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1、高中物理 高中物理【巩固练习】一、选择题：1（2015 绵阳模拟）关于开普勒第三定律中的公式32RkT，下列说法中正确的是（）A常数 k 只与行星质量有关 B仅适用与围绕地球运行的所有卫星 C仅适用与围绕太阳运行的所有卫星 D公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星或卫星 2两颗人造卫星 A、B 绕地球做圆周运动，它们的周期之比为 TA:TB1:8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为()ARA:RB4:1，vA:vB1:2 BRA:RB4:1，vA:vB2:1 CRA:RB1:4，vA:vB1:2 DRA:RB1:4，vA:vB2:1 3、（2015 渭南一模）地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看
2、作是圆形的，已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的 5.2 倍，则木星绕太阳运行的周期为（）A15.6 年 B11.86 年 C10.4 年 D5.2 年 4、（2015 淮安校级期末）关于行星绕太阳运动的下列说法中正确的是（）A所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动 B行星绕太阳运动时，太阳位于行星轨道的中心处 C离太阳越近的行星运动周期越长 D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 5根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动知识知：太阳对行星的引力2mFr，行星对太阳的引力2MFr，其中 M、m 分别为太阳和行星的质量，r 为太阳与行星间的距离下列说法正确的是()A由2mF
3、r和2MFr知 F:Fm:M BF 和 F大小相等，是作用力与反作用力 CF 和 F大小相等，是同一个力 D太阳对行星的引力提供行星绕太阳做圆周运动的向心力 6、（2016 锦州期末）如图所示，火星和地球都在围绕着太阳旋转，其运行轨道是椭圆根据开普勒行星运动定律可知（）A火星绕太阳运行过程中，速率不变 B地球靠近太阳的过程中，运行速率将减小 C火星远离太阳过程中，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大 D火星绕太阳运行一周的时间比地球的长 高中物理 高中物理 7、（2016 安徽模拟）如图，O 表示地球，P 表示一个绕地球沿椭圆轨道做逆时针方向运动的人造卫星，AB 为长轴，CD 为短轴在
4、卫星绕地球运动一周的时间内，从 A 到 B 的时间为 tAB，同理从 B 到 A、从 C到 D、从 D 到 C 的时间分别为 tBA、tCD、tDC下列关系式正确的是（）AtABtBA BtABtBA CtCDtDC DtCDtDC 8如图所示两球间的距离为 r，两球的质量分布均匀，大小分别为 m1、m2，则两球的万有引力大小为()A122m mGr B1221m mGr C12212()m mGrr D12212()m mGrrr 9万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律以下说法正确的是()A物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的 B人造地球卫星离地球越远，受到地球的万
5、有引力越大 C人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供 D宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用 10引力常量为 G，地球质量为 M，地球可看成球体，半径为 R忽略地球的自转，则地球表面重力加速度的大小为()AGMgR BgGR C2GMgR D缺少条件，无法算出 11.一物体在地球表面重 16N，它在以52m/s的加速度加速上升的火箭中的视重为 9N，则此火箭离地球表面距离为地球半径的（）（取 g=10m/s2）A2 倍 B3 倍 C4 倍 D一半 12.设地球表面重力加速度为0g，物体在距离地心 4R（R 是地球的半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为g
6、，则0/g g为（）A1 B1/9 C1/4 D1/16 二、计算题：1两艘轮船，质量都是t4100.1，相距10km，它们之间的万有引力是多大？将这个力与轮船所受的重力比较，看看相差多少？2.已知太阳的质量为kg30100.2，地球的质量为246.0 10 kg，太阳和地球的平均距离为m11105.1，太阳和地球之间的万有引力是多大？高中物理 高中物理 3.把地球绕太阳公转看作匀速圆周运动，轨道平均半径约为81.5 10 km，已知万有引力常量11226.67 10./GN mkg，则可估算出太阳的质量大约是多少 kg？4.已知地球表面重力加速度为 g，地球半径为 R，在地面附近，物体受到地
7、球的万有引力近似等于物体在地面上的重力，又知月球绕地球运动的周期为 T，万有引力常量为 G，则（1）地球的质量为多少？（2）地月之间的距离约为多少？5.“黑洞”是爱因斯坦广义相对论中预言的一种特殊天体，它的密度极大，对周围的物质（包括光子）有极强的吸引力。根据爱因斯坦理论，光子是有质量的，光子到达黑洞表面时也将被吸入，最多恰能绕黑洞表面做圆周运动。根据天文观测，银河系中心可能有一个黑洞，距该黑洞126.0 10 m远处的星体正以62.0 10/m s的速度绕它旋转。据此估算该黑洞的最大半径 R 是多少？（保留 1 位有效数字）【答案与解析】一、选择题：1、D 解析：式中的 k 是与中心星体的质
8、量有关，故 A 错误；开普勒第三定律不仅适用于行星绕太阳的运行，也适用于卫星绕行星的运动，故 D 正确。2D 解析：题目中告诉我们两卫星的周期关系，因而可以由开普勒第三定律来推导出两卫星的轨道半径关系，由圆周运动公式求解速率关系由开普勒第三定律3322ABABRRTT，可得14ABRR 又由圆周运动知识2 RvT，可知21ABvv 3、B 解析：根据开普勒第三定律，有32RkT知，32RTk，木星围绕太阳在近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是地球轨道半径的 5.2 倍，木星绕太阳运行的周期是地球周期的 11.86 倍，即小行星绕太阳运行的周期是 11.86 年。4、D 解析：所有行星分别沿不同大
9、小的椭圆，太阳处于椭圆的一个焦点上，故 AB 错误；根据引力提供向心力，则有2224GMmmrrT，可知，离太阳越近的行星运动的周期越短，故 C 错误；由开普勒第三定律知：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，故 D 正确。5B、D 解析：F和 F 大小相等、方向相反，是作用力与反作用力的关系，太阳对行星的引力提供行星绕行太阳做圆周运动的向心力故正确选项为 B、D 6、D 高中物理 高中物理 解析：A、根据开普勒第二定律：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行星在此椭圆轨道上运动的速度大小不断变化故 A 错误；B、根据开普勒第二定律：对每一个行星而
10、言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以地球靠近太阳的过程中，运行速率将增大，故 B 错误；C、根据开普勒第二定律：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故 C 错误；D、根据开普勒第三定律：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由于火星的半长轴比较大，所以火星绕太阳运行一周的时间比地球的长，故 D 正确；故选：D 7、D 解析：AB、由卫星做椭圆运动的对称性得 tAB=tBA，所以 A、B 错误；CD、由开普勒第二定律，卫星在近地点时运动快，在远地点时运动慢，所以 tCDtDC，故 C 错误，D 正确 故选：D 8D 解析：2GMmFR“R
11、”为两质点之间的距离，即 Rr1+r+r2 9C 解析：物体的重力是地球的万有引力产生的，万有引力的大小与质量的乘积成正比，与距离的平方成反比，所以 A、B 错：人造地球卫星绕地球运动的向心力是万有引力提供的，宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是因为宇航员受到的万有引力全部提供了宇航员做圆周运动所需的向心力，所以 C 对、D 错 10C 解析：忽略地球自转时，物体所受的重力等于地球对物体的万有引力，则有2MmmgGR所以2GMgR 11.B 解析：忽略地球自转影响的情况下，认为物体在地球表面所受重力等于地球对物体的万有引力，只要求出加速上升过程中的重力，即可求得火箭的高度。设物体离地高 h，在 h
12、 高度处的重力加速度为g，则 Fmgma 由题意：169mgNFN 可得：1mgN 又2()MmmgGRh 地面2MmmgGR 解得3hR 12.D 解析：地球表面处的重力加速度和在离地心高 4R 处的加速度均有地球对物体的万有引力产生的，所以有 地面上：02RMmGmg 高中物理 高中物理 离地心 4R 处：2(4)MmGmgR 两式相比得：201()416gRgR 故答案 D 正确。二、计算题：1.解析：可以将轮船看作质点，根据万有引力定律 NNRMmGF523271121067.6)1010()100.1(1067.6 而重力大小 NNmgG77108.98.9100.1 它们的比值13
13、751081.6108.91067.6GFk 2.223.6 10FN 解析：根据万有引力定律有：NNRMmGF222112430112106.3)105.1(100.6100.21067.6 3.302 10Mkg 解析：地球绕太阳公转的周期为 365 天，故周期736524 36003.2 10Tss 万有引力提供向心力222()MmGmrrT，故太阳质量 23211 3302117244 3.14(1.5 10)2 106.67 10(3.2 10)rMkgkgGT 4.（1）GgRM2（2）32224gRTr 解析：（1）设地球质量为 M，对地面附近的任何物体m，有 gmRmMG2 所以 GgRM2 高中物理 高中物理（2）设地月之间的距离为 r，月球的质量为 m，则 2224TrmrMmG 得32224gRTr 5.83 10Rm 解析：设黑洞的半径为 R，质量为 M，光子的质量为 m，光速为v；星体的质量为m，速度为v。对光子：22MmvGmRR 得黑洞质量：2v RMG 对星体：22()MmvGmRhRh 得黑洞质量：2()vRhMG 由可得8262(3 10)(2 10)()RRh 解得83 10Rm