【全程方略】高中物理 6.4 万有引力理论的成就课后巩固作业 新人教版必修2(1).doc

【全程方略】2012-2013版高中物理 6.4 万有引力理论的成就课后巩固作业 新人教版必修2一、选择题(本题包括6小题，每小题5分，共30分。每小题至少一个选项正确)1行星的运动可看做匀速圆周运动，则行星绕太阳运动的轨道半径r的三次方与周期t的平方的比值为常量=k，下列说法正确的是( )a.公式=k只适用于围绕太阳运行的行星b.围绕同一星球运行的行星或卫星，k值不相等c.k值与被环绕星球的质量和行星或卫星的质量都有关系d.k值仅由被环绕星球的质量决定2关于卫星绕地球做匀速圆周运动的有关说法正确的是( )a卫星受到的地球引力对其做正功b卫星的轨道半径越大，其线速度越大c卫星的轨道半径越大，其周期越小d卫星受到的地球引力提供卫星做圆周运动所需的向心力3.最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某恒星有一行星，并测得它围绕恒星运动一周所用的时间为1 200年，它与该恒星的距离为地球与太阳距离的100倍。假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆形，仅利用以上两个数据可以求出的量有( )a.恒星质量与太阳质量之比b.恒星密度与太阳密度之比c.行星质量与地球质量之比d.行星运行速度与地球公转速度之比4如图所示，极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道)。若已知一个极地卫星从北纬30的正上方，按图示方向第一次运行至南纬60正上方时所用时间为t，地球半径为r(地球可看做球体)，地球表面的重力加速度为g，引力常量为g。由以上条件可以求出( )a卫星运行的周期b卫星距地面的高度c卫星的质量d地球的质量5.2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在a点从圆形轨道进入椭圆轨道，b为轨道上的一点，如图所示。关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有( )a.在轨道上经过a的速度小于经过b的速度b.在轨道上经过a的动能小于在轨道上经过a 的动能c.在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期d.在轨道上经过a的加速度小于在轨道上经过a的加速度6(2012安徽高考)我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km,“神舟八号”的运行轨道高度为343 km。它们的运行轨道均视为圆周，则( )a.“天宫一号”比“神舟八号”速度大b.“天宫一号”比“神舟八号”周期长c.“天宫一号”比“神舟八号”角速度大d.“天宫一号”比“神舟八号”加速度大二、非选择题(本题包括2小题，共20分，要有必要的文字叙述)7.(10分)“天宫一号”于2011年9月29日成功发射，它和随后发射的“神舟”飞船在太空完成交会对接，实现了中国载人航天工程的一个新的跨越。“天宫一号”进入运行轨道后，其运行周期为t，距地面的高度为h，已知地球半径为r，万有引力常量为g。若将“天宫一号”的运行轨道看做圆轨道，求：(1)地球质量m。(2)地球的平均密度。8.(10分)(2012渭南高一检测)“嫦娥一号”探月卫星与稍早日本的“月亮女神号”探月卫星不同，“嫦娥一号”卫星是在绕月极地轨道上运动的，加上月球的自转，因而“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球的表面。12月11日“嫦娥一号”卫星ccd相机已对月球背面进行成像探测，并获取了月球背面部分区域的影像图。卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为h，绕行的周期为tm；月球绕地公转的周期为te，轨道半径为r0，地球半径为re，月球半径为rm。(1)若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响，试求月球与地球质量之比。(2)当绕月极地轨道的平面与月球绕地公转的轨道平面垂直，也与地心到月心的连线垂直(如图所示)。此时探月卫星向地球发送所拍摄的照片，此照片由探月卫星传送到地球最少需要多长时间?(已知光速为c)答案解析1【解析】选d。由k值只和被环绕星球的质量有关，即围绕同一星球运行的行星或卫星，k值相等，所以只有d正确。2【解析】选d。地球引力对卫星不做功，选项a错误。做圆周运动的卫星半径越大，线速度越小，选项b错误。做圆周运动的卫星半径越大，周期越大，选项c错误。 万有引力提供卫星做圆周运动所需向心力，选项d正确。3.【解析】选a、d。由m=知，恒星质量与太阳质量之比m星m日=a正确;由于不知道太阳和恒星的体积，没法求出恒星密度与太阳密度之比，b错；仅由万有引力公式无法求出行星质量与地球质量之比,c错;行星运行速度与地球公转速度之比v星v地= d正确。【总结提升】天体密度的估算(1)卫星绕天体做半径为r的圆周运动，若天体的半径为r，则天体的密度=代入上式得：=。当卫星环绕天体表面运动时，其轨道半径r等于天体半径r，则=。(2)已知天体表面的重力加速度为g,则=。4【解析】选a、b、d。卫星从北纬30的正上方，第一次运行至南纬60正上方时，刚好为运动周期的，所以卫星运行的周期为4t，a项正确；知道周期、地球的半径，由可以算出卫星距地面的高度，b项正确；通过上面的公式可以看出，能算出中心天体的质量，不能算出卫星的质量,c项错误，d项正确。5.【解析】选a、b、c。根据开普勒定律可知，卫星在近地点的速度大于远地点的速度，a正确；由轨道变到轨道要减速，b正确；类比于行星椭圆运动，由开普勒第三定律可知，=k，r2r神，所以v天v神，天t神，a天a神；故正确选项为b。7.【解析】(1)因为将“天宫一号”的运行轨道看做圆轨道，万有引力充当向心力，即(2)地球的平均密度： 答案：(1) (2)【变式备选】经天文学家观察，太阳在绕着银河系中心的圆形轨道上运行，这个轨道半径约为3104光年(约等于2.81020 m),转动一周的周期约为2亿年(约等于6.31015 s)。太阳做圆周运动的向心力由它轨道内侧的大量星体的引力提供，可以把这些星体的全部质量视为集中在银河系中心来处理问题。(g=6.6710-11 nm2/kg2)用给出的数据来计算太阳轨道内侧这些星体的总质量。【解析】假设太阳轨道内侧这些星体的总质量为m，太阳的质量为m，轨道半径为r，周期为t，太阳做圆周运动的向心力由这些星体的引力提供，则故这些星体的总质量为3.31041 kg。答案：3.31041 kg8.【解析】(1)由牛顿第二定律得f向=man=m()2r，万有引力定律