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学年高中物理必修第二册（人教版2019）

周测7行星的运动 万有引力定律 6.如图所示,两个疑量均为I的体的连线的垂直平分线为MN,0为两星体连线的中点,一物 认O沿ON方向运动,删它所受列的万有引力大小F运动距离r变化的情况(不考虑其地量 (时间:60分钟 是100分) 体的题响)大致正确的是达项中的 一、单选题(本题共8小题,每题5分,计10分 #{#_)) 1.开普勒研究的行星观测记录源白 A.第 C.开鲁喜 B.拉善拉T D.牛{ 1 2.2016年9月25日世界最大的有着”超级天眼”之称的500米口径球面射电望远 镜(FAs)在我国贵短省平的略新特注坑中顺科*规”,该望远梳将可能技 7.地球的公转轨道接近圆,但哈雷替是的烧日送动轨道则是一个非常扁的稿园,如图所示,天文 寻到更多的奇异天体,用来观渐河外星菜慰冲屋,探索宇富起源和演化,是系与 学家哈富球功预言哈重见的国由,喻雷皆见最近出现的时问是16年,预计哈雷下次则 银问系的演化等,基至可以瘦索星际信号,开展对题外文明的探索。下列物体 扫将在208!年,已知地球和太阳之闻的距离为1A,期哈雷精星勃道毕长轴约为 中.属于天体的是 ) 1。 A.落在球上韵右 B._京初的夜 C.卫皇基地上的人造卫星 D. 无空中的飞相 A.27A l1Au C.oAu 3.2023年10月25日11时14分,搭载冲舟十七号载人飞船的长征二号下遍十七运载大清在酒象 D.Auf 。 点火发射,17时45分,与空阔站组合体完成白快速交会对接,若地球率径为R,质量为M. 8.2022年12月8日发生了火星功日的天文奇观,火星,地球和太阳位于同一直线上,且火星与 引方常量为G,对接前空间站组合体质量为II.距地球表面高度为6.则对接前空同站堪合体对 ) 地球的距离达列了最近植,对于很多的天文爱好者来说,这是祝多火星最住的时期,火封 地球的万有力大小是 Ml A.等干G短) Mu n 球的相关数据如下表所示,根据表中的数据通过估算现测下一次火是冲日发生在 B干G (计 行黑 质量(k了直kn) 提大阳转樊半(&n) D.干{ Mrt 望4.4xt{ 2.8x1n ..o1 : 1.1 1幽 4.如图所示,P.Q是看量均为w的满个效点,分别置干地球表离的不树终度上. 3.200年1~2月 如果把地球看成一个均勾球体,P、Q两质点随地球自转踏匀速园周运动,则 B.2025年1~?月 ō C20年一i月 下说正确的是 D.2026年-6月 & A.P.0受地球引力大小相等 二、多选题(本题共3小题,每题6分,共计18分,全部选对的得5分,选对但不全的得3分,错选的 B甲.Q数既罔运对的南心力大小相等 卿0分) .O固运劲的绿夜度大小相 9.要徒两物体(两物体始终可以看成质点)同万有引力减小到原案的一,可采用的方法是 D.P受地球引力大于Q所受速球引 ) 5.如图新示,地球现看作盾量分布均句,半径为R的球体;熟感内部的&点距处 A.体两物体段量各或小一率,巨言保持不交 心的距高为,,地球外部的点距地心的距离为3,r一R,已量分布 B.两物体庭量各减小一半,距离至原来的/2档 匀的球克对浇内物体的引力为零,复略熟球的自特,因“两点的重力加速度 大小乏比为 ) C.使其中一个物体质量减为原来的一,距离增至源来的2幅 D.楚两物体质是及它们之问的距离都减为原来的 .17. 晚隅了行星的运动 不看引力定 10.如图所示为”天间一号”着陆火显前环火运行的愿轨道,0点为火-所在 13.(1分)如图所示;埃球的公转勃道接道型:是的运动软道则是一个非常的概圈,天文学家 位置,P点为近火点,Q点为远火点,MN为轨适的对称始,已OP-t.00 哈置成功荫言哈雷赞早的阿 .则“无向一号” (1)没啥雪是在近,选日点与大阻中心的臣落分别为心,七.求喻家精在近,远日点的 A.P写的封间小予N到的 度大之比二)! B.由P经N到Q的时间小于由Q经M列P的时间 C.在M.P同点的速度大小相等 (2)给雪是最近出晚的时间是1年3月:已喻雷是轨道的老长抽约为热球公转坚 D.在P,Q两点的速度大小之比为一 的8倍,取一1.4、请计算出其下次飞近过球的年份。 __i 照、?物追为闹,A.B两点为物道长轴两漏.C点为两轨道其 1霜 中一个交点,已排隅的半径与概的事长轴相等,下列说法正确的是 A.量?的周期大于量1的望数 B.卫:从A点到点的过程动能在减小 C.卫是I和卫量2不可能在C点相 B.相等时间内,卫是1与地心连线扫过的面积等于甘星?与姓心线扫过的河程 选择答栏 答第 三.非选择题(本题共3小题,共计42分) 14.(18分)火星的质量均为地球质量的半径约为地球半径的,公转轨道丰径约为地球公转轨 12.(10分)卡文过计用如图断承的担称实验置测量了引力常量。 _ 遭径的。。 (1)到一物体在火表育与在块球表直受驾的引力大小的比值 _ (②)次的公辅固期。(计篇结果可用提号语云 (1)横梁一定有一质是为n、率径为r的均匀球A.旁边有一助量为u、半径为r的相同 铅球B,A.B两球表面的最近矩离1.已知引力常量为G,粥A.B两球的万有引力大小为 _二 (2)在下图所示的几个实验中,与”卡文这什祖秤实验”中测量改小量的思想方法量相近的是 (选填“甲““乙““丙“). #)# _77 观变 提究a速文与、孟的关 乙 (3)引力常量的得出具有重大意文,此加. (说出一条即可). 调圈 理 必第三R] .1:(8)由于5 rad/s<v20 rad/s<5 rad/s 解得k,=1Gr 3 物块受力分析如图所示 M.m 水平方向T'sing+f=w,2 Lsin 8 b点距地心的距满为3r,则有G8r)=mgM,=p3R 竖直方向Tcos8十N=mg 4πGoR 其中了=N 解得g。 27r 联立解得T=10N。 解得5 9r 20g 15.(1N9L 2V≤ 55g gR·故选B 6.B 解析：(1)当摩擦力为0时，小物块所受重力与支特力提供 解析：由F一可知饰休在连线的中点时所全的两 向心力，由牛顿第二定律得mg tan0=mu2 Leos 6 个万有引力的合力为零，当物体运动到很远很远时两个万有 20g 引力的合力也为零（因为距离无穷大时万有引力为家），而物 解得0一√g配· 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)当扇建度或小时，物块恰好不下滑，受力分析如图甲所 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,osB十f,sin日=mg 且变化不均匀。故选B。 x轴方向根据牛顿第二定律得Nsin0一f,cos0= 7,B解析：设哈雷彗星的周期为T。,地球的公转周期为T量， mw'Lcos 8 狐据随意由开普勒第三定律 又f=V 其中T6=2061年-1986年=75年 联立解得w一√ 代入数据解得rs=17.8AU,放选B. 8,A解析：设地球绳太阳公转周期为丁：，火星绕太阳公转周 期为工，由开督粉第三定律可得_R T“T R /2.25×10) 解得7=T√R=1×√《，5x107年1.81年，设 经时间·地琼与火星再次相距最近，即再次火星冲日，则有 g TT:1×1.84 解得=，71.8可 年2.19年 可知预调下一次火星冲日发生在2024年1~2月。故选A 当角建度最大时，物块拾好不上滑，受力分析如图乙所示，y 抽方向根据平衡条件得N,cos日=f:sin9+mg 9,B队C解析：根据万有引力表达式F=Gmm,使两物体质 工轴方向根据牛领第二定律得 1 N:sinB十fcos8=w:'Lcos8 量各减小一半，距离保特不变，则万有引力减小到原来的车· 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√2 55g 联主解得w:严√6L 倍，别万有引力减小到原来的日，故B正确：快英中一个物 由以上分折可知，角造度取植花周为√凭<<√配 55g 休质量域为原来的之，距毒增至原来的2倍，则万有引力诚 周测7行星的运动万有引力定律 小到原来的写，故C正确：使两物体质量及它们之间的距高 1,A解析：开普勒用20年的时间研究丹麦天文学家第谷的 行星观测记录，发现行星远动定律。故进A。 都减为原来的2，则万有引力保持不变，故D错误，故 2.B解析：顶石已经降落在地球上，成为地球的一部分，因此 选BC 不属于天体，故A错误，星际空间的废弃卫星是天体，故B 10,AD解析：由开膏勒第二定律可如，“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，字宙飞船、空间 近的位置速度越大，越远的位盟速度越小，因此由P到N 实验宜，深测器等，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： 为地球的一部分，不属于天体，故C错镤：天空中的飞机，不 由对称吐可知，由P经N到Q的时间等于由Q经M到P 是天体，故D错误。故珐B。 的时间，B错误： 3.A解析：根据万有引力定律可得，对接前空阿站组合体对 P点为近火点，M,点到火星的距离大于P点到火星的距 地球的万有引力大小为FGR十h)<GR,故选A 离，“天问一号”离火星想近的位置速度越大，因此在M,P 两点的速度大小不相等，C错误： 4,A解析：计算均匀球体与质点间的万有引力时，r为球心到 质，点的距离，因为P,Q到地球球心的距离相问，报据F 由开普勒第二定排可得之ppr△1=立ov△ Gm得P,Q安地球引力大小相等，P.Q随地球自转，角建 整理解得v:va=ytx,D正确。故进AD r 度相河，但轨道半径不问，故P,Q微图周运动的线速度大小 山.BC解折：根据开普为第三定体可得片=6，南题高了知国 不等，根据F。=mRm得P,Q做图周运动的向心力大小不 的半径与椭圆的半长轴和等，故卫星2的周期等于卫星1 同，A正确，B,C,D错误。故远A。 的周期，故A错溪： 5,B解析：设地球密度为P,根据题意可知a点距地心距男为 由开普勒第二定律可知，卫星2从A点到B点的过程，即 ,且小于R,则只有半径为”的球休对其产生万有引力，则 从近地点到远地点的过程中，速度变小，割动能发小，故B 有G=mM=p言 正确： 卫星1和卫星2周期相可，不可能在C点相通，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和等时 根据角速度和周期的关系可知，空间站运行的角速度为。= 间内扫过的面积相等，但卫星1与卫星2不在同一轨道，则 相等时间内，卫星1与地心连线扫过的面积不一定等于卫 二，故C正确 星2与地心连线扫过的雨积，故D错误，故选BC。 根据线建度与周期的关系可知，空间站的线速度为■ 12.1)G2r十上)(2)乙(3)引力常量的普适性证明了万 2mR十h2,故D错误。故这C。 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G R =g 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=SR G =6×10"kg,故选D, GMin 解析：(1)根据万有引力公式可得F (2r+L于(2r+L) 3,B解析：根据地球表面物体重力等于万有引力得 Mm (2)由于引力较小，所以卡文迪什设计此实脸时运用了放大 M=G ,得地球质量 法的思想，所以利用微小量效大的思越的是乙图。 (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 GA可求： 性证明了万有引力定律的正确性（或引力常登的得出使得 因为月球质量来知，月球的半径也表知，所以月球表面的重 可以定量计算万有引力的大小：引力常量的得出使得人们 力加追度无法求出，B不可求： 可以方使地计算出地球的质量)。 由于月球绕地球微匀逢圆周造动，故G=m 13(1) (2)2061年 以求出月球的轨道毕径r,C可求： GMm 解析：(1)由牛顿第二定律有 =md 银搭开香利第三定律有气-月 r 2R+h:+h 解得a,ta=产 其中a= 2 代入可求得东方红一号的周期了，D可求。故选B (2)设地球绕太和公转的轨道半径为R。,周期为T。,哈需 4,D解析：不考虑地球自转，对物体而言，万有引力等于重力， 彗星绕太阳公转的轨道半长抽为a,周期为T,根据开管勒 书龙#有苧器 在地面时GMm Mi 对哈需普星的公转网期T一√R a 在离地高度为6371km时G2R=mg T。≈75.6年 M G 所以它下次飞近地球大的将在1986年十75.6年 联立可得mg'_ (2R) 1 2061年。 g 1(1)0.4(2)25年 解得g'=6.25N。故选D 5,D解析：因为飞船在火星表面附近绕火星做匀速图周运动 Mm 解析：(1)设物体质童为m,则在火星表面有F,=G 4R R 时满足G恤=m R T 在地球表而有F,=G Mm R. 又在天体表西满足GMm R=mg 由题意知M:可 又由自由落体运动规律得h= - AT: 联立解得R-27。故选D, ,F,M,R:14 6,D解析：双星的周期相网，角速度相问，根据v=mr,伴星的 联立以上公成可得行M,R一0×行=04 线速度大于天玑星的线速度，数A错误； T 设件星的质量为m,远动半径为「，天机星的运动车径为R, (2)由开普物第三定律得 G尝-m=M气R 由题意知上=3 得mr=MR 由r>R 解件T,=子6年： 得m<M 律星的质量较小，故B错误： 周测8万有引力理论的成就 华星的幸径，=GTM 4πL GTM GT'm 双星、多星模型 天现星的半径R=L一r=L 4rL4rL,故C错溪： 1.C解析：设地球的质量为M,空间站的质量为m,根据万有 双里的总质量为M+m=上， 一之 G7T,故D 引力等于向心力有R十 GMm -m(R+h) T 正确。故选D 7,B解析：根据题图可知星球表面的重力加速度为 可得M-元(R+h) ,故A错误 10 GT 1-2.5m/s=4m/ 根据题意可知，地球的体积为V=了R,地惑的雪度为P GM'm 根洪州K=G RK-(1.5R) GTR,故B每误： M 3(R+h) 9 可得里球的质量M'=可M,故选B 周周测物理必修第二册R」 ·54.