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2019-2020 年高中物理 基礎(chǔ)知識(shí)篇 第六章 第二節(jié) 太陽(yáng)與行星間的引力同步練測(cè) 新人教版必修 2 建議用時(shí) 實(shí)際用時(shí) 滿分 實(shí)際得分 45 分鐘 60 分 一、選擇題（本題包括 10 小題，每小題給出的四 個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有多個(gè) 選項(xiàng)正確，全部選對(duì)的得 6 分，選對(duì)但不全的得 3 分，有選錯(cuò)或不選的得 0 分，共 60 分） 1. 在探究太陽(yáng)與行星間這類(lèi)引力的思考中，屬 于牛頓的猜想的是（ ） .使行星沿圓軌道運(yùn)動(dòng)，需要一個(gè)指向圓心的 力，這個(gè)力就是太陽(yáng)對(duì)行星的吸引力 .行星的半徑越大，其做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)動(dòng)周期 越大 .行星運(yùn)動(dòng)的軌道是一個(gè)橢圓 .任何兩個(gè)物體之間都存在太陽(yáng)和行星之間存 在的這種類(lèi)型的引力 2. 假設(shè)行星繞太陽(yáng)在某軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 下列說(shuō)法正確的是（ ） .行星受到太陽(yáng)的引力和向心力 .太陽(yáng)對(duì)行星有引力，行星對(duì)太陽(yáng)沒(méi)有引力 .太陽(yáng)與行星之間有相互作用的引力 .太陽(yáng)對(duì)行星的引力與行星的質(zhì)量成正比 3. 太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供了行星繞太陽(yáng)做勻速 圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，這個(gè)向心力大小（ ） .與行星距太陽(yáng)的距離成正比 .與行星距太陽(yáng)的距離成反比 .與行星運(yùn)動(dòng)的速率的二次方成正比 .與行星距太陽(yáng)的距離的二次方成反比 4. 關(guān)于太陽(yáng)與行星間的引力，下列說(shuō)法中正確 的是（ ） .由于地球比木星離太陽(yáng)近，所以太陽(yáng)對(duì)地球 的引力一定比對(duì)木星的引力大 .行星繞太陽(yáng)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，在近日點(diǎn)所 受引力大，在遠(yuǎn)日點(diǎn)所受引力小 .由可知，，由此可見(jiàn) 與 和 的乘積成正比， 與和的乘積成反比 .行星繞太陽(yáng)的橢圓軌道可近似看做圓形軌道， 其向心力來(lái)源于太陽(yáng)對(duì)行星的引力 5. 兩個(gè)行星的質(zhì)量分別為和，繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌 道半徑分別是和.若它們只受太陽(yáng)的引力作用， 那么這兩個(gè)行星的向心加速度之比為（ ） .1 . . . 6. 下列關(guān)于力的說(shuō)法正確的是（ ） .作用力和反作用力作用在同一物體上 .太陽(yáng)系中的行星均受到太陽(yáng)的引力作用 .運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星所受引力的方向不變 .伽利略的理想實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了力不是維持物體運(yùn) 動(dòng)的原因 7. 在討論地球潮汐成因時(shí)，地球繞太陽(yáng)運(yùn)行軌 道與月球繞地球運(yùn)行軌道可視為圓軌道.已知 太陽(yáng)質(zhì)量約為月球質(zhì)量的 倍，地球繞太陽(yáng)運(yùn) 行的軌道半徑約為月球繞地球運(yùn)行的軌道半 徑的400倍.關(guān)于太陽(yáng)和月球?qū)Φ厍蛏舷嗤|(zhì) 量海水的引力，以下說(shuō)法正確的是（ ） .太陽(yáng)引力遠(yuǎn)大于月球引力 B.太陽(yáng)引力與月球引力相差不大 C.月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小相等 D.月球?qū)Σ煌瑓^(qū)域海水的吸引力大小有差異 8. 牛頓以天體之間普遍存在著引力為依據(jù)，運(yùn) 用嚴(yán)密的邏輯推理，建立了萬(wàn)有引力定律， 在創(chuàng)建萬(wàn)有引力定律的過(guò)程中，牛頓（ ） .接受了胡克等科學(xué)家關(guān)于“吸引力與兩中心 距離的二次方成反比”的猜想 .根據(jù)地球上一切物體都以相同加速度下落的 事實(shí)，得出物體受地球的引力與其質(zhì)量成 正比，即 的結(jié)論 .根據(jù) 和牛頓第三定律，分析了地、月間的 引力關(guān)系，進(jìn)而得出 .根據(jù)大量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出了比例系數(shù) 的大小 9. 下列說(shuō)法正確的是( ) A.研究物體的平拋運(yùn)動(dòng)是根據(jù)物體所受的力 去探究物體的運(yùn)動(dòng)情況 B.研究物體的平拋運(yùn)動(dòng)是根據(jù)物體的運(yùn)動(dòng)去 探究物體的受力情況 C.研究行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)是根據(jù)行星的運(yùn)動(dòng) 去探究它的受力情況 D.研究行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)是根據(jù)行星的受力 情況去探究行星的運(yùn)動(dòng)情況 10. 下面關(guān)于太陽(yáng)對(duì)行星的引力說(shuō)法中正確的是( ) A.太陽(yáng)對(duì)行星的引力等于行星做勻速圓周運(yùn) 動(dòng)的向心力 B.太陽(yáng)對(duì)行星的引力大小與行星的質(zhì)量成正 比，與行星和太陽(yáng)間的距離成反比 C.太陽(yáng)對(duì)行星的引力是由實(shí)驗(yàn)得出的 D.太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律是由開(kāi)普勒定律和 行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的規(guī)律推導(dǎo)出 來(lái)的 二、計(jì)算題（每小題 20 分，共 40 分） 11.（1）開(kāi)普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律指出：行星繞 太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道的半長(zhǎng)軸 的三次方與它 的公轉(zhuǎn)周期 的二次方成正比，即，是一個(gè)對(duì) 所有行星都相同的常量.將行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng) 按圓周運(yùn)動(dòng)處理，請(qǐng)你推導(dǎo)出太陽(yáng)系中該常 量 的表達(dá)式.已知引力常量為，太陽(yáng)的質(zhì)量 為. （2）開(kāi)普勒定律不僅適用于太陽(yáng)系，它對(duì)一 切具有中心天體的引力系統(tǒng)（如地月系統(tǒng)） 都成立.經(jīng)測(cè)定月地距離為，月球繞地球運(yùn)動(dòng) 的周期為，試計(jì)算地球的質(zhì)量.（，結(jié)果保留 一位有效數(shù)字） 12. 已知太陽(yáng)光從太陽(yáng)射到地球需要500 s，地球 繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)周期約為3.210 7 s，地球的 質(zhì)量約為610 24 kg，求太陽(yáng)對(duì)地球的引力為 多大？(只需保留一位有效數(shù)字) 6.2 太陽(yáng)與行星間的引力 得分： 一、 選擇題 題號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 二、計(jì)算題 11. 12. 6.2 太陽(yáng)與行星間的引力 參考答案 一、選擇題 1. 解析：牛頓探究太陽(yáng)與行星間這類(lèi)引力時(shí)，正是出于行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)需要向心力的思考，從而展 開(kāi)探究的，而“任意兩個(gè)物體之間是否也存在著這類(lèi)引力”是牛頓將太陽(yáng)與行星間引力規(guī)律進(jìn)行外 推、驗(yàn)證的出發(fā)點(diǎn).這種聯(lián)想思維和類(lèi)比推證的思路方法是物理學(xué)寶庫(kù)中的精華之一，也是同學(xué)們應(yīng) 該努力學(xué)習(xí)的. 2. 解析：由于向心力是效果力，它是由物體所受外力提供的，錯(cuò)誤；太陽(yáng)與行星間是相互吸引的， 故錯(cuò)誤，正確；由于太陽(yáng)質(zhì)量為確定值，因此太陽(yáng)對(duì)行星的引力與行星的質(zhì)量成正比，正確. 3. 解析：根據(jù)知 與成反比，、、錯(cuò)誤，正確. 4. 解析：根據(jù)，太陽(yáng)對(duì)行星的引力大小與、 有關(guān)，對(duì)同一行星，越大， 越小，正確.對(duì)不同行星， 越小， 不一定越大，還要由行星質(zhì)量決定，錯(cuò)誤.公式中 為比例系數(shù)，是一常量，與、、、 均無(wú) 關(guān)，錯(cuò)誤.通常在研究中，行星繞太陽(yáng)的橢圓軌道近似看成圓形，向心力由太陽(yáng)對(duì)行星的引力提供， 正確. 5. 解析：設(shè)兩個(gè)質(zhì)量分別為、的行星的向心力分別是、，由太陽(yáng)與行星之間的作用規(guī)律可得，，而， ，故. 6. 解析：作用力和反作用力作用在不同物體上，選項(xiàng)錯(cuò)誤；由萬(wàn)有引力定律可以判斷選項(xiàng)正確；運(yùn) 行的人造衛(wèi)星所受引力提供向心力，方向始終指向圓心，方向時(shí)刻改變，選項(xiàng)錯(cuò)誤；伽利略的理想 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明力是改變物體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的原因，而不是維持物體運(yùn)動(dòng)的原因，選項(xiàng)正確. 7. 解析：由，得，代入數(shù)據(jù)知，太陽(yáng)的引力遠(yuǎn)大于月球的引力，故正確，錯(cuò)誤；由于月心到不同區(qū) 域海水的距離不同，所以引力大小有差異，故錯(cuò)誤，正確. 8. 解析：、、三項(xiàng)符合物理學(xué)史，比例系數(shù)是后來(lái)由卡文迪許測(cè)得的，錯(cuò)． 9. 解析：平拋運(yùn)動(dòng)是初速度沿水平方向，物體只在重力作用下的運(yùn)動(dòng)，是根據(jù)物體所受的力去探究 物體運(yùn)動(dòng)的規(guī)律．而行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律是觀測(cè)得出的，是根據(jù)行星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律探究行星 的受力情況． 10. 解析：行星圍繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是太陽(yáng)對(duì)行星的引力，它的大小與行星和太陽(yáng)質(zhì)量的乘 積成正比，與行星和太陽(yáng)間的距離的平方成反比，所以 A 對(duì) B 錯(cuò)．太陽(yáng)對(duì)行星的引力規(guī)律是由開(kāi)普 勒三定律和勻速圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律推導(dǎo)出來(lái)的，所以 C 錯(cuò)，D 對(duì)． 二、計(jì)算題 11.(1) （2） 解析：（1）因行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，于是軌道半長(zhǎng)軸 即為軌道半徑，根據(jù)萬(wàn)有引力定律和 牛頓第二定律有：① 于是有② 即③ (2)在地月系統(tǒng)中，設(shè)月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為，周期為，由②式可得④ 解得⑤（也算對(duì)） 12. 41022N 解析：地球繞太陽(yáng)做橢圓運(yùn)動(dòng)，由于橢圓非常接近圓軌道，所以可將地球繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)看 成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，需要的向心力是由太陽(yáng)對(duì)地球的引力提供．即.因?yàn)樘?yáng)光從太陽(yáng)射到地球用的時(shí) 間為 500 s，所以太陽(yáng)與地球間的距離( c 為光速)．所以，代入數(shù)據(jù)得≈410 22 N.