【物理 】万有引力理论成就计算天体加速度同步练习 2023-2024学年高一下人教版（2019）必修第二册.docx

万有引力理论成就计算天体加速度一、万有引力定律及其应用1内容：自然界中任何两个物体都相互吸引，引力的方向在它们的连线上，引力的大小与物体的质量m1和m2的乘积成 、与它们之间距离r的二次方成 2表达式： ，G为引力常量： 3适用条件(1)公式适用于 间的相互作用当两物体间的距离远远大于物体本身的大小时，物体可视为质点(2)质量分布均匀的球体可视为质点，r是 的距离R通常表示 h通常表示 二解决天体(卫星)运动问题的基本思路(1)天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即 (2)在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即 （3）在研究卫星的问题中，若已知中心天体表面的重力加速度g时，常运用 作为桥梁，可以把“地上”和“天上”联系起来由于这种代换的作用很大，此式通常称为黄金代换公式(4)利用此关系可求行星表面重力加速度、轨道处重力加速度：在行星表面重力加速度： 在离地面高为h的轨道处重力加速度： .一、单选题1火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为（）A0.2gB0.4gC2.0gD2.5g2地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为，则该处距地球表面的高度为（）AB CRD2R3搭乘神舟十二号进入天和核心舱的我国航天员相继出舱，胜利完成中国空间站的第二次舱外任务。已知中国空间站处于距地面高度为的近地轨道处，地球半径为，地球表面重力加速度为，则此时宇航员在该轨道处的加速度为（）ABCD42020年11月10日，我国“奋斗者”号潜水器在马里亚纳海沟成功坐底，坐底深度为（10.909km）；2022年11月29日，搭载3名宇航员的神舟15号飞船与在离地面高度为（400km）的空间站的天和核心舱成功对接，完成了空间站的最后建造工作。真正实现了“可上九天揽月，可下五洋捉鳖，谈笑凯歌还”的豪言壮语。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，假设地球质量分布均匀，半径为R，不考虑其自转，则马里亚纳海沟底部处和空间站所在轨道处的重力加速度之比为（    ）ABCD5火星冲日是指火星、地球和太阳几乎排列成一线，地球位于太阳与火星之间，此时火星被太阳照亮的一面完全朝向地球。地球和火星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，火星公转轨道半径为地球公转轨道半径的1.5倍，则下列说法正确的是（）A火星绕太阳公转的周期约为3.6年B在相等的时间内，火星跟太阳中心的连线与地球跟太阳中心的连线扫过的面积相等C由题中数据可求出，火星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大D火星冲日现象的时间间隔约为2.25年6P卫星是地球的一颗同步卫星，若P卫星的质量为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P卫星所在处的加速度大小为（）A0BCD7一物体在地球表面重16 N，它在以5 m/s2的加速度加速上升的火箭中的视重（即物体对火箭竖直向下的压力）为9 N，则此火箭离地球表面的距离为地球半径的（地球表面重力加速度取10 m/s2）（）A2倍B3倍C4倍D0.5倍8如图是某农家院内打出一口深度为d的水井，如果质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，地球可以看作是质量分布均匀的球体，地球半径为R，则水井底部和离地面高度为d处的重力加速度大小之比为（）ABCD9已知地球半径为R，A为距离地心的一个位置，B为距离地球表面为R的一颗人造地球卫星，则A位置的重力加速度大小与B的加速度大小之比为（已知质量分布均匀的球壳对内部空腔处任意位置的物体的万有引力为0，地球可视为质量分布均匀的球体，忽略地球自转）（）A2BC1D10把地球看作质量分布均匀的球体。“蛟龙”号下潜深度为，“天宫一号”轨道距离地面高度为，已知地球半径为，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的重力加速度之比为（）ABCD11一火箭从地面由静止开始以5 m/s2的加速度竖直向上匀加速运动，火箭中有一质量为2kg的科考仪器，在上升到距地面某一高度时科考仪器的视重为15N，已知地球半径为R，则此时火箭离地球表面的距离为（地球表面处的重力加速度g取10 m/s2）（）A0.5RBRC2RD3R12如图所示，有两颗卫星绕某星球做椭圆轨道运动，两颗卫星的近地点均与星球表面很近（可视为相切），卫星1和卫星2的轨道远地点到星球表面的最近距离分别为，卫星1和卫星2的环绕周期之比为k。忽略星球自转的影响，已知引力常量为G，星球表面的重力加速度为。则星球的平均密度为（）ABCD二、多选题13美国“机智号”旋翼无人机在火星表面完成了上升、悬停、下降和平稳着陆等所有设定动作，如图所示。火星质量为M，半径为R，“机智号”无人机质量为m，引力常量为G，已知“机智号”无人机上升的高度远小于火星半径，忽略火星自转，则（）A“机智号”无人机上升过程处于超重状态B“机智号”无人机下降过程处于失重状态C“机智号”无人机在火星表面受到的重力为D“机智号”无人机悬停时，稀薄气体对“机智号”无人机的作用力为142022年11月1日，梦天实验舱与“天宫”空间站在轨完成交会对接，目前已与天和核心舱、问天实验舱形成新的空间站“T”字基本构型组合体。已知组合体的运行轨道距地面高度为h（约为400km），地球视为理想球体质量为M，半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是（）A航天员漂浮在组合体中，处于平衡状态B地球的平均密度可表示为C组合体轨道处的重力加速度为D组合体的运行速度为15万有引力定律能够很好地将天体运动规律与地球上物体运动规律具有内在一致性统一起来，同弹簧测力计称量一个相对于地球静止的质量为的小物体的重力，随称量位置的变化可能会有不同的结果，已知地球质量为，引力常量为，将地球视为半径为、质量均匀分布的球体，下列说法正确的是（）A在北极地面称量时，弹簧测力计示数B在赤道地面称量时，弹簧测力计示数C在北极上空高出地面处称量时，弹簧测力计示数D在粗略的计算中，可以认为地面附近物体受到地球的引力等于重力16为了验证拉住月球使它围绕地球运动的力与拉着苹果下落的力是同一性质的力，同样遵从平方反比定律，牛顿进行了著名的“月地检验”。已知月地之间的距离为60R（R为地球半径），月球围绕地球公转的周期为T，引力常量为G。则下列说法中错误的是（）A由题中信息可以计算出地球的密度为B由题中信息可以计算出月球绕地球公转的线速度大小为C月球绕地球公转的向心加速度是在地面附近重力加速度的D物体在月球轨道上受到的地球引力是其在地面附近受到的地球引力的17当地球位于太阳和火星之间且三者几乎排成一条直线时，称之为“火星冲日”。现认为地球和火星在同一平面上、沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动。已知火星半径约为地球半径的 ，质量约为地球质量的 ，火星的公转周期约为地球公转周期的1.9倍，。下列说法正确的是（）A火星冲日时间间隔约为2.1年B火星与地球公转轨道半径之比约为3：2C火星与地球表面重力加速度之比约为2：9D火星与地球密度之比约为8：918某星球的质量约为地球的，半径约为地球的。设其质量分布均匀且不考虑自转，地球表面重力加速度g取10m/s2。下列说法正确的有（）A该星球表面的重力加速度约为20m/s2B该星球表面的重力加速度约为2m/s2C在地球表面重100N的物体，在该星球表面重约200ND在地球表面重100N的物体，在该星球表面重约20N19我国计划在2030年前实现载人登陆月球开展科学探索，其后将探索建造月球科研试验站，开展系统、连续的月球探测和相关技术试验验证。若已知月球质量为M，半径为R，引力常量为G，以下说法正确的是（    ）A如果在月球上以初速度竖直上抛一个物体，则物体上升的最大高度为B如果在月球上以初速度竖直上抛一个物体，则物体落回到抛出点所用时间为C如果有一颗卫星绕月球做匀速圆周运动，则最大环绕运行速度为D如果在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星，则最小周期为20假如某宇航员在月球表面以初速度竖直上抛出一个小球，经时间后小球回到出发点，已知月球的半径为，引力常量为，下列说法正确的是（）A月球表面的重力加速度为B月球的质量为C探测器在月球表面获得的速度就可能离开月球表面绕月球做圆周运动D探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为学科网（北京）股份有限公司