高中物理 第六章 万有引力与航天复习试卷4 新人教版必修2.doc

第六章 万有引力与航天（45分钟完成）1航天技术的不断发展，为人类探索宇宙创造了条件。1998年1月发射的“月球勘探者号”空间探测器，运用最新科技手段对月球进行近距离勘探，在月球重力分布、磁场分布及元素测定等方面取得了最新成果。探测器在一些环形山中央发现了质量密集区，当飞越这些重力异常区域时（ ）a探测器受到的月球对它的万有引力将变大 b探测器运行的轨道半径将变大 c探测器飞行的速度将变大d探测器飞行的速度将变小2两大小相同的实心均匀小铁球紧靠在一起时，它们之间的万有引力为f。若两个半径为实心小铁球两倍的实心均匀大铁球紧靠在一起，则它们之间的万有引力为（ ）a2fb4f c8fd16f3以下说法中正确的是（ ）a质量为m的物体在地球上的任何地方，其重力都相等 b把质量为m的物体从地面移到高空上，其重力变小c同一物体在赤道处的重力比两极处重力大d同一物体在任何地方其质量都是相同的4两个行星的质量分别为m1、m2，它们绕太阳运动的轨道半径分别为r1、r2，如果m12m2， r14r2，那么它们的周期之比t1t2是（ ）a21b41 c81d1615如图1所示，两球的半径均小球r，两球质量均匀分布，大小分别为m1、m2，则两球间的万有引力的大小为（ ）r1r2r图1ab cd6木星绕太阳运转的周期为地球绕太阳运转周期的12倍，则木星绕太阳运转的轨道半径约为地球绕太阳运转的轨道半径的_倍。 7地球半径r6400km，地球表面的重力加速度g9.8m/s2，不考虑地球自转的影响，地球的质量m_kg，地球的平均密度_ kg/m3。（引力常量g6.671011nm2/kg2。）8设想把物体放到地球的球心处，则此物体与地球间的万有引力是_（将地球看作质量分布均匀的球体）。9一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该星球表面的圆形轨道时仅受引力作用绕行数圈后，着陆在该行星上。飞船上备有以下实验器材：a精确秒表一个；b已知质量为m的物体一个；c弹簧秤一个；d天平一个。已知宇航员在绕行时及着陆后各做一次测量。依照测量数据，可求出该星球的半径r及星球的质量m（已知引力常量为g）（1）两次测量所选用的器材分别为_、_（填序号）（2）两次测量的物理量分别是_、_。（3）用测量的物理量写出半径r及质量m的表达式：r_；m_。10月球的半径是地球半径的，质量是地球质量的，在地球上质量为60kg的人，如果到月球上，他的重力是多大？（不考虑天体自转对重力的影响，地球表面的重力加速度g9.8m/s2）11地球的质量为m5.981024kg，极半径r16357km，赤道半径r26378km，地球的自转周期t24h，引力常量g6.671011nm2/kg2。求：（1）在两极和赤道上质量是1kg的物体随地球自转时需要的向心力；（2）这个物体在两极和赤道上的重力；（3）赤道和两极处的重力加速度。op图212如图2所示，在半径为r，质量为m的均匀铅球中，挖出一个半径为的球形空穴。在距球心o为d的地方有一个质量为m的质点。求空穴铅球与质点之间的万有引力。13已知月球质量是地球质量的，月球半径是地球半径的。（1）在月球和地球表面附近，以同样的初速度分别竖直上抛一个物体时，上升的最大高度之比是多少？（2）在距月球和地球表面相同高度处（此高度较小），以同样的初速度分别水平抛出一个物体时，物体的水平射程之比为多少？14已知地球与火星的质量比m1m291，半径比r1r221。现用一根绳子水平拖动放在地球表面木板上的箱子，设箱子与木板间的动摩擦因数为0.5。在地球上拖动时，能获得10m/s2的最大加速度，将箱子、木板、绳子放到火星上，仍用同样的方式拖动木箱。求此木箱能获得的最大加速度。（已知地球表面的重力加速度g10m/s2）参考答案1【答案】ac【点拨】根据万有引力定律知，探测器经过质量密集区时，探测器受到的月球对它的万有引力将变大，a正确；由于万有引力变大，大于探测器绕月球做圆周运动的向心力，探测器将向内侧轨道偏移，半径变小，b错误；进入内侧轨道，万有引力使探测器速率变大，c正确，d错误。2【答案】d【点拨】设小铁球的半径为r，质量为m，均匀铁球可看作质量集中在球心的质点，则两小铁球之间的万有引力为：；大铁球的半径是小铁球的两倍，所以大铁球的质量和小铁球的质量的关系是：m8m，因此两大铁球之间的万有引力为：，d正确。3【答案】bd【点拨】由于地球的自转，同一物体在地球上不同位置处的重力不同，在赤道处的重力最小，在两极处的重力最大，a、c错误；把质量为m的物体从地面移到高空上，物体距地心的距离变大，地球对物体的万有引力变小，物体的重力变小，b正确；同一物体的质量不随地理位置而变，d正确。4【答案】c【点拨】周期与行星的质量无关，根据开普勒第三定律，有，得t18t2，c正确。5【答案】d【点拨】质量分布均匀的球体等效为质量集中在球心的质点，两球球心间的距离为rr1r2，根据万有引力定律知，两球间的万有引力的大小为，d正确。6【答案】5.24【点拨】根据开普勒第三定律，有，已知t112t2，得r15.24r2。7【答案】6.021024kg；6.48103 kg/m3。【点拨】地面物体的重力等于地球对物体的万有引力，有，得地球的质量6.021024kg；地球的平均密度6.48103 kg/m3。8【答案】0【点拨】将地球分割成无数个质点，根据对称性可知，所有质点对地球球心处的物体的万有引力相互抵消，所以物体与地球间的万有引力为零。9【答案】（1）a、c；（2）用秒表测出飞船在行星表面飞行的周期t；用弹簧秤测出已知质量的物体在行星表面处的重力f；（3）；。【点拨】在行星表面，对已知质量的物体有：；对绕行星表面飞行的飞船有：，联立解得r、m值。10【答案】104.8n【点拨】在地球表面，人的重力为：；在月球表面，人的重力为：，结合已知条件，联立两式解得：g1104.8n。11【答案】（1）f极0，f赤3.4102n；（2）g极9.846n，g赤9.771n；（3）g极9.846m/s2，g赤9.771m/s2。【点拨】（1）地球自转时，两极处物体在不动，向心力为零，f极0；赤道处：f赤3.4102n。（2）两极处物体的重力等于地球对它的万有引力，g极9.846n；赤道处物体的重力等于地球对它的万有引力与向心力之差，g赤9.771n。（3）g极mg极，g赤mg赤，得： g极9.846m/s2，g赤9.771m/s2。12【答案】【点拨】挖出空穴前，完整铅球与质点间的万有引力为；挖出小球的质量，小球与质点间的万有引力为，所以空穴铅球与质点之间的万有引力为：f。13【答案】（1）5.61 ；（2）2.371【解析】（1）在月球和地球表面附近竖直上抛的物体都做匀减速直线运动，其上升的最大高度分别为：h，h0式中g和g0是月球表面和地球表面附近的重力加速度，根据万有引力定律得：，于是得上升的最大高度之比为：81()25.61。（2）设抛出点的高度为h，初速度为v0，在月球和