2019秋人教版物理必修2第6章万有引力与航天同步训练题含答案
文档属性
| 名称 | 2019秋人教版物理必修2第6章万有引力与航天同步训练题含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 127.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-10-08 22:21:09 | ||
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文档简介
2019秋人教版物理必修2第6章万有引力与航天同步训练题含答案
必修二第6章 万有引力与航天
一、选择题
1、.关于开普勒行星运动规律，下列理解错误的是（ ）
A.?行星绕太阳轨道都是椭圆???????????
B.?开普勒第三定律的T是表示自转周期
C.?远日点速度比近日点速度小???????
D.?绕同一天体运动的多个天体，运动半径越大的天体，其周期越大
2、设想把质量为m的物体(可视为质点)放到地球的中心,地球质量为M、半径为R。则物体与地球间的万有引力是 ( )
A.零 B.无穷大 C.G D.无法确定
3、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万有引力大小的( )
A.?0.25倍??????????????????????????????????B.?0.5倍??????????????????????????????????C.?2.0倍??????????????????????????????????D.?4.0倍
4、一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅需要测定物理量 ( )
A.运行周期 B.环绕半径 C.行星的体积 D.运动速度
5、据报道,“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行的圆形轨道距月球表面分别约为200 km和100 km,运动速率分别为v1和v2,那么v1和v2的比值为(月球半径取1 700 km) ( )
A. B. C. D.
6、经典力学的局限性体现在其理论只适用于( )
A．微观、低速、弱引力领域
B．微观、高速、强引力领域
C．微观、高速、弱引力领域
D．宏观、低速、弱引力领域
7、根据开普勒定律可知：火星绕太阳运行的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．下列说法正确的是（?? ）
A.?太阳对火星的万有引力大小始终保持不变???????
B.?太阳对火星的万有引力大于火星对太阳的万有引力
C.?火星运动到近日点时的加速度最大??????????????????
D.?火星绕太阳运行的线速度大小始终保持不变
8、(多选)在万有引力定律的公式F=G中,r是 ( )
A.对行星绕太阳运动而言,是指运行轨道的半径
B.对地球表面的物体与地球而言,是指物体距离地面的高度[来源:学科网ZXXK]
C.对两个均匀球而言,是指两个球心间的距离
D.对人造地球卫星而言,是指卫星到地球表面的高度
9、宇航员在月球表面附近高h处释放一个物体，经时间t后落回月球表面，月球半径为R．在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的宇宙飞船速率为（?? ）
A.?2 ?????????????????????????????????B.??????????????????????????????????
C.??????????????????????????????????D.?
10、若有一星球密度与地球密度相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,则该星球质量是地球质量的 （ ）
A、0.5倍 B、2倍
C、4倍 D、8倍
11、(多选)在研究宇宙发展演变的理论中,有一说法叫作“宇宙膨胀学说”,宇宙是由一个大爆炸的火球开始形成的,大爆炸后各星球以不同的速度向外运动,这种学说认为万有引力常量G在缓慢地减小,根据这一理论,在很久很久以前,太阳系中的地球的公转情况与现在相比 ( B、C )
A.公转半径R较大 B.公转周期T较小
C.公转速率较大 D.公转角速度ω较小
12、通过一个加速装置对电子加一很大的恒力，使电子从静止开始加速，则对这个加速过程，下列描述正确的是( )
A．根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动
B．电子先做匀加速直线运动，后以光速做匀速直线运动
C．电子开始近似于匀加速直线运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用
D．电子是微观粒子，整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律解释
【答案】C
【解析】电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较低，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为在它被加速的最初阶段，它做匀加速直线运动．随着电子的速度越来越大，接近光速时，相对论效应越来越大，质量加大，它不再做匀加速直线运动，牛顿运动定律不再适用．
13、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万有引力的 (C)
A.倍 B.倍 C.2倍 D.4倍[来源:Zxxk.Com]
14、（多选）为了估算一个天体的质量，需要知道绕该天体做匀速圆周运动的另一星球的条件是（ ）
A、运转周期和轨道半径 B、质量和运转周期
C、线速度和运转周期 D、环绕速度和质量
【参考答案】AC
15、物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步．下列表述正确的是( )
A．牛顿发现了万有引力定律
B．牛顿通过实验证实了万有引力定律
C．相对论的创立表明经典力学已不再适用
D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推广到高速领域
【答案】AD
【解析】万有引力定律是牛顿发现的，但在实验室里加以验证是卡文迪许进行的，A对，B错；相对论并没有否定经典力学，经典力学对于低速、宏观物体的运动仍适用，C错；狭义相对论的建立，是人类取得的重大成就，从而把物理学推广到高速领域，D对．
二、填空、实验题
开普勒行星运动定律
（1）开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是________，太阳处在椭圆的一个________上．
（2）开普勒第二定律（面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的________．
（3）开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的________跟它的________的比值都相等，即 =k，比值k是一个对于所有行星都相同的常量．
【参考答案】（1）椭圆；焦点
（2）面积
（3）半长轴的三次方；公转周期的平方
【解析】【解答】解：根据开普勒的三个定律的内容可知：（1）开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是 椭圆，太阳处在椭圆的一个 焦点上．（2）开普勒第二定律（面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积．（3）开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的 半长轴的三次方跟它的 公转周期的平方的比值都相等，即 =k，比值k是一个对于所有行星都相同的常量． 故答案为：（1）椭圆，焦点；（2）面积；（3）半长轴的三次方，公转周期的平方
【分析】根据开普勒的三个定律的内容回到即可．
二、计算题类
1、根据所学知识完成题目：
（1）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 =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．已知引力常量为G，太阳的质量为M太 ．
（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立．经测定月地距离为3.84×108 m，月球绕地球运动的周期为2.36×106 s，试计算地球的质量M地 ． （G=6.67×10﹣11 N?m2/kg2 ， 结果保留一位有效数字）
【参考答案】
（1）解：因行星绕太阳作匀速圆周运动，于是轨道的半长轴a即为轨道半径r．根据万有引力定律和牛顿第二定律有 ??? G =m行（ ）2r??????????????? ①
于是有 = M太②
即????????? k= M太③
答：太阳系中该常量k的表达式k= M太；
（2）在月地系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为R，周期为T，由②式可得 = M地④ 解得????? M地=6×1024kg???
答：计算地球的质量为6×1024kg．
【解析】【分析】（1）行星绕太阳的运动按圆周运动处理时，此时轨道是圆，就没有半长轴了，此时 =k应改为 ，再由万有引力作为向心力列出方程可以求得常量k的表达式；（2）根据（1）中得到的关系式，带入数据即可求得地球的质量．
2、宇宙中二颗相距较近的天体称为双星，他们以中心连线上的某一点位圆心做匀速圆周运动，而不至于因相互之间的引力而吸引到一起，设二者之间的距离为L，质量分别为M1和M2。（万有引力常量为G）
求：
（1）它们的轨道半径之比r1：r2
（2）线速度之比v1 ：v2
（3）运行周期T。
【参考答案】（1）解：对 有：
对 有：
解得：
即 ，又
解得：
（2）解：根据 ，可得线速度之比为
（3）解：根据 ，又
解得：
【解析】【分析】（1）该题目的关键点在于双星所受的万有引力相同，结合万有引力定律，利用该条件列向心力求解即可。
（2）根据第一问求出的半径关系，利用公式 v = ω r分析即可。
（3）对一颗行星进行分析，利用轨道周长除以线速度即可。
部分参考答案
1、【答案】B
【解析】【解答】解：A、第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上．故A正确； B、开普勒第三定律的T是表示公转周期，故B错误；
C、第二定律的内容为：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，可知行星绕太阳有近日点和远日点之分，近日点快，远日点慢，故C正确；
D、根据开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方比值都相等，所以绕同一天体运动的多个天体，运动半径越大的天体，其周期越大，故D正确．
本题选错误的，故选：B．
【分析】熟记理解开普勒的行星运动三定律：第一定律：所有的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；第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等；第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等．
2、【参考答案】A
3、【答案】C
【解析】【解答】设地球质量为M ， 半径为R ， 宇航员的质量为m ， 可知：地球对宇航员的万有引力： ，该星球对宇航员的万有引力： ，C符合题意，A、B、D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】利用万有引力定律，对在地球上的宇航员和在星球上的宇航员列向心力方程，两式联立，结合星球与地球质量和直径的关系分析即可。
4、【参考答案】A
5、【参考答案】C
6、【答案】D
【解析】经典力学在微观，高速情况下不再适用，经典力学的适用条件为宏观世界、低速运动、弱引力领域；故D正确．
7、【答案】 C
【解析】【解答】解：A、根据F=G ，由于太阳与火星的间距不断变化，故太阳对火星的万有引力大小不断变化，故A错误；
B、根据牛顿第三定律，太阳对火星的万有引力大等于火星对太阳的万有引力，故B错误；
C、根据a= = ，火星运动到近日点时的加速度最大，故C正确；
D、根据开普勒定律中的面积定律，火星绕太阳运行的线速度大小始终变化，近日点速度最大，远日点速度最小，故D错误；
故选：C
【分析】根据万有引力定律判断选项A，根据牛顿第三定律判断选项B，根据牛顿第二定律列式判断选项C，根据开普勒定律的面积定律判刑选项D．
8、【参考答案】A、C
9、【答案】 C
【解析】【解答】解：根据h= 得月球表面的重力加速度为：g= ，
10、【参考答案】D
必修二第6章 万有引力与航天
一、选择题
1、.关于开普勒行星运动规律，下列理解错误的是（ ）
A.?行星绕太阳轨道都是椭圆???????????
B.?开普勒第三定律的T是表示自转周期
C.?远日点速度比近日点速度小???????
D.?绕同一天体运动的多个天体，运动半径越大的天体，其周期越大
2、设想把质量为m的物体(可视为质点)放到地球的中心,地球质量为M、半径为R。则物体与地球间的万有引力是 ( )
A.零 B.无穷大 C.G D.无法确定
3、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万有引力大小的( )
A.?0.25倍??????????????????????????????????B.?0.5倍??????????????????????????????????C.?2.0倍??????????????????????????????????D.?4.0倍
4、一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，仅仅需要测定物理量 ( )
A.运行周期 B.环绕半径 C.行星的体积 D.运动速度
5、据报道,“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行的圆形轨道距月球表面分别约为200 km和100 km,运动速率分别为v1和v2,那么v1和v2的比值为(月球半径取1 700 km) ( )
A. B. C. D.
6、经典力学的局限性体现在其理论只适用于( )
A．微观、低速、弱引力领域
B．微观、高速、强引力领域
C．微观、高速、弱引力领域
D．宏观、低速、弱引力领域
7、根据开普勒定律可知：火星绕太阳运行的轨道是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上．下列说法正确的是（?? ）
A.?太阳对火星的万有引力大小始终保持不变???????
B.?太阳对火星的万有引力大于火星对太阳的万有引力
C.?火星运动到近日点时的加速度最大??????????????????
D.?火星绕太阳运行的线速度大小始终保持不变
8、(多选)在万有引力定律的公式F=G中,r是 ( )
A.对行星绕太阳运动而言,是指运行轨道的半径
B.对地球表面的物体与地球而言,是指物体距离地面的高度[来源:学科网ZXXK]
C.对两个均匀球而言,是指两个球心间的距离
D.对人造地球卫星而言,是指卫星到地球表面的高度
9、宇航员在月球表面附近高h处释放一个物体，经时间t后落回月球表面，月球半径为R．在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的宇宙飞船速率为（?? ）
A.?2 ?????????????????????????????????B.??????????????????????????????????
C.??????????????????????????????????D.?
10、若有一星球密度与地球密度相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍,则该星球质量是地球质量的 （ ）
A、0.5倍 B、2倍
C、4倍 D、8倍
11、(多选)在研究宇宙发展演变的理论中,有一说法叫作“宇宙膨胀学说”,宇宙是由一个大爆炸的火球开始形成的,大爆炸后各星球以不同的速度向外运动,这种学说认为万有引力常量G在缓慢地减小,根据这一理论,在很久很久以前,太阳系中的地球的公转情况与现在相比 ( B、C )
A.公转半径R较大 B.公转周期T较小
C.公转速率较大 D.公转角速度ω较小
12、通过一个加速装置对电子加一很大的恒力，使电子从静止开始加速，则对这个加速过程，下列描述正确的是( )
A．根据牛顿第二定律，电子将不断做匀加速直线运动
B．电子先做匀加速直线运动，后以光速做匀速直线运动
C．电子开始近似于匀加速直线运动，后来质量增大，牛顿运动定律不再适用
D．电子是微观粒子，整个加速过程根本就不能用牛顿运动定律解释
【答案】C
【解析】电子在加速装置中由静止开始加速，开始阶段速度较低，远低于光速，此时牛顿运动定律基本适用，可以认为在它被加速的最初阶段，它做匀加速直线运动．随着电子的速度越来越大，接近光速时，相对论效应越来越大，质量加大，它不再做匀加速直线运动，牛顿运动定律不再适用．
13、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万有引力的 (C)
A.倍 B.倍 C.2倍 D.4倍[来源:Zxxk.Com]
14、（多选）为了估算一个天体的质量，需要知道绕该天体做匀速圆周运动的另一星球的条件是（ ）
A、运转周期和轨道半径 B、质量和运转周期
C、线速度和运转周期 D、环绕速度和质量
【参考答案】AC
15、物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步．下列表述正确的是( )
A．牛顿发现了万有引力定律
B．牛顿通过实验证实了万有引力定律
C．相对论的创立表明经典力学已不再适用
D．爱因斯坦建立了狭义相对论，把物理学推广到高速领域
【答案】AD
【解析】万有引力定律是牛顿发现的，但在实验室里加以验证是卡文迪许进行的，A对，B错；相对论并没有否定经典力学，经典力学对于低速、宏观物体的运动仍适用，C错；狭义相对论的建立，是人类取得的重大成就，从而把物理学推广到高速领域，D对．
二、填空、实验题
开普勒行星运动定律
（1）开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是________，太阳处在椭圆的一个________上．
（2）开普勒第二定律（面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的________．
（3）开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的________跟它的________的比值都相等，即 =k，比值k是一个对于所有行星都相同的常量．
【参考答案】（1）椭圆；焦点
（2）面积
（3）半长轴的三次方；公转周期的平方
【解析】【解答】解：根据开普勒的三个定律的内容可知：（1）开普勒第一定律（轨道定律）：所有行星绕太阳运动的轨道都是 椭圆，太阳处在椭圆的一个 焦点上．（2）开普勒第二定律（面积定律）：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积．（3）开普勒第三定律（周期定律）：所有行星的 半长轴的三次方跟它的 公转周期的平方的比值都相等，即 =k，比值k是一个对于所有行星都相同的常量． 故答案为：（1）椭圆，焦点；（2）面积；（3）半长轴的三次方，公转周期的平方
【分析】根据开普勒的三个定律的内容回到即可．
二、计算题类
1、根据所学知识完成题目：
（1）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 =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．已知引力常量为G，太阳的质量为M太 ．
（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立．经测定月地距离为3.84×108 m，月球绕地球运动的周期为2.36×106 s，试计算地球的质量M地 ． （G=6.67×10﹣11 N?m2/kg2 ， 结果保留一位有效数字）
【参考答案】
（1）解：因行星绕太阳作匀速圆周运动，于是轨道的半长轴a即为轨道半径r．根据万有引力定律和牛顿第二定律有 ??? G =m行（ ）2r??????????????? ①
于是有 = M太②
即????????? k= M太③
答：太阳系中该常量k的表达式k= M太；
（2）在月地系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为R，周期为T，由②式可得 = M地④ 解得????? M地=6×1024kg???
答：计算地球的质量为6×1024kg．
【解析】【分析】（1）行星绕太阳的运动按圆周运动处理时，此时轨道是圆，就没有半长轴了，此时 =k应改为 ，再由万有引力作为向心力列出方程可以求得常量k的表达式；（2）根据（1）中得到的关系式，带入数据即可求得地球的质量．
2、宇宙中二颗相距较近的天体称为双星，他们以中心连线上的某一点位圆心做匀速圆周运动，而不至于因相互之间的引力而吸引到一起，设二者之间的距离为L，质量分别为M1和M2。（万有引力常量为G）
求：
（1）它们的轨道半径之比r1：r2
（2）线速度之比v1 ：v2
（3）运行周期T。
【参考答案】（1）解：对 有：
对 有：
解得：
即 ，又
解得：
（2）解：根据 ，可得线速度之比为
（3）解：根据 ，又
解得：
【解析】【分析】（1）该题目的关键点在于双星所受的万有引力相同，结合万有引力定律，利用该条件列向心力求解即可。
（2）根据第一问求出的半径关系，利用公式 v = ω r分析即可。
（3）对一颗行星进行分析，利用轨道周长除以线速度即可。
部分参考答案
1、【答案】B
【解析】【解答】解：A、第一定律的内容为：所有行星分别沿不同大小的椭圆轨道绕太阳运动，太阳处于椭圆的一个焦点上．故A正确； B、开普勒第三定律的T是表示公转周期，故B错误；
C、第二定律的内容为：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，可知行星绕太阳有近日点和远日点之分，近日点快，远日点慢，故C正确；
D、根据开普勒第三定律，所有行星的椭圆轨道的半长轴的三次方与公转周期的二次方比值都相等，所以绕同一天体运动的多个天体，运动半径越大的天体，其周期越大，故D正确．
本题选错误的，故选：B．
【分析】熟记理解开普勒的行星运动三定律：第一定律：所有的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；第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等；第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等．
2、【参考答案】A
3、【答案】C
【解析】【解答】设地球质量为M ， 半径为R ， 宇航员的质量为m ， 可知：地球对宇航员的万有引力： ，该星球对宇航员的万有引力： ，C符合题意，A、B、D不符合题意；
故答案为：C。
【分析】利用万有引力定律，对在地球上的宇航员和在星球上的宇航员列向心力方程，两式联立，结合星球与地球质量和直径的关系分析即可。
4、【参考答案】A
5、【参考答案】C
6、【答案】D
【解析】经典力学在微观，高速情况下不再适用，经典力学的适用条件为宏观世界、低速运动、弱引力领域；故D正确．
7、【答案】 C
【解析】【解答】解：A、根据F=G ，由于太阳与火星的间距不断变化，故太阳对火星的万有引力大小不断变化，故A错误；
B、根据牛顿第三定律，太阳对火星的万有引力大等于火星对太阳的万有引力，故B错误；
C、根据a= = ，火星运动到近日点时的加速度最大，故C正确；
D、根据开普勒定律中的面积定律，火星绕太阳运行的线速度大小始终变化，近日点速度最大，远日点速度最小，故D错误；
故选：C
【分析】根据万有引力定律判断选项A，根据牛顿第三定律判断选项B，根据牛顿第二定律列式判断选项C，根据开普勒定律的面积定律判刑选项D．
8、【参考答案】A、C
9、【答案】 C
【解析】【解答】解：根据h= 得月球表面的重力加速度为：g= ，
10、【参考答案】D