高考物理必修知識點鞏固練習(xí) 行星的運動與萬有引力定律基礎(chǔ)

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1、 【鞏固練習(xí)】 一、選擇題： 1．（2015 綿陽模擬）關(guān)于開普勒第三定律中的公式，下列說法中正確的是（ ） A．常數(shù)k只與行星質(zhì)量有關(guān) B．僅適用與圍繞地球運行的所有衛(wèi)星 C．僅適用與圍繞太陽運行的所有衛(wèi)星 D．公式適用于宇宙中所有圍繞星球運行的行星或衛(wèi)星 2．兩顆人造衛(wèi)星A、B繞地球做圓周運動，它們的周期之比為TA:TB＝1:8，則軌道半徑之比和運動速率之比分別為( ) A．RA:RB＝4:1，vA:vB＝1:2 B．RA:RB＝4:1，vA:vB＝2:1 C．RA:RB＝1:4，vA:vB＝1

2、:2 D．RA:RB＝1:4，vA:vB＝2:1 3、（2015 渭南一模）地球和木星繞太陽運行的軌道都可以看作是圓形的，已知木星的軌道半徑約為地球軌道半徑的5.2倍，則木星繞太陽運行的周期為（ ） A．15.6年 B．11.86年 C．10.4年 D．5.2年 4、（2015 淮安校級期末）關(guān)于行星繞太陽運動的下列說法中正確的是（ ） A．所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運動 B．行星繞太陽運動時，太陽位于行星軌道的中心處 C．離太陽越近的行星運動周期越長 D．所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二

3、次方的比值都相等 5．根據(jù)開普勒關(guān)于行星運動的規(guī)律和圓周運動知識知：太陽對行星的引力，行星對太陽的引力，其中M、m分別為太陽和行星的質(zhì)量，r為太陽與行星間的距離．下列說法正確的是( ) A．由和知F:F′＝m:M B．F和F′大小相等，是作用力與反作用力 C．F和F′大小相等，是同一個力 D．太陽對行星的引力提供行星繞太陽做圓周運動的向心力 6.設(shè)想把質(zhì)量為m的物體放在地球的中心，地球質(zhì)量為M，半徑為R，則物體與地球間的萬有引力是（ ） A．零 B．無窮大 C． D．無法確定 7.已知地球半徑為R，將一物體從

4、地面移到離地面高h(yuǎn)處時，物體所受萬有引力減少到原來的一半，則h為（ ） A．R B．2R C． D． 8．如圖所示兩球間的距離為r，兩球的質(zhì)量分布均勻，大小分別為m1、m2，則兩球的萬有引力大小為( ) A． B． C． D． 9．萬有引力定律首次揭示了自然界中物體間一種基本相互作用的規(guī)律．以下說法正確的是( ) A．物體的重力不是地球?qū)ξ矬w的萬有引力引起的 B．人造地球衛(wèi)星離地球越遠(yuǎn)，受到地球的萬有引力越大 C．人造地球衛(wèi)星繞地球運動的向心力由地球?qū)λ娜f有引力提供 D．宇

5、宙飛船內(nèi)的宇航員處于失重狀態(tài)是由于沒有受到萬有引力的作用 10．引力常量為G，地球質(zhì)量為M，地球可看成球體，半徑為R．忽略地球的自轉(zhuǎn)，則地球表面重力加速度的大小為( ) A． B．g＝GR C． D．缺少條件，無法算出 11. 一物體在地球表面重16N，它在以的加速度加速上升的火箭中的視重為9N，則此火箭離地球表面距離為地球半徑的（ ）（取g=10m/s2） A．2倍 B．3倍 C．4倍 D．一半 12.設(shè)地球表面重力加速度為，物體在距離地心4R（R是地球的半徑）處，由于地球的作用而產(chǎn)生的加速度為，則為（

6、） A．1 B．1/9 C．1/4 D．1/16 二、計算題： 1．兩艘輪船，質(zhì)量都是，相距，它們之間的萬有引力是多大？將這個力與輪船所受的重力比較，看看相差多少？ 2.已知太陽的質(zhì)量為，地球的質(zhì)量為，太陽和地球的平均距離為，太陽和地球之間的萬有引力是多大？ 3.把地球繞太陽公轉(zhuǎn)看作勻速圓周運動，軌道平均半徑約為，已知萬有引力常量，則可估算出太陽的質(zhì)量大約是多少kg？ 4.已知地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，在地面附近，物體受到地球的萬有引力近似等于物體在地面上的重力，又知月球繞地球運動的周期為T，萬有引力常量為G，則 （1）地球的質(zhì)量為

7、多少？ （2）地月之間的距離約為多少？ 5.“黑洞”是愛因斯坦廣義相對論中預(yù)言的一種特殊天體，它的密度極大，對周圍的物質(zhì)（包括光子）有極強(qiáng)的吸引力。根據(jù)愛因斯坦理論，光子是有質(zhì)量的，光子到達(dá)黑洞表面時也將被吸入，最多恰能繞黑洞表面做圓周運動。根據(jù)天文觀測，銀河系中心可能有一個黑洞，距該黑洞遠(yuǎn)處的星體正以的速度繞它旋轉(zhuǎn)。據(jù)此估算該黑洞的最大半徑R是多少？（保留1位有效數(shù)字） 【答案與解析】 一、選擇題： 1、D 解析：式中的k是與中心星體的質(zhì)量有關(guān)，故A錯誤； 開普勒第三定律不僅適用于行星繞太陽的運行，也適用于衛(wèi)星繞行星的運動，故D正確。 2．D 解析：題目中告訴我們兩衛(wèi)星的

8、周期關(guān)系，因而可以由開普勒第三定律來推導(dǎo)出兩衛(wèi)星的軌道半徑關(guān)系，由圓周運動公式求解速率關(guān)系．由開普勒第三定律，可得． 又由圓周運動知識，可知． 3、B 解析：根據(jù)開普勒第三定律，有知，，木星圍繞太陽在近似圓形的軌道上運動，若軌道半徑是地球軌道半徑的5.2倍，木星繞太陽運行的周期是地球周期的11.86倍，即小行星繞太陽運行的周期是11.86年。 4、D 解析：所有行星分別沿不同大小的橢圓，太陽處于橢圓的一個焦點上，故AB錯誤；根據(jù)引力提供向心力，則有，可知，離太陽越近的行星運動的周期越短，故C錯誤；由開普勒第三定律知：所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，故D

9、正確。 5．B、D 解析：F′和F大小相等、方向相反，是作用力與反作用力的關(guān)系，太陽對行星的引力提供行星繞行太陽做圓周運動的向心力．故正確選項為B、D． 6.A 解析：當(dāng)兩個物體間的距離r趨向零時，兩個物體不能看作質(zhì)點，萬有引力定律不適用。物體放在地球的中心時，地球各個部分對物體都有引力，相互平衡，所以質(zhì)量為m的物體所受的合力為零。 7.D 解析：根據(jù)題意有：，解得 點評：本題目的是讓同學(xué)們更深刻地理解公式中的r指的是“兩點間的距離” 8．D 解析：“R”為兩質(zhì)點之間的距離，即R＝r1+r+r2． 9．C 解析：物體的重力是地球的萬有引力產(chǎn)生的，萬有引力的大小與質(zhì)量的乘

10、積成正比，與距離的平方成反比，所以A、B錯：人造地球衛(wèi)星繞地球運動的向心力是萬有引力提供的，宇宙飛船內(nèi)的宇航員處于失重狀態(tài)是因為宇航員受到的萬有引力全部提供了宇航員做圓周運動所需的向心力，所以C對、D錯． 10．C 解析：忽略地球自轉(zhuǎn)時，物體所受的重力等于地球?qū)ξ矬w的萬有引力，則有．所以 11.B 解析：忽略地球自轉(zhuǎn)影響的情況下，認(rèn)為物體在地球表面所受重力等于地球?qū)ξ矬w的萬有引力，只要求出加速上升過程中的重力，即可求得火箭的高度。 設(shè)物體離地高h(yuǎn)，在h高度處的重力加速度為，則 由題意： 可得： 又 地面 解得 12.D 解析：地球表面處的重力加速度和在離地心高4

11、R處的加速度均有地球?qū)ξ矬w的萬有引力產(chǎn)生的，所以有 地面上： 離地心4R處： 兩式相比得： 故答案D正確。 二、計算題： 1.解析：可以將輪船看作質(zhì)點，根據(jù)萬有引力定律 而重力大小 它們的比值 2. 解析：根據(jù)萬有引力定律有： 3. 解析：地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期為365天，故周期 萬有引力提供向心力，故太陽質(zhì)量 4.（1）（2） 解析：（1）設(shè)地球質(zhì)量為M，對地面附近的任何物體，有 所以 （2）設(shè)地月之間的距離為r，月球的質(zhì)量為m，則 得 5. 解析：設(shè)黑洞的半徑為R，質(zhì)量為M，光子的質(zhì)量為m，光速為；星體的質(zhì)量為，速度為。 對光子： 得黑洞質(zhì)量： ① 對星體： 得黑洞質(zhì)量： ② 由①②可得 解得