高中物理第6章第4节万有引力理论的成就课时练案新人教版必修.doc

第4节 万有引力理论的成就题组1 计算天体的质量（时间：10分钟 分值：20分）1.4分（多选）已知引力常量和下列各组数据，能计算出地球质量的是（ ）A.月球绕地球运行的周期及月球距地球的距离B.地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离C.人造卫星在地面附近运行的速度和运行周期D.若不考虑地球的自转，已知地球的半径及重力加速度2.4分（单选）若地球绕太阳的公转周期及公转轨道半径分别为和，月球绕地球的公转周期和公转轨道半径分别为和，则太阳质量与地球质量之比为（ ）A. B. C. D.3.4分（2011江苏高考多选）一行星绕恒星做圆周运动。由天文观测可得，其运行周期为，速度为。引力常量为，则（ ）A.恒星的质量为B.行星的质量为C.行星运动的轨道半径为D.行星运动的加速度为4.8分用火箭把宇航员送到月球上，如果他已知月球的半径，那么他用一个弹簧测力计和一个已知质量的砝码，能否测出月球的质量？应该怎样测定？题组2 天体密度的计算（时间：6分钟 分值：12分）5.4分（单选）地球表面的平均重力加速度为，地球半径为，引力常量为，则可用下列哪一式来估算地球的密度（ ）A.B.C.D.6.4分（单选）近年来，美国发射的“凤凰号”火星探测器已经在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究（如发现了冰），为我们将来登上火星、开发和利用火星奠定了坚实的基础。如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得它运动的周期为，则火星的平均密度的表达式为（为某个常量）（ ）A.B.D.7.4分（2011福建高考单选）“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星。若测得“嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行的周期为，已知引力常量为，半径为的球体体积公式，则可估算月球的（ ）A.密度 B.质量 C.半径 D.自转周期题组3 综合拓展提升（时间：15分钟 分值：32分）8.4分（多选）甲、乙两恒星相距为，质量之比，它们离其他天体都很遥远，我们观察到它们的距离始终保持不变，由此可知（ ）A.两恒星一定绕它们连线的某一位置做匀速圆周运动B.甲、乙两恒星的角速度之比为23C.甲、乙两恒星的线速度之比为D.甲、乙两恒星的向心加速度之比为329.4分(单选)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图6-4-110.12分两个靠得很近的天体，离其他天体非常遥远，它们以其连线上某一点为圆心各自做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图6-4-1 所示。已知双星的质量分别为和，它们之间的距离为，求双星的运行轨道半径和及运行周期T。图6-4-211.12分如图6-4-2为宇宙中一个恒星系的示意图，为该星系的一颗行星，它绕中央恒星运行的轨道近似为圆，天文学家观测得到A行星运动的轨道半径为，周期为。长期观测发现，行星实际运动的轨道与圆轨道总存在一些偏离，且周期性地每隔时间发生一次最大的偏离，天文学家认为形成这种现象的原因可能是行星外侧还存在着一颗未知的行星（假设其运行轨道与在同一平面内，且与的绕行方向相同），它对行星的万有引力引起轨道的偏离，根据上述现象及假设，你能对未知行星的运动得到哪些定量的预测。参考答案1.ACD 解析：当地球为中心天体时，月球或人造卫星绕地球做圆周运动，则有或，可得到地球质量的表达式分别为，选项A、C正确；对于地面上的物体，有，得，选项D正确。2.A 解析：无论地球绕太阳公转还是月球绕地球公转，统一表示为，即，所以=，选项A正确。3.ACD 解析：由得，选项A正确；无法计算行星的质量，选项B错误；，选项C正确；，选项D正确。4.能测出月球的质量，方法如下：将砝码挂在弹簧测力计上，读出弹簧测力计的示数，由,得=；在月球上，砝码的重力应等于月球对砝码的引力，则，解得。5.A 解析：对于地面上的物体，有，又知，整理得。6.D 解析：根据万有引力定律得，可得火星的质量，又火星的体积，故火星的平均密度，选项D正确。7.A 解析：对“嫦娥二号”由万有引力提供向心力可得，故月球的质量，因“嫦娥二号”为近月卫星，故其轨道半径近似为月球的半径，但由于月球半径未知，故月球质量无法求出，月球的质量未知，则月球的半径也无法求出，故选项B、C错误；月球的密度，故选项A正确;根据题意不能求出月球自转周期，故选项D错误。8.AD 解析：根据题目描述的这两颗恒星的特点可知，它们符合双星的运动规律，即绕它们连线上某一位置做匀速圆周运动，选项A正确。它们的角速度相等，选项B错误。由，所以，选项D正确。由，所以,选项C错误。9.C 解析：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，说明该行星与地球有相同的公转周期，选项C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、密度是否相同。故选项C正确。 解析：两个天体间的引力提供了各自做圆周运动的向心力。对：，对：，且解得。由及得周期。11.见解析 解