第3節(jié)-萬有引力理論的成就(分層練習(xí))-(人教版2019必修第二冊)(原卷版)

第3節(jié)萬有引力理論的成就天體運行規(guī)律的探索1．萬有引力理論的成就（或意義）不包括（）A．測量引力常量 B．“稱量”地球質(zhì)量C．發(fā)現(xiàn)未知天體 D．實現(xiàn)“天地”統(tǒng)一2．（多選）下面說法中正確的是（）A．海王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的B．天王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的C．天王星的運動軌道偏離是根據(jù)萬有引力定律計算出來的，其原因是由于天王星受到軌道外面其他行星的引力作用D．冥王星是人們依據(jù)萬有引力定律計算出軌道而發(fā)現(xiàn)的3．在物理學(xué)發(fā)展歷史中，許多物理學(xué)家做出了卓越貢獻。以下關(guān)于物理學(xué)家所作科學(xué)貢獻的敘述中，正確的是（）A．哥白尼提出了日心說，認(rèn)為太陽是宇宙的中心，一切行星圍繞太陽做橢圓運動B．德國的伽勒在勒維耶預(yù)言的位置處發(fā)現(xiàn)了天王星，人們稱其為“筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星”C．1798年，卡文迪許利用扭秤裝置，第一次在實驗室里比較準(zhǔn)確地測出了引力常量G值D．牛頓通過整理研究第谷的行星觀測記錄，總結(jié)出萬有引力定律4．牛頓時代的科學(xué)家們圍繞萬有引力的研究經(jīng)歷了大量曲折頑強而又閃爍智慧的科學(xué)實踐。在萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)歷程中，下列敘述不符合史實的是（）A．開普勒研究了第谷的行星觀測記錄，提出了開普勒行星運動定律B．根據(jù)天王星的觀測資料，牛頓利用萬有引力定律計算出了海王星的軌道C．卡文迪許在實驗室中比較準(zhǔn)確地測出了引力常量G的數(shù)值D．牛頓將行星與太陽、地球與月球、地球與地面物體之間的引力規(guī)律推廣到宇宙中的一切物體，得出了萬有引力定律求天體的質(zhì)量和密度5．（2022春·吉林長春·高一階段練習(xí)）若一星球密度與地球密度相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的3倍，則該星球質(zhì)量是地球質(zhì)量的（）A．27倍 B．3倍 C．4倍 D．9倍6．（2022春·上海長寧·高一上海市第三女子中學(xué)期末）已知引力常量，地球表面的重力加速度，地球半徑R＝6400km，則地球質(zhì)量的數(shù)量級為（

）A． B． C． D．7．（2022·全國·高一專題練習(xí)）2021年5月15日，天問一號著陸巡視器成功著陸于火星的烏托邦平原，中國首次火星探測任務(wù)著陸火星取得圓滿成功。如果著陸前著陸器近火星繞行的周期為102min。已知地球平均密度為，中國空間站距地球表面約400km，周期約為90min，地球半徑約為6400km。下列數(shù)值最接近火星的平均密度的是（）A． B．C． D．8．（2022·全國·高一專題練習(xí)）2021年2月10日19時52分，我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器實施近火捕獲制動，成功實現(xiàn)環(huán)繞火星運動，成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星。我國航天局發(fā)布了由“天問一號”拍攝的首張火星圖像（如圖）。在“天問一號”環(huán)繞火星做勻速圓周運動時，周期為，軌道半徑為，已知火星的半徑為，引力常量為，不考慮火星的自轉(zhuǎn)。下列說法正確的是（）A．火星的質(zhì)量B．火星的質(zhì)量C．火星表面的重力加速度的大小D．火星表面的重力加速度的大小9．（2022春·湖南邵陽·高一湖南省邵東市第一中學(xué)階段練習(xí)）木星是太陽系中最大的行星，它有眾多衛(wèi)星，觀察測出：木星繞太陽做圓周運動的半徑為，周期為；木星的某一衛(wèi)星繞木星做圓周運動的半徑為，周期為，已知引力常量為G，則（）A．可求出太陽與木星的萬有引力 B．可求出太陽的密度C．可求出木星表面的重力加速度 D．10．（2022春·新疆塔城·高一烏蘇市第一中學(xué)期中）同步衛(wèi)星距地面高度為h，地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)周期為，近地衛(wèi)星周期為，萬有引力常量為G，則下列關(guān)于地球質(zhì)量及密度表達(dá)式正確的是（）A．地球的質(zhì)量為 B．地球的質(zhì)量為C．地球的平均密度為 D．地球的平均密度為11．（2022·全國·高一專題練習(xí)）月球，地球唯一的一顆天然衛(wèi)星，是太陽系中第五大的衛(wèi)星。航天員登月后，觀測羽毛的自由落體運動，得到羽毛的速度隨時間變化的圖像如圖所示。已知月球半徑為，引力常量為，則（）A．月球表面的重力加速度大小為B．月球表面的重力加速度大小為C．月球的平均密度為D．月球的平均密度為12．（2022春·四川內(nèi)江·高一期末）2021年2月，我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器實施近火捕獲制動，成功實現(xiàn)環(huán)繞火星運動，成為我國第一顆人造火星衛(wèi)星。在“天問一號”環(huán)繞火星做勻速圓周運動時，周期為T，軌道距火星表面的高度為h，已知火星的半徑為R，引力常量為G，不考慮火星的自轉(zhuǎn)。求：（1）火星的質(zhì)量M；（2）火星表面的重力加速度g的大小。13．（2022春·湖南常德·高一漢壽縣第一中學(xué)校考階段練習(xí)）（多選）我國500m口徑射電望遠(yuǎn)鏡（天眼）發(fā)現(xiàn)毫秒脈沖星“J0318+0253”，其自轉(zhuǎn)周期為T，半徑為R。假設(shè)星體為質(zhì)量均勻分布的球體，已知引力常量為G。下列說法正確的是（）A．無法計算該星體的質(zhì)量B．可以計算該星體的密度C．該星體的質(zhì)量D．該星體的最小密度14．（2022·全國·高一專題練習(xí)）2021年5月15日7時18分，由祝融號火星車及進入艙組成的天問一號著陸巡視器成功著陸于火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)，由此又掀起了一股研究太空熱。某天文愛好者做出如下假設(shè)：未來人類宇航員登陸火星，在火星表面將小球豎直上拋，取拋出位置O點處的位移，從小球拋出開始計時，以豎直向上為正方向，小球運動的圖像如圖所示（其中a、b均為已知量）。忽略火星的自轉(zhuǎn)，且將其視為半徑為R的勻質(zhì)球體，引力常量為G。則下列分析正確的是（）A．小球豎直上拋的初速度為B．小球從O點上升的最大高度為C．火星的質(zhì)量為D．火星的密度為15．（2022春·吉林長春·高一階段練習(xí)）為了對火星及其周圍的空間環(huán)境進行探測，我國于2021年發(fā)射“天問一號”火星探測器。假設(shè)“天問一號”被火星引力捕捉后先在離火星表面高度為h的圓軌道上運動，運行周期分別為；制動后在近火的圓軌道上運動，運行周期為，火星可視為質(zhì)量分布均勻的球體，且忽略火星的自轉(zhuǎn)影響，萬有引力常量為G。僅利用以上數(shù)據(jù)，下列說法正確的是（）A．可以求得“天問一號”火星探測器的密度為B．可以求得“天問一號”火星探測器的密度為C．可以求得火星的密度為D．由于沒有火星的質(zhì)量和半徑，所以無法求得火星的密度16．（2022·全國·高一專題練習(xí)）（多選）在萬有引力定律的學(xué)習(xí)中，月—地檢驗的內(nèi)容是這樣說的：地球繞太陽運動，月球繞地球運動，它們之間的作用力是同一種性質(zhì)的力嗎？這種力與地球?qū)渖咸O果（如圖所示）的吸引力也是同一種性質(zhì)的力嗎？假設(shè)地球與月球間的作用力與太陽與行星間的作用力是同一種力，它們的表達(dá)式也應(yīng)該滿足。根據(jù)牛頓第二定律，月球繞地球做圓周運動的向心加速度（式中m地是地球質(zhì)量，r是地球中心與月球中心的距離）。進一步，假設(shè)地球?qū)μO果的吸引力也是同一種力，同理可知，蘋果的自由落體加速度（式中m地是地球質(zhì)量，R是地球中心與蘋果間的距離）。由以上兩式可得。由于月球與地球中心的距離r約為地球半徑R的60倍，所以。下列哪些數(shù)據(jù)能通過計算驗證前面的假設(shè)。（）A．月球的質(zhì)量7.342×1022kgB．自由落體加速度g為9.8m/s2C．月球公轉(zhuǎn)周期為27.3d，約2.36×106sD．月球中心距離地球中心的距離為3.8×108m17．（2021·廣東·高考真題）2021年4月，我國自主研發(fā)的空間站“天和”核心艙成功發(fā)射并入軌運行，若核心艙繞地球的運行可視為勻速圓周運動，已知引力常量，由下列物理量能計算出地球質(zhì)量的是（）A．核心艙的質(zhì)量和繞地半徑B．核心艙的質(zhì)量和繞地周期C．核心艙的繞地角速度和繞地周期D．核心艙的繞地線速度和繞地半徑18．（2012·福建·高考真題）一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運動，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測量一質(zhì)量為m的物體重力，物體靜止時，彈簧測力計的示數(shù)為，已知引力常量為G,則這顆行星的質(zhì)量為A． B． C． D．19．（2021·浙江·高考真題）嫦娥五號探測器是我國首個實施月面采樣返回的航天器，由軌道器、返回器、著陸器和上升器等多個部分組成。為等待月面采集的樣品，軌道器與返回器的組合體環(huán)月做圓周運動。已知引力常量G=6.67×10-11N?m2/kg2地球質(zhì)量m=6.0×1024kg，月球質(zhì)量m2=7.3×1022kg，月地距離r1=3.8×105km，月球半徑r2=1.7×103km。當(dāng)軌道器與返回器的組合體在月球表面上方約200km處做環(huán)月勻速圓周運動時，其環(huán)繞速度約為（）A．16m/s B．1.1×102m/s C．1.6×103m/s D．1.4×104m/s20．（2021·遼寧·統(tǒng)考高考真題）（多選）2021年2月，我國首個火星探測器“天問一號”實現(xiàn)了對火星的環(huán)繞。若已知該探測器在近火星圓軌道與在近地球圓軌道運行的速率比和周期比，則可求出火星與地球的（）A．半徑比 B．質(zhì)量比C．自轉(zhuǎn)角速度比 D．公轉(zhuǎn)軌道半徑比21．（2021·全國·高考真題）科學(xué)家對銀河系中心附近的恒星S2進行了多年的持續(xù)觀測，給出1994年到2002年間S2的位置如圖所示?？茖W(xué)家認(rèn)為S2的運動軌跡是半長軸約為（太陽到地球的距離為）的橢圓，銀河系中心可能存在超大質(zhì)量黑洞。這項研究工作獲得了2020年諾貝爾物理學(xué)獎。若認(rèn)為S2所受的作用力主要為該大質(zhì)量黑