高中物理人教版第六章万有引力与航天单元测试 第6章第2节

第六章第二节基础夯实一、选择题(1～3题为单选题，4～6题为多选题)1．在牛顿发现太阳与行星间的引力过程中，得出太阳对行星的引力表达式后推出行星对太阳的引力表达式，是一个很关键的论证步骤，这一步骤采用的论证方法是eq\x(导学号00820239)()A．研究对象的选取 B．理想化过程C．控制变量法 D．等效法答案：D解析：对于太阳与行星之间的相互作用力，太阳和行星的地位完全相同，既然太阳对行星的引力符合关系式F∝eq\f(m星,r2)，依据等效法，行星对太阳的引力也符合关系式F∝eq\f(m日,r2)，故D项正确。2．太阳对地球有相当大的引力，地球对太阳也有引力作用，为什么它们不靠在一起？其原因是eq\x(导学号00820230)()A．太阳对地球的引力与地球对太阳的引力，这两个力大小相等、方向相反、互相平衡B．太阳对地球的引力还不够大C．不仅太阳对地球有引力作用，而且太阳系里其他星球对地球也有引力，这些力的合力为零D．太阳对地球引力不断改变地球的运动方向，使得地球绕太阳运行答案：D解析：根据牛顿第三定律：力的作用是相互的，作用力和反作用力分别作用在两个物体上，不能相互抵消。受力情况决定运动情况。太阳对地球的引力提供向心力，不断改变地球的运动方向。故正确答案为D。3．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eq\x(导学号00820231)()A．F/81 B．FC．9F D．答案：B解析：根据牛顿第三定律，力的作用是相互的，且作用力与反作用力总是大小相等、方向相反。4．下列说法正确的是eq\x(导学号00820232)()A．研究物体的平抛运动是根据物体所受的力去探究物体的运动情况B．研究物体的平抛运动是根据物体的运动去探究物体的受力情况C．研究行星绕太阳的运动是根据行星的运动去探究它的受力情况D．研究行星绕太阳的运动是根据行星的受力情况去探究行星的运动情况答案：AC解析：平抛运动是初速度沿水平方向，物体只在重力作用下的运动，是根据物体所受的力去探究物体运动的规律。而行星绕太阳的运动规律是观测得出的，是根据行星绕太阳的运动规律探究行星的受力情况。5．在探究太阳与行星间的引力的思考中，属于牛顿的猜想的是eq\x(导学号00820233)()A．使行星沿圆轨道运动，需要一个指向圆心的力，这个力就是太阳对行星的吸引力B．行星运动的半径越大，其做圆周运动的运动周期越大C．行星运动的轨道是一个椭圆D．任何两个物体之间都存在太阳和行星之间存在的这种类型的引力答案：AD解析：牛顿认为任何方式改变速度都需要力(这种力存在于任何两物体之间)，行星沿圆或椭圆运动，需要指向圆心或椭圆焦点的力，这个力是太阳对它的引力。6．关于太阳与行星间引力F＝Geq\f(Mm,r2)，下列说法中正确的是eq\x(导学号00820234)()A．公式中的G是引力常量，是人为规定的B．这一规律可适用于任何物体间的引力C．太阳与行星的引力是一对平衡力D．检验这一规律是否适用于其他天体的方法是比较观测结果与推理结果的吻合性答案：BD解析：公式中的G是由相互作用力的性质决定的，不是人为规定的；理论推理的结果是否具有普遍性要通过应用于实际问题来检验。二、非选择题7．已知太阳的质量为M，地球的质量为m1，月球的质量为m2，当发生日全食时，太阳、月亮、地球几乎在同一直线上，且月亮位于太阳与地球之间，如图所示。设月亮到太阳的距离为a，地球到月亮的距离为b，则太阳对地球的引力F1和对月亮的吸引力F2的大小之比为多少？eq\x(导学号00820235)答案：eq\f(m1a2,m2a＋b2)解析：由太阳对行星的引力满足F∝eq\f(m,r2)知太阳对地球的引力F1＝Geq\f(Mm1,a＋b2)太阳对月亮的引力F2＝Geq\f(Mm2,a2)故F1/F2＝eq\f(m1a2,m2a＋b2)能力提升一、选择题(1～3题为单选题，4、5题为多选题)1．在地球赤道上的A点处静止放置一个小物体，现在设想地球对小物体的引力突然消失，则在数小时内小物体相对地面A处来说，将eq\x(导学号00820236)()A．原地不动，物体对地面的压力消失B．向上并逐渐偏向西飞去C．向上并逐渐偏向东飞去D．一直垂直向上飞去答案：B解析：由于地球对物体的引力，物体与地球保持相对静止；地球在自西向东转动，物体也是这样，且越靠近地球，物体转动的角速度越大。一旦地球对物体的引力突然消失，这个物体就会做离心运动，故选B。2．关于太阳对行星的引力，下列说法中正确的是eq\x(导学号00820237)()A．太阳对行星的引力提供行星做匀速圆周运动的向心力，因此有F＝meq\f(v2,r)，由此可知，太阳对行星的引力F与太阳到行星的距离r成反比B．太阳对行星的引力提供行星绕太阳运动的向心力，因此有F＝meq\f(v2,r)，由此可知，太阳对行星的引力F与行星运行速度的二次方成正比C．太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间的距离的二次方成反比D．以上说法均不对答案：C解析：不同行星运动的半径不同，线速度也不同，由公式F＝meq\f(v2,r)无法判断F与v、r的关系，A、B错误。由向心力表达式F＝eq\f(mv2,r)和v、T的关系式v＝eq\f(2πr,T)得F＝eq\f(4π2mr,T2)，根据开普勒第三定律eq\f(r3,T2)＝k得T2＝eq\f(r3,k)，联立以上两式有F＝eq\f(4π2km,r2)，故太阳对不同行星的引力，与行星的质量成正比，与行星和太阳间距离的二次方成反比，C正确，D错误。3．对于太阳与行星间的引力表达式F＝Geq\f(Mm,r2)，下列说法错误的是eq\x(导学号00820238)()A．公式中的G为比例系数，与太阳、行星均无关B．M、m彼此受到的引力总是大小相等C．M、m彼此受到的引力是一对平衡力，合力等于0，M和m都处于平衡状态D．M、m彼此受到的引力是一对作用力与反作用力答案：C解析：太阳与行星间的引力是两物体因质量而引起的一种力，分别作用在两个物体上，是一对作用力与反作用力，不能进行合成，故B、D正确，C错误；公式中的G为比例系数，与太阳、行星均没有关系，A正确。4．下列说法正确的是eq\x(导学号00820239)()A．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式eq\f(mv2,r)，这个关系式实际上是牛顿第二定律，是可以在实验室中得到验证的B．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式v＝eq\f(2πr,T)，这个关系式实际上是匀速圆周运动的一个公式，它是由速度的定义得来的C．在探究太阳对行星的引力规律时，我们引用了公式eq\f(r3,T2)＝k，这个关系式是开普勒第三定律，是可以在实验室中得到验证的D．在探究太阳对行星的引力规律时使用的三个公式，都是可以在实验室中得到验证的答案：AB解析：开普勒第三定律eq\f(r3,T2)＝k是无法在实验室中得到验证的，是开普勒研究天文学家第谷的行星观测记录发现的。5．根据开普勒定律和圆周运动的知识知，太阳对行星的引力F∝eq\f(m,r2)，行星对太阳的引力F′∝eq\f(M,r2)，其中M、m、r分别为太阳的质量、行星的质量和太阳与行星间的距离。下列说法正确的是eq\x(导学号00820230)()A．由F∝eq\f(m,r2)和F′∝eq\f(M,r2)知F∶F′＝m∶MB．F和F′大小相等，是作用力与反作用力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答案：BD解析：F′和F大小相等、方向相反，是作用力与反作用力的关系，太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力，故正确选项为B、D。二、非选择题6．(太原五中2023～2023学年高一下学期测试)开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即eq\f(a3,T2)＝k，k是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知万有引力常量为