第7章 第5单元行星的运动、万有引力定律-【百汇大课堂·高中学习测试卷】2024-2025学年高中物理必修第二册（人教版2019）

18.答案：(1)支持力N、重力mg 天，故C正确：根据开普勒第二定律可知，同一行星绕 (2)见解析(3)a.2然，2+gR 太阳运行时，相同时问内，与太阳连线扫过的面积相等， 而金星和地球不是同一行星，故D错误。 解析：(1)小滑块在运动过程中受到支持力N和重力 4,D解析：因为小行星在连线的中点所受的万有引力的 g的作用。(2)a.匀速圆周运动的线速度v:和初速度 合力为零，小行星运动到无穷远处时所受的万有引力的 功大小相等。b.坚直方向上的分运动是自由落体运 合力也为零（因为距离无穷远处万有引力为零），而在其 动。(3)a,小滑块旋转一周所用的时间为匀速圆周运动 他位置不为零，故小行星受到的万有引力先增大后减 的周期T=2。b.在小清块从O点运动到O点的过 小。设两个质量均为m的星体的距离是2L,小行星的 质量是m',已知小行星沿OM方向运动的距离为r,它 程中，一gT,小滑块到达O点时的速度大小凹一 所受的万有引力大小为F=2Gmm,所以F和r不 V十可，联立解得气2+坛R (L2+r2) 是线性关系，故选D 第七章万有引力与宇宙航行 5.D解析：农历初一前后太阳与月球对地球的合力约为 F1=F:十F月，农历十五前后太阳与月球对地球的合 第5单元行星的运动万有引力定律 力约为F2=F:一F用，则农历初八前后太阳与月球对 1.C解析：由x=ct可得，地日距离约为x=3×108X 地球的合力为F=√F:2+F月，三式联立，解得F= 493m=1.5×108km,故A错误：倘若月球彻底脱离了 地球，由万有引力定律可知，地球对它仍然有引力作用， F十F空，散D正确。 2 故B错误：由于月地距离增大，知月球的公转周期变长， 6.C解析：“鹊桥”与月球同步绕地球做圆周运动，设角 故现在的“一个月”应该长于过去的，故C正确：由于日 速度为m,根据万有引力提供向心力，对地、月系统，有 地距高不断缩小，知地球的公转周期变短，因此现在的 GMM1=M号mR,对“鹊桥”，地球和月球的引力的 “一年”应该略短于过去的，故D错误。 R 2.B解析：由题图可知行星的轨道半径大，那么由开普 合力提供向心力， GM地m+GM月m=ma2(R+x), (R+x)2 勒第三定律知其周期长。每过N年，该行星会运行到 日地连线的延长线上，说明从最初在日地连线的延长线 联立解得 R+学-停(R+,黄C正商， 上开始，每一年地球都在该行星的前面比该行星多转圆 7.A解析：设地球的密度为P,当物体处于地心时，所受 周的，N年后地球转了N圈，此该行星多转1国，即 万有引力为零，加速度为零：当物体距地心的距离r<R 该行星转了N一1图，从而再次在日地连线的延长线 时，只有半径为，的球体对其产生万有引力，根据GMm r2 上。所以该行星的周期是、年，根据开着菊第三定 4 =mg,得 G 3xr pm =mg,解得g=4πGr,即加速度g 徐，有= r2 3 =（六） T行2 与r成正比：当r>R时，根据GM=mg,得g=G r2 2 B正确。 3.C解析：观测“金星凌日”时，如果将太阳看成质点，则 4GRL,加速度g与r的平方成反比，故A正确。 3r2 无法看到“金星凌日”现象，故A错误：“金星凌日”现象 8.AC解析：P、Q两质点所受的地球引力都是F= 的成因是光的直线传播，当金星转到太阳与地球中间且 三者在同一条直线上时，金星挡住了浴直线传播的太阳 Gmm,A正确。P,Q都随地球一起转动，其角速度 r2 光，人们看到太阳上的黑点实际上是金星，由此可知发 一样大，但P的轨道半径大于Q的轨道半径，根据F一 生“金星凌日”现象时，金星位于地球和太阳之间，故B mwr可知P的向心力大，B错误，C正确。物体的重力 错误：根据开普勒第三定律可得，由于金星轨道半径小， 为万有引力的一个分力，赤道处最小，两极最大，D 则周期小，所以金星绕太阳公转一周的时间小于365 错误。 21 9,BC解析：因轨道I和轨道Ⅱ是探测器两个不同的轨 由A点到B点所需要的时问为t= 2 道，则在相等时间内，轨道I上探测器与火星中心的连 线扫过的面积与轨道Ⅱ上探测器与火星中心的连线扫 (R+R)T RFR 过的面积不相等，故A错误：探测器在轨道Ⅱ运动时， 4R 2R 轨道半径为3R,则经拉0点的加建度等于跟·放B正 13.答案，GM GM2 8d216(2d-R)2 确，由GMm=ma,得探测器在轨道Ⅲ上的Q点的加速 解析：假设用与挖去的小实心球完全相同的球填补挖 2 去的位置，则空心球变成一个实心球，可看作质量集中 使等于，由GMm美mu,得探薄器在轨道Ⅲ上的Q克 r2 于球心的质点，则大，小实心球之间的万有引力为F= 的加速度与在轨道Ⅱ上的P点的加速度之比为9：1， 6,小关的珠的质童为m=:音：()=0 故C正确；探测器在轨道Ⅱ上的O点与在轨道Ⅲ上的O 点受到的万有引力相等，根据牛顿第二定律，可知加速 ·言R=合M,代入上式得F=G好旗入的小实心 度相等，敌D错误。 球与挖去的小实心球之间的万有引力为F 10.BCD解析：地球与卫星之间的距离应为地心与卫星之 1 GM GM 间的距离，则地球与卫星之间的引力大小为GMm,故A (》'(- 16(21-R)2。设空 r2 错误，B正确：两颗相邻卫里与地球球心的连线互成 心球与小实心球之间的万有引力为F2,则有F=F:十 120°角，间距为√3r,则两颗卫星之间的引力大小为 F2。因此，空心球与小实心球之间的万有引力为F2= F-F)-GM GM2 ,故C正确：由于三颗卫星质量大小相等·对地球的 d2 16(2d-R)2 引力大小相等，又因为三颗卫星等间隔分布，根据几何 14.答案：Q)F2 mm2 (2)M-RRG 3g G 关系可知，地球受到三个卫星的引力大小相等且方向互 成120°角，三颗卫星对地球引力的合力为0，故D正确。 解析：①)根据万有引力定律有F=Gm1 2, 1L.答案：(1)最近的位置（近地点） 解得G=F2 (2)=GM 太阳的质量M n12 4π (2)设地球质量为M,在地球表面上的一物体质量为m 解析：(1)对任意一个地球卫星来说，它与地球的连线 在地球表面附近满足G=mg 在相等的时间内扫过的面积相等，所以卫星在离地球 R2 最近的位置（近地点）时线速度比较大。(2)行星绕太 解得M=R心，地球的体积V=专R, G 阳做圆周运动时，万有引力提供向心力GMm R 又因p-兰解得p一最 m心R一票：联立都得长一架-兴，长在大阳系中， 第6单元 万有引力理论的成就 宇宙航行 影响常量k的因素只有太阳的质量M。 1.C r2 以客案：报聚 解析：由题图可知，飞船由A点到B点所需要的时间 得 2。由0 GMT=2一2πWGM'asGM 刚好是沿图中整个椭圆轨道运动周期的一半，椭圆轨 ,可知轨道半径小的卫星线速度大，则6c的线速 道的半长轴为《)尺，设飞船沿椭圆执道运动的周期 度大小相等，且小于a的线速度，放A错误：由a=G R+Ro) 2 为T,根据开普勒第三定律，有 R ,解得 可知轨道半径小的卫星向心加速度大，测b、(的向心加 2 速度大小相等，且小于a的向心加速度，故B错误：由T T=T R+R1(R+R)TR+R 2R 2R 2R ,所以飞船 =2m√CM:可得轨道半径小的卫星运行周期小，则6c 22第七章 万有引力与宇审航行 5.如图所示,地球绕大阳的运动与月球绕地球的运动可简化成同一平面 内的勾速罔固运动,农历初一前后大阳与升球对地球的合力约为F 农历十五前后太阳与月球对地球约合力均为E,则农历初入病后大 第5单元 行星的运动 万有引力定律 阳与月球对地球的合力表达式正确的是 ( .。 A.F%。 F一 (时用:5分钟满分,100分) 第5翻图 C_ D. 一、选择题(共10小题,每小题5分,共50分) 1.[世说新语》记载,普明帝词马明在回答“这意留长安与日熟远”时,一句“举挂望日,不见长安”惊 6.我国探月工程“跳四号“的中继是“鹏桥“顾利进入地月拉格刻日L点的运 野图,我们所在的地球,需经8分13粉才能看见大阳的光芒,但我们离东晋时期的长安却隔了1700 行轨道,为题日信息联通路建“天桥,加图所示,I.点位于地球与月球中心 多年,据研究者发现,地球与大阻的断虑不断暗小,月球却在逐渐远去。下列说法正确的是( 连线的涵长线上,激桥”位于该点:在儿平不消托燃料的情况下与日同 A.地日离约为150万千米 地球畅刚因运动,已知池球,月球和整桥“的重量分别为AMf。,M:用地 B.情若月球晓现离了地球,划它受到地球对它的引力为零 球和月球中心问的距离为R,1.点到月球中心的距离为-.赠-满足( C.与当时长安城中的人相比,我们的一个月“实际上应略长于他们的 { 第题图 D.与当时长安城中的人相比,我们的“一年“实际上应略长于趋们的 2.某行和地球绕大阳公转的轨道均可视为圆形,每过N年,该行里会运行列日地连线的延长线上. .□ 如图所示,该料是与地球的公转丰径之比为 () 1 7.般设地球是牛径为K,质量分布均匀的球体。已郏质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,对 ,行 地 壳外物体的引力等于将所有质量全那集中在球心的质点对球外物体的引力,现以地心为原点(0 建立一直线坐标系,用,表示坐标系上某点廷地心的短离,现该直线上各点的重力加速度;陆, 交化的图正确的是 #### 第2题图 B. A.{1){ {短 3.在“全星凌日“的精彩天象中,观察到大阳表上有颗小黑点缓侵走过,持续时间达 8(多选)图所示,P0是境量均为I的两个看点,分划置干地球表面不目指度上,& 六个半小时,那候是会星,如图所示,下面说法正确的是 & 果把地球看成是一个质是分布均匀的球体,P.Q两质点陪地球自转数匀造网用运动 A.观测“金星凌日“时可将太阳看成质点 明下列说法正确的是 B.地球在金与去阳之间 第3题图 A.P.Q受地球的引力大小幅等 C.全星太阳公转一隅时间小于365天 B.P.Q做圆周运动的肩心力大小相等 D.相同时间内,全是与大阳连线扫过的面积等于地球与大阻连线扫过的面程 C.P.Q做周运动的角速度大小相等 第8题图 4.如图所示,两个星体的质量均为u,0为两星体连线的中点,连线的垂直平分线头 去 D.P、0两重点的重力大小相等 AN.可视为看点的一题小行星从0语(列古向运动孤无穷运处.题小行 1n 9.(多选)国研刚的无问一号“规测器在201年叠陆火是,如图为载看登阻 受的互有引力大小F陶小行星给(M方向运动距离r的大致变化为 舱的探源器经过多次变轨后登贴火是的软迹图,其中轨道I,I为,轨进 #)## II为阔。探测经轨道1,I,运动后在Q点登陆火,0点是轨道1、II I的交点,整道上的0.PQ三点与火是的中心在同一直线上.0.Q两点 第4图 别是国粗道I的远头是点和近火是点。已知火的半径为R,0一4R,封 重lI上经过0点的速度为1.下列说法正确的 ) 第:短 50 A.在相等时的内,执道1上探测路与火是中心的连线扫过的面积与轮道引上探测器与火层中心的 13.(11分)如图所示.一个质量为M的匀质实心球,半径为R.如果 连择扫过的相等 过心挖去一个直径为R的小实心球,然后毁干相配为f的地方,试 B.探在轨道|I遥动时,经过O点的加度等于 计算空心球与小实心之回的万有力. C.探测器在轨道用上的0点的加速度与在缺道IlI上的P总的短准度之比为9: D.探测器在缺道l上的0点的短速度与在转道里上的0点的起决度之比是3: 第13 1.(多这)铅图所示,三质量均为的响成回步卫基等间隔分布在半径为;的题勃道上,设地球活 量为M,半径为K.已知引力常量为G.下列说法正确的是 A.地球对一幅星的引力大小为。 G_{rr _-) B.一颗星对避球引力大小(M C.舞卫星之间的引力大小)fon D.三暂星对地球方的合力大小为。 第10图 二、选择题(共4小题,共50分) 11.(10分)开普勒行运动定图 14.(16分)在物理学中,营用等效替代,类比,微小量放大等方法来研究问题,如在牛幅发现万者 (一)所有行星绕太阻运动的轨道都是同,大阳处在阔的一个焦点上. 引力定律一百多年后,步文速许利用微小量大法出实验测出了引力量G的数值,如图所示是 (二)对任意一个行屋来说,它与大阳的连线在相等的时到内扫过的面积等 文遍许扭释实验示意图,卡文速许的实验常被称为“称量地球暖量”的实验,因为由C韵数值 (三)所有行星轨道的半长鞋。的三次方驱它的会转周期T的二次方的比都相等,即一×-t是 及其她已超量,就可计耳出地球的所量,卡文违许也因此被为第一个称量地球的人。 一个常量。 (11若在禁次实验中.卡文遍许测出质是分别为u,*.的相距为,的 两个小球之问引力的大小为F,求引力常量G: 结合开普勤行呈运达定及相关短词,同答下列问题 (1)开普勃行星运清定津不位活用于行慰绕大阳的运动,也适用于卫星绕行星的运动,如果一数 (21若已翅地字径为R.地球表重力加造度为.引力量为G.& 略地球自转的影响,语推寻出遍球质量A及地球平均密度;的表 人地球旦路概轨清运动,它在离地球最近的位置(近地点)量远的位置(玩选点).等点的 选式。 线度比较大? 第1:图 (2)实际上,行星的轨道与国土分接近,一般情况下可缘暖勃道染因,已短引方常量为G.本回的 质量为M.太阳系中该常量:的表达式为 ,大阳中影响常量的因素有 12.(10分)飞船落半径为R的园清浇地球远动,其用题为7,如果飞糖要返到地 真,可在轨道上点A数,将速降低到这当数值,从而徒飞题沿看以速心为曲 点的勃道运动,园和地球表商在B点相切,如图示,如果池球半径为 R,求由A点运动到日点所要的时词 第12翻图 51 52