2012高一新课程物理单元过关检测卷(四)

2012高一新课程物理单元过关检测卷(四)第四单元行星的运动太阳与行星间的引力万有引力定律（90分钟100分）一、选择题：本题共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中,至少有一个是正确的，每小题全部选对的得4分，选对但不全的得2分，不选和有选错的均得零分。1.关于万有引力定律和引力常量的发现，下面说法中哪个是正确的()A．万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由伽利略测定的B．万有引力定律是由开普勒发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的C．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由胡克测定的D．万有引力定律是由牛顿发现的，而引力常量是由卡文迪许测定的2.关于地心说和日心说的下列说法中，正确的是()A.地心说的参考系是地球B.日心说的参考系是太阳C.地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值D.日心说是由开普勒提出来的3．如图所示,关于物体的重力，下列说法中正确的是()A.同一物体在地球上的任何位置所受重力都相同B.把物体从地面移向高空中，物体所受重力减小C.同一物体在赤道上受到的重力比两极大D.物体所受重力的方向与所受万有引力的方向一定不相同4.关于引力常量G,以下说法正确的是()A.在国际单位制中，G的单位是N•m2/kgB.在国际单位制中,G的数值等于两个质量各1kg的物体，相距1m时相互吸引力的大小C.在不同星球上，G的数值不一样D.在不同的单位制中,G的数值不一样5.已知地球的半径为R，质量为M，将地球看作均匀球体，若有可能将一质量为m的物体放在地球的球心处，则此物体受到地球的万有引力大小为()A．2GMmRB．无穷大C．零D．无法确定6．某行星绕太阳运动轨迹如图所示，图中A、B为椭圆轨迹的两个焦点，太阳位于A处，a为近日点，c为远日点，O为椭圆的几何中心，则行星()A．在a处的速率比在c处小B．在a处的速率比在c处大C．在a处的向心力等于万有引力D．在b处的加速度方向指向O7.关于万有引力定律的正确说法是()A.天体间的万有引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离成反比B.任何两个物体都是相互吸引的，引力的大小跟两个物体的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比C.万有引力与质量、距离和万有引力恒量都成正比D.万有引力定律对质量大的物体适用，对质量小的物体不适用8.关于万有引力定律的适用范围，下列说法中正确的是()A.只适用于天体，不适用于地面物体B.只适用于球形物体，不适用于其他形状的物体C.只适用于质点，不适用于实际物体D.适用于自然界中任意两个物体之间9.行星绕恒星运动的轨道如果是圆，那么它的轨道的长半轴三次方与公转周期T的平方的比为常数，设32RkT，则常数k的大小()A.只与行星的质量有关B.只与恒星的质量有关C.与恒星的质量及行星的质量有关D.与恒星的质量及行星的速度有关10.现有一绕太阳做圆周运动的行星，质量是地球质量的2倍，轨道半径也是地球轨道半径的2倍，那么下列说法中正确的是()A.由F=mv2/r可知，行星所需向心力与地球所需的向心力相同B.由v=ωr可知，行星的线速度是地球线速度的2倍C.由GmM/r2=mv2/r可知，行星的线速度是地球线速度22倍D.由GmM/r2=ma，行星的向心加速度是地球向心加速度的1/4题号12345678910答案二、填空题：本题共3小题，每题4分，满分12分；将正确、完整的答案填入相应的横线中。11．一个物体的质量为m，在地球表面受到的重力为mg，将它带到距地面的高度为地球半径的2倍处，它的质量为____；重力为__．12．毛泽东曾在1962年《送瘟神》一首诗中写到：“坐地日行八万里，巡天遥看一千河”的诗句.这里的八万里指人随地球的自转而运动的距离.如果地球半径取6400km，你能否根据所学的知识计算一下，在赤道上的物体，每昼夜随地球自转运动的距离是；在北纬30°处的物体，每昼夜随地球自转运动的距离是.(取2位有效数字)13．两颗行星的质量分别为m1、m2，它们绕太阳运转轨道的半长轴分别为R1、R2，如果m1＝2m2，R1＝4R2，那么，它们的运行周期之比T1∶T2＝________.三、科学探究与实验：本题共2小题，满分10分。14．(4分)如图所示为卡文迪许测定万有引力常量的实验示意图，关于这个实验正确的说法有()A．此装置须放在密闭的室内进行B．T型架由细绳悬挂着C．T型架扭转θ角时，由平面镜M反射的光线也转动θ角D．G值等于6.67×10-11牛·米2/千克215．（6分）绕太阳运行的除八大行星外,还有许多小行星和矮行星(如冥王星)等,它们的轨迹都可粗略地认为是圆，各星球半径和轨道半径的大小如下表所示：行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星冥王星星球半径(×106m)2.446.056.373.4071.560.325.624.81.15轨道半径(×1011m)0.5791.081.502.287.7814.328.745.059.1从表中所立数据可以估算出冥王星的公转周期约为年.四、论述计算题：本题包括4个小题，共38分。要求写出必要的文字说明，方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的，不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。16．（7分）某行星绕太阳沿椭圆轨道运行，它的近日点A到太阳的距离为r，远日点B到太阳的距离为R.若行星经过近日点时的速度为vA，求该行星经过远日点时的速度vB的大小.17.（8分）天文学家观测到哈雷彗星绕太阳运转的周期是76年，彗星离太阳最近的距离是8.9×1010m，但它离太阳最远的距离不能测出.试根据开普勒定律计算这个最远距离.（太阳系的开普勒恒量k=3.354×1018m3/s2）18．（11分）如图所示，离质量为M、半径为R、密度均匀的球体表面R远处有一质量为m的质点，此时M对m的万有引力为F1；当从M中挖去一半径为r＝21R的球体时，剩下部分对m的万有引力为F2.则F1与F2之比是多少？19．（12分）猜想、检验是科学探究的两个重要环节．月－地检验为万有引力定律的发现提供了事实依据．请你完成如下探究内容：(取地球表面的重力加速度g=9.8m/s2)（1）已知地球中心与月球的距离r=60R(R为地球半径，R=6400km)，计算月球由于受到地球对它的万有引力而产生的加速度/g；（2）已知月球绕地球运转的周期为27.3天，地球中心与月球的距离r=60R，计算月球绕地球运动的向心加速度a；（3）比较/g和a的值，你能得出什么结论？参考答案及评分标准1．D2.AB3.B4.BD5.C6.BC7.B8.D9.B10.CD11．m9mg12.4.0×104km3.5×104km13．8∶114．AD15．从表格中查得冥王星和地球的轨道半径，应用开普勒第三定律求解.根据开普勒第三定律有2323地地冥冥TRTR，从表格中查得年又地冥地1,m1059.1,m1050.11111TRR，故冥王星的公转周期年年）（）（地冥地冥247101.501059.1131131133RRTT16．根据开普勒第二定律，行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，它和太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等.如图所示，分别以近日点A和远日点B为中心，取一个很短的时间△t，在该时间内扫过的面积如图中的两个曲边三角形所示.由于时间极短，可把这段时间内的运动看成匀速率运动，从而有tRvtrvBA2121（4分）所以，该行星经过远日点时的速度大小为ABvRrv.（3分）17．设彗星离太阳的最近距离为1l，最远距离为2l，则轨道半长轴为221lla（2分）根据开普勒第三定律有kTa23（2分）所以彗星离太阳最远的距离是13228lkTl（2分）m10225.5m109.8m)36002436576(10354.3812103218.（2分）18．质点与大球球心相距2R，其万有引力为F1，则F1＝2214(2)MmMmGGRR（2分）大球质量M＝ρ×34πR3，挖去的小球质量M′＝ρ×34π（2R）3，即M′＝81ρ×34πR3＝8M（3分）小球球心与质点间相距23R，小球与质点间的万有引力为:ABRvAvBF1′＝221318()2MmMmGGRR（2分）则剩余部分对质点m的万有引力为:F2＝F1－F1′＝2218141RMmGRMmG＝2367RMmG（2分）故7921FF.（2分）19．（1）设地球质量为M，月球质量为m.由万有引力定律有'2MmGmgr（2分）得'2GMgr（1分）在地球表面处，对任意物体'm，有''2MmGmgR（2分）得2GMgR（1分）联立得22'2322229.8/2.710/60360060gRgRggmsmsrR.（1分）（2）由圆周运动向心加速度公式得:2326222/107.2/104.6603600243.2714.324smsmrTa.（3分）（3）由以上计算可知：地面物体所受地球的引力与月球所受地球的引力是同一种性质的力.(2分)