万有引力理论的成就新版人教版高一物理暑假专题检测(必修二)
高中物理 课时素养评价十一 万有引力理论的成就(含解析)新人教版必修2-新人教版高一必修2物理试题
万有引力理论的成就(25分钟60分)一、选择题(此题共6小题,每题5分,共30分)1.假设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,如此可求得( )A.卫星的质量B.行星的质量C.该卫星的平均密度D.行星的平均密度【解析】选B。
利用万有引力定律,只能计算中心天体的质量,故卫星的轨道半径和周期,只能计算行星的质量,A、C项错误,B项正确。
因不知行星的半径,故不能计算出行星的平均密度,D 项错误。
2.过去几千年来,人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内,行星“51peg b〞的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。
“51peg b〞绕其中心恒星做匀速圆周运动,周期约为4天,轨道半径约为地球绕太阳运动半径的,该中心恒星与太阳的质量比约为( )A. B.1C.5D.10【解析】选B。
研究行星绕某一恒星做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力知:=m r,解得M=;“51pegb〞绕其中心恒星做匀速圆周运动,周期约为4天,轨道半径约为地球绕太阳运动半径的,所以该中心恒星与太阳的质量比约为≈1,选项B正确。
3.火星的质量和半径分别约为地球的和,地球外表的重力加速度为g,如此火星外表的重力加速度约为( )g B.0.4g C.2.5g D.5g【解析】选B。
在星球外表有mg=,设火星外表的重力加速度为g火,如此==0.4,故B正确。
4.科学家们推测,太阳系有颗行星和地球在同一轨道上。
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〞。
由以上信息我们可以推知( )A.这颗行星的质量等于地球的质量B.这颗行星的密度等于地球的密度C.这颗行星的公转周期与地球公转周期相等D.这颗行星的自转周期与地球自转周期相等【解析】选C。
由题意知,该行星和地球一样绕太阳运行,且该行星、太阳、地球在同一直线上,说明该颗行星与地球有一样的公转周期,C选项正确;但根据所给条件,无法进一步判断这颗行星与地球的自转周期、质量、密度是否一样。
高中物理专题6.4万有引力理论的成就测基础版含解析新人教版必修2
高中物理专题6.4万有引力理论的成就测基础版含解析新人教版必修26、4 万有引力理论的成就一、选择题（本大题共8小题，每小题5分，共40分。
在每小题给出的四个选项中、1~6题只有一项符合题目要求；7~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
）1、一个半径比地球大2倍、质量是地球质量36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（）A、4倍B、6倍C、9倍D、18倍【答案】A2、过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕、“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径为，该中心恒星与太阳的质量比约为A、B、1C、5D、10【答案】B【解析】研究行星绕某一恒星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式为：，解得；“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的1/20，所以该中心恒星与太阳的质量比约为，故选B、点睛：要求解一个物理量大小变化，我们应该把这个物理量先表示出来，再根据已知量进行判断、向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求解的物理量选取应用、3、下面说法错误的是（）A、海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的B、天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的C、天王星的运动轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道，其原因是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用D、冥王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的【答案】B4、已知一质量为m的物体静止在北极与赤道对地面的压力差为ΔN，假设地球是质量分布均匀的球体，半径为R。
则地球的自转周期为（）A、B、C、D、【答案】A【解析】在赤道上物体所受的万有引力与支持力提供向心力可求得支持力，在南极支持力等于万有引力、在北极①，在赤道②，根据题意，有③，联立解得，A正确、5、假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。
万有引力理论的成就 同步练 高一下学期物理人教版(2019)必修第二册
7.3万有引力理论的成就一、选择题1.一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行,要测定该行星的平均密度,仅仅需要( )A.测定飞船的运行周期B.测定飞船的环绕半径C.测定行星的体积D.测定飞船的运行速度 2.某天体的质量和半径分别约为地球的110和12,地球表面的重力加速度为g ,则该天体表面的重力加速度约为( ) A.0.2gB.0.4gC.2.5gD.5g3.某行星有甲、乙两颗卫星，它们的轨道均为圆形，甲的轨道半径为R 1，乙的轨道半径为R 2，R 2>R 1。
根据以上信息可知( )A ．甲的质量大于乙的质量B ．甲的周期大于乙的周期C ．甲的速率大于乙的速率D ．甲所受行星的引力大于乙所受行星的引力4.如图所示是小明同学画的人造地球卫星轨道的示意图，则卫星( )A ．在a 轨道运行的周期为24 hB ．在b 轨道运行的速度始终不变C ．在c 轨道运行的速度大小始终不变D ．在c 轨道运行时受到的地球引力大小是变化的5.已知地球质量为月球质量的81倍,地球半径约为月球半径的4倍。
若在月球和地球表面同样高度处,以相同的初速度水平抛出物体,抛出点与落地点间的水平距离分别为S 月和S 地,则:S S 月地约为( )A.9:4B.6:1C.3:2D.1:16.若宇航员在月球表面附近自高h 处以初速度0v 水平抛出一个小球,测出小球的水平射程为L 。
已知月球半径为R ,万有引力常量为G 。
则下列说法正确的是( )A.月球表面的重力加速度2022hv g L =月B.月球的质量2222hR v m GL =月C.月球的自转周期02πRT v =D.月球的平均密度20232πhv GL ρ=7.假设地球可视为质量分布均匀的球体,地球表面重力加速度在两极的大小为0g ,在赤道的大小为g ,已知地球自转的周期为T ,引力常量为G ,则地球的半径为( ) A.202()4πg g T -B.2204π()g g T - C.202()4πg g T +D.2204π()g g T + 8.下面说法中错误的是( )A ．海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的B ．天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的C ．天王星的运动轨道偏离是根据万有引力定律计算出来的，其原因是天王星受到轨道外面其他行星的引力作用D ．冥王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的9.科学家们推测，太阳系的第十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”。
高中物理 64 万有引力理论的成就同步检测 新人教版必修2
第6章第4节万有引力理论的成就基础夯实1．关于万有引力定律应用于天文学研究的历史事实，下列说法中正确的是( ) A．天王星、海王星和冥王星，都是运用万有引力定律、经过大量计算后而发现的B．在18世纪已经发现的7个行星中，人们发现第七个行星——天王星的运动轨道总是同根据万有引力定律计算出来的结果有比较大的偏差，于是有人推测，在天王星轨道外还有一个行星，是它的存在引起了上述偏差C．第八个行星，是牛顿运用自己发现的万有引力定律，经大量计算而发现的D．冥王星是英国剑桥大学的学生亚当斯和勒维列合作研究后共同发现的答案：B解析：只要认真阅读教材，便能作出正确判断．2．(四川西充中学高一检测)已知地球的质量为M，月球的质量为m，月球绕地球的轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，则月球绕地球运转轨道处的重力加速度大小等于( )A.Gmr2B.GMr2C.4π2T2D.4π2T2r答案：BD3．(山东平度一中高一模块检测)在下列条件中，引力常量已知，能求出地球质量的是( )A．已知卫星质量和它离地的高度B．已知卫星轨道半径和运动周期C．已知近地卫星的周期和它的向心加速度D．已知地球绕太阳运转的轨道半径和地球表面的重力加速度答案：BC4．(2011·南宫中学高一检测)“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A、B两颗天体各有一颗靠近表面飞行的卫星，并测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是( )A．天体A、B表面的重力加速度与它们的半径成正比B．两颗卫星的线速度一定相等C．天体A、B的质量可能相等D．天体A、B的密度一定相等答案：C5．(河北正定中学高一检测)火星绕太阳运转可看成是匀速圆周运动，设火星运动轨道的半径为r ，火星绕太阳一周的时间为T ，万有引力常量为G ，则可以知道( )A ．火星的质量m 火＝4π2r3GT2B ．火星的平均密度ρ火＝3πGT 2C ．太阳的平均密度ρ火＝3πGT2 D ．太阳的质量m 太＝4π2r3GT2答案：D6．假设地球自转速度达到使赤道上的物体能“飘”起来(完全失重)．试估算一下，此时地球上的一天等于多少小时？(地球半径取6.4×106m ，g 取10m/s 2)答案：1.4h解析：物体刚要“飘”起来时，还与地球相对静止，其周期等于地球自转周期，此时物体只受重力作用，物体“飘”起来时，半径为R 地据万有引力定律：mg ＝GMm R 地2＝m 4π2T2R 地得：T ＝4π2R 地g＝4π2×6.4×10610s ＝5024s ＝1.4h.7．(2011·南宫中学高一检测)继神秘的火星之后， 今年土星也成了全世界关注的焦点！经过近7年35.2亿公里在太空中风尘仆仆的穿行后，美航天局和欧航天局合作研究的“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间6月30日(北京时间7月1日)抵达预定轨道，开始“拜访”土星及其卫星家族．这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测！若“卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道，在半径为R 的土星上空离土星表面高h 的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n 周飞行时间为t .求：土星的质量和平均密度．答案：4π2n 2R ＋h 3Gt 23πn2R ＋h 3Gt 2R3解析：设“卡西尼”号的质量为m ，土星的质量为M ，“卡西尼”号围绕土星的中心做匀速圆周运动，其向心力由万有引力提供，GMm R ＋h2＝m (R ＋h )(2πT )2，其中T ＝tn，解得土星的质量：M ＝4π2n2R ＋h 3Gt 2，又V ＝43πR 3，得土星的平均密度ρ＝M V ＝3π·n 2·R ＋h3Gt 2R 3能力提升1．(2011·哈尔滨九中高一检测)2003年8月29日，火星、地球和太阳处于三点一线，上演“火星冲日”的天象奇观．这是6万年来火星距地球最近的一次，与地球之间的距离只有5576万公里，为人类研究火星提供了最佳时机．如图所示为美国宇航局最新公布的“火星冲日”的虚拟图，则有( )A ．2003年8月29日，火星的线速度大于地球的线速度B ．2003年8月29日，火星的线速度小于地球的线速度C ．2004年8月29日，火星又回到了该位置D ．2004年8月29日，火星还没有回到该位置 答案：BD解析：火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动G Mm R 2＝m v 2R 可得：v ＝GMR，所以轨道半径较大的火星线速度小，B 正确；火星轨道半径大，线速度小，火星运动的周期较大，所以一年后地球回到该位置，而火星则还没有回到，D 正确．2．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 之间的关系来判断( )A ．若v ∝R ，则该层是土星的一部分B ．若v 2∝R ，则该层是土星的卫星群 C ．若v ∝1R，则该层是土星的一部分D ．若v 2∝1R，则该层是土星的卫星群答案：AD解析：若为土星的一部分，则它们与土星绕同一圆心做圆周运动的角速度应同土星相同，根据v ＝Rω可知v ∝R .若为土星的卫星群，则由公式G Mm R 2＝m v 2R 可得：v 2∝1R，故应选A 、D.3．2007年1月17日，我国在西昌发射了一枚反卫星导弹，成功地进行了一次反卫星武器试验．相关图片如图所示，则下列说法正确的是( )A ．火箭发射时，由于反冲而向上运动B ．发射初期时，弹头处于超重状态，但它受到的重力越来越小C ．高温高压燃气从火箭尾部喷出时对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力大小相等D ．弹头即将击中卫星时，弹头的加速度大于卫星的加速度 答案：ABC解析：火箭发射时，向下喷出高速高压燃气，得到反冲力，从而向上运动，而且燃气对火箭的作用力与火箭对燃气的作用力为作用力与反作用力，大小一定相等，故A 、C 正确；发射初期，弹头加速度向上，处于超重状态，但随它离地高度的增大，重力越来越小，B 正确．由GMm R ＋h2＝ma 可知，弹头击中卫星时，在同一高度处，弹头与卫星的加速度大小相等，D 错误．4．(2011·洛阳市高一检测)有一宇宙飞船到了某行星附近(该行星没有自转运动)，以速度v 绕行星表面做匀速圆周运动，测出运动的周期为T ，已知引力常量为G ，则下列结论正确的是( )A ．该行星的半径为vT2πB ．该行星的平均密度为3πGT2C ．该行星的质量为2v 3Tg πD ．该行星表面的自由落体加速度为2πvT答案：ABD解析：∵v ＝2πR T ，∴R ＝vT 2π∵G Mm R 2＝m 4π2r 2R ，∴M ＝4π2R 3GT 2ρ＝M V ＝3πGT2g ＝4π2T 2R ＝2πv T，所以ABD 正确．5．(2010·江苏熟市高一检测)经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”，“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O 点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L ，质量之比为m 1∶m 2＝3∶2.则可知( )A ．m 1、m 2做圆周运动的线速度之比为3∶2B ．m 1、m 2做圆周运动的角速度之比为1∶1C ．m 1做圆周运动的半径为25LD ．m 2做圆周运动的半径为35L答案：BCD解析：双星系统周期相同(角速度相同)，所受万有引力作为向心力相同，由F ＝mω2r ，m 1r 1＝m 2r 2，代入计算可得结论．6．(2010·鹤壁中学高一检测)借助于物理学，人们可以了解到无法用仪器直接测定的物理量，使人类对自然界的认识更完善．现已知太阳光经过时间t 到达地球，光在真空中的传播速度为c ，地球绕太阳的轨道可以近似认为是圆，地球的半径为R ，地球赤道表面的重力加速度为g ，地球绕太阳运转的周期为T .试由以上数据及你所知道的物理知识推算太阳的质量M 与地球的质量m 之比M /m 为多大(地球到太阳的间距远大于它们的大小)．答案：4π2c 3t3gT 2R2解析：设地球绕太阳公转轨道为r ，由万有引力定律得：G Mm r 2＝m 4π2T2r ① 在地球表面：Gmm ′R 2＝m ′g ② r ＝ct ③由(1)(2)(3)可得：M m ＝4π2c 3t 3gT 2R 2④7．在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来．假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为h ，速度方向是水平的，速度大小为v 0，求它第二次落到火星表面时速度的大小．计算时不计火星大气阻力．已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r ，周期为T .火星可视为半径为r 0的均匀球体．答案：8π2hr3T 2r 02＋v 02解析：以g ′表示火星表面附近的重力加速度．M 表示火星的质量，m 表示火星的卫星的质量，m ′表示火星表面处某一物体的质量，由万有引力定律和牛顿第二定律，有G Mm′r02＝m′g′①G Mmr2＝m(2πT)2r②设v表示着陆器第二次落到火星表面时的速度，它的竖直分量为v1，水平分量仍为v0，有v12＝2g′h③v＝v12＋v02④由以上各式解得v＝8π2hr3T2r02＋v02⑤点评：本题难度不大，但注重基础，体现能力立意为出发点，一方面处理平抛规律；另一方面要站在牛顿定律基本力学规律的高度处理星体运行问题，提高考生对中间物理参量处理的能力和隐含条件的挖掘能力．。
高中物理 专题6.4 万有引力理论的成就(测)(提升版)(含解析)新人教版必修2-新人教版高一必修2
专题6.4 万有引力理论的成就一、选择题〔本大题共8小题，每一小题5分，共40分。
在每一小题给出的四个选项中. 1~6题只有一项符合题目要求；7~8题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
〕1．地球绕太阳运动的周期与月球绕地球运动周期的比值为P，它们的轨道半径之比为q假设它们的运动都可以看作是匀速圆周运动，如此太阳质量与地球质量之经为〔〕A.32qpB. p2•q3C.32pqD. p3•q2【答案】A点睛：此题考查了求太阳质量与地球质量之比，应用万有引力公式与牛顿第二定律求出地球与太阳的质量，然后再求出太阳与地球质量之比，要掌握比值法的应用.2．一物体静置在平均密度为ρ的球形天体外表的赤道上。
万有引力常量为G，假设由于天体自转使物体对天体外表压力恰好为零，如此天体自转周期为A.124()3GπρB.123()4GπρC.12()GπρD.123()Gπρ【答案】D【解析】当压力为零时，2224GMmm RR Tπ=，又34Mρ3Rπ=，联立解得123T=()Gπρ，所以ABC错误；D正确。
3．仅地球绕太阳运行的公转轨道半径r，公转周期T，引力常量G，可估算出A. 地球的质量 B. 太阳的质量 C. 地球的密度 D. 太阳的密度【答案】B【解析】根据2224G Mm m r r T π=可求太阳的质量2324M r GT π=，不知太阳的半径，无法求太阳的密度，环绕天体地球的质量、密度无法计算，所以B 正确；A 、C 、D 错误。
4．地球外表的平均重力加速度为g ，地球半径为R ，引力常量为G ，可估计地球的平均密度为： A. 3g/4πRG B. 3g/4πR2G C. g/RG D. G/R2G 【答案】A【解析】根据地在地球外表万有引力等于重力有：2GMmmg R＝ 密度233443gR M gG V GR R ρππ=＝＝，应当选A.5．有一星球的密度跟地球密度一样，但它外表处的重力加速度是地面上重力加速度的2倍，如此该星球的质量将是地球质量的〔 〕 A.12倍倍 B. 2倍 C. 4倍 D. 8倍 【答案】D6．我国探月的“嫦娥工程〞已启动，在不久的将来，我国宇航员将登上月球．假设某位宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球某水平外表上方h 高处以速度0v 水平抛出一个小球，小球落回到月球外表的水平距离为s ，将月球视为密度均匀、半径为r 的球体，如此月球的密度为〔 〕A. 20232hv Gs πB. 2023hv Grs πC. 20232hv Grs π D. 2026hv Grs π【答案】C7．如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，如下列图。
人教版高一物理必修二同步测试：6.4万有引力理论的成就+.doc
6.4万有引力理论的成就1．把太阳系各行星的轨迹近似的看作匀速圆周运动，则离太阳越远的行星（）A．周期越小B．线速度越小C．角速度越小D．加速度越小2．可以发射这样一颗人造地球卫星，使其圆轨道（）A．与地球表面上某一纬度（非赤道）是共面同心圆B．与地球表面上某一纬度线所决定的圆是共面同心圆C．与地球表面上赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D．与地球表面上赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的3．在绕地球运行的人造地球卫星上，下列那些仪器不能正常使用（）A．天平B．弹簧秤C．摆钟D．水银气压计4．一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星运转的周期是（）A．4年B．6年C．8年8/9年5．一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度，只需要（）A．测定飞船的运行周期B．测定飞船的环绕半径C．测定行星的体积D．测定飞船的运动速度6．太阳由于辐射，质量在不断减小，地球由于接收太阳辐射和吸收宇宙中的尘埃，其质量在增加。
假定地球增加的质量等于太阳减少的质量，且地球的轨道半径不变，则（）A．太阳对地球的引力增加B．太阳对地球的引力减小C．地球运行的周期变长D．地球运行的周期变短7．宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动，若飞船想与前面的空间站对接，飞船为了追上轨道空间站，可以采取的方法是（）A．飞船加速直到追上空间站，完成对接B．飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接C．飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接D．无法实现对接8．太空中有一颗绕恒星做匀速圆周运动的行星，此行星上一昼夜的时间是6h，在行星的赤道处用弹簧秤测量物体的重力的读数比在两极时测量的读数小10%。
已知引力常量11/22⨯=-，求此行星的平均密度。
G⋅m107.6kgN9．高空遥感探测卫星在距地球表面高为h处绕地球转动。
如果地球质量为M，。
半径为R，人造卫星质量为m，万有引力常量为G，试求（1）人造卫星的线速度（2）人造卫星绕地球转动的周期（3）人造卫星的向心加速度参考答案：1. 分析：根据天体运动规律可得正确答案为BCD 。
人教版高中物理必修第二册第7章3万有引力理论的成就练习含答案
3.万有引力理论的成就基础巩固1.有人猜测,太阳系还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”。
由以上信息我们可能推知( )A.这颗行星的公转周期与地球相等B.这颗行星的自转周期与地球相等C.这颗行星质量等于地球的质量D.这颗行星的密度等于地球的密度答案:A解析:由题意知,该行星的公转周期应与地球的公转周期相等,这样,从地球上看,它才能永远在太阳的背面。
2.地球表面的平均重力加速度为g ,地球半径为R ,引力常量为G ,用上述物理量估算出来的地球平均密度为( )A.3g 4πGRB.3gGR 4πC.4Gg 3πRD.4g 3πGR 答案:A解析:联立以下三式G m 地mR 2=mg ,V=43πR 3,ρ=m 地V ,解得ρ=3g 4πGR 。
3.石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料,它的发现使“太空电梯”缆线的制造成为可能,人类将有望通过“太空电梯”进入太空。
现假设有一“太空电梯”悬在赤道上空某处,相对地球静止,如图所示,那么关于“太空电梯”,下列说法正确的是( )A .“太空电梯”各点均处于完全失重状态B .“太空电梯”各点运行周期随高度增大而增大C .“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离的二次方成反比D .“太空电梯”上各点线速度与该点离地球球心距离成正比答案:D解析:“太空电梯”随地球一起自转,其上各点周期与地球相同,B 错。
根据v=ωr ,可知C 错,D 对。
“太空电梯”不处于完全失重状态,A 错。
4.(多选)科学家在研究地月组成的系统时,从地球向月球发射激光,测得激光往返时间为t 。
若还已知引力常量G ,月球绕地球旋转(可看成匀速圆周运动)的周期T ,光速c (地球到月球的距离远大于它们的半径)。
则由以上物理量可以求出( )A.月球到地球的距离B.地球的质量C.月球受地球的引力D.月球的质量答案:AB解析:根据激光往返时间为t 和激光的速度可求出月球到地球的距离,A 正确。
【新教材】7.3 万有引力理论的成就 练习-人教版高中物理必修第二册(解析版)
第七章 万有引力与宇宙航行 7.3 万有引力理论的成就一、单选题1、据报道,科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星。
假设该行星质量约为地球质量的6.4倍,半径约为地球半径的2倍。
那么，一个在地球表面能举起64kg 物体的人在这个行星表面能举起的物体的质量约为多少（地球表面重力加速度g =10m/s 2）（ ） A ．40kg B ．50kgC ．60kg ND ．30kg【答案】 A 【解析】根据万有引力等于重力2GMm mg R ＝，得：2GMg R=，因为行星质量约为地球质量的6.4倍，其半径是地球半径的2倍，则行星表面重力加速度是地球表面重力加速度的1.6倍，而人的举力F 认为是不变的，则在地球表面上：0F m g = 则人在行星表面： 1.6F m g =⋅ 联立可以得到：064kg=40kg 1.6 1.6m m ==，故A 正确，BCD 错误。
2、为了实现人类登陆火星的梦想，近期我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动。
已知火星半径是地球半径的12，质量是地球质量的19，自转周期也基本相同。
地球表面重力加速度是g ，若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h ，在忽略自转影响的条件下，下述分析正确的是（ ）A ．王跃在火星表面受的万有引力是在地球表面受万有引力的94B ．火星表面的重力加速度是23g C ．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，在空中的时间为在地球上的94倍 D ．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是32h 【答案】 C 【解析】2GMmF R =222•14•2•99F M R F M R ===地火火地地火 A 错误；B ．在星球表面，万有引力等于重力，则有：2GMm mg R =星 得：2GMg R=星 则有：222•14•2•99M R R gM g ===地火火地火 解得：49g g =火，B 错误。
C ．由竖直上抛的运动时间为：2t g v =星则有：94t g t g ==火地地火 C 正确；D ．由竖直上抛的最大高度：202v h g =星星则有：94h g hg ==地火火 解得：94h h =火，D 错误。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
新教材暑假专题必修二
第七章 第3节 万有引力理论的成就
一、单项选择题
1．设地球表面的重力加速度为0g ，物体在距地表2R （R 是地球的半径）处，由于地球的作用而产生的加速度为g ，则
g
g 为（ ） A ．1
B ．19
C ．14
D ．
116
2．2020年4月24日，国家航天局宣布，我国行星探测任务命名为“天问”，首次火星探测任务命名为“天问一号”。
已知万有引力常量G ，为计算火星的质量，需要测量的数据是（ ） A ．火星表面的重力加速度g 和火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径r B ．火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径r 和火星的公转周期T C ．某卫星绕火星做匀速圆周运动的周期T 和火星的半径R D ．某卫星绕火星做匀速圆周运动的轨道半径r 和公转周期T
3．某卫星环绕地球做匀速圆周运动的周期T 与轨道半径r 的关系如图所示（纵坐标为T 的二次方，横坐标为r 的三次方），该图像的斜率为k ，已知引力常量为G ，则地球的质量为（ ）
A ．24Gk π
B ．24k G
π
C ．
24G k
π D ．
2
4Gk
π 4．我国计划于2018年择机发射“嫦娥五号”航天器，假设航天器在近月轨道上绕月球做匀速圆周运动，经过时间t （小于绕行周期），运动的弧长为s ，航天器与月球中心连线扫过的角度为
θ
（弧度），引力常量为G ，则（ ） A ．航天器的轨道半径为t
θ
B ．航天器的环绕周期为
t πθ
C ．月球的的质量为3
2
s Gt θ D ．月球的密度为2
34Gt
θ
5．一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行．认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量（ ） A ．飞船的轨道半径 B ．飞船的运行速度 C ．飞船的运行周期
D ．行星的质量
6．我国发射的“嫦娥一号”卫星经过多次变轨后，最终成功进入环月工作轨道。
如图所示，卫星既可以在离月球比较近的圆轨道a 上运动，也可以在离月球比较远的圆轨道b 上运动。
卫星在两个轨道上的运动均可视为匀速圆周运动，已知引力常量为G 。
某同学通过查找资料知道月球表面的重力加速度为g 、月球的半径为R ，不考虑月球自转的影响，也可推算出月球质量M ，下列表达式正确的是（ ）
A ．G
gR M 2
=
B ．=
gR M G
C ．GR
M g
=
D ．2
GR M g
=
7．“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为h 的圆形轨道上运行，运行周期为T ．已知引力常量为G ，月球的半径为R ．利用以上数据估算月球质量的表达式为（ ）
A ．23
2
4R GT
π B ．
()22
4R h GT
π+
C ．
()2
22
4R h GT
π+
D ．
()3
22
4R h GT π+ 8．2019年4月10日晚9时许，人类史上首张黑洞照片面世，有望证实广义相对论在极端条件下仍然成立！某同学查阅资料发现黑洞的半径R 和质量M 满足关系式2
2GM
R c
=
（其中G 为引力常量，真空中的光速c=3.0×108m/s ），他借助太阳发出的光传播到地球需要大约8分钟和地球公转的周期1年，估算太阳“浓缩"为黑洞时，对应的半径约为（ ） A ．3000 m
B ．300 m
C ．30 m
D ．3 m
9．火星是地球的邻居，已知火星的半径是地球的12，质量是地球的19
，自转周期与地球基本相同，地球表面重力加速度是g 。
若某同学在地球表面上能够跳起的最大高度是h ，忽略星球自转的影响，下列描述正确的是（ ）
A ．该同学在火星表面所受的万有引力是地球表面的94
B ．火星表面的重力加速度是地球表面的2
9
C ．火星表面的重力加速度是地球表面的49
D ．该同学以相同的速度在火星上跳起，上升的最大高度是
98
h 10．组成星球的物质是靠万有引力吸引在一起的,这样的星球有一个最大的自转速率，如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动，由此能得到半径为R 、质量为M 且均匀分布的星球的最小自转周期T ，下列表达式中正确的是（ ）
A ．2T =
B ．2T =
C ．2T =
D ．T =二、多项选择题
11．英国物理学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1T （地球自转周期，一年的时间为2T （地球公转的周期），地球中心到月球中心的距离为1L ，地球中心到太阳中心的距离为2L ，可估算出（ ）
A ．地球的质量2
gR M G
=地
B ．太阳的质量232
22
4L M GT π=太
C ．月球的质量23
1
2
1
4L M GT π=月 D ．月球、地球及太阳的密度
12．已知引力常量G 和下列各组数据，能计算出地球质量的是（ ） A ．地球绕太阳运行的周期T 及地球离太阳的距离r B ．月球绕地球运行的周期T 及月球离地球的距离r C ．人造地球卫星在地面附近绕行的速度v 及运行周期T D ．已知地球表面重力加速度g(不考虑地球自转)
13．宇航员在地球表面以一定初速度0v 竖直上抛一小球，经过时间t 小球落回原地。
若他在某星球表面以相同的初速度0v 竖直上抛同一小球，需经过时间5t 小球落回原地。
已知该星球的半径与地球半径之比为:1:4R R =星地
，地球表面重力加速度为g ，设该星球表面的重力加速度为g '，空气阻
力不计。
则（ ） A ．:1:5g g '=
B ．:5:2g g '=
C ．:0:12M M =星地
D ．:0:18M M =星地
14．一行星绕恒星作圆周运动，由天文观测可得，其运动周期为T ，速度为v ，引力常量为G ，则（ ）
A ．恒星的质量为32πv T
G
B ．行星的质量为23
2
4πv GT
C ．行星运动的轨道半径为
2π
vT D ．行星运动的加速度为2πv
T
15．中国将于2020年左右建成空间站，它将成为中国空间科学和新技术研究实验的重要基地，在轨运营10年以上．设某个空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动周期为T，轨道半径为r，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g．下列说法正确的是（）
A．空间站的线速度大小为B．地球的质量为M=
23
2 4r GT π
C．空间站的向心加速度为
2
2
4r
T
π
D．空间站质量为M=
23
2
4r
GT
π
三、填空题
16．月球的质量为m，绕地球做匀速圆周运动的周期为T，轨道半径为r，已知引力常量为G，则月球受到地球的引力F=______；地球的质量M=______。
17．某天体存在一颗绕其做匀速圆周运动的卫星，已知天体半径为R，卫星离天体表面的高度为h，卫星的线速度大小为v，则卫星的周期为__________，天体的质量为___________（万有引力恒量为G）．
18．“嫦娥一号”于2009年3月1日下午4时13分成功撞月，从发射到撞落历时433天，标志着我国一期探月工程的圆满结束．其中，卫星发射过程先在近地圆轨道绕行3周，再长途跋涉进入近月
圆轨道绕月飞行．若月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的1
6
，月球半径为地球半径的
1
4
，据以上信息得：
(1)绕月与绕地飞行周期之比为________）
(2)绕月与绕地飞行向心加速度之比为________）
(3)月球与地球质量之比为________）
四、解答题
19．宇宙中的恒星A有一质量为m的行星B，该行星B的星球半径是R，自转周期是T1，同时行星B以轨道半径r，周期T2绕此恒星A做匀速圆周运动，若测得恒星A的星球半径恰好是行星B
绕其运行的轨道半径的
1
10
，则此恒星的平均密度是多少？
20．我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成，这极大的提
高了同学们对月球的关注程度，以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答：(1)若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径；
(2)若某位宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t小球落回到抛出点，已知月球半径为R月，万有引力常量为G。
试求出月球的质量M月）
参考答案
一、单项选择题
二、多项选择题
三、填空题
16．22
4mr
T
π 2324r GT π 17．2()R h v
π+ 2()
v R h G +
18 1:6 1:96
四、解答题
19．2
23000GT π
20．）2）202=v R M G
月月。