新课标2018版高中物理第六章万有引力与航天作业11万有引力理论的成就新人教版.docx

课时作业(十一)一、选择题1一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行，要测定该行星的密度(万有引力常数G为已知)，仅仅需要()A测定飞船的运行周期B测定飞船的环绕半径C测定行星的体积 D测定飞船的运行速度答案A解析取飞船为研究对象，由GmR及MR3，知.A项正确2.右图为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图，卫星从控制点开始沿撞月轨道在撞击点成功撞月假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R，周期为T，引力常量为G.根据以上信息，可以求出()A月球的质量B地球的质量C“嫦娥一号”卫星的质量D月球对“嫦娥一号”卫星的引力答案A解析由mR，可求出月球质量M月，不能求出地球质量和“嫦娥一号”卫星的质量，也求不出“嫦娥一号”受到月球的引力，故只有A项正确3“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自转周期答案A解析对“嫦娥二号”由万有引力提供向心力，可得mR，故月球的质量M，因“嫦娥二号”为近月卫星，故其轨道半径为月球的半径R，但由于月球半径未知，故月球质量无法求出，月球质量未知，则月球的半径R也无法求出，故B、C项均错；月球的密度，故A项正确4有一星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该星球的质量将是地球质量的()A. B4倍C16倍 D64倍答案D解析由mg，得M，R，4，根据M，64.故D项正确5(多选)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月球绕地球运动的周期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人造卫星在地面附近的运行速度v3和运行周期T3D地球绕太阳运行的速度v4及地球到太阳中心的距离R4答案AC解析根据求解中心天体质量的方法，如果知道绕中心天体运动的行星(卫星)的运动的某些量便可求解，方法是利用万有引力提供向心力，则可由Gmr2mmvmv等分析如果知道中心天体表面的重力加速度，也可由M分析故A、C两项正确6若地球绕太阳公转周期及公转轨道半径分别为T和R，月球绕地球的公转周期和公转轨道半径分别为t和r，则太阳质量和地球质量之比为()A. B.C. D.答案A解析无论地球绕太阳公转，还是月球绕地球运转，统一的公式为m，即M，所以.7嫦娥工程划为三期，简称“绕、落、回”三步走我国发射的“嫦娥三号”卫星是嫦娥工程第二阶段的登月探测器，经变轨成功落月若该卫星在某次变轨前，在距月球表面高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动，其运行的周期为T.若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响，则()A“嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动时的线速度大小为B物体在月球表面自由下落的加速度大小为C在月球上发射月球卫星的最小发射速度为D月球的平均密度为答案B解析“嫦娥三号”的线速度v，A项错误；由m(Rh)，mg，可得物体在月球表面的重力加速度g，B项正确；因月球上卫星的最小发射速度也就是最大环绕速度，有，又m(Rh)，可得v，C项错误；由m(Rh)，VR3可得月球的平均密度，D项错误8(多选)科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1 200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的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，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答案AD解析由GmR，得太阳的质量M太，恒星的质量M恒，故恒星质量与太阳质量之比()3()2，A项正确；因恒星和太阳自身的半径之比未知，所以无法确定两者的密度之比，故B项错误；由v，得行星的运行速度与地球的公转速度之比，故D项正确；因环绕天体质量无法由万有引力直接得出，故C项错误二、非选择题9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，计算地球的平均密度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.10土星周围有美丽壮观的“光环”，组成环的颗粒大小不等，线度从1 m到10 m的岩石、尘埃，类似于卫星，它们与土星中心的距离从7.3104 km延伸到1.4105 km，已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期均为14 h，引力常量为6.671011 Nm2/ kg2，求土星的质量约为多少？(估算时不考虑环中颗粒间的作用)解析由Gmr()2，得土星的质量M kg6.41026 kg.11一球形天体自转周期为T，将一物体静置在此天体表面的赤道上由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，已知引力常量为G，求此球形天体的平均密度.解析物体对天体压力为零，说明万有引力全部提供物体做圆周运动的向心力，并且天体自转周期就是物体绕天体做圆周运动的周期根据万有引力定律，有Gm()2R，又因为球的质量MR3，两式联立，解得.12某同学为探月宇航员设计了如下实验：在距月球表面高h处以初速度v0水平抛出一个物体，然后测量该平抛物体的水平位移为x.通过查阅资料知道月球的半径为R，引力常量为G，若物体只受月球引力的作用，请你求出：(1)月球表面的重力加速度g月(2)月球的质量M.(3)环绕月球表面飞行的宇宙飞船的速度v.答案(1)(2)(3)解析(1)设月球表面的重力加速度为g月取水平抛出的物体为研究对象，有g月t2h，v0tx，得g月(2)取月球表面的物体m为研究对象，它受到的重力与万有引力相等，即mg月得M(3)环绕月球表面的宇宙飞船做匀速圆周运动的半径为R，万有引力充当向心力，故有(m为飞船质量)，所以v.13.我们知道在一个恒星体系中，各个恒星绕着该恒星的运转半径r及运转周期T之间，一般存在以下关系：k，k的值由中心的恒星的质量决定现在，天文学家又发现了相互绕转的三颗恒星，可以将其称为三星系统如图所示，假设三颗恒星质量相同，均为m，间距也相同它们仅在彼此的引力作用下围绕着三星系统的中心点O做匀速圆周运动，运动轨迹完全相同它们自身的大小与它们之间的距离相比，自身的大小可以忽略请你通过计算定量说明：三星系统