高中物理人教版必修二课时作业9

1行星的运动可看做匀速圆周运动，则行星绕太阳运动的轨道半径R的三次方与周期T的平方的比值为常量k，下列说法正确的是()A公式k只适用于围绕太阳运行的行星B围绕同一星球运行的行星或卫星，k值不相等Ck值与被环绕星球的质量和行星或卫星的质量都有关系Dk值仅由被环绕星球的质量决定【解析】由GmR可得，所以k，k值只和被环绕星球的质量有关，即围绕同一星球运行的行星或卫星，k值相等，所以只有D正确【答案】D2有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该星球的质量是地球质量的()A.B64倍C16倍D4倍【解析】星球表面的重力加速度g，又知，故()364.B对【答案】B3两个行星的质量分别为m1和m2，绕太阳运行的轨道半径分别为r1和r2，若它们只受太阳万有引力的作用，那么，这两个行星的向心加速度之比为()A1 B. C. D.【解析】行星绕太阳做匀速圆周运动，设M为太阳质量，m为行星质量，r为轨道半径，则Gma向，则a向.所以，故D正确【答案】D4一物体静置在平均密度为的球形天体表面的赤道上已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为()【解析】赤道表面的物体对天体表面的压力为零，说明天体对物体的万有引力恰好等于物体随天体转动所需要的向心力，有m()2R，化简得T()，正确选项为C.【答案】C5最近，科学家在望远镜中看到太阳系外某恒星有一行星，并测得它围绕恒星运动一周所用的时间为1 200年，它与该恒星的距离为地球与太阳距离的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形，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【解析】由M知，恒星质量与太阳质量之比M星M日，A正确；由于不知道太阳和恒星的体积，没法求出恒星密度与太阳密度之比，B错；仅由万有引力公式mmr无法求出行星质量与地球质量之比，C错；行星运行速度与地球公转速度之比v星v地100rr，D正确【答案】AD6我们的银河系的恒星中大约有四分之一是双星，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的作用下绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动(如图641所示)由天文观察测得其运动周期为T，S1到O点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G.由此可求出S1的质量为()图641A.B.C. D.【解析】双星之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，对S2有Gm2(rr1)，解得m1.A对【答案】A7宇宙飞船进入一个围绕太阳的近乎圆形的轨道运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是()A3年B9年 C27年D81年【解析】太阳对宇宙飞船或地球的万有引力提供其绕太阳做匀速圆周运动的向心力，则Gmr解得T 2 所以宇宙飞船与地球绕太阳运行的周期之比为 27，C对【答案】C8(2010福建高考)火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行周期为T1，神舟飞船在地球表面附近圆形轨道运行周期为T2，火星质量与地球质量之比为p，火星半径与地球半径之比为q，则T1、T2之比为()A. B. C. D.【解析】设中心天体的质量为M，半径为R，当探测器在星球表面飞行时，由GmR得T2 因此有，故选D.【答案】D9两颗靠得较近的天体叫双星，它们以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，这样它们就不会因引力作用而吸引在一起，则下述物理量中，与它们的质量成反比的是()A线速度 B角速度C向心加速度 D转动半径【解析】双星由相互间的万有引力提供向心力，从而使双星做匀速圆周运动，不会因相互间的吸引力而靠在一起，双星做圆周运动的向心力大小相等，等于相互间的万有引力，即m12r1m22r2得，故D项正确；又vr得，故A项正确；又a2r得，故C项正确【答案】ACD10(2013合肥高一期末)如图642所示，极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道)若已知一个极地卫星从北纬30的正上方，按图示方向第一次运行至南纬60正上方时所用时间为t，地球半径为R(地球可看做球体)地球表面的重力加速度为g，引力常量为G.由以上条件可以求出()图642A卫星运行的周期 B卫星距地面的高度C卫星的质量 D地球的质量【解析】卫星从北纬30的正上方，第一次运行至南纬60正上方时，刚好为运动周期的，所以卫星运行的周期为4t，A项正确；知道周期、地球的半径，由m()2(Rh)及GMR2g，可以算出卫星距地面的高度，B项正确；通过上面的公式可以看出，能算出中心天体的质量，不能算出卫星的质量，C项错误，D项正确【答案】ABD11如图643所示，两个星球A、B组成双星系统，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动已知A、B星球质量分别为mA、mB，万有引力常量为G.求(其中L为两星中心距离，T为两星的运动周期)图643【解析】设A、B两个星球做圆周运动的半径分别为rA、rB.则rArBL，对星球A：GmArA对星球B：GmBrB联立以上三式求得.【答案】12(2013渭南高一检测)“嫦娥一号”探月卫星与稍早日本的“月亮女神号”探月卫星不同，“嫦娥一号”卫星是在绕月极地轨道上运动的，加上月球的自转，因而“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球的表面.12月11日“嫦娥一号”卫星CCD相机已对月球背面进行成像探测，并获取了月球背面部分区域的影像图卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为H，绕行的周期为TM；月球绕地公转的周期为TE，轨道半径为R0，地球半径为RE，月球半径为RM.(1)若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响，试求月球与地球质量之比；(2)当绕月极地轨道的平面与月球绕地公转的轨道平面垂直，也与地心到月心的连线垂直(如图644)此时探月卫星向地球发送所拍摄的照片，此照片由探月卫星传送到地球最少需要多长时间？(已知光速为c)图644【解析】(1)由牛顿第二定律得F向manm()2r，万有引力定律公式为：F引G，月球绕地公转时由万有引力提供向心力，故GM月()2R0；同理，探月卫星绕月运动时有：GM卫()2(RMH)，解得：()2()3()2()3.(2)设探月极地轨道上卫星到地心的距离为L0，则卫星到地面的最短距离为L0RE，由几何知识得：LR(RMH)2，故将照片发回地面的时间t.【答案】(1)()2()3(2)