周测7 行星的运动、万有引力定律- 【蓝海启航·启航金卷周周测】2024-2025学年高中物理必修二册（人教版2019）

5.如图所示,两个质量均为I.的星体的连线的直平分线为MN,0为两星体连线的中点.一物体 周测7 行星的运动 万有引力定律 是②沿病运劲,测它所受到的互有引力去小E随运动距离:交化的情准(不考虑非体量 (时间:00钟:100分) 体的影响)大致正确的是选项中的 一、单选题(本题共8小题,每题5分,计10分) ### 1 1.开普哥究的星观测记录源白 A.第谷 C开善勒 B.拉善拉 D牛 B 2.2016年9月25日世界最大的有着”超级天眼”之称的500米口径球面射电型远 D 镜(FAST)在我国贵规省平堵的略新特注坑中顺村“珍规”,该型远技将河能技 七.地球的公转软道接近因,但喻雷精星的绕目运动熟道划是一个非常庭的概因;如回所示,天 寻到更多的奇异天体,用来观测河外星系魅冲星,探索字富起和演化,屋系与 学家哈富成功预言哈雷精呈的回归,哈雷些星最近出现的时问是106年,预计哈孟精风下次 银河系的演化等,基至可以辨索星际信号,开展对地外文明的探索,下列物体 日将在201年,已知地球和大阳之间的距离为1AU.期哈雷皆早轨道半长轴约为 中.腐于天体的是 ) B.空问的图13 A.落在地球上的隔右 t C.卫星基地上韵人造卫星 D.天空中的飞机 A.27A B.1Au C.Au 3.2023年10月26日11时14分,搭载冲舟十七号载人飞船的长忧二号=每十七运载火新在酒 DAu K 点火发射,17时(6分,与空间站组合体完或自主快流交会对接,考地成半径为R,质量为M 8.2022年17月8日发生了火星冲日的天文奇观,火呈,地球和太阳位于同一直线上,且火星与 引力常量为G,对接前空间站组合体质量为m,距地球表面高度为A.则对接前空间站组合体对 ) 地球的配离达到了最近值,对于极多的天文爱好者来说,这是观察火星最佳的时期,大星相地 地球物有引大小是 M 球的相关数掘如下表所承,根据表中的数搭进过估孩测下一次火冲日发生在 A.等) B小G () (十) kg)直rnr 可是 文阳凸轻径ri D.大{ .MM 是 i :7 c_等rcr ō 6.1 127f li)ì0 4.如图所示,P.Q是质量均为w勤两个点,分别暖干地球表离的不随练度上. .20年1~:月 如果把地球看成一个均匀球体,PQ两质点险地球白较句速园展运动, 1.2年1-2月 o辞 二20年~6月 下正确的是 D.0年-61 A.P.o受地球引力大小和等 二、多选题(本题共3小题,每题5分,共计18分,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,错选的 B P0国运动的心大小相等 得0分) 二.P.C测间运动的速度大小相等 9.要使两物体(两物体始终可以看成应点)间万有引力减小列原来的一,可采用的方法是 D.P是渔球引力大干Q所受地球引 5.如阁所示,地球可看作质量分布均句,半径为R的球体,绝球内部的。点距是 A.两物体质量各减小一半,离保持不变 心的距离为r,地球外部的上点距地心的距离为3r,3r一R,已规质量分布均 B.使再物体生量各或小一,也地至短来的匹倍 匀的球亮对壳内物体的引为为零,怨略遍球的自转,现a6两点的重力加道度 大之比为 C.使其中一个物体质量减为原来的士,离增至来韵2格 。 1 D.楚两物体质量及它们之间的距离都减为原来的。 .17. 周测了行是动 而有力空 1.如图所示为“天问一号”着陆火呈前环火星运行的圆轨道,0点为火呈所在 1.(日4分)如用所示,地球的公缺热道接近园,结星的运涌物道题是一个非赏房的因;无文学实 位置,P点为近火点,Q点为远火点.MV为轨看的对称输,已望(3P三t.00 成功预言哈富星的回归. .则“天问_号” (1)没确雷是在近,远日点与大阻中心的配离分现为七.七..求喻雷精在近,远日点的堆 3.PB的时间小予司O的时 度大之{。 B.由P经到Q的时间小于由Q经M到P时间 C..M.P两点的速度大小相等 (2)哈富基是最近出现的时间是年3月,已知哈雷替见孰进的半长地约为填球公转生径 D.在P、0声点的速度大小之比为一. 11.两应量相回的人造卫绕地球泛时针适功。如图所示。旦星1轨进为是! 的这倍,班豆一1.4.请计算出B下次飞近地球酌年哥。 罔、?软道为闹,A、B肉点为牧道长抽两遇.C点为两轨道其 中一个交点,已知圈的半径与概医的半长轴相等,下列说法正确的是 A.星2狗周期大于量1的周期 B. 卫量?从A点到点的过程动能在减小 C.星1和量2不可在C相 B.相等时间内,卫是1与地心连线扫过的面积等于卫星?与地心连线扫过的面程 选择答程 答 14.(18分)火星的座量约为地球量的,径约为地球半径的,公转轨道半径约为地球公转轨 三、非选择题(本题共3小题,共计42分) 31 12.(10分)卡文过什利用如图所示的担称实验禁置测量了引力常量 _ n{。求: (1同一物体在火表面与在地球表素受烈的引力大小的比植 {。 (次的公转周期.(计算结果可用根号表示 (1)横梁一确陇定有一质量为n,卒轻为r的均匀皆球A,旁边有一质是为、半径为7的相 铅球B.A.B两球表面的最近距离L.已知引力常量为G,期A、B两球间的万有引力大小为 _ 善 (2)在下图所示的儿个实捡中,与”卡文选什扭释实验”中测量激小量的思颤方法最相近的是 (选填“甲“乙“或“丙“)) # 善合规营 观三变 拉与,的关{ 乙 3)司力常量的得出具有大意文,此知: (说出一蓬可)) 因因测 指理 总第二R .1.(3)由于56 rad/s<v20 rad/s<5 rad/s 解得g,=1πCe 3 物块受力分析如图所示 M:m b点距地心的距离为3r,则有G 水平方向Tsin0+f=nwLsin0 (3r) =mg M:=eR 竖直方向T'cos0+V=mg 4πGaR 其中f=:N 解得g。 27r 联立解得T‘=10N. 解得丝 9r 20g R·故选B 15.(19L V<- 6.B 解析：(1)当摩擦力为0时，小物块所受重力与走特力提供 解桥：由F=”可知物休在生钱的中点时所全的两 向心力，由牛顿第二定律得加gn0=R似L0s0 个万有引力的合力为零，当物体运动到很运很遍时两个万有 20g 引力的合力也为零（因为矩离无穷大时万有引力为零），而物 解得w=V9L· 体在其他位置时所受的两个万有引力的合力不是零，所以物 (2)当角速度最小时，物块给好不下滑，受力分祈如图甲所 体从O沿OM方向运动时所受的万有引力先增大后减小， 示，y轴方向根据平衡条件得N,cs0十f,in0=mg 且变化不均匀。故选B。 x轴方向根据牛领第二定律得V:sin日一f1cas日- 7,B解析：设哈雪皆星的周期为T。,地球的公转周期为T,· maLcos 0 T地r 又f,=N 根播超意南升普粉第三定体只一：可得六一片 5g 其中T。=2061年一1986年=75年 联立解得w,=√ 代入数据解得r=17.8AU.故选B. 8,A解析：设地球绕太阳公转周期为T:,火星绕太阳公转周 RR 制为T,由开普粉第三定律可得疗一T园 R 2.25×10工年≈1.84年，设 解得T:=T√R=1×√.5X107 X 经时间（地猿与火星再次相距最近，脚再次火星冲日，则有 两g T,Tg1×1.84 解释1=T:-T1.81 年2.19年 可知预测下一次火星冲日发生在2024年1一2月。故选A. 当角追度最大时，物换恰好不上滑，受力分析如图乙所示，y 轴方向根据平衡条件得N:cos9=f:sin0+mg 9,以解析：根搭万有引力表达式F=Gmm,使两物体质 r 工物方向根据牛领第二定律得 N:sin 0+f:cos 0=mo:Lcos 0 量各减小一半，距离保持不变，则万有引力减小到原来的于： 又f:=N: 故A错误：使两物体质量各减小一半，距离增至原来的V② 558 联立解得w:=√6L 修，则万有引力减小到原来的日，故B正确：校其中一个新 55g 由以上分析可知，商建度取值范国为√≤m≤GL 体质量减为原来的乞，距离增至原来的2倍，则万有引力减 周测7行星的运动万有引力定律 小到原来的日，故C正确：使两物体质量及它们之间的距离 1,A解析：开号物用20年的时间研完升麦天文学家第谷的 行星观测记录，发现行星运动定律。故选A 都减为原来的豆，则万有引力保持不变，故D婚视：故 2,B解析：膜石已经降落在地球上，成为地球的一韩分，因此 达BC 不属于天体，故A错误：星际空间的废弃卫星是天休，故B 10.AD解析：由开普物第二定律可知，“天问一号”离火星越 正确：人类发射并在太空中运行的人造卫星，宇宙飞船、空间 近的位置速度越大，越运的位置逸度越小，因此由P到V 实脸宣，探测哥等，被称为人造天体，卫星基地上的人造卫星 的时间小于由N到Q的时间，A正确： 为地琼的一年分，不属于天体，故C缗误：天空中的飞机，不 由对称性可知，由P经N到Q的时间等于由Q经M到P 是天体，故D错误。故速B。 的时间，B错误； 3,A解析：狠据万有引力定律可得，对接前空间站组合体对 P,点为近火点，M点到火星的距离大于P点到火星的距 Mm 地球的万有引力大小为F=G)<G,戴选A 离，“天问一号”离火星越近的位置速度总大，因此在M,P 两点的选度大小不相等，C错误： 4,A解析：计算均匀球体与喷点间的万有引力时，「为球心到 质点的距离，固为P,Q到地琼球心的距离和网，根据F= 由开香物第二定律可得2r△=2ov GM得P,Q受地球引力大小相等，P,Q随地球自转，角速 整理解得vr·a=y1r,D正确。故选AD。 度相可，但轨道半径不同，故P,Q微圆周运动的线速度大小 山C解析：展据开普粉第三龙律可得号-：由短意行知国 不等，根据F。=mRm得P,Q做间周运动的向心力大小不 的半径与椭网的半长轴相等，故卫星2的周期等于卫星1 同，A正确，B,C,D错误：故选A。 的周期，故A错误： 5.B解析：设地球密度为P,根据题意可知日点距地心距离为 由开普物第二定律可知，卫星2从A点到B,点的过程，即 「，且小于R,则只有半径为r的球体对其户生万有引力，别 从近地，点到远地点的过程中，速度变小，刷动能变小，故B 有GM"=mgM,=P3 正确： 卫星1和卫星2周期相问，不可能在C点相逼，故C正确； ·53· 答案全解全析 由开普勒第二定律可知，每颗卫星与地心的连线在相等时 根据角速度和周期的头系可知，空间站运行的角速度为细= 间内扫过的面积相等，但卫星1与卫星2不在同一轨道，则 相等时何内，卫星1与地心连线扫过的面积不一宽等于卫 三故C正痛， 星2与地心连线扫过的面积，故D错误，故选C。 根搭线速度与周期的关系可知，空阀站的线速度为■ 12.1)G2r十L(2)乙(3)引力常量的普适性证明了万 2xR十h2,故D错误。故接C T 有引力定律的正确性（或引力常量的得出使得可以定量计 2.D解析：根据公式R=mg门 算万有引力的大小：引力常量的得出使得人们可以方便地 计算出地球的质量) 可得M=8R G 6X10kg.故选D. GMn Gm 解析：(1)根据万有引力公式可得F= 3,B解析：根据地琼表面物体重力等于万有引力得 (2r+L.)(2r+L) .Mm (2)由于引力较小，所以卡文迪什设计此实验时运用了放大 mg= :,得地球威量 法的思想，所以利月微小量放大的思想的是乙图。 (3)引力常量的得出具有重大意义，比如：引力常量的普适 M-g A可求， 性证明了万有引力定律的正确性（或引力常量的得出使得 因为月球质量未知，月球的半径也未知，所以月球表而的重 可以定量计年万有引力的大小；引力常量的得出使得人们 力加追度无法求出，B不可求： 可以方便地计算出地球的质量)。 由于月球绕地球薇匀追圆网运动，故GM=m 13.(1) (2)2061年 以求出月球的轨道半径r,C可草： 解折：1)由牛顿第二定律有G r =md 根搭开香将第三定律有气一月 2R+hh 解得ata=示 其中a= 2 代入可求得东方虹一号的周期T',D可求。故选B (2)设地球绕太阳公转的轨道术径为R。,周期为T。,哈雷 4.D解析：不考感地球自转，对物体而常，万有引力等于重力， 替星绕太阳公转的轨道半长轴为口，周期为T,根据开普勒 第三定非有号-是 在地面时G R =g Mm 在离地高度为6371km时G2R-mg 则哈雪替星的公转周期T一√R。 T。≈75.6年 Mi 所以它下次飞近地琼大的将在1986年十75.6年 联立可得g G(R) 1 、Mm 4 2061年 mg 1.10.4(2)票后年 解得mg'=6.25N。故选D 5.D解析：固为飞船在火星表面附近绕火星微匀速图网运动 Mm 解析：(1)设物体质量为m,则在火星表面有F,=G R 时，满足G=m安R R T M2用 在地球表面有F,=GR Mm 叉在天体表面满足G RT=mg 由题高知M,可 又由自由落体运动规排得h=之 hT 联立解得R一27故选D 餐a上式行会价-古×片我 6,D解析：双星的周期相网，商速度相同，根据u=,伴星的 线速度大于天现星的线逸度，故A错误： 设伴星的质量为m,运动半径为？，天玑星的运动半径为R, (②)由开普粉第三定球得-工 由题感知上三3 =之，T:=1年 得mr=MR 由r>R 解得T,=具后年。 得H<M 伴星的质量较小，故B错误： 周测8万有引力理论的成就 件是的丰径r-GTM 4rL四 双星、多星模型 天机星的半径R=L一r=L. C 1,C解析：设地球的质量为M,空间站的质量为m,根据万有 GTi4ix' 双星的慈质量为M+m=L, T-R='L GMmn T·故D 引力等于向心力有行=m(R+方红 正确，故速D 可得M=4云(R十h) 7,B解析：根据题图可知星球表面的重力加速度为 ,故A错误 GT g'-10 7-2.5 m/s=4 m/s 根蜡题意可知，地球的体积为V=了R,地球的尝度为 旅据mg=G》 - M3π(R+h) 一，故B错误： GTR 可得是球的度莹M=品M。故选B 周周测物理必修第二册R) ·54·