高中物理 第6章 第2節(jié)太陽與行星間的引力同步檢測 新人教版必修2

【成才之路】-學(xué)年高中物理第6章第2節(jié)太陽與行星間的引力同步檢測新人教版必修2一、選擇題(1～4題為單選題，5～7題為多選題)1．在牛頓發(fā)現(xiàn)太陽與行星間的引力過程中，得出太陽對行星的引力表達式后推出行星對太陽的引力表達式，是一個很關(guān)鍵的論證步驟，這一步驟采用的論證方法是()A．研究對象的選取 B．理想化過程C．控制變量法 D．等效法答案：D解析：對于太陽與行星之間的相互作用力，太陽和行星的地位完全相同，既然太陽對行星的引力符合關(guān)系式F∝eq\f(m星,r2)，依據(jù)等效法，行星對太陽的引力也符合關(guān)系式F∝eq\f(m日,r2)，故D項正確。2．行星之所以繞太陽運行，是因為()A．行星運動時的慣性作用B．太陽是宇宙的控制中心，所有星體都繞太陽旋轉(zhuǎn)C．太陽對行星有約束運動的引力作用D．行星對太陽有排斥力作用，所以不會落向太陽答案：C解析：行星之所以繞太陽運動，是因為受到太陽的吸引力。3．地球的質(zhì)量是月球質(zhì)量的81倍，若地球吸引月球的力的大小為F，則月球吸引地球的力的大小為()A．F/81 B．FC．9F D．答案：B解析：根據(jù)牛頓第三定律，力的作用是相互的，且作用力與反作用力總是大小相等、方向相反。4．隕石落向地球(如圖)是因為()A．隕石對地球的引力遠小于地球?qū)﹄E石的引力，所以隕石才落向地球B．隕石對地球的引力和地球?qū)﹄E石的引力大小相等，但隕石的質(zhì)量小，加速度大，所以隕石改變運動方向落向地球C．太陽不再吸引隕石，所以隕石落向地球D．隕石是受到其他星球斥力作用落向地球的答案：B解析：兩個物體間的引力是一對作用力與反作用力，它們的大小相等，且在任何情況下都存在，故選項A、C、D不正確。隕石落向地球是由于隕石的質(zhì)量和地球相比小得多，故運動狀態(tài)容易改變且加速度大，選項B正確。5．在探究太陽與行星間的引力的思考中，屬于牛頓的猜想的是()A．使行星沿圓軌道運動，需要一個指向圓心的力，這個力就是太陽對行星的吸引力B．行星運動的半徑越大，其做圓周運動的運動周期越大C．行星運動的軌道是一個橢圓D．任何兩個物體之間都存在太陽和行星之間存在的這種類型的引力答案：AD解析：牛頓認為任何方式改變速度都需要力(這種力存在于任何兩物體之間)，行星沿圓或橢圓運動，需要指向圓心或橢圓焦點的力，這個力是太陽對它的引力。6．關(guān)于太陽與行星間的引力，下列說法正確的是()A．神圣和永恒的天體做勻速圓周運動無需要原因，因為圓周運動是最美的B．行星繞太陽旋轉(zhuǎn)的向心力來自太陽對行星的引力C．牛頓認為物體運動狀態(tài)發(fā)生改變的原因是受到力的作用。行星圍繞太陽運動，一定受到了力的作用D．牛頓把地面上的動力學(xué)關(guān)系應(yīng)用到天體間的相互作用，推導(dǎo)出了太陽與行星間的引力關(guān)系答案：BCD解析：任何做曲線運動的物體都需要外力的作用，行星繞太陽旋轉(zhuǎn)的向心力來自太陽對行星的引力，A錯，B、C、D對。7．關(guān)于太陽與行星間引力F＝Geq\f(Mm,r2)，下列說法中正確的是()A．公式中的G是引力常量，是人為規(guī)定的B．這一規(guī)律可適用于任何物體間的引力C．太陽與行星的引力是一對平衡力D．檢驗這一規(guī)律是否適用于其他天體的方法是比較觀測結(jié)果與推理結(jié)果的吻合性答案：BD解析：公式中的G是由相互作用力的性質(zhì)決定的，不是人為規(guī)定的；理論推理的結(jié)果是否具有普遍性要通過應(yīng)用于實際問題來檢驗。二、非選擇題8．與行星繞太陽運動一樣，衛(wèi)星之所以能繞地球運動也同樣是因為它受到地球的引力。一位同學(xué)根據(jù)向心力F＝meq\f(v2,r)說，如果人造衛(wèi)星質(zhì)量不變，當軌道半徑增大到2倍時，人造衛(wèi)星需要的向心力減為原來的1/2；另一位同學(xué)根據(jù)引力公式F∝eq\f(Mm,r2)推斷，當軌道半徑增大到2倍時，人造衛(wèi)星受到的向心力減小為原來的1/4。這兩個同學(xué)中誰說的對？為什么？答案：第二位同學(xué)說的對。解析：要找到兩個變量之間的關(guān)系，必須是在其他量一定的條件下才能確定。衛(wèi)星做圓周運動需要的向心力的變化情況由公式F＝meq\f(v2,r)來判斷，它取決于衛(wèi)星的速度和半徑的變化關(guān)系，而衛(wèi)星運動受到的向心力的變化情況則由公式F∝eq\f(Mm,r2)來判斷，它的變化情況取決于衛(wèi)星與中心天體間的距離。第二位同學(xué)說的對，第一位同學(xué)說的錯。因為根據(jù)向心力公式F＝meq\f(v2,r)，只有當運動速率v一定時，需要的向心力F才與軌道半徑r成反比。根據(jù)開普勒定律可知，衛(wèi)星的速率將隨軌道半徑的增大而減小，所以向心力F不與軌道半徑r成反比；另外，由于星體的質(zhì)量為定值，由行星與太陽間的引力公式可知，衛(wèi)星受到的引力F將與衛(wèi)星軌道半徑的平方r2成反比。能力提升一、選擇題(1～3題為單選題，4、5題為多選題)1．下面關(guān)于太陽對行星的引力的說法正確的是()A．太陽對行星的引力大于行星做勻速圓周運動的向心力B．太陽對行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正比，與行星和太陽間的距離成反比C．太陽對行星的引力是由實驗得出的D．太陽對行星的引力規(guī)律是由開普勒定律和行星繞太陽做勻速圓周運動的規(guī)律推導(dǎo)出來的答案：D解析：太陽對行星的引力提供行星做圓周運動的向心力，太陽與行星間的引力F∝eq\f(Mm,r2)，由此可知A、B錯誤。太陽對行星的引力規(guī)律是由開普勒定律和行星繞太陽做勻速圓周運動的規(guī)律推導(dǎo)出來的，故D正確，C錯誤。2．兩個行星的質(zhì)量分別為m1和m2，繞太陽運行的軌道半徑分別是r1和r2，若它們只受太陽引力的作用，那么這兩個行星的向心加速度之比為()A．1 B．eq\f(m1r1,m2r2)C．eq\f(m1r2,m2r1) D．eq\f(r\o\al(2,2),r\o\al(2,1))答案：D解析：設(shè)行星m1、m2的向心力分別是F1、F2，由太陽與行星間的作用規(guī)律可得F1∝eq\f(m1,r\o\al(2,1))、F2∝eq\f(m2,r\o\al(2,2))，則a1＝eq\f(F1,m1)、a2＝eq\f(F2,m2)，故eq\f(a1,a2)＝eq\f(r\o\al(2,2),r\o\al(2,1))，D選項正確。3．在地球赤道上的A點處靜止放置一個小物體，現(xiàn)在設(shè)想地球?qū)π∥矬w的引力突然消失，則在數(shù)小時內(nèi)小物體相對地面A處來說，將()A．原地不動，物體對地面的壓力消失B．向上并逐漸偏向西飛去C．向上并逐漸偏向東飛去D．一直垂直向上飛去答案：B解析：由于地球?qū)ξ矬w的引力，物體與地球保持相對靜止；地球在自西向東轉(zhuǎn)動，物體也是這樣，且越靠近地球，物體轉(zhuǎn)動的角速度越大。一旦地球?qū)ξ矬w的引力突然消失，這個物體就會做離心運動，故選B。4．下列說法正確的是()A．研究物體的平拋運動是根據(jù)物體所受的力去探究物體的運動情況B．研究物體的平拋運動是根據(jù)物體的運動去探究物體的受力情況C．研究行星繞太陽的運動是根據(jù)行星的運動去探究它的受力情況D．研究行星繞太陽的運動是根據(jù)行星的受力情況去探究行星的運動情況答案：AC解析：平拋運動是初速度沿水平方向，物體只在重力作用下的運動，是根據(jù)物體所受的力去探究物體運動的規(guī)律。而行星繞太陽的運動規(guī)律是觀測得出的，是根據(jù)行星繞太陽的運動規(guī)律探究行星的受力情況。5．根據(jù)開普勒定律和圓周運動的知識知，太陽對行星的引力F∝eq\f(m,r2)，行星對太陽的引力F′∝eq\f(M,r2)，其中M、m、r分別為太陽的質(zhì)量、行星的質(zhì)量和太陽與行星間的距離。下列說法正確的是()A．由F∝eq\f(m,r2)和F′∝eq\f(M,r2)知F∶F′＝m∶MB．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答案：BD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太陽做圓周運動的向心力，故正確選項為B、D。二、非選擇題6．事實證明，行星與恒星間的引力規(guī)律也適用于其他物體間，已知地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍，宇宙飛船從地球飛往月球，當飛至某一位置時(如圖)，宇宙飛船受到地球與月球引力的合力為零。問：此時飛船在空間什么位置？(已知地球與月球中心間距離是3.84×105答案：在地球與月球的連線上，距地球球心3.46×10解析：把宇宙飛船作為研究對象，找出飛船所受合力為零的原因是解題的關(guān)鍵。設(shè)地球、月球和飛船的質(zhì)量分別為M地、M月和m，x表示飛船到地球球心的距離，則F月＝F地，即eq\f(GM地m,x2)＝eq\f(GM月m,l－x2)，代入數(shù)據(jù)解得x＝3.46×108m。7．開普勒行星運動第三定律指出：行星繞太陽運動的橢圓軌道的半長軸a的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比，即eq\f(a3,T2)＝k，k是一個對所有行星都相同的常量。將行星繞太陽的運動按圓周運動處