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2019-2020学年人教版物理必修2课时分层训练：第6章 万有引力与航天 章末高考真题链接 Word版含解析

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第六章 章末高考真题链接

1．(2019·全国卷Ⅱ)2019年1月，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F随h变化关系的图象是(

)

A

B

C D

解析：选D 根据万有引力定律可得：F＝GMmR＋h2，h越大，F越小，故选项D正确．

2．(2019·全国卷Ⅲ)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火．已知它们的轨道半径R金

A．a金>a地>a火 B．a火>a地>a金

C．v地>v火>v金 D．v火>v地>v金

解析：选A 由万有引力提供向心力GMmr2＝ma，可知轨道半径越小，向心加速度越大，故A正确，B错误；由GMmR2＝mv2R得v＝GMR可知轨道半径越小，运行速率越大，故C、D错误．

3．(2018·江苏卷)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705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km，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

解析：选A 设地球质量为M，人造卫星质量为m，人造卫星做匀速圆周运动时，根据万有引力提供向心力有GMmr2＝mv2r＝mω2r＝m2πT2r＝ma，得v＝GMr，ω＝GMr3，T＝2π r3GM，a＝GMr2，因为“高分四号”的轨道半径比“高分五号”的轨道半径大，所以选项A正确，B、C、D错误．

4．(2018·全国卷Ⅲ)为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍．P与Q的周期之比约为( )

A．2∶1 B．4∶1

C．8∶1 D．16∶1

解析：选C 由开普勒第三定律得r3T2＝k，故TPTQ＝RPRQ3＝1643＝81，故C选项正确．

5．(2018·全国卷Ⅱ)2018年2月，我国500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318＋0253”，其自转周期T＝5.19 ms.假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.67×10－11 N·m2/kg2.以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为( )

A．5×109 kg/m3 B．5×1012 kg/m3

C．5×1015 kg/m3 D．5×1018 kg/m3

解析：选C 毫秒脉冲星稳定自转时由万有引力提供其表面物体做圆周运动的向心力，根据GMmR2＝m4π2RT2，M＝ρ·43πR3，得ρ＝3πGT2，代入数据解得ρ≈5×1015

kg/m3，C正确．

6．(2018·浙江卷)土星最大的卫星叫“泰坦”(如图)，每16天绕土星一周，其公转轨道半径约为1.2×106 km，已知引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，则土星的质量约为( )

A．5×1017 kg B．5×1026 kg

C．7×1033 kg D．4×1036 kg

解析：选B 卫星绕土星运动，土星的引力提供卫星做圆周运动的向心力，设土星质量为M，根据GMmR2＝m4π2T2R，解得M＝4π2R3GT2，带入计算可得：

M＝4×3.142×1.2×106×10336.67×10－11×16×24×3 6002≈5×1026 kg，故B正确，A、C、D错误．

7．(多选)(2017·全国卷Ⅱ)如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M、Q到N的运动过程中( )

A．从P到M所用的时间等于T04

B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大

C．从P到Q阶段，速率逐渐变小

D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功

解析：选CD 从P到Q的时间为12T0，根据开普勒行星运动第二定律可知，从P到M运动的平均速率大于从M到Q运动的平均速率，可知P到M所用的时间小于14T0，选项A错误；海王星在运动过程中只受太阳的引力作用，故机械能守恒，选项B错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，从P到Q阶段，速率逐渐变小，选项C正确；从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功，选项D正确． 8．(多选)(2018·全国卷Ⅰ)2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波．根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈．将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星( )

A．质量之积 B．质量之和

C．速率之和 D．各自的自转角速度

解析：选BC 由题意可知，合并前两中子星绕连线上某点每秒转动12圈，则两中子星的周期相等，且均为T＝112 s，两中子星的角速度均为ω＝2πT，两中子星构成了双星模型，假设两中子星的质量分别为m1、m2，轨道半径分别为r1、r2，速率分别为v1、v2，则有：Gm1m2L2＝m1ω2r1、Gm1m2L2＝m2ω2r2，又r1＋r2＝L＝400 km，解得m1＋m2＝ω2L3G，故A错误，B正确；又由v1＝ωr1、v2＝ωr2，则v1＋v2＝ω(r1＋r2)＝ωL，故C正确；由题中的条件不能求解两中子星自转的角速度，故D错误．

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高中物理第6章万有引力与航天习题课万有引力与航天中的几类典型问题课时分层训练新人教版必修2

高中物理第6章万有引力与航天习题课万有引力与航天中的几类典型问题课时分层训练新人教版必修2

1 习题课万有引力与航天中的几类典型问题

课时提升训练

一、选择题

1．(多选)为查明某地的地质灾害，在第一时间紧急调动了8颗卫星参与搜寻．“调动”

卫星的措施之一就是减小卫星环绕地球运动的轨道半径，降低卫星运行的高度，以有利于发

现地面(或海洋)目标．下面说法正确的是( )

A．轨道半径减小后，卫星的环绕速度减小

B．轨道半径减小后，卫星的环绕速度增大

C．轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小

D．轨道半径减小后，卫星的环绕周期增大

解析：选BC 由GMm

r2＝mv2

r得v＝GM

r，所以轨道半经减小后，卫星的环绕速度增大，

A错误，B正确；由GMm

r2＝m2π

T2

r

得T

＝2πr3

GM，所以轨道半径减小后，卫星的环绕周期

减小，C正确，D错误．

2．(多选)两颗靠得很近的恒星称为双星，它们都绕两者连线上某点做匀速圆周运动，

因而不至于由于万有引力而吸引到一起，以下说法中正确的是( )

A．它们做圆周运动的角速度之比与其质量成反比

B．它们做圆周运动的线速度之比与其质量成反比

C．它们做圆周运动的半径与其质量成正比

D．它们做圆周运动的半径与其质量成反比

解析：选BD 两子星绕连线上的某点做圆周运动的周期相等，角速度也相等，故A错

误；因为两子星做圆周运动的向心力由两子星间的万有引力提供，向心力大小相等，由GM

1M

2

L2

＝M

1r

1ω2

，GM

1M

2

L2＝M

2r

2ω2

可知：M

1r

1ω2

＝M

2r

2ω2

，所以它们的轨道半径与它们的质量成反比，

C错误，D正确；而线速度又与轨道半径成正比，所以线速度与它们的质量也是成反比的，B

正确．

3．我国发射的“天宫一号”和“神舟十号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度

为350 km，“神舟十号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则( )

A．“天宫一号”比“神舟十号”速度大

B．“天宫一号”比“神舟十号”周期长

C．“天宫一号”比“神舟十号”角速度大

D．“天宫一号”比“神舟十号”加速度大

2 解析：选B 由题知“天宫一号”运行的轨道半径r

2019_2020学年高中物理第六章万有引力与航天第4节万有引力理论的成就课时作业(含解析)新人教版必修2

2019_2020学年高中物理第六章万有引力与航天第4节万有引力理论的成就课时作业(含解析)新人教版必修2

第4节 万有引力理论的成就

基础训练

1.到了1821年,人们发现天王星的实际轨道与由万有引力定律计算出的理论轨道存在较大的差异,当时人们提出了以下各种猜想,之后被证明符合事实的是( C )

A.可能是天文观测的数据还不够准确

B.可能是天王星内侧的土星和木星对它的吸引而产生的

C.可能是天王星外侧的一颗未知行星对它的吸引而产生的

D.可能是天王星的一颗质量很大的卫星对它的吸引造成的

解析:天王星的实际轨道与由万有引力定律计算出的理论轨道存在较大的差异,是因为天王星外侧的海王星(当时未知)对它的吸引而产

生的。

2.一艘宇宙飞船沿着围绕未知天体的圆形轨道飞行,航天员只用一块停表,不能测量出的物理量是( C )

A.飞船的周期 B.飞船的角速度

C.飞船的线速度 D.未知天体的密度

解析:航天员可用停表测量宇宙飞船绕天体运动的周期T,由ω=可确定飞船的角速度;当宇宙飞船靠近未知天体时,由ρ=可确定未知天体的密度;由于不知道未知天体的半径,因此不能测量出飞船的线速度,故选项C正确。

3.若在某行星和地球上相对于各自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,该行星的半径为( C )

A.R B.R C.2R D.R

解析:根据平抛运动规律,有x=v0t,h=gt2,解得x=v0,两种情况下,抛出的速度相同,高度相同,故=;由G=mg可得g=G,则==,解得R行=2R,选项C正确。

4.引力常量G=6.67×10-11 N·m2/ kg2,太阳光传到地球约需8分钟,估算太阳与地球质量之和的数量级为( C )

A.1024 kg B.1027 kg C.1030 kg D.1035 kg 解析:地球绕太阳公转时,由万有引力提供向心力,即G=m()2r,得M=,其中r=ct(c为光速3.0×108 m/s),T=365×24×3 600 s,代入数据计算可得太阳质量的数量级为1030 kg。又地球的质量远小于太阳质量,可忽略,故选项C正确。

2019_2020学年高中物理第6章万有引力与航天阶段测试(含解析)新人教版必修2

2019_2020学年高中物理第6章万有引力与航天阶段测试(含解析)新人教版必修2

1 阶段测试(二) 万有引力与航天

一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分．在每小题给出的4个选项中，第1～6题只有一项符合题目要求，第7～10题有多项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得零分)

1．若已知太阳的一个行星绕太阳运转的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，则可求( )

A．该行星的质量 B．太阳的质量

C．该行星的平均密度 D．太阳的平均密度

【答案】B

【解析】研究行星绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式GMmr2＝m4π2T2r，知道行星的运动轨道半径r和周期T，再利用万有引力常量G，通过前面的表达式只能算出太阳M的质量，也就是中心体的质量，无法求出行星的质量，也就是环绕体的质量，故A错误．通过以上分析知道可以求出太阳M的质量，故B正确；本题不知道行星的质量和体积，也就无法知道该行星的平均密度，故C错误．本题不知道太阳的体积，也就不知道太阳的平均密度，故D错误．

2．专家称嫦娥四号探月卫星为“四号星”，计划在2017年发射升空，它的主要任务是更深层次、更全面地科学探测月球地貌、资等方面的信息，完善月球档案资料．已知月球表面的重力加速度为g，月球的平均密度为ρ.月球可视为半径为R的球体，“四号星”离月球表面的高度为h，绕月做匀速圆周运动的周期为T.仅根据以上信息不能求出的物理量是( )

A．月球质量

B．万有引力常量

C．“四号星”与月球间的万有引力

D．月球的第一宇宙速度

【答案】C

【解析】月球表面的重力与万有引力相等，绕月球圆周运动的向心力由万有引力提供，故有GMmR2＝mg

月球质量M＝ρ·43πR3 2 所以有Gm·ρ43πR3R2＝mg可得万有引力常量

G＝3g4Rπρ，B可以；

由万有引力常量可以求出月球质量M＝gR2G，A可以；

月球表面的第一宇宙速度即月球重力提供圆周运动向心力有v1＝gR，D可以；

2020春人教版物理必修二第6章 万有引力与航天训练试题及答案

2020春人教版物理必修二第6章 万有引力与航天训练试题及答案

2020春人教版物理必修二第6章 万有引力与航天训练题及答案

必修二第6章 万有引力与航天

一、选择题

1、关于开普勒第二定律,理解正确的是( )

A.行星绕太阳运动时,一定做匀速圆周运动

B.行星绕太阳运动时,一定做匀变速曲线运动

C.行星绕太阳运动时,由于角速度相等,故在近日点处的线速度小于它在远日点处的线速度

D.行星绕太阳运动时,由于它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等,故它在近日点的线速度大于它在远日点的线速度

解析:行星绕太阳运动的轨道是椭圆,故行星做变速曲线运动,但不是匀变速曲线运动,A,B错误;根据开普勒第二定律可知,在近日点时行星的线速度大于在远日点时行星的线速度,C错误,D正确。

【参考答案】D

2、关于开普勒第三定律，下列理解正确的是（ ）

A. K与行星有关，与中心天体无关

B. R表示行星的半径，T表示行星的自转周期

C. R表示行星的轨道半径，T表示行星的公转周期

D. K与中心天体有关

【答案】CD

【解析】【解答】解：AD、k是一个与行星无关的常量，与恒星的质量有关，故A错误，D正确． BC、T代表行星运动的公转周期，R代表行星椭圆运动的半长轴，故B错误，C正确．

故选：CD．

【分析】开普勒第一定律是太阳系中的所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．

在相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的．

开普勒第三定律中的公式 =k，可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比．

3、火星是地球的近邻,它们均绕太阳运行,已知火星的轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍,火星的质量和半径分别约为地球的0.1倍和0.5倍,则太阳对地球的引力和太阳对火星的引力的比值为( )

A.10 B.20 C.22.5 D.45

解析:由F=得=·=×1.52=22.5,选项C正确。