内容正文:
高一同步周测卷/物理必修第二册
(五)认识天体运动、认识万有引力定律
(考试时间40分钟,满分100分)
一、单项选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分。在每小题给出的四个选项中,只
有一项是符合题目要求的)
1.关于行星绕太阳的运动,下列说法正确的是
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.离太阳越近的行星公转周期越小,离太阳越远的行星公转周期越大
D.在同一椭圆轨道上,行星在近日点的速度小于在远日点的速度
2.木星的卫星中有4颗是伽利略发现的,称为伽利略卫星,其中木卫二的质量为1、其
绕木星做匀速圆周运动的轨道半径为r1,木星的质量为2、半径为r2、自转周期为
T1,引力常量为G,则木卫二绕木星运动的周期
A.T=T
B.T=
4π2r
C.T=
4πr
D.T=
4πr
Gm2
3.如图所示为火星绕太阳运动的椭圆轨道,M、N、P是火星依次经过的三个位置,P1、
P2为椭圆的两个焦点。火星由M点运动到N点和由N点运动到P点的过程中,通
过的路程相等,火星与太阳中心的连线扫过的面积分别为S1、S2。已知由MN→P
的过程中,火星的速率逐渐减小,下列说法正确的是
A.太阳位于焦点P2处
M
B.S<S2
C.火星在M点和N点的角速度关系wM<wN
D.火星在N点和P点的加速度关系aN<ap
4.如图所示,两球间的距离为L,两球的质量分别为m1、2,半径均为r,且两球的质量
分布均匀,引力常量为G,则两球间的万有引力大小为
A.Gmm
1m11m2
L
B.Gmim2
2
C.G
D.G-
L+2r)2
物理(粤教版)必修第二册第1页(共4页)
衡水金卷·先享题
5.在登月飞船通过月、地之间的某一位置时,月球和地球对它的万有引力大小相等,该
位置到地球中心和月球中心的距离之比为9:1,则地球质量与月球质量之比约为
A.9:1
B.1:9
C.27:1
D.81:1
6.理论上已经证明:质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。现假设地球是
半径为R、质量分布均匀的实心球体,O为球心,以O为原点建立坐标轴Ox,如图
所示。一个质量一定的小物体(假设它能够在地球内部移动)
在x轴上各位置受到的引力大小用F表示,则下列F随x变
化的关系图像正确的是
B
D
二、多项选择题(本题共2小题,每小题8分,共16分。在每小题给出的四个选项中,有
多项符合题目要求。全部选对的得8分,选对但不全的得4分,有选错的得0分)
7.下列说法正确的是
A,万有引力定律的表达式F=G,心适用于两质点间的万有引力的计算
B根据F=G,,当一0时,物体mm:间的引力F趋于无穷大
C.两个质量分布均匀的、分离的球体(可视为质量集中在球心),它们之间的万有引
力可以用F=Gm,心计算,r是两球体球心间的距离
D.把质量为m的小球放在质量为M、半径为R的匀质大球外,则大球与小球间的万
有引力F=GMm
8.如图所示,地球的公转轨道接近圆,哈雷彗星的运动轨道则是一个非常扁的椭圆。天
文学家哈雷成功预言了哈雷彗星的回归,哈雷彗星最近出现的时间是1986年,预测
下次飞近地球将在2061年。若哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为r1,线速度大
小为w1;在远日点与太阳中心的距离为2,线速度大小为2。下列说法正确的是
地球、
又哈雷彗星
太阳
高一同步周测卷五
物理(粤教版)必修第二册第2页(共4页)
A.哈雷彗星在近日点和远日点的线速度大小之比w:w2=√r2:√r
B.哈雷彗星在近日点和远日点的加速度大小之比为2:
C.哈雷彗星轨道的半长轴与地球公转半径之比大于15
D.从2025年到2061年的时间内,哈雷彗星的速度不断增大
班级
姓名
分数
题号
1
2
3
4
5
6
8
答案
三、非选择题(本题共3小题,共48分。请按要求完成下列各题)
9.(13分)(1)牛顿虽然发现了万有引力定律,却没能给出引力常量G的值,这是因为一
般物体间的引力非常小,很难用实验的方法将它测量出来,100多年后科学家
巧妙地利用如图所示的扭秤装置,第一次在实验室比较准确地测出了引
力常量G的值。
(2)扭秤实验涉及的物理思想方法是
(填“等效替代法”或“微量放
大法”)。
(3)为了测量石英丝极微小的扭转角,该实验装置中采取的主要措施是
(填
正确答案标号)。
A.增大石英丝的直径
B.减小T形架横梁的长度
C.利用平面镜对光线的反射
D.增大刻度尺与平面镜的距离
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衡水金卷·先享题·
10.(15分)已知地球的质量m=6×1024kg,太阳的质量M=2×1030kg,地球绕太阳公
转的轨道半径r=1.5×101m,引力常量G=6.67×101N·m/kg,将地球绕太
阳的运动视为匀速圆周运动。
(1)求太阳对地球的引力大小F(结果保留两位有效数字);
(2)若火星绕太阳公转的轨道半径为地球绕太阳公转的轨道半径的d(d>1)倍,将
火星绕太阳的运动也视为匀速圆周运动,求火星与地球分别绕太阳公转的周期的比
值丁地
11.(20分)如图所示,球体A的质量为M、半径为R、密度均匀分布,与球体A表面距离
为R处有一质量为m的质点B,此时A对B的万有引力为F1,从A中挖去一半径
为R的球体C后,剩下部分对B的万有引力为F,冰是的值。
A
高一同步周测卷五
物理(粤教版)必修第二册第4页(共4页)高一周测卷
·物理(粤教版)必修第二册·
高一同步周测卷/物理必修第二册(五)
9
命题要素一贤表
注:
1.能力要求:
I.理解能力
Ⅱ,推理能力Ⅲ,分析综合能力Ⅳ.应用数学处理物理问题的能力V,实验能力
2.学科素养:
①物理观念
②科学思维③科学探究①科学态度与责任
分
知识点
能力要求
学科素养
预估难度
题号
题型
值
(主题内容)
①
②③
④
档次
系数
1
单项选择题
6
开普勒定律
易
0.85
利用万有引力定律计算卫星的
单项选择题
6
易
0.82
周期
开普勒定律、万有引力定律的
3
单项选择题
6
中
0.75
应用
4
单项选择题6
万有引力定律的应用
中
0.78
万有引力定律与天体质量的
单项选择题
中
0.65
计算
质量分布均匀的球体内部引力
6单项选择题
6
中
0.62
变化规律、万有引力定律的应用
万有引力定律的适用条件及
多项选择题
8
易
0.80
应用
开普勒定律在彗星运动中的
8
多项选择题
8
中
0.65
应用
9
非选择题
13
引力常量的测量实验
易
0.80
10
非选择题
15
万有引力定律的计算
中
0.70
万有引力定律在挖空球体问题
非选择题
20
0.55
中的应用
香考答案及解析
一、单项选择题
1.C【解析】根据开普勒第一定律可知,所有行星都在
4元,B项
心力有Gm=mn祭,解得T=√哥
ri
不同的椭圆轨道上绕太阳运动,太阳位于椭圆的一个
正确。
焦点上,A、B项错误;根据开普勒第三定律可知,离
3.B【解析】已知由M-→V→P的过程中,火星速率逐
太阳越近的行星公转周期越小,离太阳越远的行星公
渐减小,根据开普勒第二定律可知,火星和太阳的距
转周期越大,C项正确:根据开普勒第二定律可知,在
离越来越大,即太阳位于焦点P1处,A项错误;火星
同一椭圆轨道上,行星在近日点的速度大于在远日点
由M点运动到V点和由N点运动到P点的过程中,
的速度,D项错误。
通过的路程相等,速率逐渐减小,所以火星由M点运
2.B【解析】木卫二绕木星运动,根据万有引力提供向
动到N点的时间小于由N点运动到P点的时间,根
·17·
·物理(粤教版)必修第二册·
参考答案及解析
据开普勒第二定律可知单位时间内扫过的面积相等,
2061年的时间内,哈雷彗星从远日点向近日点运动,
因此S<S2,B项正确;因=wr,M>N,rN>rM,所
其速度不断增大,D项正确。
以wM>wN,C项错误;根据万有引力定律可知,火星
三、非选择题
在N点受到的万有引力大于在P点受到的万有引
9.(1)卡文迪什(或卡文迪许,4分)
力,根据牛顿第二定律有F万=ma,解得av>ap,D
(2)微量放大法(4分)
项错误。
(3)CD(5分)
4.D【解析】根据万有引力定律可知,两球间的万有引
【解析】(1)牛顿发现万有引力定律后,英国科学家卡
力大小F=G+2)D项正确。
文迪什通过图所示的扭秤实验测得了引力常量G。
(2)卡文迪什测量引力常量使用扭秤装置,入射光线
5.D【解析】设地球的质量为M,月球的质量为m,飞
不变,当入射角改变时,将扭秤转动的角度通过反射
船的质量为',地球到飞船的距离为R,月球到飞船
光线在刻度尺上光斑的移动显示出来,采用的是“微
的距离为r,则有R=9r。由万有引力定律可得,地球
量放大法”
对飞铅的引力下_,月球对飞船的引
(3)当增大石英丝的直径时,会导致石英丝不容易转
R2
动,对测量石英丝极微小的扭转角没有作用,A项错
力F-”,且有F=F,可得M=81m,D项正确。
误:当减小T形架横梁的长度时,会导致石英丝不容
易转动,对测量石英丝极微小的扭转角没有作用,B
6.A【解析】因为质量分布均匀的球壳对壳内物体的
项错误:为了测侧量石英丝极微小的扭转角,该实验装
万有引力为零,则在距离球心x处,当x≤R时,物体
置中采用的思想方法是“微量放大法”,是利用平面镜
G4
对光线的反射来体现微小形变的,当增大刻度尺与平
所受的引力F=GMm
3rxp·m
22
面镜的距离时,转动的角度更加明显,C、D项正确。
3
10.【解析】(1)根据万有引力定律有
oe,当x>R时,F=GMm_
G
3Rp·m
F=GMm
r2
(3分)
G2RA项正确。
解得太阳对地球的引力大小F≈3.6×102N
3x2
(4分)
二、多项选择题
(2)根据开普勒第三定律有
7.AC【解析】万有引力定律的表达式F=Gm适
2
TT
(4分)
用于两质点间的万有引力的计算,A项正确;当→0
其中r=d
时,物体已经不能视为质点,物体1、2间的引力不
解得号=片
(4分)
能用公式F=G,必计算,B项错误:根据万有引力
11.【解析】B与A的球心相距为2R,则有
定律可知,它们之间的万有引力可以用F=Gm1
(3分)
2
R-G06
(2R)
计算,是两球体球心间的距离,C项正确:把质量为
A的质量M=pX号
x
(3分)
m的小球放在质量为M、半径为R的匀质大球外,此
时周球心的距离大于R,故F≠6,D项错误。
C的质量M'=pX号x
2
8
(3分)
8.BCD【解析】由开普勒第二定律,在极短的△t时间
C的球心与B相距为,则C与B间的万有引力
内有子△7=之△n,解得U=rn,A项错
F'=GM'm=1 Mm
(4分)
R
误:根据=ma有aGM,可得aa:=:,B
r2
A剩余部分对B的万有引力F2=F:一F=
项正确:地球公转周期T=1年,哈雷彗星的周期为
6兴-品c
1
(2061-1986)年=75年,根据开普勒第三定律有
(4分)
号,解得是=/厅>15,C项正确:从2025年到
所以是=号
·18·