人教版高中物理万有引力理论的成就单元测试

1、名校名 推荐2019 届人教版万有引力理论的成就单元测试11N m2/kg 2，重力加速度g 取 9.8 m/s2 ，地球半径 R1 已知引力常量 G6.67 106.4 106 m，则可知地球质量的数量级是()A 1018 kgB1020 kgC1022 kgD 1024 kg2 已知引力常量为G，则根据下面的哪组数据可以算出地球的质量()A 月球绕地球运行的周期T1 及月球中心到地球中心的距离R1B地球绕太阳运行的周期T 2 及地球中心到太阳中心的距离R2C地球绕太阳运行的速度v 及地球中心到太阳中心的距离R2D 地球表面的重力加速度g 及地球中心到太阳中心的距离R23 如果我们能测出月球

2、表面的重力加速度g、月球的半径R 和月球绕地球运转的周期T，就能根据万有引力定律“称量”月球的质量了已知引力常量为G，用 M 表示月球的质量，则下列各式正确的是()gR2A M GGR2BM g4 2R3CM GT 2T2R3D M 4 2G4(多选 )英国物理家卡文迪许测出了引力常量G，因此卡文迪许被人们称为“能称出地球质量的人”若已知引力常量为G，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为 R，地球上一个昼夜的时间为T 1(地球自转周期 )，一年的时间为 T 2(地球公转的周期 )，地球中心到月球中心的距离为L1，地球中心到太阳中心的距离为L 2，可估算出 ()gR2A 地球的质量 m 地 G

3、423L 2B太阳的质量 m 太 GT 22C月球的质量 m4 2L 13月 GT 12D 月球、地球及太阳的密度知识点二计算天体的密度5 如图 L6 4 1 所示是美国的“卡西尼号”探测器经过长达7 年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道若“卡西尼号”探测器在半径为R 的土星上空离土星表面高为h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n 周飞行时间为t，已知引力常量为G，则下列关于土星质量 M 和平均密度的表达式正确的是()1名校名 推荐图 L6 4 14 2（ R h） 33 （ R h） 3A M Gt2， 2 3Gt R4 2n2（ R h） 33 （ R h） 3BM Gt2， 23Gt R4

4、2t2 （R h）33 t2（ R h） 3CM Gn2， 23Gn R223234 n （ R h）， 3 n （ R h）D M Gt223Gt R知识点三发现未知天体6家们推测，太阳系有一颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面， 人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”由以上信息可以确定 ()A 这颗行星的公转周期和地球的公转周期相等B这颗行星的半径等于地球的半径C这颗行星的密度等于地球的密度D 这颗行星上同样存在着生命7 (多选 )土星外层上有一个环，为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度v 与该层到土星中心的距离R 之间的

5、关系来判断()A 若 v R，则该层是土星的一部分B若 v2 R，则该层是土星的卫星群C若 v 1，则该层是土星的一部分RD 若 v2 R1，则该层是土星的卫星群综合拓展8假设地球可视为质量均匀分布的球体 已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为 G.地球的密度为 ()3 g0 gA. GT 2g03g0B.GT 2g0 g3C.GT 23 g0D.GT 2 g9 土星和地球均可近似看作球体，土星的半径约为地球半径的9.5 倍，土星的质量约为地球质量的 95 倍，已知地球表面的重力加速度g 10 m/s2，地球密度约为 5.5 10300kg/

6、m 3，试计算：(1)土星的密度；(2)土星表面的重力加速度M. 已知地球的半径 R6.4 10610为了研究太阳演化进程， 需知道目前太阳的质量m，地球的质量 m 6 1024 kg，日、地中心的距离r 1.51011 m，地球表面处的重力加速度g2名校名 推荐取 10 m/s2，1 年约为 3.2 107s，试估算目前太阳的质量 (保留一位有效数字， 引力常量未知 )11我国航天技术飞速发展， 设想数年后宇航员登上了某星球表面宇航员从距该星球表面高度为 h 处，沿水平方向以初速度 v 抛出一小球，测得小球做平抛运动的水平距离为L ，已知该星球的半径为R，引力常量为G.求：(1)该星球表面的

7、重力加速度；(2)该星球的平均密度3名校名 推荐MmgR2241 D解析 根据 G R 2 mg 可得，地球的质量为M G 6.0 10kg ， D正确Mm4 22 A 解析 已知星球绕中心天体做圆周运动的轨道半径和周期，由Gr2 m T2 r得 M4 2r3B 错误， A 正确已知星球绕中心天体做GT2 ，可以计算中心天体的质量，故选项Mmv2rv2圆周运动的轨道半径和速度，由G r2 m r ，得 M G ，可以计算中心天体的质量，选项GMmgR2C 错误 已知地球表面的重力加速度和地球半径，由 R 2 mg 得 M G，式中 R 是地球半径，选项 D 错误Mm3 A解析 根据月球表面物体

8、的重力和所受的万有引力相等，即mg G R2 ，可得gR2月球的质量为MG，所以选项 A 正确4AB解析 由 Gm 地 gR 2 得 m 地 gR 2，选项 A 正确；地球绕太阳运转，有F 引 Gm 地 m太4 24 2 L32，选项 B 正确；同理，月球绕地球运转，只F 向 ，即 G2 m 地2 L2，得 m 太 GT2L 2T22能算出地球质量m 地 4 2L13(T 3 为月球绕地球公转周期) ，选项 C 错误；要计算天体密度，2GT 3还需知道天体的体积，本题虽然可求太阳质量，但不知太阳半径，故无法求出太阳密度，不知月球质量和半径，故无法求出月球密度，选项D 错误GMm4 25D解析

9、根据万有引力提供向心力，有（ R h） 2 mT2 (R h) ，而卫星的周期t4 2n 2 （ R h）3M4T n ，可得土星的质量MGt2；由密度的定义式 V，土星的体积为V 3R 3 ，可得土星的平均密度为3 n 2（R h） 32R3， D 正确GtGMm2 26 A解析 万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得R 2 mTR ，由于轨道半径相等， 则行星公转周期与地球公转周期相等，A 正确；这颗行星的轨道半径等于地球的轨道半径， 但行星的半径不一定等于地球半径，B 错误； 这颗行星的密度与地球的密度无法比较， C 错误；这颗行星上是否有生命无法确定，D 错误7AD解析 若为土星的一部分

10、， 则它们与土星绕同一圆心做圆周运动的角速度相同，Mmv2GM根据 v R 可知 v R. 若为土星的卫星群，则由公式G R2 m R 可得： vR ，所以v2 1 ，故应选 A 、 D.R8B解析 在两极处的物体所受的重力等于万有引力，即GMm mg 0，在赤道处的R2Mm4 23M物体做圆周运动的周期等于地球的自转周期T ，则 G R2 mg m T2R ，则密度 4 R34名校名 推荐3g0R23 g 04 R 3GGT 2（ g 0 g） .B 正确9 (1)0.61 10 3 kg/m 3(2)10.5 m/s2MM解析 (1) 星体的密度 V 43，3 RMR3095 0.11 ，M0 R39.5 30故土星的密度约为 0.11 0.61 10 33.0kg/m(2) 根据星球表面的物体受到的万有引力近似等于物体的重力，有Mmmg G R2GM解得 g R22gMR095则 g0 M0 R2 9.5 2 1.05 ，所以土星表面的重力加速度g 1.05g 0 10.5 m/s 2 .10 2 1030 kg解析 设 T 为地球绕太阳运动的周期，则由万有引力定律得Mm2 2G r2 mT