2019-2020年高中物理 第5章 萬有引力定律及其應(yīng)用 第1講 萬有引力定律及引力常量的測定題組訓(xùn)練 魯科版必修2.doc

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2019-2020年高中物理 第5章 萬有引力定律及其應(yīng)用 第1講 萬有引力定律及引力常量的測定題組訓(xùn)練 魯科版必修2時間：60分鐘題組一對開普勒三定律的理解1關(guān)于開普勒對于行星運動規(guī)律的認識，下列說法正確的是()A所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓B所有行星繞太陽運動的軌道都是圓C所有行星的軌道半長軸的二次方跟公轉(zhuǎn)周期的三次方的比值都相同D所有行星的公轉(zhuǎn)周期與行星的軌道半徑成正比2關(guān)于行星繞太陽運動，下列說法正確的是()A行星在橢圓軌道上繞太陽運動的過程中，其速度與行星和太陽之間的距離有關(guān)，距離小時速度小，距離大時速度大B所有行星在橢圓軌道上繞太陽運動，太陽在橢圓軌道的一個焦點上C所有行星繞太陽運動的周期都是相等的D行星之所以在橢圓軌道上繞太陽運動，是由于太陽對行星的引力作用3有兩顆行星環(huán)繞某恒星轉(zhuǎn)動，它們的運動周期之比為271，則它們的軌道半徑之比為()A127 B91C271 D19題組二對萬有引力的定律的理解及應(yīng)用4對于萬有引力定律的表達式FG，下列說法中正確的是()A公式中G為引力常量，與兩個物體的質(zhì)量無關(guān)B當r趨近于零時，萬有引力趨近于無窮大Cm1與m2受到的引力大小總是相等的，方向相反，是一對平衡力Dm1與m2受到的引力大小總是相等的，而與m1、m2是否相等無關(guān)5如圖1所示，操場兩邊放著半徑分別為r1、r2，質(zhì)量分別為m1、m2的籃球和足球，二者的間距為r.則兩球間的萬有引力大小為()圖1AG BGCG DG6假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體一礦井深度為d.已知質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為()A1 B1C.2 D.27有一質(zhì)量為M、半徑為R、密度均勻的球體、在距離球心O為2R的地方有一質(zhì)量為m的質(zhì)點，現(xiàn)從M中挖去半徑為R球體，如圖2所示，則剩余部分對m的萬有引力F為圖2題組三天體的質(zhì)量和密度的計算8已知引力常量G、月球中心到地球中心的距離R和月球繞地球運行的周期T，僅利用這三個數(shù)據(jù)，可以估算出的物理量有()A月球的質(zhì)量 B地球的質(zhì)量C地球的半徑 D地球的密度9一飛船在某行星表面附近沿圓軌道繞該行星飛行認為該行星是密度均勻的球體，要確定該行星的密度，只需要測量()A飛船的軌道半徑 B飛船的運行速度C飛船的運行周期 D行星的質(zhì)量10一衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，其軌道半徑為r，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的周期為T，已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，則地球的質(zhì)量可表示為()A. B.C. D.題組四萬有引力和重力11在離地面高度等于地球半徑的高度處，重力加速度的大小是地球表面的重力加速度的()A2倍 B1倍 C.倍 D.倍12據(jù)報道，最近在太陽系外發(fā)現(xiàn)了首顆“宜居”行星，其質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍，一個在地球表面重力為600 N的人在這個行星表面的重力將變?yōu)?60 N由此可推知，該行星的半徑與地球半徑之比約為()A0.5 B2 C3.2 D413宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時間t小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時間5t小球落回原處(取地球表面重力加速度g10 m/s2，空氣阻力不計)(1)求該星球表面附近的重力加速度g的大?。?2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比.14火星半徑約為地球半徑的一半，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的.一位宇航員連同宇航服在地球上的質(zhì)量為50 kg.求：(1)在火星上宇航員所受的重力為多少？(2)宇航員在地球上可跳1.5 m高，他以相同初速度在火星上可跳多高？(取地球表面的重力加速度g10 m/s2)答案精析第5章萬有引力定律及其應(yīng)用第1講萬有引力定律及引力常量的測定1A由開普勒第一定律知所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上，選項A正確，B錯誤；由開普勒第三定律知所有行星的軌道半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，選項C、D錯誤2BD由開普勒第一定律知所有行星繞太陽運動的軌道都是橢圓，太陽處在橢圓的一個焦點上，B正確；由開普勒第二定律知行星離太陽距離小時速度大，距離大時速度小，A錯誤；由開普勒第三定律知所有行星的半長軸的三次方跟它的公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，C錯誤；行星間的引力、行星與其他天體間的引力遠小于行星與太陽間的引力，行星與太陽間的引力提供行星繞太陽運動的向心力，D對3B由得279.4AD公式中的G為比例系數(shù)，稱作引力常量，與兩個物體的質(zhì)量無關(guān)，A對；當兩物體表面距離r越來越小，直至趨近于零時，物體不能再看作質(zhì)點，表達式FG已不再適用于計算它們之間的萬有引力，B錯；m1與m2受到彼此的引力為作用力與反作用力，此二力總是大小相等、方向相反，與m1、m2是否相等無關(guān)，C錯，D對5D萬有引力定律的數(shù)學(xué)表達式為FG.此定律的適用條件是：質(zhì)量為m1和m2的兩個物體必須是質(zhì)點，或者是可視為質(zhì)點的兩個物體因此，公式中的r為兩個質(zhì)點間的距離操場兩邊的籃球和足球是兩個規(guī)則球體，這兩球間的距離為兩球心間的距離，即為r1rr2，所以兩球間的萬有引力大小為FG.故選D.6A設(shè)地球的密度為，地球的質(zhì)量為M，根據(jù)萬有引力定律可知，地球表面的重力加速度g.地球質(zhì)量可表示為MR3.因質(zhì)量分布均勻的球殼對球殼內(nèi)物體的引力為零，所以礦井下以(Rd)為半徑的地球的質(zhì)量為M(Rd)3，解得M3M，則礦井底部處的重力加速度g，則礦井底部處的重力加速度和地球表面的重力加速度之比為1，選項A正確；選項B、C、D錯誤7.解析質(zhì)量為M的球體對質(zhì)點m的萬有引力F1GG挖去的球體的質(zhì)量MM質(zhì)量為M的球體對質(zhì)點m的萬有引力F2GG則剩余部分對質(zhì)點m的萬有引力FF1F2G8B由天體運動的受力特點，得GmR，可得地球的質(zhì)量M.由于不知地球的半徑，無法求地球的密度故選B.9C飛船在行星表面附近飛行，則Gm2R，M，行星的密度為，即只要知道飛船的運行周期就可以確定該行星的密度，故選項C正確10AC根據(jù)Gmr得，M，選項A正確，選項B錯誤；在地球的表面附近有mgG，則M，選項C正確，選項D錯誤11D由“平方反比”規(guī)律知，g，故22.12B若地球質(zhì)量為M0，則“宜居”行星質(zhì)量為M6.4M0，由mgG得，所以 2，選項B正確13(1)2 m/s2(2)180解析(1)在地球表面以一定的初速度v0豎直上拋一小球，經(jīng)過時間t小球落回原處，根據(jù)運動學(xué)公式可有t.同理，在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，經(jīng)過時間5t小球落回原處，則5t根據(jù)以上兩式，解得gg2 m/s2(2)在天體表面時，物體的重力近似等于萬有引力，即mg，所以M由此可得，.14(1)222.2 N(2)3.375 m解析(1)由mgG，得g.在地球上有g(shù)，在火星上有g(shù)，所以g m/s2，那么宇航員在火星上所受的重力mg50 N222.2 N.(2)在地球上，宇航員跳起的高度為h即1.5在火星上，宇航員跳起的高度h，聯(lián)立以上兩式得h3.375 m.