2017_2018學(xué)年高中物理課下能力提升十萬有引力理論的成就新人教版.docx

課下能力提升(十)萬有引力理論的成就 基礎(chǔ)練一、選擇題1下列說法正確的是()A海王星是人們直接應(yīng)用萬有引力定律計算的軌道而發(fā)現(xiàn)的B天王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算的軌道而發(fā)現(xiàn)的C海王星是人們經(jīng)過長期的太空觀測而發(fā)現(xiàn)的D天王星的運行軌道與由萬有引力定律計算的軌道存在偏差，其原因是天王星受到軌道外的行星的引力作用，由此，人們發(fā)現(xiàn)了海王星2(2016唐山高一檢測)已知引力常量G，那么在下列給出的各種情境中，能根據(jù)測量的數(shù)據(jù)求出火星平均密度的是()A在火星表面使一個小球做自由落體運動，測出下落的高度H和時間tB發(fā)射一顆貼近火星表面繞火星做圓周運動的衛(wèi)星，測出衛(wèi)星的周期TC觀察火星繞太陽的圓周運動，測出火星的直徑D和火星繞太陽運行的周期TD發(fā)射一顆繞火星做圓周運動的衛(wèi)星，測出衛(wèi)星離火星表面的高度H和衛(wèi)星的周期T3一物體靜置在平均密度為的球形天體表面的赤道上。已知引力常量為G，若由于天體自轉(zhuǎn)使物體對天體表面壓力恰好為零，則天體自轉(zhuǎn)周期為()A. B. C. D. 4有一星球X的密度與地球的密度相同，但它表面處的重力加速度是地球表面處重力加速度的3倍，則該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量的比值為()A3 B27C. D95(2016淄博高一檢測)有兩個行星A、B，在這兩個行星表面附近各有一顆衛(wèi)星，如果這兩顆衛(wèi)星運行的周期相等，則行星A、B的密度之比()A11 B21C12 D無法計算二、非選擇題6某人在某一星球上以速度v豎直上拋一物體，經(jīng)時間t落回拋出點，已知該星球的半徑為R，若要在該星球上發(fā)射一顆靠近該星運轉(zhuǎn)的人造星體，則該人造星體的運轉(zhuǎn)速度大小為多少？ 提能練一、選擇題 1多選(2016喀什高一檢測)在研究宇宙發(fā)展演變的理論中，有一種學(xué)說叫“宇宙膨脹說”，這種學(xué)說認為萬有引力常量G在緩慢地減小。根據(jù)這一理論，在很久很久以前，太陽系中地球的公轉(zhuǎn)情況與現(xiàn)在相比()A公轉(zhuǎn)半徑R較大B公轉(zhuǎn)周期T較小C公轉(zhuǎn)速率v較大D公轉(zhuǎn)角速率較小2多選假設(shè)“嫦娥三號”探月衛(wèi)星繞月球表面勻速飛行(不計周圍其他天體的影響)，宇航員測出“嫦娥三號”飛行N圈用時為t，已知地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，月球半徑為r，地球表面重力加速度為g，則()A“嫦娥三號”探月衛(wèi)星勻速飛行的速度為B月球的平均密度為C“嫦娥三號”探月衛(wèi)星的質(zhì)量為D“嫦娥三號”探月衛(wèi)星繞月球表面勻速飛行的向心加速度為3多選一行星繞恒星做圓周運動。由天文觀測可得，其運行周期為T，速度為v。引力常量為G，則()A恒星的質(zhì)量為B行星的質(zhì)量為C行星運動的軌道半徑為D行星運動的加速度為4多選兩顆靠得較近的天體叫雙星，它們以兩者質(zhì)心連線上的一點為圓心做勻速圓周運動，因而不至于因引力的作用而吸引在一起，以下關(guān)于雙星的說法中正確的是()A運動的線速度與其質(zhì)量成反比B運動的角速度與其質(zhì)量成反比C運動軌道的半徑與其質(zhì)量成反比D所受的向心力與其質(zhì)量成反比5如圖所示，極地衛(wèi)星的運行軌道平面通過地球的南北兩極(軌道可視為圓軌道)。若已知一個極地衛(wèi)星從北緯30處A點的正上方，按圖示方向第一次運行至南緯60處B點正上方時所用時間為t，地球半徑為R(地球可看做球體)，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G。由以上條件不能求出的是()A衛(wèi)星運行的周期B衛(wèi)星距地面的高度C衛(wèi)星的質(zhì)量D地球的質(zhì)量二、非選擇題6(2016揚州高一檢測)借助于物理學(xué)，人們可以了解到無法用儀器直接測定的物理量，使人類對自然界的認識更完善?，F(xiàn)已知太陽光經(jīng)過時間t到達地球，光在真空中的傳播速度為c，地球繞太陽運轉(zhuǎn)的軌道可以近似認為是圓，地球的半徑為R，地球赤道表面的重力加速度為g，地球繞太陽運轉(zhuǎn)的周期為T。試由以上數(shù)據(jù)及你所知道的物理知識推算太陽的質(zhì)量M與地球的質(zhì)量m之比(地球到太陽的間距遠大于它們的大小)。答 案基礎(chǔ)練1解析：選D由行星的發(fā)現(xiàn)歷史可知，天王星并不是根據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的；海王星不是通過觀測發(fā)現(xiàn)，也不是直接由萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的，而是人們發(fā)現(xiàn)天王星的實際軌道與理論軌道存在偏差，然后運用萬有引力定律計算出“新”星的軌道發(fā)現(xiàn)的，A、B、C錯誤，D正確。2解析：選B估算天體密度的一般思路是給定圍繞天體并在天體表面運行的衛(wèi)星的周期T，根據(jù)Gm，天體密度，即已知引力常量G和在天體表面運行的衛(wèi)星的周期T，可求出天體的平均密度，B正確；由A、C、D選項數(shù)據(jù)均不能求出火星密度，A、C、D錯誤。3解析：選D物體對天體壓力為零，說明萬有引力全部提供物體做圓周運動的向心力，并且天體自轉(zhuǎn)周期就是物體繞天體做圓周運動的周期。根據(jù)萬有引力定律有Gm2R，又因為天體的質(zhì)量MR3，兩式聯(lián)立解得T ，D正確。4解析：選B在不考慮星球自轉(zhuǎn)的時候，星球表面物體的重力等于萬有引力，即Gmg，故X星球表面的重力加速度與地球表面的重力加速度的比值，又MR3，所以3，27，B正確。5解析：選A萬有引力提供向心力GmR解得M，行星的密度為，VR3，由式解得，所以行星A、B的密度之比AB11，A正確。6解析：星球表面的重力加速度g設(shè)人造星體靠近該星球運轉(zhuǎn)時速度為v，則mmg(M為星球質(zhì)量，m為人造星體質(zhì)量)所以v答案： 提能練1解析：選BC由于萬有引力常量G在緩慢減小，地球所受的萬有引力在變化，故地球的公轉(zhuǎn)半徑R、速率v、周期T、角速度等都在變化，即地球做的不是勻速圓周運動，但由于G變化緩慢，在并不太長的時間內(nèi)，可認為是勻速圓周運動。由Gmmm2R，得v，T2，。對于漫長的演變過程而言，由于G在減小，地球所受萬有引力在逐漸減小，有Gm，即地球做離心運動，公轉(zhuǎn)半徑R增大，由此可知，v變小、T增大、變小，故B、C正確。2解析：選BD由題知“嫦娥三號”繞月運行周期為T，由v得v，A錯誤；由Gm2r、mr3及GMgR2得，月球的平均密度為，B正確；根據(jù)題中相關(guān)信息只能估算出中心天體月球的質(zhì)量，而不能求出運行天體“嫦娥三號”探月衛(wèi)星的質(zhì)量，C錯誤；a，D正確。3解析：選ACD因vr，所以r，C正確；結(jié)合萬有引力定律公式Gm，可解得恒星的質(zhì)量M，A正確；因不知行星和恒星之間的萬有引力的大小，所以行星的質(zhì)量無法計算，B錯誤；行星的加速度a2r，D正確。4解析：選AC設(shè)兩星做圓周運動的半徑為r1、r2，兩星間距為Lr1r2，則Gm12r1m22r2，可得m1r1m2r2，C正確；以上各式化簡可得，B錯誤；由vr可知，m1v1m2v2，A正確；向心力FG，D錯誤。5解析：選C衛(wèi)星從北緯30的正上方，第一次運行至南緯60正上方時，剛好為運行周