2020春人教版物理必修二第6章 万有引力与航天优练含答案
文档属性
| 名称 | 2020春人教版物理必修二第6章 万有引力与航天优练含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 387.5KB | ||
| 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 | 2020-06-01 16:23:33 | ||
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文档简介
2020春人教版物理必修二第6章
万有引力与航天优练含答案
必修二第6章
万有引力与航天
一、选择题
1、（多选）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带，假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动，下列判断正确的是( )
A．小行星带内的小行星都具有相同的角速度
B．小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度
C．各小行星绕太阳运动的周期均大于一年
D．要从地球发射卫星探测小行星带，发射速度应大于地球的第二宇宙速度
2、太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道，“行星公转周期的二次方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比．地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为( )
水星
金星
地球
火星
木星
土星
公转周期/年
0.241
0.615
1.0
1.88
11.86
29.5
A.1.2亿千米
B．2.3亿千米
C．4.6亿千米
D．6.9亿千米
3、下列关于万有引力的说法正确的是( )
A．万有引力定律是卡文迪许发现的
B．F＝G中的G是一个比例常数，是没有单位的
C．万有引力定律只是严格适用于两个质点之间
D．两物体引力大小与质量成正比，与两物体间距离平方成反比
4、紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星,该小行星的半径为16
km。若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体。小行星的密度与地球相同。已知地球半径R=6
400
km,地球表面重力加速度为g,这个小行星表面的重力加速度为
(
)
A.400g
B.g
C.20g
D.g
5、如有两艘轮船,质量都是1.0×107
kg,相距10
km,已知引力常量G=6.67×10-11
N·m2/kg2,则它们之间的万有引力的大小为( )
A.6.67×10-5
N,相比于船自身的重力,该引力可忽略
B.6.67×10-5
N,相比于船自身的重力,该引力不能忽略
C.6.67×106
N,相比于船自身的重力,该引力可忽略
D.6.67×106
N,相比于船自身的重力,该引力不能忽略
6、（双选）太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”．据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日．已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径见下表．则下列判断正确的是（??
）
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径（AU）
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
A.?各地外行星每年都会出现冲日现象
B.?在2015年内一定会出现木星冲日
C.?地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短
D.?天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半
7、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
8、若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T和R，月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比M日/M地为（
）
A．
B．
C．
D．
9、研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( )
A.距地面的高度变大
B.向心加速度变大
C.线速度变大
D.角速度变大
10、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.
11、我国于2016年9月15日发射的“天宫二号”空间实验室运行在距地面495
km的轨道上,并陆续与“神舟十一号”飞船和“天舟货运飞船”交会对接。关于它们的交会对接,以下说法正确的是( )
A.飞船在同轨道上加速直到追上“天宫二号”完成对接
B.飞船从较低轨道,通过加速追上“天宫二号”完成对接
C.在同一轨道上的“天宫二号”通过减速完成与飞船的对接
D.只要飞船在“天宫二号”后方,飞船通过加速就一定能追上“天宫二号”实现对接
12、(双选)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
( )
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
二、填空、实验题
1、火星轨道半径是地球轨道半径的a倍,火星质量约为地球质量的b倍,那么火星与太阳之间的引力约为地球与太阳之间引力的________倍。
2、2016年9月10日消息，美国宇航局开普勒望远镜最新探测到太阳系之外最小的行星，它略比月球大一些，环绕主恒星运行一周大约13天．假设如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，则行星运动到A点时速度达__________，运动到B点时速度达__________(填“最大”或“最小”)．为了探测M星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，已知引力常量为G，则M星球的质量为__________．
二、计算题类
1、“神舟六号”飞船入轨道时，在近地点200
km，远地点347
km的椭圆轨道上运行．到第5圈时，进行变轨，飞船开始做匀速圆周运动，宇航员在太空中每天要见到16次日出日落，
(1)试求出“神舟六号”的运动周期为多少分钟？
(2)飞船离地心的距离为多少公里？
(3)“神六”离地面的高度为多少？(地球半径R0＝6
400
km，卫星绕地球运动时，其k值为1.053×1013
m3/s2)
2、若飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动飞行的周期为T,宇航员登上月球后,以初速度v0竖直向上抛出一小球,测出小球从抛出到落回原处所需的时间为t,已知引力常量为G。求:
(1)月球的半径R;
(2)月球的质量M。
2020春人教版物理必修二第6章
万有引力与航天优练含答案
必修二第6章
万有引力与航天
一、选择题
1、（多选）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带，假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动，下列判断正确的是( )
A．小行星带内的小行星都具有相同的角速度
B．小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度
C．各小行星绕太阳运动的周期均大于一年
D．要从地球发射卫星探测小行星带，发射速度应大于地球的第二宇宙速度
【解析】根据万有引力提供向心力，G＝mω2r，解得ω＝，可知不在同一轨道上的小行星的角速度不同，故A错误；同理由向心加速度a＝，可知小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度，故B正确；周期T＝2π，小行星的轨道半径比地球公转的半径大，所以各小行星绕太阳运动的周期均大于一年，故C正确；地球的第二宇宙速度是指从地球表面上发射卫星时，要摆脱地球的引力而成为绕太阳转动的行星的最小发射速度，故要从地球表面发射卫星探测小行星带，发射速度应大于地球的第二宇宙速度，故D正确．
【答案】BCD
2、太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道，“行星公转周期的二次方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比．地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为( )
水星
金星
地球
火星
木星
土星
公转周期/年
0.241
0.615
1.0
1.88
11.86
29.5
A.1.2亿千米
B．2.3亿千米
C．4.6亿千米
D．6.9亿千米
解析：由开普勒第三定律＝k知，＝，
故r火＝r地
＝2.3亿千米．
答案：B
3、下列关于万有引力的说法正确的是( )
A．万有引力定律是卡文迪许发现的
B．F＝G中的G是一个比例常数，是没有单位的
C．万有引力定律只是严格适用于两个质点之间
D．两物体引力大小与质量成正比，与两物体间距离平方成反比
解析：万有引力定律的发现与引力常量的测定是不同的科学家在历史上不同时期完成的．前后相差一百多年．英国物理学家牛顿于1687年正式发表了万有引力定律，而引力常量是英国物理学家卡文迪许在1798年第一次在实验室里比较准确地测出的．G＝6.67×10－11
N·m2/kg2是一个比例常量，有单位．万有引力定律适用于质点，两个天体之间距离远大于天体大小时，两个天体就可看成质点，它们之间的万有引力就可直接运用万有引力定律进行运算．由F＝G知，两物体间引力大小与质量的乘积成正比，与此两物体间距离的平方成反比．由以上可知A、B、D选项错误，C选项正确．
答案：C
4、紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星,该小行星的半径为16
km。若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体。小行星的密度与地球相同。已知地球半径R=6
400
km,地球表面重力加速度为g,这个小行星表面的重力加速度为
(
)
A.400g
B.g
C.20g
D.g
【答案】B
5、如有两艘轮船,质量都是1.0×107
kg,相距10
km,已知引力常量G=6.67×10-11
N·m2/kg2,则它们之间的万有引力的大小为( )
A.6.67×10-5
N,相比于船自身的重力,该引力可忽略
B.6.67×10-5
N,相比于船自身的重力,该引力不能忽略
C.6.67×106
N,相比于船自身的重力,该引力可忽略
D.6.67×106
N,相比于船自身的重力,该引力不能忽略
解析:由万有引力定律F=G可得F=6.67×10-11×
N=6.67×
10-5
N,作为估算,g取10
m/s2,则万有引力与重力的比值==
6.67×10-13,所以,相比于船自身的重力,该引力可忽略。
【答案】A
6、（双选）太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”．据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日．已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径见下表．则下列判断正确的是（??
）
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径（AU）
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
A.?各地外行星每年都会出现冲日现象
B.?在2015年内一定会出现木星冲日
C.?地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短
D.?天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半
【答案】
B,C
7、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:金星、地球和火星绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供,由G=ma可知,轨道半径越小,向心加速度越大,故A正确,B错误;由G=m得v=,可知轨道半径越小,运行速率越大,故C,D
错误。
【答案】A
8、若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T和R，月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比M日/M地为（
）
A．
B．
C．
D．
【答案】
A
9、研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( )
A.距地面的高度变大
B.向心加速度变大
C.线速度变大
D.角速度变大
解析:地球的自转周期变大,则地球同步卫星的公转周期变大。由=m(R+h),得h=-R,T变大,h变大,选项A正确;由=ma,得a=,r增大,a减小,选项B错误;由=,得v=,r增大,v减小,选项C错误;由ω=可知,角速度减小,选项D错误。
【答案】A
10、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.
【答案】C
11、我国于2016年9月15日发射的“天宫二号”空间实验室运行在距地面495
km的轨道上,并陆续与“神舟十一号”飞船和“天舟货运飞船”交会对接。关于它们的交会对接,以下说法正确的是( )
A.飞船在同轨道上加速直到追上“天宫二号”完成对接
B.飞船从较低轨道,通过加速追上“天宫二号”完成对接
C.在同一轨道上的“天宫二号”通过减速完成与飞船的对接
D.只要飞船在“天宫二号”后方,飞船通过加速就一定能追上“天宫二号”实现对接
解析:飞船与“天宫二号”空间实验室正确对接的方法是处于较低轨道的飞船在适当位置通过适当加速,恰好提升到“天宫二号”所在高度并与之交会对接。若飞船与“天宫二号”原来在同一轨道上运动,后面的飞行器加速会上升到较高运动轨道,前面的飞行器减速会下降到较低的运动轨道,这样都不能完成交会对接。综上所述,选项B
正确。
【答案】B
12、(双选)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
( )
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
【答案】B、C
二、填空、实验题
1、火星轨道半径是地球轨道半径的a倍,火星质量约为地球质量的b倍,那么火星与太阳之间的引力约为地球与太阳之间引力的________倍。
【答案】
【解析】设地球质量为m1,火星质量为m2,太阳的质量为M,地球轨道半径为r1,火星轨道半径为r2,则由
得,
.
2、2016年9月10日消息，美国宇航局开普勒望远镜最新探测到太阳系之外最小的行星，它略比月球大一些，环绕主恒星运行一周大约13天．假设如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，则行星运动到A点时速度达__________，运动到B点时速度达__________(填“最大”或“最小”)．为了探测M星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，已知引力常量为G，则M星球的质量为__________．
解析：根据开普勒第二定律：在相等时间内，太阳和行星的连线所扫过的面积相等．据此，行星运行在近日点时，与太阳连线距离短，故运行速度大，在远日点，太阳与行星连线长，故运行速度小．即在行星运动中，远日点的速度最小，近日点的速度最大．图中A点为近日点，故速度最大，B点为远日点，故速度最小．飞船绕M星球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律知G＝m，则M星球质量M＝.
答案：最大 最小
二、计算题类
1、“神舟六号”飞船入轨道时，在近地点200
km，远地点347
km的椭圆轨道上运行．到第5圈时，进行变轨，飞船开始做匀速圆周运动，宇航员在太空中每天要见到16次日出日落，
(1)试求出“神舟六号”的运动周期为多少分钟？
(2)飞船离地心的距离为多少公里？
(3)“神六”离地面的高度为多少？(地球半径R0＝6
400
km，卫星绕地球运动时，其k值为1.053×1013
m3/s2)
解析：(1)宇航员在24小时内，观察到16次日出日落，说明飞船每天绕地球飞行16圈，则每圈运动的时间
T＝
min＝90
min
(2)由开普勒定律＝k知
R＝＝
m
≈6.746×106
m＝6
746
km
(3)飞船离地面的高度
h＝R－R0＝346
km.
答案：(1)90
min (2)6
746
km (3)346
km
2、若飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动飞行的周期为T,宇航员登上月球后,以初速度v0竖直向上抛出一小球,测出小球从抛出到落回原处所需的时间为t,已知引力常量为G。求:
(1)月球的半径R;
(2)月球的质量M。
解析:(1)飞船靠近月球表面做匀速圆周运动,有G=mR,
质量为m′的小球在月球上做竖直上抛运动,有t=,
又m′g月=G,
由以上各式可求得R=。
(2)由公式m′g月=G,
得M=。
答案:(1) (2)
万有引力与航天优练含答案
必修二第6章
万有引力与航天
一、选择题
1、（多选）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带，假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动，下列判断正确的是( )
A．小行星带内的小行星都具有相同的角速度
B．小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度
C．各小行星绕太阳运动的周期均大于一年
D．要从地球发射卫星探测小行星带，发射速度应大于地球的第二宇宙速度
2、太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道，“行星公转周期的二次方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比．地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为( )
水星
金星
地球
火星
木星
土星
公转周期/年
0.241
0.615
1.0
1.88
11.86
29.5
A.1.2亿千米
B．2.3亿千米
C．4.6亿千米
D．6.9亿千米
3、下列关于万有引力的说法正确的是( )
A．万有引力定律是卡文迪许发现的
B．F＝G中的G是一个比例常数，是没有单位的
C．万有引力定律只是严格适用于两个质点之间
D．两物体引力大小与质量成正比，与两物体间距离平方成反比
4、紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星,该小行星的半径为16
km。若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体。小行星的密度与地球相同。已知地球半径R=6
400
km,地球表面重力加速度为g,这个小行星表面的重力加速度为
(
)
A.400g
B.g
C.20g
D.g
5、如有两艘轮船,质量都是1.0×107
kg,相距10
km,已知引力常量G=6.67×10-11
N·m2/kg2,则它们之间的万有引力的大小为( )
A.6.67×10-5
N,相比于船自身的重力,该引力可忽略
B.6.67×10-5
N,相比于船自身的重力,该引力不能忽略
C.6.67×106
N,相比于船自身的重力,该引力可忽略
D.6.67×106
N,相比于船自身的重力,该引力不能忽略
6、（双选）太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”．据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日．已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径见下表．则下列判断正确的是（??
）
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径（AU）
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
A.?各地外行星每年都会出现冲日现象
B.?在2015年内一定会出现木星冲日
C.?地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短
D.?天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半
7、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
8、若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T和R，月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比M日/M地为（
）
A．
B．
C．
D．
9、研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( )
A.距地面的高度变大
B.向心加速度变大
C.线速度变大
D.角速度变大
10、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.
11、我国于2016年9月15日发射的“天宫二号”空间实验室运行在距地面495
km的轨道上,并陆续与“神舟十一号”飞船和“天舟货运飞船”交会对接。关于它们的交会对接,以下说法正确的是( )
A.飞船在同轨道上加速直到追上“天宫二号”完成对接
B.飞船从较低轨道,通过加速追上“天宫二号”完成对接
C.在同一轨道上的“天宫二号”通过减速完成与飞船的对接
D.只要飞船在“天宫二号”后方,飞船通过加速就一定能追上“天宫二号”实现对接
12、(双选)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
( )
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
二、填空、实验题
1、火星轨道半径是地球轨道半径的a倍,火星质量约为地球质量的b倍,那么火星与太阳之间的引力约为地球与太阳之间引力的________倍。
2、2016年9月10日消息，美国宇航局开普勒望远镜最新探测到太阳系之外最小的行星，它略比月球大一些，环绕主恒星运行一周大约13天．假设如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，则行星运动到A点时速度达__________，运动到B点时速度达__________(填“最大”或“最小”)．为了探测M星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，已知引力常量为G，则M星球的质量为__________．
二、计算题类
1、“神舟六号”飞船入轨道时，在近地点200
km，远地点347
km的椭圆轨道上运行．到第5圈时，进行变轨，飞船开始做匀速圆周运动，宇航员在太空中每天要见到16次日出日落，
(1)试求出“神舟六号”的运动周期为多少分钟？
(2)飞船离地心的距离为多少公里？
(3)“神六”离地面的高度为多少？(地球半径R0＝6
400
km，卫星绕地球运动时，其k值为1.053×1013
m3/s2)
2、若飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动飞行的周期为T,宇航员登上月球后,以初速度v0竖直向上抛出一小球,测出小球从抛出到落回原处所需的时间为t,已知引力常量为G。求:
(1)月球的半径R;
(2)月球的质量M。
2020春人教版物理必修二第6章
万有引力与航天优练含答案
必修二第6章
万有引力与航天
一、选择题
1、（多选）如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带，假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动，下列判断正确的是( )
A．小行星带内的小行星都具有相同的角速度
B．小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度
C．各小行星绕太阳运动的周期均大于一年
D．要从地球发射卫星探测小行星带，发射速度应大于地球的第二宇宙速度
【解析】根据万有引力提供向心力，G＝mω2r，解得ω＝，可知不在同一轨道上的小行星的角速度不同，故A错误；同理由向心加速度a＝，可知小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度，故B正确；周期T＝2π，小行星的轨道半径比地球公转的半径大，所以各小行星绕太阳运动的周期均大于一年，故C正确；地球的第二宇宙速度是指从地球表面上发射卫星时，要摆脱地球的引力而成为绕太阳转动的行星的最小发射速度，故要从地球表面发射卫星探测小行星带，发射速度应大于地球的第二宇宙速度，故D正确．
【答案】BCD
2、太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道，“行星公转周期的二次方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比．地球与太阳之间平均距离约为1.5亿千米，结合下表可知，火星与太阳之间的平均距离约为( )
水星
金星
地球
火星
木星
土星
公转周期/年
0.241
0.615
1.0
1.88
11.86
29.5
A.1.2亿千米
B．2.3亿千米
C．4.6亿千米
D．6.9亿千米
解析：由开普勒第三定律＝k知，＝，
故r火＝r地
＝2.3亿千米．
答案：B
3、下列关于万有引力的说法正确的是( )
A．万有引力定律是卡文迪许发现的
B．F＝G中的G是一个比例常数，是没有单位的
C．万有引力定律只是严格适用于两个质点之间
D．两物体引力大小与质量成正比，与两物体间距离平方成反比
解析：万有引力定律的发现与引力常量的测定是不同的科学家在历史上不同时期完成的．前后相差一百多年．英国物理学家牛顿于1687年正式发表了万有引力定律，而引力常量是英国物理学家卡文迪许在1798年第一次在实验室里比较准确地测出的．G＝6.67×10－11
N·m2/kg2是一个比例常量，有单位．万有引力定律适用于质点，两个天体之间距离远大于天体大小时，两个天体就可看成质点，它们之间的万有引力就可直接运用万有引力定律进行运算．由F＝G知，两物体间引力大小与质量的乘积成正比，与此两物体间距离的平方成反比．由以上可知A、B、D选项错误，C选项正确．
答案：C
4、紫金山天文台将他们发现的第2752号小行星命名为吴健雄星,该小行星的半径为16
km。若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体。小行星的密度与地球相同。已知地球半径R=6
400
km,地球表面重力加速度为g,这个小行星表面的重力加速度为
(
)
A.400g
B.g
C.20g
D.g
【答案】B
5、如有两艘轮船,质量都是1.0×107
kg,相距10
km,已知引力常量G=6.67×10-11
N·m2/kg2,则它们之间的万有引力的大小为( )
A.6.67×10-5
N,相比于船自身的重力,该引力可忽略
B.6.67×10-5
N,相比于船自身的重力,该引力不能忽略
C.6.67×106
N,相比于船自身的重力,该引力可忽略
D.6.67×106
N,相比于船自身的重力,该引力不能忽略
解析:由万有引力定律F=G可得F=6.67×10-11×
N=6.67×
10-5
N,作为估算,g取10
m/s2,则万有引力与重力的比值==
6.67×10-13,所以,相比于船自身的重力,该引力可忽略。
【答案】A
6、（双选）太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”．据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日．已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径见下表．则下列判断正确的是（??
）
地球
火星
木星
土星
天王星
海王星
轨道半径（AU）
1.0
1.5
5.2
9.5
19
30
A.?各地外行星每年都会出现冲日现象
B.?在2015年内一定会出现木星冲日
C.?地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短
D.?天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半
【答案】
B,C
7、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:金星、地球和火星绕太阳做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供,由G=ma可知,轨道半径越小,向心加速度越大,故A正确,B错误;由G=m得v=,可知轨道半径越小,运行速率越大,故C,D
错误。
【答案】A
8、若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T和R，月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比M日/M地为（
）
A．
B．
C．
D．
【答案】
A
9、研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( )
A.距地面的高度变大
B.向心加速度变大
C.线速度变大
D.角速度变大
解析:地球的自转周期变大,则地球同步卫星的公转周期变大。由=m(R+h),得h=-R,T变大,h变大,选项A正确;由=ma,得a=,r增大,a减小,选项B错误;由=,得v=,r增大,v减小,选项C错误;由ω=可知,角速度减小,选项D错误。
【答案】A
10、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.
【答案】C
11、我国于2016年9月15日发射的“天宫二号”空间实验室运行在距地面495
km的轨道上,并陆续与“神舟十一号”飞船和“天舟货运飞船”交会对接。关于它们的交会对接,以下说法正确的是( )
A.飞船在同轨道上加速直到追上“天宫二号”完成对接
B.飞船从较低轨道,通过加速追上“天宫二号”完成对接
C.在同一轨道上的“天宫二号”通过减速完成与飞船的对接
D.只要飞船在“天宫二号”后方,飞船通过加速就一定能追上“天宫二号”实现对接
解析:飞船与“天宫二号”空间实验室正确对接的方法是处于较低轨道的飞船在适当位置通过适当加速,恰好提升到“天宫二号”所在高度并与之交会对接。若飞船与“天宫二号”原来在同一轨道上运动,后面的飞行器加速会上升到较高运动轨道,前面的飞行器减速会下降到较低的运动轨道,这样都不能完成交会对接。综上所述,选项B
正确。
【答案】B
12、(双选)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
( )
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
【答案】B、C
二、填空、实验题
1、火星轨道半径是地球轨道半径的a倍,火星质量约为地球质量的b倍,那么火星与太阳之间的引力约为地球与太阳之间引力的________倍。
【答案】
【解析】设地球质量为m1,火星质量为m2,太阳的质量为M,地球轨道半径为r1,火星轨道半径为r2,则由
得,
.
2、2016年9月10日消息，美国宇航局开普勒望远镜最新探测到太阳系之外最小的行星，它略比月球大一些，环绕主恒星运行一周大约13天．假设如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图，则行星运动到A点时速度达__________，运动到B点时速度达__________(填“最大”或“最小”)．为了探测M星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，已知引力常量为G，则M星球的质量为__________．
解析：根据开普勒第二定律：在相等时间内，太阳和行星的连线所扫过的面积相等．据此，行星运行在近日点时，与太阳连线距离短，故运行速度大，在远日点，太阳与行星连线长，故运行速度小．即在行星运动中，远日点的速度最小，近日点的速度最大．图中A点为近日点，故速度最大，B点为远日点，故速度最小．飞船绕M星球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律知G＝m，则M星球质量M＝.
答案：最大 最小
二、计算题类
1、“神舟六号”飞船入轨道时，在近地点200
km，远地点347
km的椭圆轨道上运行．到第5圈时，进行变轨，飞船开始做匀速圆周运动，宇航员在太空中每天要见到16次日出日落，
(1)试求出“神舟六号”的运动周期为多少分钟？
(2)飞船离地心的距离为多少公里？
(3)“神六”离地面的高度为多少？(地球半径R0＝6
400
km，卫星绕地球运动时，其k值为1.053×1013
m3/s2)
解析：(1)宇航员在24小时内，观察到16次日出日落，说明飞船每天绕地球飞行16圈，则每圈运动的时间
T＝
min＝90
min
(2)由开普勒定律＝k知
R＝＝
m
≈6.746×106
m＝6
746
km
(3)飞船离地面的高度
h＝R－R0＝346
km.
答案：(1)90
min (2)6
746
km (3)346
km
2、若飞船贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动飞行的周期为T,宇航员登上月球后,以初速度v0竖直向上抛出一小球,测出小球从抛出到落回原处所需的时间为t,已知引力常量为G。求:
(1)月球的半径R;
(2)月球的质量M。
解析:(1)飞船靠近月球表面做匀速圆周运动,有G=mR,
质量为m′的小球在月球上做竖直上抛运动,有t=,
又m′g月=G,
由以上各式可求得R=。
(2)由公式m′g月=G,
得M=。
答案:(1) (2)