《行星运动与万有引力同步测试有答案.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《行星运动与万有引力同步测试有答案.docx（8页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、行星运动和万有引力定律同步测试卷（时间：90分钟，满分：100分）一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中， 只有一个选项正确.）1 .关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是（）A.开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B.开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C.开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D.开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律2 .宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象.若飞船质量为机，距地面高度为，地球质量为半径为R,引力 常量为
2、G,则飞船所在处的重力加速度大小为（）A. 0r GM6 (/? + )2GMD下GMmC (R + /z) 23 .两颗行星的质量分别为如和22,绕太阳运行的轨道半长轴分别为门和r2,则它们的公转周期之比为（）A#D.无法确定4 .设想把质量为根的物体（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. GMm/R2D.无法确定5 .据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍, 一个在地球表面重量为600 N的人在这个行星表面的重量将变为960 N.由此可推知，该行 星的半径与地球半径之比约为（）B. 2A
3、. 0.5C. 3.2D. 46 .两个质量分布均匀且大小相同的实心小铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为R 若两个半径是小铁球2倍的实心大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为（）A. 2FB. 4FC. 8FC. 8FD. 16F7 .英国新科学家（New Scientist）杂志评选出了世界8项科学之最，在XTEJ1650500双星系统中发现的最小黑洞位列其中.若某黑洞的半径R约45 km,质量M和半径R M c1的关系满足其中c为光速，G为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为 JL V, 乙（）A. 108 m/s2B. IO10 m/s2C. 1012m/s2D. 1014m
4、/s2二、多项选择题（本题共5小题，每小题6分，共30分.在每小题给出的四个选项中， 有多个选项符合题意.）8 .在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献.关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（）A.伽利略发现了行星运动的规律B.卡文迪许通过实验测出了引力常量C.牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因D.笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献9 .下面说法中正确的是（）A.詈公式中，G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B.詈公式中，当r趋近于零时，万有引力趋近于无穷大C./=G%詈公式中，加与加2受到的引力总是大小相等的，而与加、恤是否相等无 关D.尸=愣詈公式中，见与
5、22受到的引力总是大小相等、方向相反的，是一对平衡力10 .地球绕太阳的运行轨道是椭圆，因而地球与太阳之间的距离随季节变化.冬至这天 地球离太阳最近，夏至最远.下列关于地球在这两天绕太阳公转速度大小的说法中，不正确 的是（）A.地球公转速度是不变的B.冬至这天地球公转速度大C.夏至这天地球公转速度大D.无法确定11 .宇宙飞船绕地心做半径为一的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为用的人站在可 称体重的台秤上，用R表示地球的半径，go表示地球表面处的重力加速度，g，表示宇宙飞船 所在处的重力加速度，川N表示人对台秤的压力，下列说法中正确的是（）/?2A g,=0B. g,=pgoC. Fn=0C.
6、Fn=0R2D Fn /7rjgo12 .小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动.则经过足够长的时间后，小行星运动的（）A.半径变大B.速率变大C.角速度变小D.加速度变大三、计算题（本题共4小题，共42分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的 演算步骤，只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.）题号123456789101112答案13 . （10分）当地球的自转周期为多少时，赤道上的物体的重力恰好为零？（已知地球半 径 R=6.4X IO? km, g = 10 m/s2）14 .（
7、10分）火星半径约为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的J,一位宇航员连同宇航服在地球上的质量为50 kg.求（取地球表面的重力加速度g= 10 m/s2）：（1）在火星上宇航员所受的重力为多少？（2）宇航员在地球上可跳1.5 m高，他以相同初速度在火星上可跳多高？15 .（10分）飞船沿半径为R的圆周绕地球运动的周期为7,地球半径 为品，若飞船要返回地面，可在轨道上某点A处将速率降到适当的数值，从而使飞船沿着 以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆与地球表面在3点相切，求飞船由A点到3点所需耍 的时间？16 .（12分）某宇航员在飞船发射前测得自身连同宇航服等随身装备共重840 N,在火箭发 射
8、阶段，发现当飞船随火箭以a=g12的加速度匀加速竖直上升到某位置时（其中g为地球表 面处的重力加速度），其身下体重测试仪的示数为1 220 N,设地球半径R=6 400 km,地球 表面重力加速度g取10 m/s2（求解过程中可能用到偎=1.03, y|=1.02）.问：（1）该位置处的重力加速度，是地面处重力加速度g的多少倍？（2）该位置距地球表面的高度h为多大？参考答案与解析1 .解析选B.开普勒在第谷的观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，B项正 确；牛顿在开普勒总结的行星运动规律的基础上发现了万有引力定律，找出了行星运动的原 因，A、C、D项错.5=mg,得且=2 .解析选B.飞船
9、受的万有引力等于在该处所受的重力，即GGM(R + /?) 2GM(R + /?) 2选项B正确.3 .解析选C.由开普勒第三定律可知：*=奈,解得齐、冏，故C正确.4 .解析选A.把物体放到地球的中心时 =0,此时万有引力定律不再适用.由于地 球关于球心对称，所以吸引力相互抵消，整体而言，万有引力为零.5 .解析选B.若地球质量为M),则“宜居”行星质量为M=6.4M),由叫=尊得Mo r 600mog rB M 960所以所以600M960Mo600X6.4M)960M)=26 .解析选D.小铁球之间的万有引力mmmmm=pV=大铁球半径是小铁球的2倍，其质量分别为小铁球:44大铁球：M=
10、pVt=pTt(2r = Sp-Tur3 = 8m故两个大铁球间的万有引力= 16F.= 16F._ MM(8m) 2F = G qr) 2=% )产=17 .解机选C.星球表面的物体满足吆=G黑，即GM=Wg,由题中所给条件=条1。2推出GM=1Hc2,则g=诟，代入数据解得g= 1()12 m/s2, C正确.8 .解析选BD.行星运动的规律是开普勒发现的，A错误；卡文迪许通过扭秤实验测出 了万有引力常量，B正确；伽利略最早指出力不是维持物体运动的原因，C错误；笛卡儿的 哲学原理中以第一和第二自然定律的形式比较完整地第一次表述了惯性定律：只要物体 开始运动，就将继续以同一速度并沿着同一直线
11、方向运动，直到遇到某种外来原因造成的阻 碍或偏离为止，为牛顿第一定律的建立做出了贡献，D正确.9 .解析选AC.引力常量G是卡文迪许利用扭秤实验测得的，A正确.当趋近于零时，物体不能看成质点，b=G磬不再适用，所以由它得出的结论是错误的，B错误.力、 他之间的引力是一对相互作用力，它们大小相等，方向相反，但由于分别作用在两个物体 上，所以不能平衡.C正确，D错误.10 .解析选ACD.冬至地球与太阳的连线短，夏至长.根据开普勒第二定律，要在相 等的时间内扫过的面积相等，则在相等的时间内冬至时地球运动的路径就要比夏至时长，所 以冬至时地球运动的速度比夏至时速度大，只有B项正确.11 .解析选BC
12、由关系式 叫=9誓 %=誓,故A错误，B正确；由于飞船中 的人处于完全失重状态，人受到的万有引力全部用来提供其做圆周运动所需的向心力，所以 对台秤没有压力，C正确，D错误.12 .解析选AC.根据万有引力提供向心力可得GMm v2 ,-p-=ma 向, GM GM GM角牛得co=yl-,。向=-一，恒星质量M变小，对小行星的引力变小，小行星做离心运动，半径厂变大，由此可知, 小行星的速率、角速度、加速度均变小，A、C项正确.13 .导学号94770045解析物体受到的万有引力全部充当随地球做圆周运动的向心 力时，重力为零.（3分）GMm 4712A r2 - m又，GMm联立解得：7=2=
13、2X3.14X6.4义1。6W = 5 024s=L4 小时.答案1.4小时14.解析KD由得g=*.在地球上有g=笔,在火星上有/=29所以g=（3分）（4分）（1分）（1分）（1分）（1分）（1分）那么宇航员在火星上所受的重力机g = 50义当 N222.2 N.7?2(2)在地球上，宇航员跳起的高度为=燃Ng即 15=2X10在火星上，宇航员跳起的高度勿2义豆（1分）（1分）（1分）（1分）解得=3.375 m.(1分)答案222.2 N (2) 3.375 md315.解析当飞船做半径为R的圆周运动时，由开普勒第三定律知：、=k(2分)当飞船返回地面时，从A处降速后沿椭圆轨道至A设飞船沿椭圆轨道运动的周期为T,椭圆的半长轴为4,则a3T216.解析(1)飞船起飞前，对宇航员受力分析有G=mg,得加=84 kg,在力高度处对宇航员受力分析，应用牛顿第二定律有F-mgma,得先弄根据万有引力定律公式，在地面处有在h高度处有G(,+%)2=记解以上两式得h=0.Q2R= 128 km.V 20答案(1)。=有(2)128 km6 乙1（2分）（2分）（2分）（2分）（2分）（4分）（2分）（2分）（2分）