高中物理必修2萬有引力理論的成就 練習(xí)與解析

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1、萬有引力理論的成就 練習(xí)與解析 1．在研究宇宙發(fā)展演變的理論中，有一種學(xué)說叫做“宇宙膨脹說”.這種學(xué)說認(rèn)為萬有引力常量G在緩慢地減小，根據(jù)這一理論，在很久很久以前，太陽系中地球的公轉(zhuǎn)情況與現(xiàn)在相比（ ） A．公轉(zhuǎn)半徑R較大 B．公轉(zhuǎn)周期T較小 C．公轉(zhuǎn)速率v較小 D．公轉(zhuǎn)角速度ω較小 分析：由G減小可知太陽對(duì)地球的萬有引力在不斷減小，將導(dǎo)致地球不斷作離心運(yùn)動(dòng)，認(rèn)為離心過程中滿足圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即地球在作半徑不斷增大的圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得正確答案為B。 答案：B 說明：此題易出現(xiàn)的問題是學(xué)生注意不到題目問的是很久以前跟現(xiàn)在比較，往往錯(cuò)選了ACD

2、。 2．把太陽系各行星的軌跡近似的看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則離太陽越遠(yuǎn)的行星（ ） A．周期越小 B．線速度越小 C．角速度越小 D．加速度越小 分析：根據(jù)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得正確答案為BCD。 答案：BCD 3．若已知萬有引力常量為G，則已知下面哪組選項(xiàng)的數(shù)據(jù)不能計(jì)算出地球的質(zhì)量（ ） A．已知地球的半徑和地球表面的重力加速度； B．月球繞地球運(yùn)行的周期和月球離地球中心的距離； C．人造地球衛(wèi)星在地面附近繞行的速度和運(yùn)動(dòng)周期； D． 地球同步衛(wèi)星距離地面的高度； 分析：由得，故A對(duì)；由得，故B對(duì)；由 和消去r得，故C對(duì)；由于不知地球半徑，即不知同步衛(wèi)星的軌道

3、半徑，故D選項(xiàng)無法求的地球的質(zhì)量。 答案：ABC 4．科學(xué)家們推測(cè)，太陽系的第十大行星就在地球的軌道上，從地球上看，它永遠(yuǎn)在太陽的背面，人類一直未能發(fā)現(xiàn)它，可以說是“隱居”著的地球的“孿生兄弟”。由以上信息我們可能推知 （ ） A．這顆行星的公轉(zhuǎn)周期與地球相等 B．這顆行星的自轉(zhuǎn)周期與地球相等 C．這顆行星的質(zhì)量與地球相等 D．這顆行星的密度與地球相等 分析：由題目提供的信息可知，該行星與地球的周期相同，可知A正確；其它選項(xiàng)無法判斷。 答案：A

4、 5．可以發(fā)射這樣一顆人造地球衛(wèi)星，使其圓軌道（ ） A．與地球表面上某一緯度（非赤道）是共面同心圓 B．與地球表面上某一緯度線所決定的圓是共面同心圓 C．與地球表面上赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對(duì)地球表面是靜止的 D．與地球表面上赤道線是共面同心圓，但衛(wèi)星相對(duì)地球表面是運(yùn)動(dòng)的 分析：地球衛(wèi)星必須繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道平面應(yīng)過地心?？芍狢D正確。 答案：CD 6．在繞地球運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星上，下列那些儀器不能正常使用（ ） A．天平 B．彈簧秤 C．?dāng)[鐘 D．水銀氣壓計(jì) 分析：在衛(wèi)星上，由于萬有引力完全用來提供了向心

5、力，所以一切物體均處于完全失重狀態(tài)，一切因?yàn)橹亓λ鸬默F(xiàn)象都將隨之消失?？芍_答案是ACD。] 答案：ACD 7．一顆小行星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是地球公轉(zhuǎn)半徑的4倍，則這顆小行星運(yùn)轉(zhuǎn)的周期是（ ） A．4年 B．6年 C．8年 8/9年 分析：根據(jù)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律得可知小行星的運(yùn)行周期是地球公轉(zhuǎn)周期的8倍。 答案：C 8．一艘宇宙飛船繞一個(gè)不知名的行星表面飛行，要測(cè)定該行星的密度，只需要（ ） A．測(cè)定飛船的運(yùn)行周期 B．測(cè)定飛船的環(huán)繞半徑 C．測(cè)定行星的體積 D．測(cè)定飛船的運(yùn)動(dòng)速度 分析：由 、 可得，故只

6、需測(cè)出飛船的周期即可。 答案：A 9．太陽由于輻射，質(zhì)量在不斷減小，地球由于接收太陽輻射和吸收宇宙中的塵埃，其質(zhì)量在增加。假定地球增加的質(zhì)量等于太陽減少的質(zhì)量，且地球的軌道半徑不變，則（ ） A．太陽對(duì)地球的引力增加 B．太陽對(duì)地球的引力減小 C．地球運(yùn)行的周期變長(zhǎng) D．地球運(yùn)行的周期變短 分析：由題意可知太陽質(zhì)量減小，地球質(zhì)量增加，根據(jù)萬有引力定律可知，太陽對(duì)地球的萬有引力將不斷增加。由于軌道半徑不變，依據(jù)可知周期變短。 答案：AC 10．宇宙飛船和空間站在同一軌道上運(yùn)動(dòng)，若飛船想與前面的空間站對(duì)接，飛船為了追上軌道空間站，可以采取的方法是（

7、 ） A．飛船加速直到追上空間站，完成對(duì)接 B．飛船從原軌道減速至一個(gè)較低軌道，再加速追上空間站完成對(duì)接 C．飛船加速至一個(gè)較高軌道再減速追上空間站完成對(duì)接 D．無法實(shí)現(xiàn)對(duì)接 分析：本題主要應(yīng)該考慮的是運(yùn)轉(zhuǎn)角速度，根據(jù)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律，半徑越小，角速度越大。故B對(duì)。 答案：B 11．太空中有一顆繞恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的行星，此行星上一晝夜的時(shí)間是6h，在行星的赤道處用彈簧秤測(cè)量物體的重力的讀數(shù)比在兩極時(shí)測(cè)量的讀數(shù)小10%。已知引力常量，求此行星的平均密度。 解答：設(shè)在赤道和兩極處重力的讀數(shù)分別為F1和F2，在赤道上，物體受萬有引力和拉力F1作用繞行星作圓周運(yùn)動(dòng)，由牛頓第二定律得 在兩極上，物體平衡，有 又得 所以 12．高空遙感探測(cè)衛(wèi)星在距地球表面高為h處繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)。如果地球質(zhì)量為M，。半徑為R，人造衛(wèi)星質(zhì)量為m，萬有引力常量為G，試求 （1）人造衛(wèi)星的線速度 （2）人造衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期 （3）人造衛(wèi)星的向心加速度 解答：由萬有引力提供向心力 由得 由得 由得