2019-2020学年高中物理 课时跟踪检测（十六）万有引力定律及引力常量的测定 鲁科版必修2

课时跟踪检测（十六） 万有引力定律及引力常量的测定基础层级基稳才能楼高1下列物理学史正确的是()a开普勒提出行星运动规律，并发现了万有引力定律b牛顿发现了万有引力定律并通过精确的计算得出万有引力常量c万有引力常量是卡文迪许通过实验测量并计算得出的d伽利略发现万有引力定律并得出万有引力常量解析：选c由物理学史可知，开普勒提出行星运动规律，牛顿发现了万有引力定律，卡文迪许通过实验测量并计算得出万有引力常量，故选项c正确，a、b、d错误。2(2018北京高考)若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证()a地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的b月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的c自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的d苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的解析：选b若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律万有引力定律，则应满足gma，因此加速度a与距离r的二次方成反比。3(2018浙江6月学考)2018年6月5日，我国在西昌卫星发射中心成功发射“风云二号h星”。假设该卫星质量为m，在离地面高度为h的轨道上绕地球做匀速圆周运动。已知地球质量为m，半径为r，引力常量为g，则地球对卫星的万有引力大小为()ag bgcg dg解析：选d地球对卫星的万有引力大小为g，其中r为卫星到地心的距离，即rrh，故选项d正确。4(2018浙江11月学考)20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域。现有一艘远离星球在太空中直线飞行的宇宙飞船，为了测量自身质量，启动推进器，测出飞船在短时间t内速度的改变为v，和飞船受到的推力f(其他星球对它的引力可忽略)。飞船在某次航行中，当它飞近一个孤立的星球时，飞船能以速度v，在离星球的较高轨道上绕星球做周期为t的匀速圆周运动。已知星球的半径为r，引力常量用g表示。则宇宙飞船和星球的质量分别是()图1a.， b.，c.， d.，解析：选d飞船在t时间内的加速度a，所以飞船的质量m；绕星球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力：gmr，又v，整理得m，故d正确。5行星绕恒星运动的椭圆轨道的半长轴r的三次方与周期t的平方的比值为常量，设k，则k的大小()a只与恒星的质量有关b与恒星的质量及行星的质量有关c只与行星的质量有关d与恒星的质量及行星的速度有关解析：选a根据开普勒定律，所有行星绕同一恒星运动均满足k，故k值只和恒星的质量有关，a正确。6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，由于地球对物体的万有引力的作用而产生的加速度为g，则为()a1b.c. d.解析：选d地球表面处的重力加速度和离地心距离4r处的加速度均由地球对物体的万有引力产生，所以有：fgmg，所以2，故d正确。7两个质量均为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先增大再减小解析：选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。8(2018全国卷)2018年2月，我国500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“j03180253”，其自转周期t5.19 ms。假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.671011 nm2/kg2。以周期t稳定自转的星体的密度最小值约为()a5109 kg/m3 b51012 kg/m3c51015 kg/m3 d51018 kg/m3解析：选c脉冲星自转，边缘物体m恰对星体无压力时万有引力提供向心力，则有gmr，又mr3，整理得密度 kg/m35.21015 kg/m3。能力层级跳跳摘到桃子9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 h，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 d.2.9104 kg/m3解析：选d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gmr；密度、质量和体积关系为mr3，由两式解得：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，选项d正确。10一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 b.6年c8年 d.年解析：选c根据开普勒第三定律：得：，即t行t地1年8年，故选项c正确。11火星半径是地球半径的一半，火星质量约为地球质量的，那么地球表面质量为m的人受到地球的吸引力约为火星表面同质量的人受到火星引力的多少倍？解析：设火星半径为r，质量为m，则地球半径为2r，质量为9m。在地球表面人受到的引力fg在火星表面人受到的引力fg所以，即同质量的人在地球表面受到的引力是在火星表面受到的引力的倍。答案：倍12经天文学家观察，太阳在绕着银河系中心圆形轨道上运行，这个轨道半径约为3104光年(约等于2.81020 m)，转动一周的时间约2亿年(约等于6.31015 s)。太阳做圆周运动的向心力是来自位于它轨道内侧的大量星体的引力，可以把这些星体的全部质量看成集中在银河系中心来处理问题。(g6.671011 nm2/kg2)(1)从给出的数据来计算太阳轨道内侧这些星体的总质量；(2)试求出太阳在圆周运动轨道上的加速度。解析：(1)设太阳轨道内侧星体的总质量为m，太阳质量