高中物理必修2天体运动专项练习带答案解析

一．选择题（共11小题）

1．假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体．一矿井深度为d．已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为（　　）

A．1﹣    B．1+    C．（）2    D．（）2

2．假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G．则地球的密度为（　　）

A．    B．

C．    D．

3．质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为Ep=﹣，其中G为引力常量，M为地球质量．该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为（　　）

A．GMm（﹣）    B．GMm（﹣）

C．（﹣）    D．（﹣）

4．如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2，则（　　）

A．=    B．=    C．=（）2    D．=（）2

5．宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为（　　）

A．0    B．    C．    D．

6．研究火星是人类探索向火星移民的一个重要步骤．设火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，火星轨道在地球轨道外侧，如图所示，与地球相比较，则下列说法中正确的是（　　）

A．火星运行速度较大    B．火星运行角速度较大

C．火星运行周期较大    D．火星运行的向心加速度较大

7．如图所示，有M和N两颗质量相等的人造地球卫星，都环绕地球做匀速圆周运动．这两颗卫星相比较（　　）

A．M的环绕周期较小    B．M的线速度较小

C．M的角速度较大    D．M的机械能较大

8．“嫦娥二号”环月飞行的高度为100km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加详实．若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示．则（　　）

A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”大

B．“嫦娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”小

C．“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”大

D．“嫦娥二号”环月运行的向心力与“嫦娥一号”相等

9．以下是力学中的三个实验装置，由图可知这三个实验同的物理思想方法是（　　）

A．极限的思想方法    B．放大的思想方法

C．控制变量的方法    D．猜想的思想方法

10．若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2：．已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R．由此可知，该行星的半径约为（　　）

A．R    B．R    C．2R    D．R

11．2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空．该卫星将在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；最终在月球表面实现软着陆．若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响．则（　　）

A．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为

B．月球的第一宇宙速度为

C．“嫦娥三号”降落月球时，通常使用降落伞减速从而实现软着陆

D．物体在月球表面自由下落的加速度大小为

2017年01月17日阿甘的高中物理组卷

参与试题解析

一．选择题（共11小题）

1．（2012•新课标）假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体．一矿井深度为d．已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为（　　）

A．1﹣    B．1+    C．（）2    D．（）2

【解答】解：令地球的密度为ρ，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：g=，由于地球的质量为：M=，所以重力加速度的表达式可写成：

g==．

根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，固在深度为d的井底，受到地球的万有引力即为半径等于（R﹣d）的球体在其表面产生的万有引力，故井底的重力加速度g′=

所以有=

故选A．

2．（2014•新课标Ⅱ）假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G．则地球的密度为（　　）

A．    B．

C．    D．

【解答】解：在两极，引力等于重力，则有：mg0=G，

由此可得地球质量M=，

在赤道处，引力与支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，则有：G﹣mg=m，

而密度公式，

ρ==，故B正确，ACD错误；

故选：B．

3．（2013•安徽）质量为m的人造地球卫星与地心的距离为r时，引力势能可表示为Ep=﹣，其中G为引力常量，M为地球质量．该卫星原来在半径为R1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R2，此过程中因摩擦而产生的热量为（　　）

A．GMm（﹣）    B．GMm（﹣）

C．（﹣）    D．（﹣）

【解答】解：卫星做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则

轨道半径为R1时  G=①，卫星的引力势能为EP1=﹣②

轨道半径为R2时 G=m③，卫星的引力势能为EP2=﹣④

设摩擦而产生的热量为Q，根据能量守恒定律得：

+EP1=+EP2+Q  ⑤

联立①～⑤得Q=（）

故选：C．

4．（2015•福建）如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2，则（　　）

A．=    B．=    C．=（）2    D．=（）2

【解答】解：根据万有引力提供向心力=m

v=，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，

所以=，

故选：A．

5．（2015•重庆）宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为（　　）

A．0    B．    C．    D．

【解答】解：飞船在距地面高度为h处，由万有引力等于重力得：

解得：g=

故选：B

6．（2015•沈阳学业考试）研究火星是人类探索向火星移民的一个重要步骤．设火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，火星轨道在地球轨道外侧，如图所示，与地球相比较，则下列说法中正确的是（　　）

A．火星运行速度较大    B．火星运行角速度较大

C．火星运行周期较大    D．火星运行的向心加速度较大

【解答】解：根据万有引力提供向心力，得，，，，由此可知，轨道半径越大，周期越大，但速度、角速度、加速度越小，因火星的轨道半径屄地球的轨道半径大，故火星的周期大，但火星的速度、角速度、加速度都小，故C正确、ABD错误．

故选：C．

7．（2013秋•邢台期末）如图所示，有M和N两颗质量相等的人造地球卫星，都环绕地球做匀速圆周运动．这两颗卫星相比较（　　）

A．M的环绕周期较小    B．M的线速度较小

C．M的角速度较大    D．M的机械能较大

【解答】解：A、由万有引力提供向心力：，解得：，可知半径大的周期大，故M的周期大，故A错误．

B、由万有引力提供向心力：，解得：，可知半径大的线速度小，故M的线速度小，故B正确．

C、由万有引力提供向心力：，解得：，可知半径大的角速度小，故M的角速度小，故C错误．

D、卫星发射得越高，克服地球引力做功就越多，获得的机械能就越大，故M的机械能较大，故D正确．

故选：BD．

8．（2014•南明区二模）“嫦娥二号”环月飞行的高度为100km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加详实．若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示．则（　　）

A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”大

B．“嫦娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”小

C．“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”大

D．“嫦娥二号”环月运行的向心力与“嫦娥一号”相等

【解答】解：根据万有引力充当向心力知：

F=G=m=mω2r=m（）2r=ma

解得：

v=①

T==2π②

ω=③

a=④

A、因为R1＞R2，所以T1＞T2，故A错误；

B、因为R1＞R2，所以v2＞v1，故B错误；

C、因为R1＞R2，所以a2＞a1，故C正确；

D、因为R1＞R2，所以F1＜F2，故D错误．

故选：C．

9．（2014•开封一模）以下是力学中的三个实验装置，由图可知这三个实验同的物理思想方法是（　　）

A．极限的思想方法    B．放大的思想方法

C．控制变量的方法    D．猜想的思想方法

【解答】解：力学的三个实验均体现出放大的思想方法，

故选B

10．（2015•海南）若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2：．已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R．由此可知，该行星的半径约为（　　）

A．R    B．R    C．2R    D．R

【解答】解：对于任一行星，设其表面重力加速度为g．

根据平抛运动的规律得 h=得，t=

则水平射程x=v0t=v0．

可得该行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比 ==

根据G=mg，得g=

可得 =•

解得行星的半径 R行=R地•=Rו=2R

故选：C．

11．（2014•莲湖区校级二模）2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空．该卫星将在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；最终在月球表面实现软着陆．若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响．则（　　）

A．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为

B．月球的第一宇宙速度为

C．“嫦娥三号”降落月球时，通常使用降落伞减速从而实现软着陆

D．物体在月球表面自由下落的加速度大小为

【解答】解：根据万有引力提供向心力知：

G=m（）2r

得：GM=

A、由m（）2r=ma知a=，故A错误；

B、由G=m知v1==，故B错误；

C、太空是真空，“嫦娥三号”高速降落时不能使用降落伞减速，故C错误；

D、物体在月球表面自由下落的加速度大小为g′则G=mg′，则g′=，故D正确．

故选：D．