20192020学年高中物理第六章4万有引力理论成就练习(含解析)新人教必修2

20192020学年高中物理第六章4.万有引力理论的成就练习(含分析)新人教版必修220192020学年高中物理第六章4.万有引力理论的成就练习(含分析)新人教版必修27/7膆PAGE7薄蚄蒂袅芆20192020学年高中物理第六章4.万有引力理论的成就练习(含分析)新人教版必修24.万有引力理论的成就

1.若已知某行星的一颗卫星绕其运转的轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,则可求得()

剖析利用万有引力定律,只能计算中心天体的质量,故已知卫星的轨道半径和周期,只能计算行星的

质量,选项A、C错误,B正确。因不知行星的半径,故不能够计算出行星的平均密度,选项D错误。

答案B

2.若测得嫦娥四号在月球(可视为密度平均的球体)表面周边沿圆形轨道运转的周期为T,已知引力常量G,半径为R的球体体积公式4V=πR3,则可估计月球的()3

剖析嫦娥四号在月球(可视为密度平均的球体)表面周边沿圆形轨道运转,其轨道半径可视为等于月223球半径,由????2π,月球质量4π??;由于月球半径R未知,不能够估计月球质量,也不能够由题G2=m(??)RM=2??????中信息获取月球半径和自转周期,选项B、C、D错误。由密度公式??得月球密度3π,选项Aρ=??ρ=????2正确。

答案A

3.科学家们推测,太阳系内除八大行星之外还有另一颗行星就在地球的轨道上,从地球上看,它永远

在太阳的反面,人类素来未能发现它,能够说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”。由以上信息可

以确定()

这颗行星的公转周期与地球相等

1

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

剖析因只知道这颗行星的轨道半径,因此只能判断出其公转周期与地球的公转周期相等。由

??????2G??2=m??可知,行星的质量在方程两边能够消去,因此无法知道其密度。答案A

.

不能回收的航天器在使用后,将成为太空垃圾。以下列图是飘扬在地球周边的太空垃圾表示图,对

此以下说法正确的选项是()

离地越低的太空垃圾运转周期越小

离地越高的太空垃圾运转角速度越小

C.由公式v=√????得,离地越高的太空垃圾运转速率越大

D.太空垃圾必然能跟同一轨道上同向翱翔的航天器相撞

剖析太空垃圾绕地球做匀速圆周运动??????24π2,依照G2=m=mω2r=m2r,可得:离地越低,周期越小,角速??????度越大,速度越大,选项A、B正确,C错误。太空垃圾与同一轨道上同向翱翔的航天器速率相等,不会相撞,选项D错误。答案AB5.宇航员在某星球表面,将一小球从离地面为h高处以初速度v0水平抛出,测出小球落地点与抛出点间的水平位移为s,若该星球的半径为R,引力常量为G,则该星球的质量多大?

剖析设该星球表面重力加速度为,物体水平抛出后经时间t落地,则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.若地球绕太阳公转周期及其公转轨道半径分别为T和,月球绕地球公转周期和公转半径分别为R??日t和r,则太阳质量与地球质量之比为()??地

??3??2??3??2??3??2??2??3A.??3??2B.??3??2C.??2??3D.??2??3,一致表示为21,即3??32,剖析无论地球绕太阳公转还是月球绕地球公转??????4π2r∝??1,因此日=??????2=mM??2??32111地选项A正确。

答案A

2.(多项选择)一些星球由于某种原因此发生缩短,假设某星球的直径减小到原来的四分之一。若缩短时

质量不变,不考虑星球自转的影响,则与缩短前对照()

A.同一物体在星球表面碰到的重力增大到原来的4倍

B.同一物体在星球表面碰到的重力增大到原来的16倍

C.该星球的平均密度增大到原来的16倍D.该星球的平均密度增大到原来的64倍剖析依照万有引力公式??????可知,当星球的直径缩到原来的四分之一时,在星球表面的物体碰到F=2??????????????????。星球缩短后的重力F'=??2=162,应选项B正确;星球的平均密度ρ==4(4)????3π??3??ρ'=4??3=64ρ,应选项D正确。3π(4)

答案BD

3

.

20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的崭新领域。以下列图,现有一艘远离星球在太空中直

线翱翔的宇宙飞船,为了测量自己质量,启动推进器,测出飞船在短时间t内速度的改变量为v,

和飞船碰到的推力F(其他星球对它的引力可忽略)。飞船在某次航行中,当它飞近一个孤立的星球

时,飞船能以速度v,在离星球的较高轨道上绕星球做周期为T的匀速圆周运动。已知星球的半径为

R,引力常量用G表示,则宇宙飞船和星球的质量分别是()

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

剖析依照牛顿第二定律可知??????2π??F=ma=m,因此m=??,飞船做匀速圆周运动的周期T=??,故轨道半??径为r=??????????2??2????3??,依照万有引力供应向心力可得G2=m,得M=??=2π,应选项D正确。2π??????答案D4.(多项选择)为了探测某星球,载着登陆舱的探测飞船在以该星球球心为圆心,半径为r1的圆轨道上做圆周运动,周期为T1,总质量为m1,随后登陆舱走开飞船,变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上做圆周运动,此时登陆舱的质量为m2,则()

4π2??13A.此星球的质量为M=????12

4π2??1B.此星球表面的重力加速度为gx=??12

C.登陆舱在r1与r2轨道上运转时的速度大小之比为??????1=√12??2??2??1

??23D.登陆舱在半径为r2的轨道上做圆周运动的周期为T2=T1√??13

4

??????4π2??4π2??3剖析选飞船为研究对象,则1=m1,解得此星球的质量1,选项A正确;飞船的向心加11114π2??1,不等于星球表面的加速度,选项B错误;登陆舱在r速度为a=??21的轨道上运动时满足1??????24π2??????????2??????4π2????????2??2??21,2=m1,登陆舱在r的轨道上运动时满足2=m2,=m2,由上述公2121121222222????????3式联立可解得??1=√??2,??2=√??23,因此选项C错误,选项D正确。2111

答案AD

5.(多项选择)(2018天津)2018年2月2日,我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空,标志

我国成为世界上少许拥有在轨运转高精度地球物理场探测卫星的国家之一。经过察看能够获取卫

星绕地球运动的周期,并已知地球的半径和地球表面处的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作

是匀速圆周运动,且不考虑地球自转的影响,依照以上数据能够计算出卫星的()

A.密度B.向心力的大小

C.离地高度D.线速度的大小

剖析本题观察万有引力定律的应用,灵便掌握卫星向心加速度的不同