物理必修2教師用書補(bǔ)充習(xí)題萬有引力與航天

1、必修1 第六章 萬有引力與航天 教師教學(xué)用書 五、補(bǔ)充習(xí)題A組 1、宇航員在月球上做自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，將某物體由距月球表面高h(yuǎn)處釋放，經(jīng)時(shí)間t后落到月球表面。設(shè)月球半徑為R，據(jù)上述信息推斷，飛船在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速率為( ) 2、宇宙飛船在半徑為R1的軌道上運(yùn)行，變軌后的半徑為R2，R1>R2。宇宙飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則變軌后宇宙飛船的( )A、線速度變小 B、角速度變小 C、周期變大 D、向心加速度變大圖6-11 3、兩個(gè)質(zhì)量均為m的星體，其連線的垂直平分線為AB。O為兩星體連線的中點(diǎn)，如圖6-11所示。一個(gè)質(zhì)量為m1的物體從O沿OA方向運(yùn)動(dòng)下去，則它

2、受到的萬有引力的合力變化情況是( )A、一直增大 B、一直減小 C、先減小，后增大 D、先增大，后減小 4、據(jù)媒體報(bào)道，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星環(huán)月工作軌道為圓軌道，軌道高度為200km，運(yùn)行周期為127min。若還知道引力常量和月球平均半徑，僅利用以上條件不能求出的是( )A、月球表面的重力加速度 B、月球?qū)πl(wèi)星的吸引力C、衛(wèi)星繞月球運(yùn)行的速度 D、衛(wèi)星繞月運(yùn)行的加速度 5、已知太陽到地球與地球到月球的距離的比值約為390，月球繞地球旋轉(zhuǎn)的周期約為27天。利用上述數(shù)據(jù)以及日常的天文知識(shí)，可估算出太陽對(duì)月球與地球?qū)υ虑虻娜f有引力的比值約為( )A、0.2 B、2 C、20 D、200 6、火星的質(zhì)量和半徑

3、分別約為地球的1/10和1/2，地球表面的重力加速度為g，則火星表面的重力加速度約為( )A、0.2g B、0.4g C、2.5g D、5g 7、1990年4月25日，科學(xué)家將哈勃天文望遠(yuǎn)鏡送上距地球表面約600km的高空，使得人類對(duì)宇宙中星體的觀測(cè)與研究有了極大的進(jìn)展。假設(shè)哈勃望遠(yuǎn)鏡沿圓軌道繞地球運(yùn)行，已知地球半徑為6.4×106m，利用地球同步衛(wèi)星與地球表面的距離為3.6×106m這一事實(shí)可得到哈勃望遠(yuǎn)鏡繞地球運(yùn)行的周期。以下數(shù)據(jù)中最接近其運(yùn)行周期的是( )A、0.6小時(shí) B、1.6小時(shí) C、4.0小時(shí) D、24小時(shí) 8、將月球、地球同步衛(wèi)星及靜止在赤道上的物體三者進(jìn)行

4、比較，下列說法正確的是( )A、三者都只受萬有引力的作用，萬有引力提供向心力B、月球的向心加速度小于地球同步衛(wèi)星的向心加速度C、地球同步衛(wèi)星與靜止在赤道上物體的角速度相同D、地球同步衛(wèi)星相對(duì)地心的線速度與靜止在赤道上物體相對(duì)地心的線速度大小相等 9、據(jù)報(bào)道，我國數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號(hào)01星”于2008年4月25日再西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，經(jīng)4次變軌控制后，于5月1日成功定點(diǎn)在東經(jīng)77赤道上空的同步軌道。關(guān)于成功定點(diǎn)后的“天鏈一號(hào)01星”，下列說法正確的是( )A、運(yùn)行速度大于7.9km/sB、離地面高度一定，相對(duì)地面靜止C、繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大D、向心加速度與靜止在赤

5、道上物體的向心加速度大小相等10、假設(shè)太陽系中途天體的密度不變，天體直徑和天體之間距離都縮小到原來的一半，地球繞太陽公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是( )A、地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半B、地球的向心力變?yōu)榭s小前的1/16C、地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期與縮小前的相同D、地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半11、2007年4月24日，歐洲科學(xué)家宣布在太陽系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的類地行星Gliese581c。這顆圍繞紅矮星Gliese581運(yùn)行的星球有類似地球的溫度，表面可能有液態(tài)水存在，距離地球約為20光年，直徑約為地球的1.5倍，質(zhì)量約為地球的5倍，繞紅矮星Gliese581運(yùn)行的周

6、期約為13天。假設(shè)有一艘宇宙飛船飛臨該星球表面附近軌道，下列說法正確的是( )A、飛船在Gliese581c表面附近運(yùn)動(dòng)的周期約為13天B、飛船在Gliese581c表面附近運(yùn)行時(shí)的速度大于7.9km/sC、人在Gliese581c上所受重力比在地球所受重力大D、Gliese581c的平均密度比地球的平均密度小12、土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一是土星的兩顆衛(wèi)星，都沿近似為圓周的軌道繞土星運(yùn)動(dòng)。其參數(shù)如下表所示，則兩顆衛(wèi)星相比，土衛(wèi)十( )衛(wèi)星半徑/m衛(wèi)星質(zhì)量/kg軌道半徑/m土衛(wèi)十8.90×1042.01×10181.51×108土衛(wèi)十一5.70×1045.60&#

7、215;10171.51×108A、受土星的萬有引力較大B、衛(wèi)星表面附近的重力加速度較大C、繞土星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度較大D、動(dòng)能較大13、宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對(duì)它們的引力作用。已觀測(cè)到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的結(jié)構(gòu)形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行；另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行。設(shè)每個(gè)星體的質(zhì)量均為m。(1)試求第一種形式下，星體運(yùn)動(dòng)的線速度和周期；(2)假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)行周期相同，第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少？1

8、4、天文學(xué)家將相距較近、僅在彼此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱為雙星。雙星系統(tǒng)在銀河系中很普通。利用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)特征可推算出它們的總質(zhì)量。已知某雙星系統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期均為T，兩顆恒星之間的距離為r，試推算這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量。(引力常量為G)15、神奇的黑洞是近代引力理論多預(yù)言的一種特殊天體，探尋黑洞的方案之一是觀測(cè)雙星系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。天文學(xué)家觀測(cè)河外星系大麥哲倫云時(shí)，發(fā)現(xiàn)了LMCX-3雙星系統(tǒng)，它由可見星A和不可見的暗星B構(gòu)成。兩星視為質(zhì)點(diǎn)，不考慮其他天體的影響，A、B圍繞兩者連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們之間的距離保持不變，如圖6-

9、12所示。引力常量為G，由觀測(cè)能夠得到可見星的速率v和運(yùn)動(dòng)周期T。(1)可見星A所受暗星B的引力FA可等效為位于O點(diǎn)處質(zhì)量為m'的星體(視為質(zhì)點(diǎn))對(duì)它的引力，設(shè)A和B的質(zhì)量分別為m1和m2，試求m'(用m1、m2表示)；(2)求暗星B的質(zhì)量m2與可見星A的速率v、運(yùn)動(dòng)周期T和質(zhì)量m1之間的關(guān)系式；(3)恒星演變到末期，如果其質(zhì)量大于太陽的質(zhì)量ms的2倍，它將有可能成為黑洞。若可見星A的速率v=2.7×105m/s，運(yùn)行周期T=4.7×104s，質(zhì)量m1=6ms，試通過估算來判斷暗星B可能是黑洞嗎？(G=6.67×10-11N·m2/kg2

10、，ms=2.0×1030kg)圖6-12B組1、天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運(yùn)動(dòng)，并測(cè)出了行星的軌道半徑和運(yùn)動(dòng)周期。由此可推算出( )A、行星的質(zhì)量 B、行星的半徑 C、恒星的質(zhì)量 D、恒星的半徑 2、發(fā)射人造衛(wèi)星是將衛(wèi)星以一定的速度送入預(yù)訂軌道，發(fā)射場(chǎng)一般選擇子啊盡可能靠近赤道的地方，這樣選址的優(yōu)點(diǎn)是，在赤道附近( )A、地球的引力較大 B、地球自轉(zhuǎn)線速度較大 C、重力加速度較大 D、地球自轉(zhuǎn)角速度較大3、一飛船在某行星表面附近沿圓軌道繞該行星飛行。認(rèn)為行星是密度均勻的球體，要確定該行星的密度，只需要測(cè)量( )A、飛船的軌道半徑 B、飛船的運(yùn)行速度 C、飛船的運(yùn)行

11、周期 D、行星的質(zhì)量 4、“嫦娥一號(hào)”月球探測(cè)器在環(huán)繞月球運(yùn)行過程中，設(shè)探測(cè)器運(yùn)行軌道半徑為r，運(yùn)行速率為v，當(dāng)探測(cè)器在飛越月球上一些環(huán)行山中的質(zhì)量密集區(qū)上空時(shí)( )A、r、v都將略為減小 B、r、v都將保持不變 C、r將略為減小、v將略為增大 D、r將略為增大、v將略為減小 5、設(shè)“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面。已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的1/81。月球的半徑約為地球半徑的1/4，地球上的第一宇宙速度約為7.9km/s，則該探月衛(wèi)星繞月運(yùn)行的速率約為( )A、0.4km/s B、1.8km/s C、11km/s D、36km/s6、據(jù)報(bào)道，最近在太陽系外發(fā)現(xiàn)了首顆“宜居”行星

12、，其質(zhì)量是地球質(zhì)量的6.4倍，一個(gè)在地球表面重量為600N的人在這顆行星表面的質(zhì)量變?yōu)?60N，由此可推知該行星的半徑與地球半徑之比約為( )A、0.5 B、2 C、3.2 D、47、若某黑洞的半徑R約45km，質(zhì)量m和半徑R的關(guān)系滿足(其中c為光速，G為引力常量)，則該黑洞表面重力加速度的數(shù)量級(jí)為( )A、108m/s2 B、1010m/s2 C、1012m/s2 D、1014m/s2 8、在討論地球潮汐成因時(shí)，地球繞太陽運(yùn)行軌道與月球繞地球運(yùn)行軌道可視為圓軌道。已知太陽質(zhì)量約為月球質(zhì)量的2.7×107倍，地球繞太陽運(yùn)行的軌道半徑約為月球繞地球運(yùn)行的軌道半徑的400倍。關(guān)于太陽和月

13、球?qū)Φ厍蛏舷嗤|(zhì)量海水的引力，一下說法正確的是( )A、太陽引力遠(yuǎn)大于月球引力 B、太陽引力與月球引力相差不大 C、月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小相等 D、月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小有差異9、科學(xué)研究表明地球的自轉(zhuǎn)在變慢。四億年前，地球每年是400天，那時(shí)，地球每自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間是21、5h。據(jù)科學(xué)家們分析，地球自轉(zhuǎn)變慢的原因主要有兩個(gè)：一個(gè)是潮汐時(shí)海水與海岸碰撞、與海底摩擦而使得能量變成內(nèi)能；另一個(gè)是由于潮汐的作用，地球把部分自轉(zhuǎn)能量傳給了月球，使月球的機(jī)械能增加了(不考慮對(duì)月球自轉(zhuǎn)的影響)。由此可以判斷，與四億年前相比，月球繞地球公轉(zhuǎn)的( )A、半徑增大 B、線速度增大 C、周期增大 D

14、、角速度增大10、已知引力常量，下列說法正確的是( )A、根據(jù)地球半徑和地球自轉(zhuǎn)周期，可估算出地球質(zhì)量B、根據(jù)地球的半徑和地球表面的重力加速度，可估算出地球質(zhì)量C、根據(jù)太陽半徑和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期，可估算出地球質(zhì)量D、根據(jù)地球與太陽之間的距離和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期，可估算出太陽質(zhì)量11、同步衛(wèi)星離地心距離為r，運(yùn)行速率為v1，加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，下列關(guān)系中正確的有( )A、a1/a2=r/R B、a1/a2=R2/r2 C、v1/v2=R2/r2 D、v1/v2=(r/R)1/212、發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至

15、近地圓軌道上，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步軌道3。軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)(如圖6-13)，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，一下說法正確的是( )圖7-33A、衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B、衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C、衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度D、衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度13、宇航員在地球表面以一定的初速度豎直上拋一個(gè)小球，經(jīng)過時(shí)間t小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時(shí)間5t小球落回原

16、處。(取地球表面重力加速度g=10m/s2，空氣阻力不計(jì))(1)求該星球表面的重力加速度g；(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星：R地=1:4，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比m星：m地。14、土星周圍有許多大小不等的巖石顆粒，其繞土星的運(yùn)動(dòng)可視為圓周運(yùn)動(dòng)。其中有兩個(gè)巖石顆粒A和B與土星中心距離分別為rA=8.0×104km和rB=1.2×105km。忽略所有巖石顆粒間的相互作用。(結(jié)果可用根式表示)(1)求巖石顆粒A和B的線速度之比；(2)求巖石顆粒A和B的周期之比；(3)土星探測(cè)器上有一物體，在地球上重為10N，推算出它在距土星中心3.2×105km處受到土星的引力為0.38N。已知地球半徑為6.4×103km，請(qǐng)估算土星質(zhì)量是地球質(zhì)量