2022年高一物理._万有引力理论的成就_习题、答案.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 高一物理 6-2-2 第六章第 4 节万有引力理论的成就习题 6-2-2 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,仅仅需要测定物理 量 A . 运行周期B. 环绕半径C. 行星的体积D. 运动速度2科学家们估计,太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上,从地球上看,它永久在太阳的背面,人类始终未能发觉它,可以说是确定： A 这颗行星的公转周期与地球相等 B这颗行星的半径等于地球的半径 C这颗行星的密度等于地球的密度 D这颗行星上同样存在着生命“隐居 ” 着的地球的 “孪生兄弟 ”由以上信息可以3以下说法正确选项 A 海王星和

2、冥王星是人们依据万有引力定律运算的轨道而发觉的B天王星是人们依据万有引力定律运算的轨道而发觉的C天王星的运行轨道偏离依据万有引力定律运算出来的轨道,其缘由是由于天王星受 到轨道外面其他行星的引力作用D以上均不正确4一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周期是 4 倍,就这颗小行星运转的A 4 年B6 年C8 年D8 年 952001 年 10 月 22 日,欧洲航天局由卫星观测发觉银河系中心存在一个超大型黑洞,命名 为 MCG63015,由于黑洞的强大引力,四周物质大量掉入黑洞,假定银河系中心仅此一个黑洞,已知太阳系绕银河系中心匀速运转,以下哪一组数据可估算该黑洞的质量 A 地球

3、绕太阳公转的周期和速度 B太阳的质量和运行速度 C太阳质量和到 MCG 630 15 的距离 D太阳运行速度和到 MCG 63015 的距离 6. 设想人类开发月球,不断把月球上的矿藏搬运到地球上,假定经过长时间开采后,地球仍可看作是匀称的球体,月球仍沿开采前的圆周轨道运动,就与开采前相比 . 地球与月球间的万有引力将变大 . 月球绕地球运动的周期将变长. 地球与月球间的万有引力将变小 . 月球绕地球运动的周期将变短7已知月球表面的自由落体加速度是地球表面的自由落体加速度的1 ,在月球上和地球上 6以同样水平速度从同样的高度抛出质量相同的小球,比较两个小球落地点到抛出点的水8.平距离,在月球上

4、的距离和地球上的距离之比,是以下给出的数据中的哪个 A 1B6C6 D36 6设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动,如测得土星到太阳的距离为R,土星绕太阳运动的周期是 T,万有引力常量G 已知,依据这些数据,能够求出的物理量有 A . 土星线速度的大小B土星加速度的大小C土星的质量D. 太阳的质量9继神奇的火星之后,土星也成了全世界关注的焦点！经过近7 年 35.2 亿公里在太空中风名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 4 页精选学习资料 - - - - - - - - - 尘仆仆的穿行后,美航空航天局和欧航空航天局合作讨论的“ 卡西尼” 号土星探测器于10.美国东部时间2004

5、 年 6 月 30 日（北京时间7 月 1 日）抵达预定轨道,开头“ 拜望” 土星及其卫星家族； 这是人类首次针对土星及其31 颗已知卫星最详尽的探测！如“ 卡西尼”号探测器进入绕土星飞行的轨道,在半径为R 的土星上空离土星表面高h 的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n 周飞行时间为 t ；试运算土星的质量和平均密度；两颗靠得很近的天体称为双星,它们以两者连线上某点为圆心作匀速圆周运动,这样就不至于由于万有引力而吸引在一起,设两双星质量分别为m 和 M,M 3m；两星间距为L,在相互万有引力的作用下,绕它们连线上某点 O 转动,就它们运动的角速度为多少 . 11. 如地球绕太阳公转周期及公转轨道半径

6、分别为 T 和 R,月球绕地球公转周期和公转轨道半径分别为 t和 r ,就太阳质量与地球质量之比 M日/M 地为（）3 2 3 2 2 3 2 3AR3 t2 BR3 T2 CR2 t3 DR2 T3r T r t r T r t12.已知引力常量 G=6.67 10-11 N m2/kg2,重力加速度 g=9.8 m/s2,地球半径 R=6.4 106 m.就可知地球质量的数量级是（）A.10 18 kg B.10 20 kg C.10 22 kg D.10 24 kg 13.2003 年 10 月 15 日, “神舟 ” 五号飞船将宇航员送入太空,中国成为继俄罗斯、美国之后第三个把握载人航

7、天技术的国家 .设宇航员测出自己绕地球球心做匀速圆周运动的周期为 T、离地面的高度为 H、地球半径为 R,就依据 T、H、R 和万有引力常量 G,宇航员不能运算出下面哪一项（）A.地球的质量 B.地球的平均密度C.飞船所需向心力 D.飞船的线速度大小14.已知地球半径是月球半径的 3.7 倍,地球质量是月球质量的 81 倍,试求月球表面的重力加速度是多少？一个举重运动员在地面上能举起质量为 举起质量是多少的物体？m 的物体,假如他到月球表面,能15.宇航员站在一星球表面上的某高处,沿水平方向抛出一小球 .经过时间 t,小球落到星球表面,测得抛出点与落地点之间的距离为 L.如抛出时的初速增大到

8、2 倍,就抛出点与落地点之间的距离为 3L.已知两落地 点在同一水平面上,该星球的半径为 R,万有引力常量为 G,求该星球的质量 M. 16.经天文学家观看,太阳在围着银河系中心圆形轨道上运行,这个轨道半径约为 310 4 光年（约等于 2.8 1020 m）,转动周期约 2 亿年（约等于 6.3 1015 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作集中在银河系中心来处理问题 .（ G=6.67 10-11 N m2/kg2）名师归纳总结 （1）从给出的数据来运算太阳轨道内侧这些星体的总质量; 第 2 页,共 4 页（2）试求出太阳在圆周运

9、动轨道上的加速度. - - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - 习题 6-2-2 答案1. A 2. BC 3. AC 4. C 5. D 6. BD 解析：F万 = G M m 2 m m G2Mm- mR R（M+ m -m）G2 Mm=F 万,所以 F 万减小 .选项 B 正确 . R又由于 F万=F向,所以 GMm2 m . 2 2 r,所以 GM2 2 2rr T r T所以 M 增大, r 不变, T 减小 .选项 D 正确 .答案： BD 7.B 8.ABD 9. 解答 ：设“ 卡西尼” 号的质量为 m,土星的质量为 M. “ 卡西尼” 号环绕土星

10、的中心做匀速圆周运动,其向心力由万有引力供应 . 2 2 3G Mm2 m R h 2 2,其中 T t,所以：M 4 n R2 h R h T n Gt又 V 4 R 3,M 3 n 22 R3 h 310.4Gm3 11.A 3 V Gt R L12. 解析： 物体所受地球的万有引力约等于物体的重力：G mM2 =mg 得： g=G M2R R2 6 6解得： M= gR 9 . 8 6 . 4 10 611 . 4 10kg=6.02 10 24 kg G 6 . 67 10即地球质量的数量级是 1 024.所以,此题的正确选项为 D. 答案： D 13. 解析： 由 G Mm=m（ R

11、+H ） 2,又 = 2,代入上式得 R H 2 T2 34 R H M 2,已知 R、H、T、G,就宇航员能测出地球的质量；又地球的体积为GT2 3 3V= 43 R3, 地 球 的 密 度 为 = MV 4GT 2 R.4 HR 3 3GT R2R H3 , 也 可 测 出 ； 根 据3v= 2 R H 可知, 宇航员也能测 v; 因向心力的大小与飞船的质量有关,而飞 船的质量又T未知,所以宇航员不能测飞船受到的向心力 .A、B、D 是正确的, C 是错误的,应选 C 14. 解析： 依据 “地球表面物 体所受万有引力等于其重力”求得重力加速度表达式,由于运动名师归纳总结 员举力 肯定,就

12、被举起重物重力相同,由于重力加速度不同,就举起的物体质量不同M月. 第 3 页,共 4 页在 地 球 表 面 重 力 加 速 度gGM地, 在 月 球 表 面 重 力 加 速 度 为gG, 所 以R 地2R 月2- - - - - - -精选学习资料 - - - - - - - - - gM月.R 地2=0.169 ,所以 g=0.169 9.8 m/s 2=1.66 m/s2.举重运动员的 “举力 ” F是肯定的 .M地R 月2g在地球表面上,F=mg,在月球表面上F=mg,所以 m =gm=5.92m. g15. 解析： 不妨实行逆向思维的方法查找思路,借助平抛运动规律列式求得重力加速度,

13、进而求取星球的质量. 度为 h,第一次抛时设平抛的水平射程为x,就有如右图所示,设抛出点的高x2+h2=L2由平抛运动的规律可知,当抛出的初速度增大到原h=来的 2 倍时,就水平射程应增大到2x,可得（ 2x）2+h2=（3L）2 1gt2 由解得： h=3L3设该星球表面重力加速度为g,由平抛规律可得2又由于GMmmgR2由得 M=23 LR2. 3 Gt216.解析： 第一懂得题意,在此基础上抽象出合理的物理模型,即星体相当于一个大球体,太阳类似地球绕大球体运动,利用万有引力给太阳供应向心力,结合牛顿其次定律求解. T,太阳（1）设太阳轨道内侧星体的总质量为M ,太阳质量为m,轨道半径为R,周期为做圆周运动的向心力来自星体的万有引力.由牛顿其次定律得：GMmm42.RR2T2所以M42R3.6 67410 2 . 820 102kg=3.3 1041 kg. GT211 6 3.15 10（2）太阳在圆周运动轨道上的加速度就是太阳的向心加速度. 所以据 a=R2有名师归纳总结 a=42. R42.2 81020m/s2=2.8 10-10 m/s2.第 4 页,共 4 页T26 3.15 102- - - - - - -