2019_2020学年高中物理课时分层作业16万有引力定律及引力常量的测定（含解析）鲁科版必修2.docx

课时分层作业(十六)基础达标练(时间：15分钟分值：50分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分)1火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知()A太阳位于木星运行轨道的中心B火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C火星与木星公转周期之比的二次方等于它们轨道半长轴之比的三次方D相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积C火星和木星在椭圆轨道上运行，太阳位于椭圆轨道的一个焦点上，选项A错误；由于火星和木星在不同的轨道上运行，且是椭圆轨道，速度大小变化，火星和木星的运行速度大小不一定相等，选项B错误；由开普勒第三定律可知，k，即，选项C正确；由于火星和木星在不同的轨道上，因此它们与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积不相等，选项D错误2关于开普勒行星运动的公式k，以下理解正确的是()Ak是一个与行星有关的量B行星轨道的半长轴越长，自转周期越长C行星轨道的半长轴越长，公转周期越长D若地球绕太阳运转轨道的半长轴为R地，周期为T地；月球绕地球运转轨道的半长轴为R月，周期为T月，则Ck中k是一个与行星无关的量，它是由太阳质量所决定的一个恒量，A错误；T是公转周期，B错误，C正确；k是指围绕太阳的行星的周期与轨道半径的关系，D错误3宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为 ()A0B.C. D.B根据Gmg，得g，B正确4如图所示，两个质量分布均匀的实心球，半径分别为r10.40 m、r20.60 m，质量分别为m14.0 kg、m21.0 kg，两球间距离为r2.0 m，则两球间相互引力的大小为()A6.671011 N B大于6.671011 NC小于6.671011 N D不能确定C计算两均匀实心球间的相互作用，距离R可看成两球心的距离，即Rr1r2r3.0 m，由公式FG知F6.671011 N6.671011 N，选项C正确5某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F，为使此物体受到的引力减小到，应把此物体置于距地面的高度为(R指地球半径)()ARB2RC4R D8RA万有引力公式FG，其中r表示该物体到地球球心之间的距离，为使此物体受到的引力减小到，应把此物体置于距地面的高度为R处，使物体到地球球心的距离变成原来的2倍，故选A.6“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T，已知引力常量为G，半径为R的球体体积公式VR3，则可估算月球的()A密度 B质量C半径 D自转周期A由万有引力提供向心力有Gmr，由于在月球表面轨道有rR，由球体体积公式VR3联立解得月球的密度，A正确二、非选择题(14分)7为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M.已知地球的半径R6.4106 m，地球的质量m61024 kg，日地球心的距离r1.51011m，地球表面的重力加速度g取10 m/s2,1年约为3.2107s，试估算目前太阳的质量M.(保留一位有效数字，引力常数未知)解析设T为地球绕太阳运行的周期，则由万有引力定律和动力学知识得：Gm2r对地球表面的物体m，有mgG联立两式得M，代入数据得M2.01030 kg.答案2.01030 kg能力提升练(时间：25分钟分值：50分)一、选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)1地球质量大约是月球质量的81倍，在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球球心和地球球心的距离之比为()A127B19C13 D91B根据FG ，由于引力相等即GG，所以，故选项B正确2两个质量均为m的星体，其连线的中垂线为MN，O为连线的中点，一质量为m的物体从O沿OM方向运动，则它受的万有引力将()A一直减小 B一直增大C先减小再增大 D先增大再减小D本题可以采用特殊点分析法，在O点受到的引力合力为0，在无穷远处受到的引力也为0，所以从O沿OM方向运动，引力先增大后减小，故D正确，A、B、C错误3设地球表面重力加速度为g0，物体在距离地心4R(R是地球的半径)处，由于地球的作用而产生的加速度为g，则g/g0为()A1 B1/9C1/4 D1/16D地球表面处的重力加速度和在离地心4R处的加速度均由地球对物体的万有引力产生，所以有：地面上：Gmg0离地心4R处：Gmg由两式得.故选D.4假设地球可视为质量均匀分布的球体已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G.地球的密度为()A.B.C. D.B物体在地球的两极时，mg0G，物体在赤道上时，mgm2RG，以上两式联立解得地球的密度.故选项B正确，选项A、C、D错误二、非选择题(本题共2小题，共26分)5(12分)一艘宇宙飞船飞近某一个不知名的行星，并进入该行星表面的圆形轨道，宇航员进行预定的考察工作宇航员能不能仅用一只表通过测定时间来测定该行星的密度？如果可以，请说明理由并给出推导过程解析使宇宙飞船靠近行星表面做匀速圆周运动，其轨道半径r近似等于行星自身的半径R，即rR设行星质量为M，宇宙飞船质量为m，若测出飞船运行的周期为T，则有mr2联立解得M又行星的体积VR3所以即宇航员只需测出T就能求出行星的密度答案见解析6(14分)宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处(取地球表面重力加速度g10 m/s2，空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g的大小；(2)已知该星球的半径与地球半径之比为，求该星球的质量与地球质量之比.解析(1)在地球表面以一定的初速度v0竖直上抛一小球，经过时间t小