【物理】沪科版必修2同步精练精析：5. 3《万有引力定律与天文学的发现》（沪科版必修二）

5.3 万有引力定律与天文学的发现【学业达标训练】1.下列说法正确的是（ ）A.海王星是人们直接应用万有引力定律计算的轨道而发现的B.天王星是人们依据万有引力定律计算的轨道而发现的C.海王星是人们经过长期的太空观测而发现的D.天王星的运行轨道与由万有引力定律计算的轨道存在偏差，其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用，由此，人们发现了海王星【解析】选D.由行星的发现历史可知，天王星并不是根据万有引力定律计算出轨道而发现的；海王星不是通过观测发现，也不是直接由万有引力定律计算出轨道而发现的，而是人们发现天王星的实际轨道与理论轨道存在偏差，然后运用万有引力定律计算出“新”星的轨道，从而发现了海王星.由此可知，A、B、C错误，D正确.2.关于万有引力定律的应用，下列说法正确的是( )A.可以预言未知天体的轨道和位置B.可以计算天体的运行周期C.能够计算天体的质量D.在天体的运行中，万有引力提供向心力【解析】选A、B、C、D.发现万有引力定律之后，天文学家根据万有引力定律通过计算预言了海王星的轨道和位置，计算出了彗星的周期和天体的质量，在天体的运行中向心力是由万有引力提供的.故A、B、C、D均正确.3.宇宙飞船进入一个围绕太阳的近乎圆形的轨道运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是（ ）A.3年 B.9年 C.27年 D.81年【解析】【解析】5.（2009全国高考）把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆周.由火星和地球绕太阳运动的周期之比可求得( )A.火星和地球的质量之比B.火星和太阳的质量之比C.火星和地球到太阳的距离之比D.火星和地球绕太阳运行速度大小之比【解析】【素能综合检测】一、选择题（本题共5小题，每小题4分，共20分，每小题至少一个选项正确）1.已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M（引力常量G为已知）（ ）A.月球绕地球运行的周期T1及月球到地球中心的距离R1B.地球绕太阳运行周期T2及地球到太阳中心的距离R2C.地球绕太阳运行的速度v3及地球到太阳中心的距离R3D.地球表面的重力加速度g及地球到太阳中心的距离R4【解析】2.（2009全国高考）天文学家新发现了太阳系外的一颗行星.这颗行星的体积是地球的4.7倍，质量是地球的25倍.已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2,由此估算该行星的平均密度约为（ ）A.1.8103 kg/m3 B.5.6103 kg/m3 C.1.1104 kg/m3 D.2.9104 kg/m3【解析】【解析】【解析】5.2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约805 km处发生碰撞这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境假定有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是（ ）A甲的运行周期一定比乙的长B甲距地面的高度一定比乙的高C甲的向心力一定比乙的小【解析】D甲的加速度一定比乙的大二、非选择题（本题包括3小题，共30分.要有必要的文字叙述）6.（思维拓展题）(8分)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6.4106 m，g取10 m/s2）【解析】答案:7.（2010大连高一检测）（11分）“神舟”五号载人飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度h=342 km的圆形轨道.已知地球半径R=6.37103 km，地面处的重力加速度g=10 m/s2.试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期T的公式（用h、R、g表示），然后计算周期的数值（保留一位小数【解析】答案:探究创新8.（11分）一宇宙飞船靠近某行星时，绕行星表面做匀速圆周运动，随后在行星上着陆，为了测定该行星的质量，宇航