高中物理必修2第六章《万有引力与航天》全章新课教学课时同步强化训练汇总附详细参考答案文档格式.docx

高中物理必修2第六章《万有引力与航天》全章新课教学课时同步强化训练汇总附详细参考答案文档格式.docx

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（40分钟　50分）

一、选择题（本题包括6小题,每小题5分,共30分。

每小题至少一个选项正确）

1.关于行星绕太阳运动,下列说法中正确的是　（　　）

A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动

B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处

C.离太阳越近的行星的自转周期越长

D.所有行星的轨道半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等

2.如图所示是行星m绕恒星M运动情况的示意图,下列说法正确的是　（　　）

A.速度最大点是B点

B.速度最小点是C点

C.m从A到B做减速运动

D.m从B到A做减速运动

3.理论和实践证明,开普勒定律不仅适用于太阳系中的天体运动,而且对一切天体（包括卫星绕行星的运动）都适用。

下面对于开普勒第三定律的公式=k的说法正确的是　（　　）

A.公式只适用于轨道是椭圆的运动

B.式中的k值,对于所有行星（或卫星）都相等

C.式中的k值,只与中心天体有关,与绕中心天体旋转的行星（或卫星）无关

D.若已知月球与地球之间的距离,根据公式可求出地球与太阳之间的距离

4.关于开普勒第三定律=k,下列说法中正确的是　（　　）

A.公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运行的行星

B.公式适用于宇宙中所有围绕星球运行的行星（或卫星）

C.式中的k值,对所有的行星（或卫星）都相等

D.围绕不同星球运行的行星（或卫星）,其k值不同

5.某一人造卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道半径为月球绕地球轨道半径的,则此卫星运行的周期大约是　（　　）

A.1～4天之间　　　　　B.4～8天之间

C.8～16天之间D.16～20天之间

6.地球到太阳的距离为水星到太阳距离的2.6倍,那么地球和水星绕太阳运行的线速度之比为（设地球和水星绕太阳运行的轨道为圆）

（　　）

A.　　B.　　

C.　　D.

二、计算题（本大题共2小题,共20分。

要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位）

7.（9分）地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位,叫做一个天文单位,用来量度太阳系内天体与太阳的距离。

已知火星公转的周期是1.84年,根据开普勒第三定律,火星公转轨道半径是多少个天文单位的长度?

将地球和火星绕太阳公转的轨道近似成圆形轨道。

8.（11分）飞船沿半径为R的圆周绕地球运动的周期为T,地球半径为R0,若飞船要返回地面,可在轨道上某点A处将速率降到适当的数值,从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行,椭圆与地球表面在B点相切,求飞船由A点到B点所需要的时间?

6.1《行星的运动》课时同步强化训练详细参考答案

1.【解析】选D。

由开普勒第一定律知,所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上,不同行星的椭圆轨道不同,A、B错误;

由开普勒第三定律知半长轴越小的行星运动周期越短,与行星的自转周期无关,C错误,D正确。

2.【解析】选C。

由开普勒第二定律可知,行星m在近恒星点时运行速度最大,因此,A、B错误;

行星由A向B运动的过程中,行星与恒星的连线变长,其速度减小,故C正确;

行星由B向A运动的过程中,速度增大,D错误。

3.【解析】选C。

如果行星和卫星的轨道为圆轨道,公式=k也适用,但此时公式中的a为轨道半径,故A错;

比例系数k是一个由中心天体决定而与行星无关的常量,但不是恒量,不同的星系中,k值不同,故B错,C对;

月球绕地球转动的k值与地球绕太阳转动的k值不同,D错。

4.【解析】选B、D。

开普勒第三定律=k适用于所有天体,即适用于行星围绕恒星和卫星围绕行星的运转,故A错误,B正确;

式中的常数k是由中心天体决定的,同一中心天体k值相同,不同的中心天体,k值不同,故C错误,D正确。

5.【解析】选B。

根据开普勒第三定律可得=,即T卫=,又因为T月≈27天,所以T卫=天≈5.2天,故B选项正确。

6.【解析】选C。

设地球绕太阳运转的半径为R1,周期为T1,水星绕太阳运转的半径为R2,周期为T2,由开普勒第三定律有==k,因地球和水星都绕太阳做匀速圆周运动,有T1=,T2=,联立上面三式解得:

===。

7.【解析】设地球和火星的轨道半径分别为r1、r2,公转周期分别为T1、T2。

根据开普勒第三定律:

=,得r2=·

r1=1.5（个天文单位）。

答案:

1.5

【总结提升】开普勒第三定律的应用

（1）开普勒第三定律描述了行星半长轴与周期的关系,可用于行星周期或行星与中心天体距离的计算。

计算时需注意:

k值是由中心天体决定的,绕同一中心天体运动的星体k值相同。

（2）若将天体的运动看成圆周运动,则开普勒第三定律可表述为:

天体轨道半径R的三次方跟它的公转周期T的二次方的比值为常数,即=k,利用该式,可计算行星的周期或轨道半径。

8.【解析】当飞船做半径为R的圆周运动时,由开普勒第三定律:

=k

当飞船返回地面时,从A处降速后沿椭圆轨道至B。

设飞船沿椭圆轨道运动的周期为T'

椭圆的半长轴为a,则=k

可解得:

T'

=·

T

由于a=,由A到B的时间t=

所以t=·

T=答案:

6.2《太阳与行星间的引力》

课时同步强化训练

1.关于太阳与行星间的引力,下列说法正确的是　（　　）

A.神圣和永恒的天体做匀速圆周运动无需原因,因为圆周运动是最完美的

B.行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的引力

C.牛顿认为物体运动状态发生改变的原因是受到力的作用。

行星围绕太阳运动,一定受到了力的作用

D.牛顿把地面上的动力学关系应用到天体间的相互作用,推导出了太阳与行星间的引力关系

2.对于太阳与行星间的引力及其表达式F=G,下列说法正确的是　（　　）

A.公式中G为比例系数,与太阳、行星有关

B.太阳、行星彼此受到的引力总是大小相等

C.太阳、行星彼此受到的引力是一对平衡力,合力为零,M、m都处于平衡状态

D.太阳、行星彼此受到的引力是一对相互作用力

3.太阳对行星的引力提供了行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力,这个向心力的大小　（　　）

A.与行星距太阳的距离成正比

B.与行星距太阳的距离成反比

C.与行星运动的速率的平方成正比

D.与行星距太阳的距离的平方成反比

4.一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球绕太阳做匀速圆周运动的半径的4倍,则这颗小行星公转的周期是　（　　）

A.4年　　B.6年　　C.8年　　D.9年

5.地球对月球具有相当大的引力,可它们没有靠在一起,这是因为　（　　）

A.不仅地球对月球有引力,而且月球对地球也有引力,这两个力大小相等,方向相反,互相抵消了

B.不仅地球对月球有引力,而且太阳系中的其他星球对月球也有引力,这些力的合力为零

C.地球对月球的引力还不算大

D.地球对月球的引力不断改变月球的运动方向,使得月球围绕地球运动

6.两颗行星的质量分别为m1和m2,它们绕太阳运行的轨道半径分别是r1和r2,若它们只受太阳引力的作用,那么这两颗行星的向心加速度之比为　（　　）

A.1　　　B.　　　C.　　　D.

7.（10分）开普勒行星运动第三定律指出:

行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比,即=k,k是一个对所有行星都相同的常量。

将行星绕太阳的运动按圆周运动处理,请你推导出太阳系中该常量k的表达式。

已知引力常量为G,太阳的质量为M太。

8.（10分）已知木星质量大约是地球质量的320倍,木星绕日运行轨道的半径大约是地球绕日运行轨道半径的5.2倍,试求太阳对木星和对地球引力大小之比。

课时同步强化训练详细参考答案

1.【解析】选B、C、D。

任何做曲线运动的物体都需要外力的作用,行星绕太阳旋转的向心力来自太阳对行星的引力,A错,B、C、D对。

2.【解析】选B、D。

太阳与行星间引力表达式F=G中的G为比例系数,与太阳、行星都没有关系,A错误;

太阳与行星间的引力分别作用在两个物体上,是一对作用力和反作用力,不能进行合成,B、D正确,C错误。

3.【解析】选D。

太阳对行星的引力提供行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力,而太阳对行星的引力大小与行星的质量成正比,与行星距太阳的距离的二次方成反比,故A、B、C错误,D正确。

4.【解析】选C。

行星绕太阳做匀速圆周运动的向心力由太阳对行星的引力提供,由牛顿第二定律得:

G=m,解得T=2π,故===,解得T星=8T地=8×

1年=8年,因此C正确。

5.【解析】选D。

地球对月球的引力和月球对地球的引力是相互作用力,作用在两个物体上不能相互抵消,A错。

地球对月球的引力提供了月球绕地球做圆周运动的向心力,从而不断改变月球的运动方向,所以B、C错,D对。

6.【解析】选D。

设行星m1、m2的向心力分别为F1、F2,由太阳与行星之间的作用规律可得:

F1∝,F2∝,而a1=,a2=,故=,D正确。

7.【解析】因行星绕太阳做匀速圆周运动,于是轨道半长轴a即为轨道半径r,根据太阳与行星间的引力公式和牛顿第二定律有G=m行（）2r,于是有=M太,即k=M太。

k=M太

【总结提升】引力公式F=G的应用

（1）太阳与行星间的引力关系也适用于行星与表面物体之间,知道行星与物体间的引力F=G,即可求解。

（2）应用公式F=G计算行星与物体间引力时,M表示行星的质量,m表示行星表面物体的质量,r表示行星和物体间的距离,在运用公式时,一定要注意到r的大小变化情况。

8.【解题指南】求解本题时应注意以下两点:

（1）太阳对木星的引力和太阳对地球的引力遵守相同的规律。

（2）太阳对行星的引力F与三个因素M、m、r有关。

【解析】设地球质量为m,则木星质量为320m,设地球绕日运行轨道半径为r,则木星绕日运行轨道半径为5.2r,则有:

太阳对地球的引力:

F1=

太阳对木星的引力:

F2=

因此引力大小之比为=≈。

11.8∶1

6.3《万有引力定律》

1.牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据,运用严密的逻辑推理,建立了万有引力定律。

在创建万有引力定律的过程中,牛顿　（　　）

A.接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想

B.根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实,得出物体受地球的引力与其质量成正比,即F∝m的结论

C.根据F∝m和牛顿第三定律,分析了地月间的引力关系,进而得出F∝m1m2