《2020年高中物理 第六章 萬有引力與航天 第四節(jié) 萬有引力理論的成就訓(xùn)練（含解析）新人教版必修2》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020年高中物理 第六章 萬有引力與航天 第四節(jié) 萬有引力理論的成就訓(xùn)練（含解析）新人教版必修2（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、萬有引力理論的成就 A級　抓基礎(chǔ) 1．(2017·北京卷)利用引力常量G和下列某一組數(shù)據(jù)，不能計算出地球質(zhì)量的是(　　) A．地球的半徑及重力加速度(不考慮地球自轉(zhuǎn)) B．人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運動的速度及周期 C．月球繞地球做圓周運動的周期及月球與地球間的距離 D．地球繞太陽做圓周運動的周期及地球與太陽間的距離 解析：不考慮地球自轉(zhuǎn)的情況下，在地球表面，重力等于萬有引力，mg＝G，M＝，能計算出地球的質(zhì)量；人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運動時，G＝m，又有v＝r，已知速度及周期時，聯(lián)立可求得地球的質(zhì)量；月球繞地球做圓周運動時，G＝mr，在已知周期和地月間距離的情況下，可

2、以求出地球的質(zhì)量；地球繞太陽做圓周運動時，我們只能求出中心天體太陽的質(zhì)量，不能求出地球的質(zhì)量． 答案：D 2．科學(xué)家們推測，太陽系的第十顆行星就在地球的軌道上，從地球上看，它永遠(yuǎn)在太陽的背面，人類一直未能發(fā)現(xiàn)它，可以說是“隱居”著的地球的“孿生兄弟”．由以上信息我們可能推知(　　) A．這顆行星的公轉(zhuǎn)周期與地球相等 B．這顆行星的自轉(zhuǎn)周期與地球相等 C．這顆行星質(zhì)量等于地球的質(zhì)量 D．這顆行星的密度等于地球的密度 解析：由題意知，該行星的公轉(zhuǎn)周期應(yīng)與地球的公轉(zhuǎn)周期相等，這樣，從地球上看，它才能永遠(yuǎn)在太陽的背面． 答案：A 3．一艘宇宙飛船繞一個不知名的行星表面飛行，要測定該行

3、星的密度，只需要(　　) A．測定飛船的運行周期 B．測定飛船的環(huán)繞半徑 C．測定行星的體積 D．測定飛船的運行速度 解析：取飛船為研究對象，由G＝mR及M＝πR3ρ，知ρ＝，故選項A正確． 答案：A 4．由于某種原因，人造地球衛(wèi)星的軌道半徑減小了，那么，衛(wèi)星的(　　) A．速率變小，周期變小 B．速率變小，周期變大 C．速率變大，周期變大 D．速率變大，周期變小 解析：人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為M，有G＝m＝mr，得v＝ ，T＝2π ，所以當(dāng)軌道半徑減小時，其速率變大，周期變小，故D正確． 答案：D

4、 5.國務(wù)院批復(fù)，自2016年起將4月24日設(shè)立為“中國航天日”.1970年4月24日我國首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星東方紅一號，目前仍然在橢圓軌道上運行，其軌道近地點高度約為440 km，遠(yuǎn)地點高度約為2 060 km；1984年4月8日成功發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星運行在赤道上空35 786 km的地球同步軌道上．設(shè)東方紅一號在遠(yuǎn)地點的加速度為a1，東方紅二號的加速度為a2，固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a3，則a1、a2、a3的大小關(guān)系為(　　) A．a(chǎn)2>a1>a3　　　 B．a(chǎn)3>a2>a1 C．a(chǎn)3>a1>a2 D．a(chǎn)1>a2>a3 解析：東方紅二號和固定在地球赤道上

5、的物體轉(zhuǎn)動的角速度相同，根據(jù)a＝ω2r可知，a2>a3；根據(jù)G＝ma可知a1>a2，故選D. 答案：D 6．(多選)不可回收的航天器在使用后，將成為太空垃圾．如圖所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意圖，對此以下說法中正確的是(　　) A．離地越低的太空垃圾運行周期越小 B．離地越高的太空垃圾運行角速度越小 C．由公式v＝得，離地球高的太空垃圾運行速率越大 D．太空垃圾一定能跟同一軌道上同向飛行的航天器相撞 解析：太空垃圾繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)G＝m＝mω2r＝mr可得，離地越低，周期越小，角速度越大，速度越大，選項A、B正確，選項C錯誤；太空垃圾與同一軌道上同向飛行的航天器

6、速率相等，不會相撞，選項D錯誤． 答案：AB B級　提能力 7．火星成為我國深空探測的第二顆星球，假設(shè)火星探測器在著陸前，繞火星表面勻速飛行(不計周圍其他天體的影響)，宇航員測出飛行N圈用時t，已知地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，火星半徑為r，地球表面重力加速度為g.則(　　) A．火星探測器勻速飛行的速度約為 B．火星探測器勻速飛行的向心加速度約為 C．火星探測器的質(zhì)量為 D．火星的平均密度為 解析：火星探測器勻速飛行的速度約為v＝，A錯誤．火星探測器勻速飛行的向心加速度約為a＝＝，選項B正確．根據(jù)題目條件，不能求解火星探測器的質(zhì)量，故C錯誤．火星探測器勻速飛行，有G＝，對于地球

7、，有g(shù)＝，兩式結(jié)合，得到M火＝，火星的平均密度為ρ＝＝，故D錯誤． 答案：B 8．兩顆靠得很近的恒星稱為雙星，這時兩顆星必須各自以一定的速率繞其一中心轉(zhuǎn)動，才不至于因萬有引力而吸在一起，已知雙星的質(zhì)量分別為m1和m2，相距為L，求： (1)雙星轉(zhuǎn)動中心位置； (2)雙星轉(zhuǎn)動的周期． 解析：設(shè)雙星的轉(zhuǎn)動中心距m1為x，對雙星分別列方程． 對m1：G＝m1x； 對m2：G＝m2(L－x)． 聯(lián)解可得：x＝L，T＝2πL. 答案：(1)x＝L　(2)T＝2πL 9．假設(shè)地球是一半徑為6 400 km、質(zhì)量分布均勻的球體．一礦井深度為80 km.已知質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引

8、力為零，地面處的重力加速度大小取g，則礦井底部的重力加速度g′為(　　) A.g B.g C.g D.g 解析：如圖所示根據(jù)題意“質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零”，可知：地面與礦井底部之間的環(huán)形部分對放在礦井底部的物體的引力為零，設(shè)地面處的重力加速度為g，地球質(zhì)量為M，由地球表面的物體m1受到的重力近似等于萬有引力，故m1g＝G，再將礦井底部所在的球體抽取出來，設(shè)礦井底部處的重力加速度為g′，該球體質(zhì)量為M′，半徑r＝R－d，同理可得礦井底部處的物體m2受到的重力m2g′＝G，且由M＝ρV＝ρ·πR3， M′＝ρV′＝ρ·π(R－d)3，聯(lián)立解得＝1－＝，故B正確．

9、 答案：B 10．假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體．已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0，在赤道的大小為g；地球自轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G.地球的密度為(　　) A.· B.· C. D.· 解析：物體在地球的兩極時，mg0＝G，物體在赤道上時，mg＋mR＝G，又地球質(zhì)量M ＝πR3ρ，聯(lián)立以上三式，解得地球的密度ρ＝，故選項B正確，選項A、C、D錯誤． 答案：B 11．“嫦娥五號”探測器由軌道器、返回器、著陸器等多個部分組成．探測器原本預(yù)計在2017年由“長征五號”運載火箭在中國文昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，自動完成月面樣品采集，并從月球起飛，返回地球，帶回約2 kg

10、月球樣品．某同學(xué)從網(wǎng)上得到一些信息，如表中數(shù)據(jù)所示，請根據(jù)題意，判斷地球和月球的密度之比為(　　) 月球半徑 R0 月球表面處的重力加速度 g0 地球和月球的半徑之比 ＝4 地球表面和月球表面的重力加速度之比 ＝6 A.　　 　B.　　 　C．4　　 　D．6 解析：在地球表面，物體的重力近似等于物體所受的萬有引力，故mg＝G， 解得M＝， 故地球的密度ρ＝＝＝， 同理，月球的密度ρ0＝， 故地球和月球的密度之比＝＝6×＝.故選項B正確． 答案：B 12．某星球“一天”的時間是T＝12 h，用彈簧測力計在該星球表面“赤道”與“兩極”測同一物體的“重量”之比為.設(shè)想加快該星球的自轉(zhuǎn)角速度，使赤道上的物體自動飄起來，這時星球的“一天”是多少小時？ 解析：設(shè)該物體在星球的“赤道”上時重力為G1，在兩極處的重力為G2. 在“赤道”：G－G1＝mR，① 在“兩極”處：G＝G2，② 依題意得＝，③ 設(shè)該星球自轉(zhuǎn)的周期為T′時，赤道上的物體自動飄起來，此時物體受到星球的萬有引力全部提供其隨星球自轉(zhuǎn)的向心力，則 G＝mR，④ 聯(lián)立方程①②③④，解得： T′＝4 h， 即赤道上的物體自動飄起來，這時星球的“一天”是4 h. 答案：4 h - 6 -