2024-2025學(xué)年高中物理同步學(xué)典11萬有引力理論的成就習(xí)題含解析新人教版必修第二冊

PAGE7-同步學(xué)典（11）萬有引力理論的成就1、據(jù)報(bào)道，2024年12月22日，我國在酒泉衛(wèi)星放射中心勝利放射了“虹云工程技術(shù)驗(yàn)證衛(wèi)星”，衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的周期約為1.8h。與月球相比，該衛(wèi)星的()A.角速度更小 B.環(huán)繞速度更小C.向心加速度更大 D.離地球表面的高度更大2、若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律,在已知月地距離約為地球半徑60倍的狀況下,須要驗(yàn)證(

)A.地球吸引月球的力約為地球吸引蘋果的力的

B.月球公轉(zhuǎn)的加速度約為蘋果落向地面加速度的

C.自由落體在月球表面的加速度約為地球表面的

D.蘋果在月球表面受到的引力約為在地球表面的3、利用引力常量G和下列某一組數(shù)據(jù)，不能計(jì)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)星在地面旁邊繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度及周期C．月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及月球與地球間的距離D．地球繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及地球與太陽間的距離4、土星最大的衛(wèi)星叫“泰坦”(如圖),每16天繞土星一周,其公轉(zhuǎn)軌道半徑約為,已知引力常量,則土星的質(zhì)量約為(

)A.

B.

C.

D.5、2024年7月28日,月全食現(xiàn)身天宇,出現(xiàn)十余年一遇的“火星大沖”。通過對火星的衛(wèi)星觀測,可以推算出火星的質(zhì)量。假設(shè)衛(wèi)星繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),引力常量G已知,若要估算出火星的質(zhì)量,則還須要知道的物理量是()A.衛(wèi)星的周期與角速度 B.衛(wèi)星的周期和軌道半徑C.衛(wèi)星的質(zhì)量和角速度 D.衛(wèi)星的密度和軌道半徑6、若宇航員在月球表面旁邊自高h(yuǎn)處以初速度水平拋出一個(gè)小球,測出小球的水平射程為L。已知月球半徑為R,萬有引力常量為G。則下列說法正確的是()A.月球表面的重力加速度 B.月球的質(zhì)量C.月球的自轉(zhuǎn)周期 D.月球的平均密度7、假設(shè)地球可視為質(zhì)量勻稱分布的球體。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.8、2024年2月,我國500m口徑射電望遠(yuǎn)鏡(天眼)發(fā)覺毫秒沖量“J0318+0253”,其自轉(zhuǎn)周期T=5.19ms。假設(shè)星體為質(zhì)量勻稱分布的球體,已知萬有引力常量為。以周期T穩(wěn)定自轉(zhuǎn)的星體的密度最小值約為(

)A.

B.

C.

D.9、北斗系統(tǒng)的衛(wèi)星由若干周期為24的地球靜止軌道衛(wèi)星(如圖中丙)、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星(如圖中乙)和中圓地球軌道衛(wèi)星(如圖中丁)三種軌道衛(wèi)星組成,設(shè)定它們都繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng).甲是地球赤道上的一個(gè)物體(圖中未畫出).下列說法中正確的是(

)它們運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小關(guān)系是=<<B.它們運(yùn)動(dòng)的線速度大小關(guān)系是<=<C.已知甲運(yùn)動(dòng)的周期,可求出地球的密度D.已知丁運(yùn)動(dòng)的周期及軌道半徑,可求出地球質(zhì)量10、“嫦娥五號”探測器安排在中國文昌衛(wèi)星放射中心放射升空,自動(dòng)完成月面樣品采集,并從月球起飛,返回地球,帶回約2kg的月球樣品.某同學(xué)從網(wǎng)上得到一些信息,如下表所示,依據(jù)表格中數(shù)據(jù),可以計(jì)算出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R/R0=4地球表面和月球表面的重力加速度之比為g/g0=6A.3:2

B.2:3

C.4:1

D.6:111、衛(wèi)星繞某一行星表面旁邊做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其線速度大小為,假設(shè)宇航員在該行星表面上用彈簧測力計(jì)測量一質(zhì)量為的物體重力,物體靜止時(shí),彈簧測力計(jì)的示數(shù)為.已知引力常量為,則這顆行星的質(zhì)量為(

)A.

B.

C.

D.答案以及解析1答案及解析：答案：C解析：由可知,只有C正確。2答案及解析：答案：B解析：若想檢驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋果落地的力”遵循同樣的規(guī)律——萬有引力定律,則應(yīng)滿意即加速度a與距離r的平方成反比,由題中數(shù)據(jù)知,選項(xiàng)B正確,其余選項(xiàng)錯(cuò)誤。3答案及解析：答案：D解析：A.依據(jù)地球表面物體重力等于萬有引力可得：所以,地球質(zhì)量，故A可計(jì)算；B.由萬有引力做向心力可得：，故可依據(jù)v，T求得R，進(jìn)而求得地球質(zhì)量，故B可計(jì)算；CD、依據(jù)萬有引力做向心力可得：，故可依據(jù)T，r求得中心天體的質(zhì)量M，運(yùn)動(dòng)天體的質(zhì)量m的質(zhì)量無法求解，故C可求解，D無法求解；本題選不能計(jì)算出的，故選：D.4答案及解析：答案：B解析：衛(wèi)星繞土星運(yùn)動(dòng),土星的引力供應(yīng)衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力設(shè)土星質(zhì)量為M:,解得帶入計(jì)算可得:,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤;故選B。5答案及解析：答案：B解析：由于衛(wèi)星的周期與角速度的關(guān)系為,所以僅知道衛(wèi)星的周期和角速度不能算出火星的質(zhì)量,故A錯(cuò)誤;若知道衛(wèi)星的周期和軌道半徑,則依據(jù),整理得,故B正確;依據(jù),知衛(wèi)星的質(zhì)量m約掉,故與衛(wèi)星的質(zhì)量和密度無關(guān),故CD錯(cuò)誤。6答案及解析：答案：A解析：平拋運(yùn)動(dòng)的時(shí)間,再依據(jù)得,故A正確。由,可得,故B錯(cuò)誤。依據(jù)題目條件不能求解月球白轉(zhuǎn)的周期,故C錯(cuò)誤。月球的平均密度,故D錯(cuò)誤。7答案及解析：答案：B解析：物體在地球的兩極時(shí),,物體在赤道上時(shí),,以上兩式聯(lián)立解得地球的密度,故B正確,A、C、D錯(cuò)誤。8答案及解析：答案：C解析：試題分析;在天體中萬有引力供應(yīng)向心力,即,天體的密度公式,結(jié)合這兩個(gè)公式求解。設(shè)脈沖星值量為M,密度為依據(jù)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律知:，代入可得:,故C正確;故選C9答案及解析：答案：B解析：依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力,可知,,乙、丙兩軌道衛(wèi)星的半徑相等,由知,加速度相等.由于半徑越小,向心加速度越大,所以乙、丙的向心加速度小于丁.由于甲、乙、丙的角速度相等,且甲的圓周運(yùn)動(dòng)半徑小于乙、丙,依據(jù)可知,甲的向心加速度小于乙、丙,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;依據(jù)可知,甲的線速度小于乙(丙)的線速度,依據(jù)可知,丁的線速度大于乙、丙,選項(xiàng)B正確;甲物體在地球上,其向心力來源是萬有引力與支持力的合力,所以無法通過得出地球密度,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;已知丁運(yùn)動(dòng)的周期及軌道半徑,依據(jù)=化簡得,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.10答案及解析：答案：A解析：在地球表面，忽視地球自轉(zhuǎn)，地球表面的物體受到的重力等于萬