第七讲+宇宙+挑战自我+.doc

第七讲+宇宙+挑战自我+ 　 一．选择题（共8小题） 1．关于宇宙和天体，下列说法正确的是（　　） A．通过观察，宇宙中的星系的形状大致分为旋涡星系，椭圆星系，不规则星系三类．其中银河系是旋涡星系 B．恒星的颜色显示了它的温度，温度较低的恒星，在天空中呈现蓝色和蓝白色 C．我们观察到的恒星有超巨星、巨星、主序星、白矮星、中子星，其中太阳是巨星 D．大部分小行星在火星与木星之间围绕着太阳运行 2．下列说法中正确的是（　　） A．在天空中呈现暗红色的恒星的温度比呈现白色的恒星的温度高 B．太阳发出的光和热来自于太阳上碳、氧等物质的燃烧 C．太阳系中距离太阳越近的行星，公转速度越小 D．由于光速有限，因此观察遥远的天体就等于在观察宇宙的过去 3．恒星的寿命取决于它的（　　） A．质量 B．体积 C．温度 D．亮度 4．关于恒星下列说法中正确的是（　　） A．恒星的寿命与它的质量有关，质量越大，恒星的寿命就越长 B．太阳是宇宙中最大的恒星 C．恒星最终一定会变成黑洞 D．太阳是离地球最近的恒星 5．太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道．下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象．图中坐标系的横轴是lg（），纵轴是lg（）；这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，TO和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径．下列4幅图中正确的是（　　） A． B． C． D． 6．牛顿在发现万有引力定律的过程中没有被用到的规律和结论是（　　） A．牛顿第二定律 B．牛顿第三定律 C．开普勒的研究成果 D．卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常数 7．潮汐现象主要是由于月球对地球的万有引力影响而产生的．如图所示为地球和月球在某天的相对位置图，则下列说法中正确的是（　　） A．P点离月球较近，出现高潮 B．Q点离月球较远，出现低潮 C．M点不出现高潮也不出现低潮 D．N点可能出现高潮，也可能出现低潮 8．已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍．若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为（　　） A．6小时 B．12小时 C．24小时 D．36小时 　 二．填空题（共1小题） 9．恒星是有寿命的，实际上我们观测到的超巨星、巨星、主序星、白矮星等恒星形态，就是恒星不同年龄阶段的形态．现在的太阳处于　　形态，太阳向宇宙空间每秒钟大约辐射4×1026J的能量，这些能量是由　　能转化而来的． 　 三．解答题（共1小题） 10．卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G． （1）（多选题）为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是　　 （A）减小石英丝的直径 （B）增大T型架横梁的长度 （C）利用平面镜对光线的反射 （D）增大刻度尺与平面镜的距离 （2）已知T型架水平横梁长度为l，质量分别为m和m’的球，位于同一水平面内，当横梁处于力矩平衡状态时，测得m、m’连线长度为r，且与水平横梁垂直，同时测得石英丝的扭转角度为θ，由此得到扭转力矩kθ（k为扭转系数且已知），则引力常量的表达式G=　　． 　 第七讲+宇宙+挑战自我+ 参考答案与试题解析 　 一．选择题（共8小题） 1．（2011春•杨浦区校级期中）关于宇宙和天体，下列说法正确的是（　　） A．通过观察，宇宙中的星系的形状大致分为旋涡星系，椭圆星系，不规则星系三类．其中银河系是旋涡星系 B．恒星的颜色显示了它的温度，温度较低的恒星，在天空中呈现蓝色和蓝白色 C．我们观察到的恒星有超巨星、巨星、主序星、白矮星、中子星，其中太阳是巨星 D．大部分小行星在火星与木星之间围绕着太阳运行 【解答】解：A、通过观察，宇宙中的星系的形状大致分为旋涡星系，椭圆星系，不规则星系三类．其中银河系是旋涡星系，故A正确； B、恒星的颜色显示了它的温度，温度较低的恒星，在天空中呈现红色，故B错误； C、恒星是有寿命的，实际上我们观测到的超巨星、巨星、主序星、白矮星等恒星形态，就是恒星不同年龄阶段的形态．现在的太阳处于主序星形态，故C错误； D、在火星与木星轨道之间有一小行星带，大部分小行星在火星与木星之间围绕着太阳运行．故D正确． 故选：AD． 　 2．（2012•上海二模）下列说法中正确的是（　　） A．在天空中呈现暗红色的恒星的温度比呈现白色的恒星的温度高 B．太阳发出的光和热来自于太阳上碳、氧等物质的燃烧 C．太阳系中距离太阳越近的行星，公转速度越小 D．由于光速有限，因此观察遥远的天体就等于在观察宇宙的过去 【解答】解：A、恒星的颜色是由温度决定的，温度越低，颜色越偏红，温度越高，颜色越偏蓝． 在天空中呈现暗红色的恒星的温度比呈现白色的恒星的温度低．故A错误 B、太阳发出的光和热来自于在太内部阳进行着大规模的核聚变释放的能量，故B错误 C、根据万有引力提供向心力得：v=得太阳系中距离太阳越近的行星，公转速度越大，故C错误 D、由于光速有限，因此观察遥远的天体就等于在观察宇宙的过去，故D正确 故选D． 　 3．（2013•上海模拟）恒星的寿命取决于它的（　　） A．质量 B．体积 C．温度 D．亮度 【解答】解：恒星的寿命取决于恒星的质量，恒星的质量越大说明寿命越短．是因为质量越大压力就越大，这种情况下恒星内部的核反应就更加剧． 故选：A． 　 4．（2010•上海校级模拟）关于恒星下列说法中正确的是（　　） A．恒星的寿命与它的质量有关，质量越大，恒星的寿命就越长 B．太阳是宇宙中最大的恒星 C．恒星最终一定会变成黑洞 D．太阳是离地球最近的恒星 【解答】解：A、恒星质量越大，内部压力越大，核反应越快，质量亏损越快，寿命越短，A错误； B、现在的天文学只探索到了宇宙很小的一部分，很多恒星未知，太阳并不是宇宙中最大的恒星，现在探索到的恒星也有的比太阳大得多，B错误； C、恒星最终会变成中子星、白矮星、黑洞等，因此，恒星最终并不一定会变成黑洞，变成黑洞的恒星至少要超出太阳质量的10倍以上，才有可能形成黑洞，C错误； D、太阳是离地球最近的恒星，也是太阳系唯一的恒星，D正确． 故选：D． 　 5．（2010•湖南）太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道．下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象．图中坐标系的横轴是lg（），纵轴是lg（）；这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，TO和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径．下列4幅图中正确的是（　　） A． B． C． D． 【解答】解：根据开普勒周期定律：T2=kR3，T02=kR03两式相除后取对数，得：， 整理得：，所以B正确． 故选B． 　 6．（2016•广东三模）牛顿在发现万有引力定律的过程中没有被用到的规律和结论是（　　） A．牛顿第二定律 B．牛顿第三定律 C．开普勒的研究成果 D．卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常数 【解答】解：牛顿发现万有引力定律过程如下： 根据开普勒行星运动第一和第二定律，假设行星绕太阳做匀速圆周运动，太阳对行星的引力就是行星做匀速圆周运动的向心力． F=m 天文观测可以得到公转周期行星T，则 v= 带入上式整理后得到 F= 不同行星的公转周期不同，F与r关系的表达式中不应出现T，所以要消去T．为此把开普勒第三定律变形为T2=代入 F= 从这个式子可以看到，等号右边处了m，r其他都是常量，对任何行星是相同的，可以说引力F与成正比，即太阳对行星的引力与行星的质量成正比，与他们之间的距离的二次方成反比． 就太阳对行星的引力来说，行星是受力星体，因而可以说上述引力与受力行星的质量成正比． 根据牛顿第三定律，太阳吸引行星，行星也吸引太阳，就行星吸引太阳的引力F'来说，太阳是受力星体．F'的大小与太阳质量M成正比，与行星，太阳距离的二次方成反比．F'正比于 由于F正比于，F'正比于，而F与F'的大小相等，所以我们可以概括的说，太阳与行星间引力的大小与太阳的质量和行星的质量的乘积成正比，与两者的距离的二次方成反比，即F正比于 写成等式就是F=G，G是比例系数与太阳行星都没有关系； 从上述推导过程可以看出，用到的规律有：向心力公式；开普勒三大定律；牛顿第一定律；牛顿第三定律； 由于向心力公式是牛顿第二定律在圆周运动中的具体表现形式，故牛顿第二定律也运用到； 本题选没有被用到的规律和结论，故选D． 　 7．（2011•虹口区二模）潮汐现象主要是由于月球对地球的万有引力影响而产生的．如图所示为地球和月球在某天的相对位置图，则下列说法中正确的是（　　） A．P点离月球较近，出现高潮 B．Q点离月球较远，出现低潮 C．M点不出现高潮也不出现低潮 D．N点可能出现高潮，也可能出现低潮 【解答】解：A、由图可知，P点离月球最近，则P点受月球的万有引力最大，故P点出现高潮；故A正确； B、由于驻波现象，两侧水涌向Q点，从而引起小高潮，故B错误； C、M、N两点受月球的引力主要是沿切线的力，但也有沿径向分力，故MN均为低潮，故CD错误； 故选A． 　 8．（2016•潮州三模）已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍．若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为（　　） A．6小时 B．12小时 C．24小时 D．36小时 【解答】解：地球的同步卫星的周期为T1=24小时，轨道半径为r1=7R1，密度ρ1． 某行星的同步卫星周期为T2，轨道半径为r2=3.5R2，密度ρ2． 根据牛顿第二定律和万有引力定律分别有： 两式化简解得：T2==12 小时． 故选B． 　 二．填空题（共1小题） 9．（2009•奉贤区模拟）恒星是有寿命的，实际上我们观测到的超巨星、巨星、主序星、白矮星等恒星形态，就是恒星不同年龄阶段的形态．现在的太阳处于　主序星　形态，太阳向宇宙空间每秒钟大约辐射4×1026J的能量，这些能量是由　核能或原子能　能转化而来的． 【解答】解：恒星是有寿命的，实际上我们观测到的超巨星、巨星、主序星、白矮星等恒星形态，就是恒星不同年龄阶段的形态．现在的太阳处于主序星形态，太阳向宇宙空间每秒钟大约辐射4×1026J的能量，这些能量是由核能或原子能转化而来的． 故答案为：主序星，核能或原子能 　 三．解答题（共1小题） 10．（2010•上海）卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G． （1）（多选题）为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是　CD　 （A）减小石英丝的直径 （B）增大T型架横梁的长度 （C）利用平面镜对光线的反射 （D）增大刻度尺与平面镜的距离 （2）已知T型架水平横梁长度为l，质量分别为m和m’的球，位于同一水平面内，当横梁处于力矩平衡状态时，测得m、m’连线长度为r，且与水平横梁垂直，同时测得石英丝的扭转角度为θ，由此得到扭转力矩kθ（k为扭转系数且已知），则引力常量的表达式G=　　． 【解答】解：（1）为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”．利用平面镜对光线的反射，来体现微小形变的．当增大刻度尺与平面镜的距离时，转动的角度更明显．因此选项CD正确； 当减小石英丝的直径时，会导致石英丝更容易转动，对测量石英丝极微小的扭转角却没有作用，故A不正确； 当增大T型架横梁的长度时，会导致石英丝更容易转动，对测量石英丝极微小的扭转角仍没有作用，故B不正确； 故选CD． （2）质量分别为m和m’的球，位于同一水平面内，当横梁处于静止时，力矩达平衡状态．则有： 由 得：G= 故答案为： 　 第7页（共7页）