2018-2019学年高中物理 课时作业（十）万有引力理论的成就（含解析）新人教版必修2.doc

课时作业(十)万有引力理论的成就一、单项选择题1科学家们推测，太阳系有颗行星和地球在同一轨道上从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”由以上信息我们可以推知()A这颗行星的质量等于地球的质量B这颗行星的密度等于地球的密度C这颗行星的公转周期与地球公转周期相等D这颗行星的自转周期与地球自转周期相等解析：由题意知，该行星和地球一样绕太阳运行，且该行星、太阳、地球在同一直线上，说明该行星与地球有相同的公转周期，选项C正确；但根据所给条件，无法进一步判断这颗行星与地球的自转周期、质量、密度是否相同故选项C正确答案：C2地球表面的平均重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G，可估计地球的平均密度为()A. B.C. D.解析：忽略地球自转的影响，对于处于地球表面的物体，有mgG，又地球质量MVR3.代入上式化简可得地球的平均密度.答案：A3过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的，该中心恒星与太阳的质量比约为()A. B1C5 D10解析：根据万有引力提供向心力，有Gmr，可得M，所以恒星质量与太阳质量之比为1，故选项B正确答案：B4(2017成都五校高一联考)科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得该行星围绕此恒星运行一周所用的时间为1 200年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的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周，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行星密度与地球密度之比解析：行星绕恒星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设恒星质量为M，行星质量为m，轨道半径为r，有Gm2r，得M，同理太阳的质量M，由于地球的公转周期T1年，故可以求得恒星质量与太阳质量之比，故选项A正确；由于恒星与太阳的体积均不知，故无法求出它们的密度之比，故选项B错误；由前面式子可知，行星质量可以约去，故无法求得行星质量，故选项C错误；由于行星与太阳的体积均不知，故无法求出它们的密度之比，故选项D错误答案：A5月球绕地球做匀速圆周运动，已知地球表面的重力加速度为g0，地球质量M与月球质量m之比81，地球半径R0与月球半径R之比3.6，地球与月球之间的距离r与地球的半径R0之比60.求月球表面的重力加速度g与地球表面的重力加速度g0的比值为()A. B.C1.6 D0.16解析：由Gmg得地球及月球表面的重力加速度分别为g0、g，所以0.16.故选项D正确答案：D6(2017广州高一检测)“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为(弧度)，如图所示已知引力常量为G，由此可推导出月球的质量为()A. B.C. D.解析：根据弧长及对应的圆心角，可得“嫦娥三号”的轨道半径r，根据转过的角度和时间，可得，由于月球对“嫦娥三号”的万有引力提供“嫦娥三号”做圆周运动的向心力，可得Gm2r，由以上三式可得M.答案：A7(2017石家庄高一检测)假设地球可视为质量均匀分布的球体已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G.地球的密度为()A. B.C. D.解析：在地球两极处，Gmg0，在赤道处，GmgmR，故R，则，B正确答案：B二、多项选择题8一些星球由于某种原因而发生收缩，假设该星球的直径缩小到原来的.若收缩时质量不变，不考虑星球自转的影响，则与收缩前相比()A同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的4倍B同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的16倍C该星球的平均密度增大到原来的16倍D该星球的平均密度增大到原来的64倍解析：根据万有引力公式F可知，当星球的直径缩到原来的，在星球表面的物体受到的重力F16，故选项B正确星球的平均密度，星球收缩后64，故选项D正确答案：BD9有一宇宙飞船到了某行星上(该行星没有自转运动)，以速度v接近行星赤道表面匀速飞行，测出运动的周期为T，已知引力常量为G，则可得()A该行星的半径为B该行星的平均密度为C该行星的质量为D该行星表面的重力加速度为解析：由T可得R，选项A错误；由Gm可得M，选项C错误；由MR3，得，选项B正确；由Gmg，得g，选项D正确答案：BD三、非选择题10如图所示为中国月球探测工程的标志，它以中国书法的笔触，勾勒出一轮明月和一双踏在其上的脚印，象征着月球探测的终极梦想一位勤于思考的同学为探月宇航员设计了如下实验：在距月球表面高h处以初速度v0水平抛出一个物体，然后测量该平抛物体的水平位移为x.通过查阅资料知道月球的半径为R，引力常量为G，若物体只受月球引力的作用，请你求出：(1)月球表面的重力加速度g月(2)月球的质量M.(3)环绕月球表面飞行的宇宙飞船的速率v是多少？解析：(1)取水平抛出的物体为研究对象，有g月t2h，v0tx，联立解得g月.(2)取月球表面的物体m为研究对象，它受到的重力与万有引力相等，即mg月，得M.(3)环绕月球表面的宇宙飞船做匀速圆周运动的半径为R，万有引力充当向心力，故有(m为飞船质量)，所以v.答案：(1)(3)