XX省大连市高中物理第六章万有引力与航天单元测试新人教必修

XX省大连市高中物理第六章万有引力与航天单元测试新人教版必修XX省大连市高中物理第六章万有引力与航天单元测试新人教版必修PAGEXX省大连市高中物理第六章万有引力与航天单元测试新人教版必修第六章万有引力与航天单元测试一、选择题1.对于万有引力定律的正确的说法是（）A.万有引力定律仅对证量较大的天体合用，对证量较小的一般物体不合用B.开普勒等科学家对天体运动规律的研究为万有引力定律的发现作了准备C.恒星对行星的万有引力都是相同大的D.两物体间相互吸引的一对万有引力是一对均衡力【答案】B【分析】【详解】A、万有引力定律合用于宇宙万物随意两个物体之间的引力，是自然界一种基实情互作用的规律，故A错误。B、牛顿在开普勒等科学家对天体运动规律的基础上，加以研究提出了万有引力定律，故B正确。C、恒星对行星的万有引力与行星质量相关，不都是相同大的，故C错误。D、两物体间相互吸引的一对万有引力是作使劲与反作使劲。故D错误。应选B。【点睛】对于物理学上重要实验、发现和理论，要增强记忆，这也是高考察看内容之一．从公式的合用条件、物理意义、各量的单位等等全面理解万有引力定律公式．2.在绕地球做圆周运动的太空实验舱内，以下可正常使用的仪器有_____A．温度计B．天平C．水银气压计D．摆钟E．秒表【答案】AE【分析】【详解】A、水银温度计采纳热胀冷缩原理，与重力没关，故在太空中可以使用；故A正确。B、天平是利用杠杆的原理，天均匀衡需要物体的重力，因此天平不可以在失重状态下有效使用；故B错误。C、水银气压计在重力作用下才能工作，与重力相关；故C错误。D、摆钟是利用重力作用摇动的，在太空中没法使用；故D错误。E、秒表的工作原理与重力没关，故秒表可用；故E正确。应选AE。【点睛】认识失重状态及天平、弹簧秤、水银气压计、杆秤的原理是解题的要点，注意弹簧秤是可以用的，但是不可以用来丈量重力了．3.发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是（）A.牛顿、卡文迪许B.开普勒、伽利略C.开普勒、卡文迪许D.牛顿、伽利略【答案】A【分析】牛顿依据行星的运动规律和牛顿运动定律推导出了万有引力定律，经过100多年后，由英国物理学家卡文迪许利用扭秤装置奇妙的丈量出了两个铁球间的引力，进而第一次较为正确的获得万有引力常量，应选项A正确。点睛：记着一些科学家的主要贡献，相当于察看了物理学史。4.太空舱绕地球遨游时，以下说法正确的选项是（）A.太空舱作圆周运动所需的向心力由地球对它的吸引力供给B.太空舱内宇航员感觉舱内物体失重C.太空舱内没法使用天平D.地球对舱内物体无吸引力【答案】ABC【分析】太空舱绕地球作匀速圆周运动，地球对它的吸引力供给向心力，太空舱内宇航员处于失重状态，故AB正确；太空舱处于完满失重状态，与重力相关的实验与仪器不可以进行和使用，故天平不可以使用，故C正确；舱内物体随舱一同匀速圆周运动，地球对它们的吸引力供给它们随舱一同圆周运动的向心力，故D错误．应选ABC．5.对于重力和万有引力的关系，以下认识正确的选项是（）A.地面周边物体所遇到重力就是万有引力B.重力是因为地面周边的物体遇到地球吸引而产生的C.在不太精准的计算中，可以以为其重力等于万有引力D.严格说来重力其实不等于万有引力，除两极处物体的重力等于万有引力外，在地球其余各处的重力都略小于万有引力【答案】BCD【分析】万有引力是因为物体拥有质量而在物体之间产生的一种相互作用．任何两个物体之间都存在这类吸引作用．物体之间的这类吸引作用广泛存在于宇宙万物之间，称为万有引力．重力，就是因为地面周边的物体遇到地球的万有引力而产生的，重力但是万有引力的一个分力．故A错误．重力是因为地面周边的物体遇到地球的吸引而产生的，故B正确．在不太精准的计算中，可以以为物体的重力等于万有引力，故C正确．严格来说重力其实不等于万有引力，除两极处物体的重力等于万有引力外，在地球其余各处的重力都略小于万有引力，故D正确．应选：BCD．点睛：物体因为地球的吸引而遇到的力叫重力；知道重力但是万有引力的一个分力，忽视地球的自转，我们可以以为物体的重力等于万有引力．6.行星绕恒星的运动轨道我们近似成圆形，那么它运行的周期的平方与轨道半径的三次方的比率常数，即，则常数的大小（）A.行星的质量相关B.只与恒星的质量相关C.与恒星的质量及行星的质量没相关系D.与恒星的质量及行星的质量相关系【答案】B【分析】【详解】A、式中的k只与恒星的质量相关，与行星质量没关；故A错误。B、式中的k只与恒星的质量相关；故B正确。C、式中的k只与恒星的质量相关，与行星质量没关；故C错误。D、式中的k只与恒星的质量相关，与行星质量没关；故D错误。应选B。【点睛】行星绕太阳固然是椭圆运动，但我们可以看作圆来办理，同市价得注意是周期是公转周期。7.一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【答案】A【分析】由公式得，即半径越大，速率越小。由公式得即半径越大周期越大，因此选A8.两颗靠得很近的天体称为双星，它们以二者连线上的某点为圆心作匀速圆周运动，则以下说法正确的选项是（）A.它们作匀速圆周运动的半径与其质量成正比B.它们作匀速圆周运动的向心加快度大小相等C.它们作匀速圆周运动的向心力大小相等D.它们作匀速圆周运动的周期相等【答案】CD【分析】【详解】D、在双星问题中它们的角速度相等，设两星之间的距离为L，质量分别为m1、m2，则有：，因此周期相等；故D正确。A、依据万有引力供给向心力得：①，②；联立①②可得：m1r1=m2r2，即轨道半径和质量成反比；故A错误。B、质量不等，半径也不等，依据a=ω2r得，向心加快度不等；故B错误。C、由万有引力公式可知向心力大小相等；故C正确。应选CD。【点睛】解决问题时要掌握好问题的切入点．如双星问题中两卫星的向心力相同，角速度相等．9.若某星球的质量和半径均为地球的一半，那么质量为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的（）A.1/4B.1/2C.2倍D.4倍【答案】C【分析】试题分析：依据得，重力加快度．因为星球质量和半径均为地球的一半，则星球表面的重力加快度是地球表面重力加快度的2倍，因此质量为50kg的宇航员在该星球上的重力是地球上重力的2倍．故C正确，ABD错误．应选C．考点：万有引力定律的应用10.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，此后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，以以下图，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的选项是（）A.卫星在轨道3上速率大于在轨道1的速率B.卫星在轨道3上角速度小于在轨道1的角速度C.卫星在轨道1上经过Q点时的加快度大于它在轨道2上经过Q点时的加快度D.卫星在轨道2上经过P点时的加快度等于它在轨道3上经过P点时的加快度【答案】BD【分析】【详解】A、B、依据人造卫星的万有引力等于向心力，得，，轨道3半径比轨道1半径大，因此卫星在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率；卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度；故A错误，B正确。C、依据牛顿第二定律和万有引力定律得加快度，因此卫星在轨道1上经过Q点时的加快度等于它在轨道2上经过Q点时的加快度；故C错误。D、依据牛顿第二定律和万有引力定律得加快度，因此卫星在轨道2上经过P点时的加快度等于它在轨道3上经过P点时的加快度；故D正确。应选BD。【点睛】本题察看卫星的变轨和离心运动等知识，要点抓住万有引力供给向心力，先列式求解出线速度和角速度的表达式，再进行讨论．11.假想人类开发月球，不停把月球上的矿藏搬运到地球上，假设经过长时间开采后，地球仍看作均匀球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前比较（）A.地球与月球间的万有引力将变大B.地球与月球间的万有引力将变小C.月球绕地球运动的周期将变长D.月球绕地球运动的周期将变短【答案】D【分析】试题分析：设月球质量为m，地球质量为M，月球与地球之间的距离为r，假设经过长时间开采后，地球仍可看作是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动（轨道半径r不变），依据万有引力供给向心力得：，解得：，跟着地球质量的渐渐增添，M将增大，将使月球绕地球运动周期将变短．C错误，D正确；依据万有引力定律得：地球与月球间的万有引力，因为不停把月球上的矿藏搬运到地球上，因此m减小，M增大．由数学知识可知，当m与M相凑近时，它们之间的万有引力较大，当它们的质量之差渐渐增大时，m与M的乘积将减小，它们之间的万有引力值将减小，A错误，B正确应选BD考点：万有引力定律及其应用．讨论：要比较一个物理量大小或变化，我们应当把这个物理量先表示出来，再进行比较．向心力的公式采纳要依据题目供给的已知物理量或所求解的物理量采纳应用．二、填空题12.一颗人造卫星绕地球作匀速圆周运动，轨道半径为，已知地球的半径为，地面上重力加快度为，则这颗人造卫星的运行周期＝________。【答案】【分析】【详解】依据万有引力供给向心力得，解得:而在地球表面，万有引力等于重力，知综合可得：【点睛】解决本题的要点掌握万有引力供给向心力，以及掌握黄金代换式GM=gR2．13.两个质量相等的球体,球心相距时,它们之间的引力为10-8N,若它们的质量都加倍,球心间的距离也加倍,则它们之间的引力为________N。【答案】10-8【分析】【详解】设两个物体的质量分别为m1，m2；变化前的引力为；变化后的引力；联立解得：.【点睛】本题是万有引力定律的应用，直策应用万有引力定律即可．14.已知地球的半径为，地面上重力加快度为，万有引力常量为，假如不考虑地球自转的影响，那么地球的均匀密度的表达式为_________。【答案】【分析】【详解】对地球表面任一物体m，有：解得：由密度公式球的体积公式联立解得：【点睛】本题察看了万有引力的基本知识，知道质量和体积即可求出密度的表达式.15.火星的质量是地球质量的，火星半径是地球半径的，地球的第一宇宙速度是7.9km/s，则火星的第一宇宙速度为______________。【答案】3.53km/s【分析】【详解】第一宇宙速度为环绕星球做圆周运动的最大速度，依据万有引力供给向心力可有：则此时第一宇宙速度的表达式为：据此可知火星上的第一宇宙速度为：.【点睛】能正确理解第一宇宙速度，知道它是环绕星于做圆周运动的最大速度，以第一宇宙速度运动时，物体所受万有引力完满供给向心力，据此列式依据半径和质量关系求解即可。16.宇航员站在某星球表面上用弹簧秤称量一个质量为的砝码，示数为，已知该星球半径为，则这个星球表面的人造卫星的运行线速度v为_______________。【答案】【分析】【详解】星球表面的重力加快度;星球表面的人造卫星由万有引力供给向心力，联立解得：【点睛】解决本题的要点掌握万有引力等于重力这一理论，并能灵巧运用．三、计算题17.一颗卫星专家星表面上运行，假如卫星的周期为，行星的均匀密度为，试证明是一个恒量。【答案】看法析【分析】【详解】设行星半径为R、质量为M，飞船在凑近行星表面周边的轨道上运行时，轨道半径有即：又行星密度联立可得【点睛】解决本题的要点掌握万有引力供给向心力，再依据已知条件进行分析证明．18.已知地球的半径为6.4×106m，又知道月球绕地球的运动可近似看作匀速圆周运动。试预计出月球到地心的距离（结果保存一位有效数字）。【答案】4×108m【分析】月球绕地球转动周期T=30×24×3600s，由①而GM=gR2②此中R为地球半径，由①②得代人数据后得r=4×108m【点睛】解决本题的要点掌握万有引力供给向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵巧运用．19.已知登月火箭在离月球表面112km的空中沿圆形轨道运行，周期是120.5min，月球的半径1740km。依据这些数据计算月球的质量。【答案】7.2×1022kg【分析】【详解】设登月舱的质量为m，轨道半径为r，月球的半径为R，质量为M．对于登月舱，依据万有引力等于向心力，则得：解得：【点睛】本题属于已知环绕天体的轨道半径和周期，求解中心天体质量的种类，成立模型，利用万有引力等于向心力这一基本思路进行求解．20.一物体在地面遇到的重力为160N,将它搁置在航天飞机中，当航天飞机以加快度随火箭向上加快度升空的过程中，某一时辰测的物体与航天飞机中的支持物的相互挤压力为90N，求此时航天飞机距地面的高度。（地球半径取6.4×106m，取10m/s2）【答案】1.92×107m【分析】【详解】物体的质量为设此时航天飞机上涨到离地球表面的高度为h，物体遇到的支持力为N，重力为mg′，据牛顿第二定律．N-mg′=ma则:依据重力等于万有引力，有h高处：在地球表面有：联立解得：【点睛】本题是万有引力定律与牛顿第二定律的综合，要点要抓住重力与万有引力近似相等的关系进行分析．21.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。若从地面上高为处平抛一个物体，射程为60m，那么在该星球上，从相同高度以相同的初速度平抛同一个物体，射程是多大？【答案】10m【分析】试题分析：依据万有引力等于重力，求出星球表面重力加快度和地球表面重力加快度关系．运用平抛运动规律求出星球上水平抛出的射程．设星球质量为，半径为，地球质量为M，半径为R．已知，依据万有引力等于重力得：，，①由题意从相同高度抛出，②，①②联立，解得，在地球上的水平位移，在星球上的22.假设有三个完满相同的、质量均为的小星体，正好位于相互相距为的等边三角形的三个极点上，因为相互的引力作用，它们一同沿着这个三角形的外接圆轨道作匀速运动，试求星体运动的速率和转动周期。【答案】【分析】【详解】星体之间的距离为r，则圆周运动的半径星体A受的协力故有：联立解得：，【点睛】万有引力定律和牛顿第二定律是力学的要点，在本题中有些同学找不出什么力供给向心力，要点在于进行正确受力分析．23.已知凑近地面运行的人造