20192020學年高中物理第六章4萬有引力理論成就練習(含解析)新人教必修2

20192020學年高中物理第六章4.萬有引力理論的成就練習(含分析)新人教版必修220192020學年高中物理第六章4.萬有引力理論的成就練習(含分析)新人教版必修27/7膆PAGE7薄蚄蒂裊芆20192020學年高中物理第六章4.萬有引力理論的成就練習(含分析)新人教版必修24.萬有引力理論的成就

1.若已知某行星的一顆衛(wèi)星繞其運轉的軌道半徑為r,周期為T,引力常量為G,則可求得()

剖析利用萬有引力定律,只能計算中心天體的質量,故已知衛(wèi)星的軌道半徑和周期,只能計算行星的

質量,選項A、C錯誤,B正確。因不知行星的半徑,故不能夠計算出行星的平均密度,選項D錯誤。

答案B

2.若測得嫦娥四號在月球(可視為密度平均的球體)表面周邊沿圓形軌道運轉的周期為T,已知引力常量G,半徑為R的球體體積公式4V=πR3,則可估計月球的()3

剖析嫦娥四號在月球(可視為密度平均的球體)表面周邊沿圓形軌道運轉,其軌道半徑可視為等于月223球半徑,由????2π,月球質量4π??;由于月球半徑R未知,不能夠估計月球質量,也不能夠由題G2=m(??)RM=2??????中信息獲取月球半徑和自轉周期,選項B、C、D錯誤。由密度公式??得月球密度3π,選項Aρ=??ρ=????2正確。

答案A

3.科學家們推測,太陽系內除八大行星之外還有另一顆行星就在地球的軌道上,從地球上看,它永遠

在太陽的反面,人類素來未能發(fā)現它,能夠說是“隱居”著的地球的“孿生兄弟”。由以上信息可

以確定()

這顆行星的公轉周期與地球相等

1

這顆行星的半徑等于地球的半徑

C.這顆行星的密度等于地球的密度

D.這顆行星上同樣存在著生命

剖析因只知道這顆行星的軌道半徑,因此只能判斷出其公轉周期與地球的公轉周期相等。由

??????2G??2=m??可知,行星的質量在方程兩邊能夠消去,因此無法知道其密度。答案A

.

不能回收的航天器在使用后,將成為太空垃圾。以下列圖是飄揚在地球周邊的太空垃圾表示圖,對

此以下說法正確的選項是()

離地越低的太空垃圾運轉周期越小

離地越高的太空垃圾運轉角速度越小

C.由公式v=√????得,離地越高的太空垃圾運轉速率越大

D.太空垃圾必然能跟同一軌道上同向翱翔的航天器相撞

剖析太空垃圾繞地球做勻速圓周運動??????24π2,依照G2=m=mω2r=m2r,可得:離地越低,周期越小,角速??????度越大,速度越大,選項A、B正確,C錯誤。太空垃圾與同一軌道上同向翱翔的航天器速率相等,不會相撞,選項D錯誤。答案AB5.宇航員在某星球表面,將一小球從離地面為h高處以初速度v0水平拋出,測出小球落地點與拋出點間的水平位移為s,若該星球的半徑為R,引力常量為G,則該星球的質量多大?

剖析設該星球表面重力加速度為,物體水平拋出后經時間t落地,則12gh=2gt①

2

s=v0t②

????又由于g=??2③

2????02??2由①②③式得M=????2。

2????02??2答案????2

能力提升

1.若地球繞太陽公轉周期及其公轉軌道半徑分別為T和,月球繞地球公轉周期和公轉半徑分別為R??日t和r,則太陽質量與地球質量之比為()??地

??3??2??3??2??3??2??2??3A.??3??2B.??3??2C.??2??3D.??2??3,一致表示為21,即3??32,剖析無論地球繞太陽公轉還是月球繞地球公轉??????4π2r∝??1,因此日=??????2=mM??2??32111地選項A正確。

答案A

2.(多項選擇)一些星球由于某種原因此發(fā)生縮短,假設某星球的直徑減小到原來的四分之一。若縮短時

質量不變,不考慮星球自轉的影響,則與縮短前對照()

A.同一物體在星球表面碰到的重力增大到原來的4倍

B.同一物體在星球表面碰到的重力增大到原來的16倍

C.該星球的平均密度增大到原來的16倍D.該星球的平均密度增大到原來的64倍剖析依照萬有引力公式??????可知,當星球的直徑縮到原來的四分之一時,在星球表面的物體碰到F=2??????????????????。星球縮短后的重力F'=??2=162,應選項B正確;星球的平均密度ρ==4(4)????3π??3??ρ'=4??3=64ρ,應選項D正確。3π(4)

答案BD

3

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20世紀人類最偉大的創(chuàng)舉之一是開拓了太空的嶄新領域。以下列圖,現有一艘遠離星球在太空中直

線翱翔的宇宙飛船,為了測量自己質量,啟動推進器,測出飛船在短時間t內速度的改變量為v,

和飛船碰到的推力F(其他星球對它的引力可忽略)。飛船在某次航行中,當它飛近一個孤立的星球

時,飛船能以速度v,在離星球的較高軌道上繞星球做周期為T的勻速圓周運動。已知星球的半徑為

R,引力常量用G表示,則宇宙飛船和星球的質量分別是()

??????2????????3??A.??,??B.??,2π????????3????????3??C.??,??D.??,2π??

剖析依照牛頓第二定律可知??????2π??F=ma=m,因此m=??,飛船做勻速圓周運動的周期T=??,故軌道半??徑為r=??????????2??2????3??,依照萬有引力供應向心力可得G2=m,得M=??=2π,應選項D正確。2π??????答案D4.(多項選擇)為了探測某星球,載著登陸艙的探測飛船在以該星球球心為圓心,半徑為r1的圓軌道上做圓周運動,周期為T1,總質量為m1,隨后登陸艙走開飛船,變軌到離星球更近的半徑為r2的圓軌道上做圓周運動,此時登陸艙的質量為m2,則()

4π2??13A.此星球的質量為M=????12

4π2??1B.此星球表面的重力加速度為gx=??12

C.登陸艙在r1與r2軌道上運轉時的速度大小之比為??????1=√12??2??2??1

??23D.登陸艙在半徑為r2的軌道上做圓周運動的周期為T2=T1√??13

4

??????4π2??4π2??3剖析選飛船為研究對象,則1=m1,解得此星球的質量1,選項A正確;飛船的向心加11114π2??1,不等于星球表面的加速度,選項B錯誤;登陸艙在r速度為a=??21的軌道上運動時滿足1??????24π2??????????2??????4π2????????2??2??21,2=m1,登陸艙在r的軌道上運動時滿足2=m2,=m2,由上述公2121121222222????????3式聯立可解得??1=√??2,??2=√??23,因此選項C錯誤,選項D正確。2111

答案AD

5.(多項選擇)(2018天津)2018年2月2日,我國成功將電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星“張衡一號”發(fā)射升空,標志

我國成為世界上少許擁有在軌運轉高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一。經過察看能夠獲取衛(wèi)

星繞地球運動的周期,并已知地球的半徑和地球表面處的重力加速度。若將衛(wèi)星繞地球的運動看作

是勻速圓周運動,且不考慮地球自轉的影響,依照以上數據能夠計算出衛(wèi)星的()

A.密度B.向心力的大小

C.離地高度D.線速度的大小

剖析本題觀察萬有引力定律的應用,靈便掌握衛(wèi)星向心加速度的不同