高一物理（人教版必修2）第六章第四节课时作业 含答案.doc

一、单项选择题 1假定某星球的密度与地球的密度相同，它表面处的自由落体加速度是地球表面重力 加速度的 4 倍，则该星球的质量是地球质量的( ) A4 倍 B8 倍 C16 倍 D64 倍解析：选 D.根据 Gmg，得 M.根据 MV· R3，可得 ，则该MmR2gR2G43rRgg41星球质量与地球质量之比为：，D 正确mMr3R36412(2014·扬州中学高一测试)如图所示，地球赤道上的山丘 e，近地资源卫星 p 和同步 通信卫星 q 均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动设 e、p、q 的圆周运动速率分别为 v1、v2、v3，向心加速度分别为 a1、a2、a3，则( ) Av1>v2>v3 Bv1a2>a3 Da1<a3<a2解析：选 D.e、q 具有相等的角速度，由 vr 知 v1<v3，A 错误；由 v知GMrv3<v2，B 错误；由 a2r 知 a1<a3，C 错误；所以只有 D 正确另外可由 a知 a3<a2GMr2 也可判定 D 正确 3(2014·福州高一检测)银河系的恒星中大约四分之一是双星某双星由质量不等的星 体 S1和 S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点 C 做匀速圆周 运动由天文观测得其周期为 T，S1到 C 点的距离为 r1，S1和 S2的距离为 r，已知万有引 力常量为 G.由此可求出 S2的质量为( )A. B.42r2rr1GT242r3 1GT2C. D.42r3GT242r2r1GT2 解析：选 D.设 S1、S2两星体的质量分别为 m1、m2，根据万有引力定律和牛顿定律，对 S1有 Gm12r1，解之可得 m2，则 D 正确，A、B、C 错误m1m2r2(2T)42r2r1GT2 4一卫星在某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为 v.假设宇航员在该行 星表面上用弹簧测力计测量一质量为 m 的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为 N. 已知引力常量为 G，则这颗行星的质量为( )A. B.mv2GNmv4GNC. D.Nv2GmNv4Gm解析：选 B.由 Nmg 得 g .在行星表面 Gmg，卫星绕行星做匀速圆周运动，NmMmR2万有引力提供向心力，则 Gm，联立以上各式得 M，故选 B.MmR2v2Rmv4GN 5据报道， “嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行的圆形轨道距月球表面分别约为 200 km 和 100 km，运动速率分别为 v1和 v2，那么 v1和 v2的比值为(月球半径取 1 700 km)( )A. B.19181918C. D.18191819解析：选 C.由 Gm知 v，所以，C 正确Mmr2v2rGMrv1v2r2r11 8001 90018196.(2013·高考山东卷)双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别 围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动研究发现，双星系统演化过程中，两 星的总质量、距离和周期均可能发生变化若某双星系统中两星做圆周运动的周期为 T， 经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的 k 倍，两星之间的距离变为原来的 n 倍，则 此时圆周运动的周期为( )A.T B.Tn3k2n3kC.T D.Tn2knk解析：选 B.设原来双星间的距离为 L，质量分别为 M、m，圆周运动的圆心与质量为 m 的恒星距离为 r.对质量为 m 的恒星：Gm2rMmL2(2T)对质量为 M 的恒星：GM2(Lr)MmL2(2T)得 GL，即 T2MmL242T242L3GMm则当总质量为 k(Mm)，间距为 LnL 时，TT，选项 B 正确n3k二、多项选择题 7(2014·衡水高一检测)在万有引力常量 G 已知的情况下，已知下列哪些数据，可以 计算出地球质量( ) A地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离 B人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期 C月球绕地球运行的周期及地球半径 D若不考虑地球自转，已知地球半径和地球表面的重力加速度解析：选 BD.已知地球绕太阳运动的情况只能求太阳的质量，A 错误由 GmMmR2和 T得，M，B 正确已知月球绕地球的周期及轨道半径才能求出地球的质v2R2RvTv32G 量，C 错误由 gRGM地，可求出地球质量，D 正确2 地8火星绕太阳运转可看成是匀速圆周运动，设火星运动轨道的半径为 r，火星绕太阳 一周的时间为 T，万有引力常量为 G，则下列结论错误的是( )A火星的质量 m火42r3GT2B火星的平均密度 火3GT2C太阳的平均密度 太3GT2D太阳的质量 m太42r3GT2解析：选 ABC.火星绕太阳运转可看成是匀速圆周运动，由m火2r 知，Gm太m火r2(2T)m太，则 A 错误，D 正确；火星绕太阳运转，火星运动轨道的半径 r 不等于太阳半42r3GT2 径，无法计算太阳的平均密度，也无法计算火星的质量和密度，则 B、C 错误 9.(2014·铜陵一中高一检测)如图所示，a、b 是两颗绕地球做匀速圆周 运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是 R 和 2R(R 为地球半径)下列 说法中正确的是( ) Aa、b 的线速度大小之比是32Ba、b 的周期之比是 122Ca、b 的角速度大小之比是 342Da、b 的向心加速度大小之比是 94 解析：选 AD.两卫星均做匀速圆周运动，F万F向，向心力选不同的表达形式分别分 析，如下表： 选项内容指向、联系分析结论A 由m得GMmr2v2rv1v2r2r13R2R32正确B 由mr2得GMmr2(2T)T1T2r3 1r3 22323错误C 由mr2得GMmr212r3 2r3 13 64错误D由ma 得GMmr2a1a2r2 2r2 194正确10.一行星绕恒星做圆周运动由天文观测可得，其运行周期为 T，速度为 v，引力 常量为 G，则( )A恒星的质量为v3T2GB行星的质量为42v3GT2C行星运动的轨道半径为vT2D行星运动的加速度为2vT解析：选 ACD.根据万有引力提供向心力有 Gmr，又 v，可得Mmr242T22rTM，A 正确；无法计算行星的质量，B 错误；根据周期公式 T可得 r，C 正v3T2G2rvvT2确；根据向心加速度公式 avv，故 D 正确2T三、非选择题11(2014·西安高一检测)借助于物理学，人们可以了解到无法用仪器直接测定的物理 量，使人类对自然界的认识更完善现已知太阳光经过时间 t 到达地球，光在真空中的传 播速度为 c，地球绕太阳的轨道可以近似认为是圆，地球的半径为 R，地球赤道表面的重 力加速度为 g，地球绕太阳运转的周期为 T.试由以上数据及你所知道的物理知识推算太阳的质量 M 与地球的质量 m 之比为多大(地球到太阳的间距远大于它们的大小)Mm解析：设地球绕太阳公转轨道半径为 r，由万有引力定律得：GmrMmr242T2在地球表面：GmgmmR2 rct由可得：.Mm42c3t3gT2R2答案：42c3t3gT2R2 12(2014·南宁高一检测)在某星球上，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时，测得其环绕周期为 T，万有引力常量为 G，根据这些数据求该星球的质量 解析：当宇宙飞船在星球表面空间做匀速圆周运动时，它的向心力由万有引力提供， 设星球质量、飞船质量分别为 M 和 m1，星球半径为 R，则有Gm1RMm1R242T2 砝码 m 的重力等于万有引力FGMmR2由得 M.F3T4164Gm3答案：F3T4164Gm3