【优化指导】高中物理 64 万有引力理论的成就课时演练 新人教版必修2.doc

【优化指导】2013高中物理 6-4 万有引力理论的成就课时演练 新人教版必修21天文学家发现了某恒星周围有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运动周期由此可推算出()a行星的质量b行星的半径c恒星的质量 d恒星的半径解析：由gmr，得mr3可求得恒星的质量，故选c.答案：c2利用下列哪组数据，可以计算出地球的质量(已知万有引力常量为g)()a已知地球的半径r地和地面的重力加速度gb已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和周期tc已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r和线速度vd已知卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度v和周期t解析：选项内容分析结论a设相对地面静止的某一物体的质量为m，根据万有引力等于重力的关系得gmg，解得m地.正确b设卫星质量为m，根据万有引力等于向心力的关系得gmr，解得m地.正确c设卫星质量为m，根据万有引力等于向心力的关系可得gm，解得m地.正确d设卫星质量为m，根据万有引力等于向心力的关系可得gmv，gm.以上两式消去r，解得m地.正确答案：abcd3地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为r，引力常量为g，可估算地球的平均密度为()a.b.c. d.解析：忽略地球自转的影响，对处于地球表面的物体，有mgg，又地球质量mvr3.代入上式化简可得地球的平均密度.答案：a4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()a3年 b9年c27年 d81年解析：根据万有引力提供向心力有gmr.t .即 27.所以宇宙飞船绕太阳运行的周期是27年答案：c5把地球绕太阳公转看做是匀速圆周运动，平均半径为1.51011m，已知引力常量为：g6.671011nm2/kg2，可估算出太阳的质量大约是多少千克？(结果取一位有效数字)解析：地球绕太阳运转周期t365天365243 600 s3.15107s由牛顿第二定律得gm解得mkg21030kg.答案：21030kg(时间：45分钟满分：60分)知识点及角度难易度及题号基础中档稍难求解天体质量和密度2、3、45、9发现未知天体1天体圆周运动规律6、78、10一、选择题(共8个小题，每题5分，共40分)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：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正确答案：d2为了对火星及其周围的空间环境进行监测，我国于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为t1和t2.火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，引力常量为g.仅利用以上数据，可以计算出()a火星的密度和火星表面的重力加速度b火星的质量和火星对“萤火一号”的引力c火星的半径和“萤火一号”的质量d火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力解析：设火星质量为m，半径为r，“萤火一号”的质量为m，则有gm2(rh1)gm2(rh2)联立两式可求得m、r，由此可进一步求火星密度，由于mg，则g，显然火星表面的重力加速度也可求出，正确答案为a.答案：a3若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为t和r，月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为t和r，则太阳质量与地球质量之比为()a. b.c. d.解析：地球绕太阳公转，满足gm2r，则太阳质量m；月球绕地球公转，满足gm2r，则地球质量m，由此可知，故a正确答案：a4设在地球上和在x天体上以相同的初速度竖直上抛一物体达到的最大高度之比为k(均不计阻力)，且已知地球和x天体的半径之比也为k，则地球质量与x天体的质量之比为()a1 bkck2 d1/k解析：做竖直上抛运动的物体的最大上升高度h；天体表面的重力加速度由gmg可得g；则有k，b项正确答案：b5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g6.671011 nm2/kg2，由此估算该行星的平均密度约为()a1.8103 kg/m3 b5.6103 kg/m3c1.1104 kg/m3 d2.9104 kg/m3解析：近地卫星绕地球做圆周运动时，所受万有引力充当其做圆周运动的向心力，即gm2r，由密度、质量和体积关系得mr3解两式得：5.60103 kg/m3由已知条件可知该行星密度是地球密度的倍，即5.60103 kg/m32.9104 kg/m3，d项正确答案：d6一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球公转半径的4倍，则这颗小行星运转的周期是()a4年 b6年c8年 d.年解析：设太阳质量为m，地球(或小行星)的质量为m，由gmr得r3，所以32，即43，故小行星的运转周期t1年8年答案：c7美国研究人员在太阳系边缘新观测到了一个类行星天体，其直径估计在1 600千米左右，有可能是自1930年发现冥王星以来人类在太阳系中发现的最大天体太阳的第十大行星若万有引力常量用g表示，该行星天体的球体半径用r、质量用m表示，该行星天体到太阳的平均距离用r表示，太阳的质量用m表示，且把该类行星天体的轨道近似地看做圆则该天体运行的公转周期t为()a2 b2 c2 d2 解析：由于该天体围绕太阳做匀速圆周运动，其轨道半径为它与太阳之间的距离，向心力由万有引力提供，故其做圆周运动时满足：gm2r计算可得t2 ，故选项a是正确的答案：a8一物体静置在平均密度为的球形天体表面的赤道上已知万有引力常量g，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为()a. b.c. d.解析：压力为零说明万有引力等于向心力，则mr2，所以t ，故选d.答案：d二、非选择题(共2个小题，每题10分，共20分)9在某行星上，宇航员用弹簧测力计称得质量为m的砝码重力为f，乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行，测得其环绕周期为t，根据这些数据求该星球的质量解析：设行星的质量为m，半径为r