物理必修ⅱ粵教版 第三章萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用本章檢測(cè)

1、第三章 萬(wàn)有引力定律建議用時(shí)實(shí)際用時(shí)滿(mǎn)分實(shí)際得分90分鐘100分 一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確，把正確選項(xiàng)前的字母填在題后的括號(hào)內(nèi)全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1. 火星有兩顆衛(wèi)星，分別是火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，它們的軌道近似為圓，已知火衛(wèi)一的周期為7小時(shí)39分，火衛(wèi)二的周期為30小時(shí)18分，則兩衛(wèi)星相比（）火衛(wèi)一距火星表面近火衛(wèi)二的角速度較大火衛(wèi)一的線(xiàn)速度較大火衛(wèi)二的向心加速度較大 2. 1990年5月，紫金山天文臺(tái)將他們發(fā)現(xiàn)的第2752號(hào)行星命名為吳健雄星，該小行星的半徑為若

2、將此小行星和地球均看成質(zhì)量分布均勻的球體，小行星密度與地球相同已知地球半徑，地球表面重力加速度為這個(gè)小行星表面的重力加速度為（）.400 .1400.20 .1203. 兩個(gè)質(zhì)量均為 的星體，其連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)為 ， 為兩星體連線(xiàn)的中點(diǎn)，如圖所示一 個(gè)質(zhì)量為的物體從 沿 方向運(yùn)動(dòng)，則它受到的萬(wàn)有引力大小變化情況是（）.一直增大.一直減小.先減小，后增大 .先增大，后減小4. 已知一顆靠近地面運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星每天約轉(zhuǎn)17圈，今欲發(fā)射一顆地球同步衛(wèi)星，其離地面的高度約為地球半徑的（）倍 倍倍 .7倍5. 下列關(guān)于繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星的說(shuō)法，正確的是（）.同一軌道上，質(zhì)量大的衛(wèi)星線(xiàn)速

3、度大.同一軌道上，質(zhì)量大的衛(wèi)星向心加速度大.離地面越近的衛(wèi)星線(xiàn)速度越大.離地面越遠(yuǎn)的衛(wèi)星線(xiàn)速度越大6. 地球同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面不動(dòng)的人造地球衛(wèi)星，它（）.可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，且離地心的距離可按需要選擇不同的值.可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，但離地心的距離是一定的.只能在赤道的正上方，但離地心的距離可按需要選擇不同的值.只能在赤道的正上方，且離地心的距離是一定的7. 據(jù)觀測(cè)，某行星外圍有一模糊不清的環(huán)，為了判斷該環(huán)是連續(xù)物還是衛(wèi)星群，又測(cè)出了環(huán)中各層的線(xiàn)速度 的大小與該層運(yùn)行中心的距離，則以下判斷中正確的是（）.若與 成正比，則環(huán)是連續(xù)物.若與 成反比，則環(huán)是連續(xù)物.若 與 成正比，則

4、環(huán)是衛(wèi)星群.若 與 成反比，則環(huán)是衛(wèi)星群8. 用 表示地球同步通信衛(wèi)星的質(zhì)量， 表示它距地面的高度，表示地球的半徑，表示地球表面處的重力加速度， 表示地球自轉(zhuǎn)的角速度，則衛(wèi)星所受地球?qū)λ娜f(wàn)有引力（）.等于零.等于.等于.以上結(jié)果都不對(duì)9. 一行星沿一橢圓軌道繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，在由近日點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到遠(yuǎn)日點(diǎn)的過(guò)程中，以下說(shuō)法中正確的是（）.行星的加速度逐漸增大.行星的動(dòng)能逐漸減小.行星與太陽(yáng)間的引力勢(shì)能逐漸減小.行星與太陽(yáng)間的引力勢(shì)能與動(dòng)能之和保持不變10. 設(shè)想人類(lèi)開(kāi)發(fā)月球，不斷把月球上的礦藏搬運(yùn)到地球上假定經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間開(kāi)采后，地球仍可看做是均勻的球體，月球仍沿開(kāi)采前的圓軌道運(yùn)動(dòng)，則與開(kāi)采前相比（）.地球與

5、月球間的萬(wàn)有引力將變大.地球與月球間的萬(wàn)有引力將變小.月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變長(zhǎng).月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變短二、計(jì)算題(本題共4小題，每題15分，共60分解答應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位)11. 某行星有一質(zhì)量為的衛(wèi)星以半徑為、周期為 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求：(1)行星的質(zhì)量(2)若測(cè)得衛(wèi)星的軌道半徑 是行星半徑的10倍，求此行星表面的重力加速度12. 火箭全長(zhǎng)58.3，起飛重量479.8，火箭點(diǎn)火升空，飛船進(jìn)入預(yù)定道“神舟”五號(hào)環(huán)繞地球飛行14圈約用時(shí)間21飛船點(diǎn)火豎直升空時(shí)，航天員楊利偉感覺(jué)“超重感比較強(qiáng)”，儀

6、器顯示他對(duì)座艙的最大壓力等于他體重的倍，飛船進(jìn)入軌道后，楊利偉還多次在艙內(nèi)飄浮來(lái)假設(shè)飛船運(yùn)行的軌道是圓形軌道.（地球半徑，地面重力加速度 取，計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）(1)試分析航天員在艙內(nèi)“飄浮起來(lái)”的現(xiàn)象產(chǎn)生的原因(2)求火箭點(diǎn)火發(fā)射時(shí)，火箭的最大推力(3)估算飛船運(yùn)行軌道距離地面的高度13. 據(jù)美聯(lián)社報(bào)道，天文學(xué)家在太陽(yáng)系的行星之外，又發(fā)現(xiàn)了一顆比地球小得多的新行星，而且還測(cè)得它繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期約為288年若把它和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道都看做圓，問(wèn)它與太陽(yáng)的距離約是地球與太陽(yáng)距離的多少倍？（最后結(jié)果可用根式表示）14. 如圖所示，火箭內(nèi)平臺(tái)上放有測(cè)試儀器，火箭從地面啟動(dòng)后，以加速度豎直向

7、上勻加速運(yùn)動(dòng)，升到某一高度時(shí)，測(cè)試儀對(duì)平臺(tái)的壓力為啟動(dòng)前壓力的已知地球半徑為，求火箭此時(shí)離地面的高度.（ 為地面附近的重力加速度） 第三章 萬(wàn)有引力定律得分： 一、 選擇題題號(hào)12345678910答案二、計(jì)算題11.12.13.14第三章 萬(wàn)有引力定律 參考答案一、選擇題1. 解析：衛(wèi)星環(huán)繞火星運(yùn)轉(zhuǎn)，萬(wàn)有引力提供向心力衛(wèi)星距離火星越近，其半徑越小，它的環(huán)繞周期越小，線(xiàn)速度越大，角速度越大，向心加速度越大由題意可知，火衛(wèi)一的周期小于火衛(wèi)二的周期，所以火衛(wèi)一距離火星較火衛(wèi)二近，所以它的周期小，線(xiàn)速度大，角速度大，向心加速度大. 解析：設(shè)地球和小行星的質(zhì)量分別為，半徑分別為，表面的重力加速度分別為

8、、.一質(zhì)量為的小物體分別放在地球表面和小行星表面，則有 又 以上各式聯(lián)立得： 代入數(shù)據(jù)得：,故選項(xiàng)正確點(diǎn)撥：解答本題的關(guān)鍵是構(gòu)建圓周運(yùn)動(dòng)的模型及在中心天體表面時(shí)軌道半徑與中心天體半徑的關(guān)系. 解析：(1)如果將質(zhì)量為的物體放在本題圖中的 點(diǎn)，則左、右兩球?qū)λ娜f(wàn)有引力的大小相等、方向相反，即它所受到的萬(wàn)有引力（即兩個(gè)星體對(duì)物體的萬(wàn)有引力的合力）大小為零(2)如果將質(zhì)量為 的物體放在兩星球的連線(xiàn)的垂直平分線(xiàn)上，且距 點(diǎn)無(wú)窮遠(yuǎn)，依據(jù)萬(wàn)有引力定律可知：兩星球?qū)υ撐矬w的萬(wàn)有引力皆為零（因?yàn)椋╋@然這種情況下，物體受到的萬(wàn)有引力的大小也為零(3)如果將物體放在 線(xiàn)上的某一點(diǎn)，則兩星球?qū)ξ矬w的萬(wàn)有引力不為零

9、，且方向指向 點(diǎn)很顯然，將一個(gè)質(zhì)量為 的物體從 點(diǎn)沿 方向運(yùn)動(dòng)，它受到的萬(wàn)有引力大小將先增大，后減小所以，本題的正確選項(xiàng)應(yīng)為4. 解析：對(duì)近地衛(wèi)星由萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律得： 對(duì)同步衛(wèi)星可得： 又 天 以上各式聯(lián)立：5. 解析：繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，向心力為地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力提供，則，衛(wèi)星的向心加速度為 所以，衛(wèi)星的向心加速度與地球的質(zhì)量及軌道半徑有關(guān)，與衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān)，選項(xiàng)錯(cuò)衛(wèi)星的線(xiàn)速度為，則衛(wèi)星的線(xiàn)速度與地球質(zhì)量和軌道半徑有關(guān)，與衛(wèi)星質(zhì)量無(wú)關(guān)，軌道半徑越小，衛(wèi)星的線(xiàn)速度越大，所以錯(cuò)，選項(xiàng)正確6. 解析：由于地球同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步，所以，同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的圓心必在地軸上，即

10、衛(wèi)星的軌道平面垂直于地軸又由于衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力，所以，衛(wèi)星軌道的圓心一定在地心因此，地球同步衛(wèi)星的軌道平面與赤道平面重合，即同步衛(wèi)星只能在赤道正上方根據(jù)，得所以，所有地球同步衛(wèi)星的軌道半徑相同，選項(xiàng)正確7. 解析：若環(huán)為連續(xù)物，則角速度 一定，由知，與 成正比，所以選項(xiàng)正確若環(huán)為衛(wèi)星群，由得：，所以，與成反比，選項(xiàng)正確8. 解析：地球表面的重力加速度為，則衛(wèi)星所受地球?qū)λ娜f(wàn)有引力為 得 ，由得衛(wèi)星受的萬(wàn)有引力為9. 解析：由牛頓第二定律得：,因增大，故減小，即選項(xiàng)不正確由動(dòng)能定理得， ，所以，故選項(xiàng)正確由機(jī)械能守恒定律可知選項(xiàng)正確10. 解析：設(shè)地球的質(zhì)量為

11、，月球的質(zhì)量為，月球軌道半徑為，月球和地球間的萬(wàn)有引力為.在把月球上的礦藏搬到地球上的過(guò)程中，且 增大， 減小，而不變，所以 減小，減小，選項(xiàng)正確月球繞地球運(yùn)動(dòng)的向心力由地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力提供，則，月球運(yùn)動(dòng)的周期為由于地球質(zhì)量增大，所以月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期減小，選項(xiàng)正確 二、計(jì)算題11. 解：(1)對(duì)衛(wèi)星由萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律得： (2)對(duì)行星表面質(zhì)量為 的物體有 又 以上各式聯(lián)立：.點(diǎn)撥：注意萬(wàn)有引力定律公式的靈活運(yùn)用本題涉及了兩種應(yīng)用：其一萬(wàn)有引力定律提供向心力，物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；其二根據(jù)萬(wàn)有引力定律表示重力加速度的應(yīng)用實(shí)際上萬(wàn)有引力定律在這兩方面的應(yīng)用是最重要的兩種，應(yīng)認(rèn)真領(lǐng)會(huì)掌握12. 解：(1)航天員在艙內(nèi)“飄浮起來(lái)”是失重現(xiàn)象，航天員做圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，航天員對(duì)支持物的壓力為零，故航天員“飄浮起來(lái)”(2)火箭點(diǎn)火發(fā)射時(shí)，航天員受重力和支持力的作用，且 此時(shí)有，解得此加速度即火箭起飛時(shí)的加速度對(duì)火箭進(jìn)行受力分析，列方程得：解得火箭的最大推力：(3)飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力 解得：所以點(diǎn)撥：(1)解決第(1)問(wèn)時(shí)關(guān)鍵抓住臨界特征：接觸，但無(wú)彈力；仍一起轉(zhuǎn)動(dòng)(2)弄清第(2)問(wèn)與第(3)問(wèn)研究的過(guò)程及其遵循的