【物理 】萬(wàn)有引力理論成就計(jì)算天體加速度同步練習(xí) 2023-2024學(xué)年高一下人教版（2019）必修第二冊(cè)

萬(wàn)有引力理論成就計(jì)算天體加速度一、萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用1．內(nèi)容：自然界中任何兩個(gè)物體都相互吸引，引力的方向在它們的連線上，引力的大小與物體的質(zhì)量m1和m2的乘積成、與它們之間距離r的二次方成．2．表達(dá)式：，G為引力常量：3．適用條件(1)公式適用于間的相互作用．當(dāng)兩物體間的距離遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于物體本身的大小時(shí)，物體可視為質(zhì)點(diǎn)．(2)質(zhì)量分布均勻的球體可視為質(zhì)點(diǎn)，r是的距離．R通常表示h通常表示二．解決天體(衛(wèi)星)運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的基本思路(1)天體運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)源于天體之間的萬(wàn)有引力，即(2)在中心天體表面或附近運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬(wàn)有引力近似等于重力，即．（3）在研究衛(wèi)星的問(wèn)題中，若已知中心天體表面的重力加速度g時(shí)，常運(yùn)用作為橋梁，可以把“地上”和“天上”聯(lián)系起來(lái)．由于這種代換的作用很大，此式通常稱為黃金代換公式．(4)利用此關(guān)系可求行星表面重力加速度、軌道處重力加速度：在行星表面重力加速度：在離地面高為h的軌道處重力加速度：.一、單選題1．火星的質(zhì)量和半徑分別約為地球的和，地球表面的重力加速度為g，則火星表面的重力加速度約為（）A．0.2g B．0.4g C．2.0g D．2.5g2．地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，若高空中某處的重力加速度為，則該處距地球表面的高度為（）A． B．C．R D．2R3．搭乘神舟十二號(hào)進(jìn)入天和核心艙的我國(guó)航天員相繼出艙，勝利完成中國(guó)空間站的第二次艙外任務(wù)。已知中國(guó)空間站處于距地面高度為的近地軌道處，地球半徑為，地球表面重力加速度為，則此時(shí)宇航員在該軌道處的加速度為（）A． B． C． D．4．2020年11月10日，我國(guó)“奮斗者”號(hào)潛水器在馬里亞納海溝成功坐底，坐底深度為（10.909km）；2022年11月29日，搭載3名宇航員的神舟15號(hào)飛船與在離地面高度為（400km）的空間站的天和核心艙成功對(duì)接，完成了空間站的最后建造工作。真正實(shí)現(xiàn)了“可上九天攬?jiān)?，可下五洋捉鱉，談笑凱歌還”的豪言壯語(yǔ)。已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零，假設(shè)地球質(zhì)量分布均勻，半徑為R，不考慮其自轉(zhuǎn)，則馬里亞納海溝底部處和空間站所在軌道處的重力加速度之比為（

）A． B．C． D．5．火星沖日是指火星、地球和太陽(yáng)幾乎排列成一線，地球位于太陽(yáng)與火星之間，此時(shí)火星被太陽(yáng)照亮的一面完全朝向地球。地球和火星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的方向相同，軌跡都可近似為圓，火星公轉(zhuǎn)軌道半徑為地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的1.5倍，，則下列說(shuō)法正確的是（）A．火星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期約為3.6年B．在相等的時(shí)間內(nèi)，火星跟太陽(yáng)中心的連線與地球跟太陽(yáng)中心的連線掃過(guò)的面積相等C．由題中數(shù)據(jù)可求出，火星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大D．火星沖日現(xiàn)象的時(shí)間間隔約為2.25年6．P衛(wèi)星是地球的一顆同步衛(wèi)星，若P衛(wèi)星的質(zhì)量為m，距地面高度為h，地球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G，則P衛(wèi)星所在處的加速度大小為（）A．0 B． C． D．7．一物體在地球表面重16N，它在以5m/s2的加速度加速上升的火箭中的視重（即物體對(duì)火箭豎直向下的壓力）為9N，則此火箭離地球表面的距離為地球半徑的（地球表面重力加速度取10m/s2）（）A．2倍B．3倍C．4倍D．0.5倍8．如圖是某農(nóng)家院內(nèi)打出一口深度為d的水井，如果質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零，地球可以看作是質(zhì)量分布均勻的球體，地球半徑為R，則水井底部和離地面高度為d處的重力加速度大小之比為（）A． B．C． D．9．已知地球半徑為R，A為距離地心的一個(gè)位置，B為距離地球表面為R的一顆人造地球衛(wèi)星，則A位置的重力加速度大小與B的加速度大小之比為（已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)內(nèi)部空腔處任意位置的物體的萬(wàn)有引力為0，地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體，忽略地球自轉(zhuǎn)）（）A．2 B． C．1 D．10．把地球看作質(zhì)量分布均勻的球體?！膀札垺碧?hào)下潛深度為，“天宮一號(hào)”軌道距離地面高度為，已知地球半徑為，質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零，“蛟龍”號(hào)所在處與“天宮一號(hào)”所在處的重力加速度之比為（）A． B．C． D．11．一火箭從地面由靜止開始以5m/s2的加速度豎直向上勻加速運(yùn)動(dòng)，火箭中有一質(zhì)量為2kg的科考儀器，在上升到距地面某一高度時(shí)科考儀器的視重為15N，已知地球半徑為R，則此時(shí)火箭離地球表面的距離為（地球表面處的重力加速度g取10m/s2）（）A．0.5R B．R C．2R D．3R12．如圖所示，有兩顆衛(wèi)星繞某星球做橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，兩顆衛(wèi)星的近地點(diǎn)均與星球表面很近（可視為相切），衛(wèi)星1和衛(wèi)星2的軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)到星球表面的最近距離分別為，衛(wèi)星1和衛(wèi)星2的環(huán)繞周期之比為k。忽略星球自轉(zhuǎn)的影響，已知引力常量為G，星球表面的重力加速度為。則星球的平均密度為（）A． B．C． D．二、多選題13．美國(guó)“機(jī)智號(hào)”旋翼無(wú)人機(jī)在火星表面完成了上升、懸停、下降和平穩(wěn)著陸等所有設(shè)定動(dòng)作，如圖所示?；鹦琴|(zhì)量為M，半徑為R，“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)質(zhì)量為m，引力常量為G，已知“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)上升的高度遠(yuǎn)小于火星半徑，忽略火星自轉(zhuǎn)，則（）A．“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)上升過(guò)程處于超重狀態(tài)B．“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)下降過(guò)程處于失重狀態(tài)C．“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)在火星表面受到的重力為D．“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)懸停時(shí)，稀薄氣體對(duì)“機(jī)智號(hào)”無(wú)人機(jī)的作用力為14．2022年11月1日，夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙與“天宮”空間站在軌完成交會(huì)對(duì)接，目前已與天和核心艙、問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙形成新的空間站“T”字基本構(gòu)型組合體。已知組合體的運(yùn)行軌道距地面高度為h（約為400km），地球視為理想球體質(zhì)量為M，半徑為R，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，下列說(shuō)法正確的是（）A．航天員漂浮在組合體中，處于平衡狀態(tài)B．地球的平均密度可表示為C．組合體軌道處的重力加速度為D．組合體的運(yùn)行速度為15．萬(wàn)有引力定律能夠很好地將天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律與地球上物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有內(nèi)在一致性統(tǒng)一起來(lái)，同彈簧測(cè)力計(jì)稱量一個(gè)相對(duì)于地球靜止的質(zhì)量為的小物體的重力，隨稱量位置的變化可能會(huì)有不同的結(jié)果，已知地球質(zhì)量為，引力常量為，將地球視為半徑為、質(zhì)量均勻分布的球體，下列說(shuō)法正確的是（）A．在北極地面稱量時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)B．在赤道地面稱量時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)C．在北極上空高出地面處稱量時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)D．在粗略的計(jì)算中，可以認(rèn)為地面附近物體受到地球的引力等于重力16．為了驗(yàn)證拉住月球使它圍繞地球運(yùn)動(dòng)的力與拉著蘋果下落的力是同一性質(zhì)的力，同樣遵從平方反比定律，牛頓進(jìn)行了著名的“月—地檢驗(yàn)”。已知月地之間的距離為60R（R為地球半徑），月球圍繞地球公轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G。則下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是（）A．由題中信息可以計(jì)算出地球的密度為B．由題中信息可以計(jì)算出月球繞地球公轉(zhuǎn)的線速度大小為C．月球繞地球公轉(zhuǎn)的向心加速度是在地面附近重力加速度的D．物體在月球軌道上受到的地球引力是其在地面附近受到的地球引力的17．當(dāng)?shù)厍蛭挥谔?yáng)和火星之間且三者幾乎排成一條直線時(shí)，稱之為“火星沖日”?，F(xiàn)認(rèn)為地球和火星在同一平面上、沿同一方向繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知火星半徑約為地球半徑的，質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，火星的公轉(zhuǎn)周期約為地球公轉(zhuǎn)周期的1.9倍，。下列說(shuō)法正確的是（）A．火星沖日時(shí)間間隔約為2.1年B．火星與地球公轉(zhuǎn)軌道半徑之比約為3：2C．火星與地球表面重力加速度之比約為2：9D．火星與地球密度之比約為8：918．某星球的質(zhì)量約為地球的，半徑約為地球的。設(shè)其質(zhì)量分布均勻且不考慮自轉(zhuǎn)，地球表面重力加速度g取10m/s2。下列說(shuō)法正確的有（）A．該星球表面的重力加速度約為20m/s2B．該星球表面的重力加速度約為2m/s2C．在地球表面重100N的物體，在該星球表面重約200ND．在地球表面重100N的物體，在該星球表面重約20N19．我國(guó)計(jì)劃在2030年前實(shí)現(xiàn)載人登陸月球開展科學(xué)探索，其后將探索建造月球科研試驗(yàn)站，開展系統(tǒng)、連續(xù)的月球探測(cè)和相關(guān)技術(shù)試驗(yàn)驗(yàn)證。若已知月球質(zhì)量為M，半徑為R，引力常量為G，以下說(shuō)法正確的是（

）A．如果在月球上以初速度豎直上拋一個(gè)物體，則物體上升的最大高度為B．如果在月球上以初速度豎直上拋一個(gè)物體，則物體落回到拋出點(diǎn)所用時(shí)間為C．如果有一顆衛(wèi)星繞月球做勻速圓