高一物理6.4-萬(wàn)有引力理論的成就-習(xí)題、答案

高一物理6-2-2第六章第4節(jié)萬(wàn)有引力理論的成就習(xí)題6-2-21.一艘宇宙飛船繞一個(gè)不知名的行星表面飛行，要測(cè)定該行星的密度，僅僅須要測(cè)定物理量()A.運(yùn)行周期 B.環(huán)繞半徑 C.行星的體積 D.運(yùn)動(dòng)速度2．科學(xué)家們推想，太陽(yáng)系的第十顆行星就在地球的軌道上，從地球上看，它恒久在太陽(yáng)的背面，人類始終未能發(fā)覺它，可以說是“隱居”著的地球的“孿生兄弟”．由以上信息可以確定：()A．這顆行星的公轉(zhuǎn)周期與地球相等B．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3．下列說法正確的是()A．海王星和冥王星是人們依據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算的軌道而發(fā)覺的B．天王星是人們依據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算的軌道而發(fā)覺的C．天王星的運(yùn)行軌道偏離依據(jù)萬(wàn)有引力定律計(jì)算出來的軌道，其緣由是由于天王星受到軌道外面其他行星的引力作用D．以上均不正確4．一顆小行星繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑是地球公轉(zhuǎn)半徑的4倍，則這顆小行星運(yùn)轉(zhuǎn)的周期是()A．4年B．6年C．8年D．年5．2001年10月22日，歐洲航天局由衛(wèi)星觀測(cè)發(fā)覺銀河系中心存在一個(gè)超大型黑洞，命名為MCG6－30－15，由于黑洞的強(qiáng)大引力，四周物質(zhì)大量掉入黑洞，假定銀河系中心僅此一個(gè)黑洞，已知太陽(yáng)系繞銀河系中心勻速運(yùn)轉(zhuǎn)，下列哪一組數(shù)據(jù)可估算該黑洞的質(zhì)量()A．地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期和速度B．太陽(yáng)的質(zhì)量和運(yùn)行速度C．太陽(yáng)質(zhì)量和到MCG6－30－15的距離D．太陽(yáng)運(yùn)行速度和到MCG6－30－15的距離6.設(shè)想人類開發(fā)月球，不斷把月球上的礦藏搬運(yùn)到地球上，假定經(jīng)過長(zhǎng)時(shí)間開采后，地球仍可看作是勻稱的球體，月球仍沿開采前的圓周軌道運(yùn)動(dòng)，則與開采前相比()Ａ.地球與月球間的萬(wàn)有引力將變大Ｂ.地球與月球間的萬(wàn)有引力將變?。?月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變長(zhǎng)Ｄ.月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變短7．已知月球表面的自由落體加速度是地球表面的自由落體加速度的，在月球上和地球上以同樣水平速度從同樣的高度拋出質(zhì)量相同的小球，比較兩個(gè)小球落地點(diǎn)到拋出點(diǎn)的水平距離，在月球上的距離和地球上的距離之比，是下列給出的數(shù)據(jù)中的哪個(gè)()A．B．C．6D．368.設(shè)土星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若測(cè)得土星到太陽(yáng)的距離為R，土星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期是T，萬(wàn)有引力常量G已知，依據(jù)這些數(shù)據(jù)，能夠求出的物理量有()A.土星線速度的大小B．土星加速度的大小C．土星的質(zhì)量D.太陽(yáng)的質(zhì)量9．繼神奇的火星之后，土星也成了全世界關(guān)注的焦點(diǎn)！經(jīng)過近7年35.2億公里在太空中風(fēng)塵仆仆的穿行后，美航空航天局和歐航空航天局合作探討的“卡西尼”號(hào)土星探測(cè)器于美國(guó)東部時(shí)間2004年6月30日（北京時(shí)間7月1日）抵達(dá)預(yù)定軌道，起先“探望”土星及其衛(wèi)星家族。這是人類首次針對(duì)土星及其31顆已知衛(wèi)星最詳盡的探測(cè)！若“卡西尼”號(hào)探測(cè)器進(jìn)入繞土星飛行的軌道，在半徑為R的土星上空離土星表面高的圓形軌道上繞土星飛行，環(huán)繞周飛行時(shí)間為。試計(jì)算土星的質(zhì)量和平均密度。10.兩顆靠得很近的天體稱為雙星，它們以兩者連線上某點(diǎn)為圓心作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這樣就不至于由于萬(wàn)有引力而吸引在一起，設(shè)兩雙星質(zhì)量分別為m和M，M＝3m。兩星間距為L(zhǎng)，在相互萬(wàn)有引力的作用下，繞它們連線上某點(diǎn)O轉(zhuǎn)動(dòng)，則它們運(yùn)動(dòng)的角速度為多少?11.若地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期及公轉(zhuǎn)軌道半徑分別為T和R，月球繞地球公轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)軌道半徑分別為t和r，則太陽(yáng)質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M日/M地為（）A．B．C．D．12.已知引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，重力加速度g=9.8m/s2，地球半徑R=6.4×106m.則可知地球質(zhì)量的數(shù)量級(jí)是（）A.1018kgB.1020kgC.1022kgD.1024kg13.2003年10月15日，“神舟”五號(hào)飛船將宇航員送入太空，中國(guó)成為繼俄羅斯、美國(guó)之后第三個(gè)駕馭載人航天技術(shù)的國(guó)家.設(shè)宇航員測(cè)出自己繞地球球心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T、離地面的高度為H、地球半徑為R，則依據(jù)T、H、R和萬(wàn)有引力常量G，宇航員不能計(jì)算出下面哪一項(xiàng)（）A.地球的質(zhì)量B.地球的平均密度C.飛船所需向心力D.飛船的線速度大小14.已知地球半徑是月球半徑的3.7倍，地球質(zhì)量是月球質(zhì)量的81倍，試求月球表面的重力加速度是多少？一個(gè)舉重運(yùn)動(dòng)員在地面上能舉起質(zhì)量為m的物體，假如他到月球表面，能舉起質(zhì)量是多少的物體？15.宇航員站在一星球表面上的某高處，沿水平方向拋出一小球.經(jīng)過時(shí)間t，小球落到星球表面，測(cè)得拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為L(zhǎng).若拋出時(shí)的初速增大到2倍，則拋出點(diǎn)與落地點(diǎn)之間的距離為3L.已知兩落地點(diǎn)在同一水平面上，該星球的半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G，求該星球的質(zhì)量M.16.經(jīng)天文學(xué)家視察，太陽(yáng)在圍著銀河系中心圓形軌道上運(yùn)行，這個(gè)軌道半徑約為3×104光年（約等于2.8×1020m），轉(zhuǎn)動(dòng)周期約2億年（約等于6.3×1015s）.太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是來自位于它軌道內(nèi)側(cè)的大量星體的引力，可以把這些星體的全部質(zhì)量看作集中在銀河系中心來處理問題.（G=6.67×10-11N·m2/kg2）（1）從給出的數(shù)據(jù)來計(jì)算太陽(yáng)軌道內(nèi)側(cè)這些星體的總質(zhì)量;（2）試求出太陽(yáng)在圓周運(yùn)動(dòng)軌道上的加速度.習(xí)題6-2-2答案1.A2.BC3.AC4.C5.D6.BD解析：F萬(wàn)′=［Mm-Δm（M+Δm-m）］＜Mm=F萬(wàn)，所以F萬(wàn)減小.選項(xiàng)B正確.又因?yàn)镕萬(wàn)=F向，所以，所以所以M增大，r不變，T減小.選項(xiàng)D正確.答案：BD7.B8.ABD9.解答：設(shè)“卡西尼”號(hào)的質(zhì)量為m，土星的質(zhì)量為M.“卡西尼”號(hào)圍繞土星的中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由萬(wàn)有引力供應(yīng).，其中，所以：．又，10.11.A12.解析：物體所受地球的萬(wàn)有引力約等于物體的重力：=mg得：g=G解得：M=kg=6.02×1024kg即地球質(zhì)量的數(shù)量級(jí)是1024.所以，本題的正確選項(xiàng)為D.答案：D13.解析：由=m（R+H）ω2，又ω=，代入上式得，已知R、H、T、G，則宇航員能測(cè)出地球的質(zhì)量；又地球的體積為V=πR3，地球的密度為ρ=，也可測(cè)出；依據(jù)v=可知，宇航員也能測(cè)v;因向心力的大小與飛船的質(zhì)量有關(guān)，而飛船的質(zhì)量又未知，所以宇航員不能測(cè)飛船受到的向心力.A、B、D是正確的，C是錯(cuò)誤的，應(yīng)選C14.解析：依據(jù)“地球表面物體所受萬(wàn)有引力等于其重力”求得重力加速度表達(dá)式，由于運(yùn)動(dòng)員舉力肯定，則被舉起重物重力相同，由于重力加速度不同，則舉起的物體質(zhì)量不同.在地球表面重力加速度，在月球表面重力加速度為，所以=0.169，所以g′=0.169×9.8m/s2=1.66m/s2.舉重運(yùn)動(dòng)員的“舉力”F是肯定的.在地球表面上，F(xiàn)=mg，在月球表面上F=m′g′，所以m′=m=5.92m.15.解析：不妨實(shí)行逆向思維的方法找尋思路，借助平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律列式求得重力加速度，進(jìn)而求取星球的質(zhì)量.如右圖所示，設(shè)拋出點(diǎn)的高度為h，第一次拋時(shí)設(shè)平拋的水平射程為x，則有x2+h2=L2①由平拋運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可知，當(dāng)拋出的初速度增大到原來的2倍時(shí)，則水平射程應(yīng)增大到2x，可得（2x）2+h2=（）2②由①②解得：h=設(shè)該星球表面重力加速度為g，由平拋規(guī)律可得h=gt2③又因?yàn)棰苡散邰艿肕=.16.解析：首先理解題意，在此基礎(chǔ)上抽象出合理的物理模型，即星體相當(dāng)于一