设地球质量为M ,有g=GM/R 2 , 设月球绕地球运动的轨道半径为r ,有GMm 月/r 2=m 月r (2π/T )2 由上面可知:r =32224T gR π (2)设下落到月面的时间为t ,有h=g 月t 2/2,s=v 0t ,可得:g 月=2hv 02/s 2,又g 月=GM 月/R 月2,故 M 月=2hR 月2v 02/Gs 219.解析:(1)设2M1207恒星的质量为M ,由万有引力提供行星运动的向心力得:R T m R MmG 222⎪⎭⎫ ⎝⎛=π,解得:2324GT R M π=. (2)设绕该行星运动的卫星质量为1m ,最大速度为m v ,则由万有引力提供卫星运动的向心力得:r v m r mm G m 2121=,解得:rGm v m =. (3)该行星做圆周运动的角速度T πω2=,该行星做圆周运动的线速度T R V π2=. 20.解析:万有引力提供人造地球卫星运行所需的向心力)()(22h R v m h R MmG +=+在地球表面有 g m R m GM '='2, R v gR h -=22代入数据可得m h 6104.3⨯=21.解析:(1)飞船绕地球做匀速圆周运动的加速度为a ,飞船质量为m 1,由万有引力定律和牛顿第二定律得()a m h R GMm 121=+(其中20R h = ) ① 由物体在地球表明受到的万有引力近似等于物体重力得g m R GMm 020= ② 由①②式得 g g a 91.0441400== (2)大西洋星绕地球做匀速圆周运动的速度为v 、质量为m 2,由万有引力定律和牛顿第二定律,得)()(2222h R v m h R GMm '+='+ ③ h '=6R , 由②③式得7gR v =备用题1.如图所示,宇宙飞船A 在低轨道上飞行,为了给更高轨道的宇宙空间站B 输送物质,需要与B 对接,它可以采用喷气的方法改变速度,从而达到改变轨道的目的,则以下说法正确的是( )A.它应沿运行速度方向喷气,与B 对接后周期变小B.它应沿运行速度的反方向喷气,与B 对接后周期变大C.它应沿运行速度方向喷气,与B 对接后周期变大D.它应沿运行速度的反方向喷气,与B 对接后周期变小1.B2.在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。