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    物理沪科版必修第二册 4.1从托勒密到开普勒优选作业

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    沪科版 (2019)必修 第二册4.1 从托勒密到开普勒同步训练题

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    这是一份沪科版 (2019)必修 第二册4.1 从托勒密到开普勒同步训练题,共13页。试卷主要包含了判断下列说法的正误,两质点质量分别为m1,未来在一个未知星球上用如图所示等内容,欢迎下载使用。
    【精品】4.1从托勒密到开普勒-1优选练习一.填空题1.一名宇航员来到一个星球上,如果该星球的质量是地球质量的一半,它的直径也是地球直径的一半,那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力的___________倍;2.判断下列说法的正误。(1)万有引力不仅存在于天体之间,也存在于普通物体之间。(____)(2)牛顿发现了万有引力定律,并测出了引力常量。(____)(3)质量一定的两个物体,若距离无限小,它们间的万有引力趋于无限大。(____)(4)由于太阳质量大,太阳对行星的引力大于行星对太阳的引力。(____) 3.两质点质量分别为m1.m2,距离为r,两质点间的万有引力大小为F。当两质点质量不变,距离变为原来的时两质点间的万有引力大小为_____F;当两质点距离变成原来的2倍,同时两质点的质量也都变为原来的2倍。两质点间万有引力大小为____F4.两颗人造地球卫星,它们的质量之比m1:m2=1:2,它们的轨道半径之比R1:R2=1:4,那么它们所受的向心力之比F1:F2=__________;它们的角速度之比ω1:ω2=__________。5.在牛顿发现了万有引力定律100多年以后,_______在实验室里测出了引力常量G,并利用其测出的G,估算出了地球的质量,因此该科学家被称为第一个能称量地球质量的人;如果地球半径为R,重力加速度为g,引力常量为G,则地球质量M=_______6.设想宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行。在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动,宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t。为了测月球质量与半径,飞船的登月舱在月球上着陆后,遥控机器人利用所携带的仪器又进行了相关测量。(已知万有引力常量为G(1)假设在飞船上备有以下实验器材:A. 计时表一只                B. 弹簧测力计一个C. 已知质量为m的物体一个    D. 天平一只(附砝码一盒)请说明,在月球表面飞船着陆后,机器人应利用什么仪器测量出哪些物理量________(请在作答时标明每个物理量对应的字母)(2)请用上述测量的物理量和题目给出的已知量表示月球半径和质量________7.所谓的地球第一宇宙速度的大小为____________,它是人造地球卫星的_______发射速度,也是卫星绕地球运动的________环绕速度。(填最小最大   
    8.若知道某星球表面的______和星球______,可计算出该星球的质量. 9.未来在一个未知星球上用如图(a)所示装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝,当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断,小球由于惯性向前飞出作平抛运动。现对小球的平抛运动用频闪数码照相机连续拍摄。在有坐标纸的背景屏前,拍下了小球做平抛运动过程中的多张照片,经合成后,照片如图(b)所示。abcd为连续四次拍下的小球位置,已知照相机连续拍照的时间间隔是0.10s,照片大小如图中坐标所示,又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为1∶4,则:1)由以上信息,可知a________(填“是”或“不是”)小球的抛出点;2)由以上信息,可以推算出该星球表面的重力加速度为________m/s2;如果该星球的密度与地球相同,则该星球的半径是地球半径的________倍(已知地球表面重力加速度为10m/s2)。3)由以上信息可以算出小球平抛的初速度是______m/s4)由以上信息可以算出小球运动到b点时的速度是______m/s(该空用根号表示结果)。10.木星到太阳的距离约等于地球到太阳距离的5.2倍.已知地球在轨道上的公转速度为,则木星在轨道上的速度等于_________ 11.2021年10月16日,神舟十三号载人飞船顺利将3名航天员送入太空。设飞船在预定轨道处由地球产生的重力加速度大小为g1,地球表面重力加速度大小为g,则g1______g(选填“>”.“=”或“<”);飞船在低轨道绕地球运动时的速率比它在高轨道运动时的速率______。(选填“大”或“小”)12.嫦娥五号取壤返回地球,完成了中国航天史上的一次壮举。如图所示为嫦娥五号着陆地球前部分轨道的简化示意图,其中I是月地转移轨道,在P点由轨道I变为绕地椭圆轨道Ⅱ,在近地点Q再变为绕地椭圆轨道Ⅲ。在轨道Ⅱ运行时,嫦娥五号在Q点的机械能________在P点的机械能。嫦娥五号沿轨道Ⅱ运行时经过Q点的速度________沿轨道Ⅲ运行时经过Q点的速度。(选填“大于”“小于”“等于”)13.万有引力定义式F=___________引力常数G=___________ 单位___________14.如图,一个质量均匀分布的半径为R的球体对球外质点P的万有引力为F。如果在球体中央挖去半径为r=0.5R的一部分球体,则原球体剩余部分对质点P的万有引力大小为______;
     15.飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近行星表面的圆形轨道,在引力的作用下绕行数圈后着陆,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.弹簧测力计一只    D.天平一台(附砝码)已知宇航员在绕行时和着陆后各做了一次测量,依据测量数据,可求出该行星的半径R.行星质量M。(已知万有引力常量为G(1)两次测量所选用的器材分别为_____.______(填写仪器前的字母代号);(2)两次测量的物理量分别是_____.______(用文字和符号表示);(3)用以上数据写出半径R的表达式:______(用以上的物理量符号表示)。16.甲.乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动,则两颗星运动的角速度之比为___________,向心加速度之比为_________。
     17.一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星,并进入靠近行星表面的圆形轨道绕行数圈后,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.弹簧测力计一个            D.天平一台(附砝码)已知宇航员在绕行时测量了绕行一圈的周期T和着陆后测量了物体重力F,依据测量数据,可求出该行星的半径R和行星质量M(1)绕行时和着陆时都不需要的测量器材为______________(用序号ABCD表示)。(2)其中______________;______________。18.两颗人造地球卫星,它们的质量之比为m1m2=1:2,它们的轨道半径之比R1R2=1:3,那么它们所受的向心力之比F1F2=______;向心加速度之比a1a2=______。
    参考答案与试题解析1.【答案】2【解析】解:设地球质量为M,半径为R,宇航员的质量为m,由万有引力定律,可得地球对宇航员的引力该星球对宇航员的引力则有2.【答案】                【解析】3.【答案】4    1    【解析】【来源】云南省昆明师范专科学校附属中学2020-2021学年高一(下)期中物理试题(文) [1] 质量分别为m1.m2,距离为r,两质点间的万有引力大小为F,则两质点质量不变,距离变为原来的时两质点间的万有引力[2] 两质点距离变成原来的2倍,同时两质点的质量也都变为原来的2倍,两质点间万有引力4.【答案】8:1    8:1    【解析】①人造地球卫星所受的万有引力提供向心力,即所以②人造地球卫星所受的万有引力提供向心力,即所以5.【答案】卡文迪许        【解析】【来源】湖南省邵阳市隆回县2019-2020学年高一(下)期末物理试题 【分析】【详解】[1]在牛顿发现了万有引力定律100多年以后,卡文迪许在实验室里测出了引力常量G,并利用其测出的G,估算出了地球的质量,因此该科学家被称为第一个能称量地球质量的人[2]设地球表面上一物体的质量为m,根据地球表面的物体受到的重力等于万有引力,有解得6.【答案】    ①. BC,机器人在月球上用弹簧秤竖直悬挂物体,静止时读出弹簧秤的读数F,即为物体在月球上所受重力的大小,需测量物体在月球表面的重力F    ②. 【解析】【详解】(1)[1]机器人在月球上用弹簧秤竖直悬挂物体,静止时读出弹簧秤的读数F,即为物体在月球上所受重力的大小,即选BC。(2)[2]在月球上忽略月球的自转可知飞船在绕月球运行时,因为是靠近月球表面,故近似认为其轨道半径为月球的半径R,由万有引力提供飞船做圆周运动的向心力可知联立解得7.【答案】7.9    最小    最大    【解析】 【分析】【详解】[1]根据引力提供向心力,则有联立得[2]物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度,在地面附近发射飞行器,如果速度等于7.9km/s,飞行器恰好做匀速圆周运动,如果速度小于7.9km/s,就出现万有引力大于飞行器做圆周运动所需的向心力,做近心运动而落地,所以发射速度不能小于7.9km/s[3]由公式可知,轨道半径越大,速度越小,故第一宇宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度 8.【答案】重力加速度    半径    【解析】9.【答案】    8    0.8    0.8        【解析】(1)[1]因为竖直方向上相等时间内的位移之比为1357,符合初速度为零的匀变速直线运动特点,因此可知a点的竖直分速度为零,a点为小球的抛出点。(2)[2]由照片的长度与实际背景屏的长度之比为14可得乙图中正方形的边长l=4cm竖直方向上有解得[3]由物体在星球表面星球密度解得由于该星球的密度与地球相同,又可得则该星球的半径是地球半径的0.8倍。(3)[4]水平方向小球做匀速直线运动,因此小球平抛运动的初速度为(4)[5]b点竖直方向上的分速度10.【答案】13【解析】[1]根据万有引力提供向心力所以11.【答案】    ①. <    ②. 大【解析】【详解】[1]根据因飞船在预定轨道处的轨道半径大于地球的半径,可知飞船在预定轨道处由地球产生的重力加速度大小g1小于地球表面重力加速度大小g,即g1<g [2]根据可得可知,飞船在低轨道绕地球运动时的速率比它在高轨道运动时的速率大。12.【答案】等于    大于    【解析】【来源】福建省莆田市第一中学2020-2021学年高一(下)期中物理试题 [1]嫦娥五号在轨道Ⅱ运行时,只受到地球对其万有引力的作用,则只有万有引力对其做功,动能与引力势能相互转化,机械能守恒,因此嫦娥五号在Q点的机械能与在P点的机械能相等。[2]嫦娥五号由较低的轨道Ⅲ向较高的轨道Ⅱ在Q点变轨时,需要加速实现变轨,那么变轨之后在轨道Ⅱ经过Q点的速度必然要大于变轨之前在轨道Ⅲ经过Q点的速度。13.【答案】G    6.67×10-11    N·m2/kg2    【解析】【来源】新疆喀什巴楚县第一中学2020-2021学年高一(下)期中物理试题 [1] 根据定义,万有引力定义式为[2]根据测量,引力常数为[3]引力常数的单位为N·m2/kg214.【答案】
     【解析】【来源】甘肃省酒泉市青海油田第一中学2020-2021学年高一(下)期中考试物理试题 设球体质量为M,质点P的质量为m,质点P与球心间距为L;在球体中央挖去半径为0.5R的一部分球体,根据体积公式挖去部分的体积为原来体积的 ,故挖去质量为总质量的 ,设想先将球补上,万有引力为:该引力为两个部分的万有引力之和,故为:联立解得: 15.【答案】A    BC    周期T    物体重力FG        【解析】【来源】新疆和田地区皮山县高级中学2020-2021学年高一(下)期中物理试题 (1) [1][2]在星球表面重力等于万有引力,有在靠近行星表面的圆形轨道,卫星运动过程中,万有引力等于向心力由以上两式解得由弹簧秤测量物体的重力,平衡条件可得弹簧秤的示数,因而需要用秒表测量周期T,用弹簧秤测量质量为m物体的重力;故选择:A;BC;(2)[3][4]由第一问分析可知,需要要用秒表测量周期T;用弹簧秤测量质量为m物体的重力FG(3)[5]由第一问分析可知16.【答案】        【解析】【来源】2021届上海市交通大学附属中学高三(下)综合测试物理试题(四) [1][2]万有引力提供向心力可得17.【答案】    (1). D    (2).     (3). 【解析】【分析】【详解】(2)[2][3]飞船在靠近行星表面的圆形轨道上运行时,可认为重力作为向心力,设飞船质量为m0,有对于在轨道上的飞船,万有引力等于向心力着陆后测量物体重力联立可解得行星的半径为行星的质量为(1)[1]需要用精确秒表测量周期T,用弹簧测力计测量已知质量为m的物体重力F,不需要天平,D正确。故选D。18.【答案】92    91    【解析】【来源】黑龙江省哈尔滨市龙涤中学2020-2021学年高一(下)期中物理试题 人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m.轨道半径为R.地球质量为M,有[1]它们所受的向心力之比[2]向心加速度之比 

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