高中物理人教版必修二6.2太阳与行星间的引力提高练习.doc
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1、高中物理人教版必修二 6.2太阳与行星间的引力 提高练习太阳与行星间的引力提高练习难度()一、单选题1已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390,月球绕地球旋转的周期约为27天利用上述数据以及日常的天文知识,可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为()A. 0.2 B. 2 C. 20 D. 200【答案】B【解析】试题分析:由日常天文知识可知,地球公转周期为365天,依据万有引力定律及牛顿运动定律,研究地球有GM地r地,研究月球有GM月r月,日月间距近似为r地,两式相比.太阳对月球万有引力F1G,地球对月球万有引力F2G,故=2.13,故选B.2继2009年3月1日16时13
2、分10秒,我国“嫦娥一号”卫星精准撞击月球后,日本“月亮女神号”探月卫星于2009年6月11日凌晨2点25分,再次成功撞击月球。这是人类探索宇宙奥秘,实现登月梦想过程中的又一重大事件。如图所示是“月亮女神号”卫星撞月的模拟图,卫星在控制点开始进入撞月轨道。假定卫星进入撞月轨道之前绕月球做匀速圆周运动,已知运动的半径为R,运动的周期为T,引力常量为G。以下说法正确的是A由题给的信息可求出月球的质量B由题给的信息可求出月球对“月亮女神号”卫星的引力C“月亮女神号” 卫星在控制点应减速D“月亮女神号” 卫星在地面的发射速度应大于11.2km/s【答案】AC【解析】A、研究卫星绕月球做匀速圆周运动,根
3、据万有引力提供向心力,列出等式: 得: ,故A正确B、由于“嫦娥一号”卫星的质量未知,故B错误C、撞月轨道是一个离月球越来越近的轨道,即“嫦娥一号”卫星要做向心运动,所以“嫦娥一号”卫星在控制点1处应减速,使得万有引力大于所需要的向心力,做逐渐靠近圆心的运动故C正确D、当航天器超过第一宇宙速度达到一定值时,它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星,这个速度就叫做第二宇宙速度,亦称逃逸速度,为11.2km/s由于月球还未超出地球引力的范围,所以发射速度不能超过这个速度嫦娥一号发射过程是先绕地球转几圈在调整到环月轨道,所以一开始发射速度只要大于7.9km/s就行了,到调整至环月轨道时再提
4、速故D错误向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用卫星变轨也就是近心运动或离心运动,根据提供的万有引力和所需的向心力关系确定3已知地球同步静止轨道卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍,再根据常识和有关的物理知识,就可以估算出地球到月球的距离。这个距离最接近地球半径的A40倍 B60倍 C80倍 D100倍【答案】B【解析】4有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星。建立在北纬40北京某观测站的一位观测员,要在每天晚上相同时刻在天空正上方同一位置观察到该卫星。卫星的轨道必须满足下列那些条件(已知地球质量为M,地球自转的周期为T,地球半径为R) ( )A该卫星一定在同步卫星轨道上
5、B卫星轨道平面与地球北纬40线所确定的平面共面C满足轨道半径 (n=1,2,3,)的全部轨道都可D满足轨道半径 (n=1,2,3,)的部分轨道【答案】D【解析】同步卫星定轨在赤道的正上方,不可能在北纬40正上方观察到,A错误;卫星轨道平面绕地心做圆周运动,经过北纬40C错误;因为是每天晚上的相同时刻能观察到,故(),根据公式解得,故C错误,D正确;故选D5据国外媒体报道,2010年1月12日,美国宇航局最新天文望远镜广域红外探测器“WISE”成功发现第一颗行星,这颗小行星被命名为“2010AB78”。据天文学家介绍;该行星直径约为1公里(0.6英里),和太阳系中其他行星一样,这颗小行星沿椭圆轨
6、道绕太阳运行,据“WISE”观察的数据显示,该行星与太阳的距离接近地球与太阳的距离,已知太阳光新到地面的时间约为8分钟,由于其轨道倾斜,所以不会离地球很近,因此,该小行星对地球不构成任何威胁。若将这颗小行星和地球的轨道均看作圆轨道,根据上述信息和日常经验可以粗略判断( )A小行星表面的重力加速度B太阳对小行星的吸引力C小行星绕太阳运行的速度D小行星绕太阳运行的周期【答案】CD【解析】6太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像图中坐标系的横轴是lg,纵轴是lg;这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径,T0和R0分别是水星绕
7、太阳运行的周期和相应的圆轨道半径下列4幅图中正确的是()【答案】B【解析】根据开普勒周期定律:周期平方与轨道半径三次方成正比可知:T2kR3,TkR两式相除后取对数,得:lglg,整理得:2lg3lg,选项B正确72008年年底,美国科学家给世人带来了意外的惊喜:他们凭借哈勃太空望远镜的超强视力,首次直接拍摄到一颗系外行星“北落师门b”环绕距离地球约25光年的“北落师门”恒星运转,从而发现了这颗系外行星新成员这是人类首次直接拍到系外行星的运动踪迹,堪称天文观测史上里程碑式的重大进展“北落师门星”质量约为太阳质量的2.3倍,亮度是太阳的15倍它只有约2到3亿年的年龄,是非常年轻的恒星已知“北落师
8、门星b”质量约为木星的3倍,环绕“北落师门星”运行的周期为872年(地球环绕太阳运行的周期为1年)。为简单起见,把所有的环绕运动都看作匀速圆周运动,根据以上叙述可以求得( )A“北落师门星b”与木星的环绕圆运动的半径比B“北落师门星b”与地球的环绕圆运动的半径比C“北落师门星b”与木星的环绕圆运动的线速度比D“北落师门星b”与地球的环绕圆运动的线速度比【答案】BD【解析】本题以北落师门星为背景考查万有引力定律。由万有引力等于向心力得:,其中两恒星质量之比,“b”星与地球各自公转周期之比872为已知,与行星质量无关,A错B对;同理,线速度也与行星质量无关,C错D对。难度中等。8按下表所给的数据,
9、并已知引力常量,且认为所有行星的轨道都是圆轨道,结合力学规律可知下列结论正确的是行星名称行星质量m/千克公转周期T/年到太阳的平均距离R/106千米水星3.210230.257.9金星4.8810240.6108.2地球5.97910241.0149.6火星6.4210231.9227.9木星1.901102711.9778.3土星5.68102629.51427天王星8.68102584.02869海王星1.031026164.84486A可求出太阳对地球的万有引力与太阳对火星的万有引力的比值B可求出木星绕太阳运行的加速度C可求出太阳的质量D可求出地球的自转周期【答案】ABC【解析】考查万有
10、引力定律。根据F万G,已知引力常量G,行星的质量、行星与太阳的距离R,可求取任意两个行星与太阳之间的万有引力比值,A对;mma向心,已知G、T、R可求取任意行星的向心加速度,B对;由Gm,已知G、R、T,可求取太阳的质量,C对;行星的运动是针对围绕太阳公转的,地球自转的周期需要以地球上的物体为研究对象才能求取,D错。9美国航空航天局(NASA)于2009年 2月11日晚宣布,美国一颗通信卫星10日与一颗已报废的俄罗斯卫星在太空中相撞,相撞产生的大量碎片对国际空间站等在轨太空设备都造成了潜在威胁。NASA表示,这是人类历史上首次两颗完整在轨卫星相撞事故。新闻发言人凯利汉弗莱斯表示,撞击地点位于西
11、伯利亚上空约500英里处(约805公里)。发生相撞的分别是美国1997年发射的“铱33”卫星,以及俄罗斯1993年发射的“宇宙2251”卫星,据信已经废弃了10年。前者重约560千克,后者重约900千克。假设两颗卫星相撞前都在离地805公里的轨道上做匀速圆周运动,结合中学物理的知识,下面对于相撞产生的大量碎片说法正确的是( )A相撞后某些速度增大的碎片,要靠近地球运动B相撞后某些速度增大的碎片,要远离地球运动C相撞后所有的碎片都要靠近地球运动D相撞后所有的碎片都要远离地球运动【答案】B【解析】相撞后生成的碎片,如果速度大小不变,知仍在原轨道上做匀速圆周运动;如果速度增大,则做离心运动,远离地球
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