《2019物理同步大讲堂人教必修二精练：课时提升作业 十 6.4 万有引力理论的成就 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019物理同步大讲堂人教必修二精练：课时提升作业 十 6.4 万有引力理论的成就 Word版含解析.pdf（10页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、温馨提示：温馨提示： 此套题为 Word 版，请按住 Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合 此套题为 Word 版，请按住 Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合 适的观看比例，答案解析附后。关闭 Word 文档返回原板块。适的观看比例，答案解析附后。关闭 Word 文档返回原板块。 课时提升作业 十课时提升作业 十 万有引力理论的成就万有引力理论的成就 (40 分钟 100 分)(40 分钟 100 分) 一、选择题(本题共 8 小题,每小题 7 分,共 56 分) 1.所有绕太阳运转的行星,其轨道半径的立方和运转周期的平方的比 值即=k,那么 k 的大小决定于 ( ) A.只与行星质量有关 B.只与恒星
2、质量有关 C.与行星及恒星的质量都有关 D.与恒星质量及行星的速率有关 【解析】选 B。由=mr()2得 k=,所以 k 的大小只与恒星 质量有关,B 正确。 2. (2016四川高考)国务院批复,自2016年起将4月24日设立为 “中国航天日” 。 1970 年 4 月 24 日我国首次成功发射的人造卫 星东方红一号,目前仍然在椭圆轨道上运行,其轨道近地点高 度约为 440km,远地点高度约为2060km;1984年4月8日成功发射的东 方红二号卫星运行在赤道上空 35786km 的地球同步轨道上。 设东方红 一号在远地点的加速度为 a1,东方红二号的加速度为 a2,固定在地球 赤道上的物体
3、随地球自转的加速度为 a3,则 a1、a2、a3的大小关系为 世纪金榜导学号 35684153( ) A.a2a1a3 B.a3a2a1 C.a3a1a2 D.a1a2a3 【解题指南】解答本题应注意以下两点: (1)同步卫星与地球具有相同的角速度和周期。 (2)放到赤道上的物体和卫星两者受力情况是不同的,要区别对待,不 能混淆。 【解析】选 D。东方红二号和固定在地球赤道上的物体转动的角速度 相同,根据 a=2r 可知,a2a3;根据 G=ma 可知 a1a2;故选 D。 3.人造卫星离地球表面距离等于地球半径 R,卫星以速度 v 沿圆轨道 运动,设地面上的重力加速度为 g,则 ( ) A.
4、v=B.v= C.v=D.v= 【解析】选 D。人造卫星的轨道半径为 2R,所以 G=m,又因为 mg=G,联立可得:v=,选项 D 正确。 4.(多选)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 1200 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.行星运行速度与地球公转速度之比 【解析】选 A、D。由 M=知,恒星质量与太阳质量之比 M星M日=
5、=,A 正确。由于不知道太阳或恒星的体积,没法求出 恒星密度与太阳密度之比,B 错;行星运行速度与地球公转速度之比 v 星v日=100r r=,D 对。 【补偿训练】 (多选)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 B、D。已知地球绕太阳运动的情况只能求太阳的质量,A 错误。由 G=m和 T=得 M=,B 正确。已知月球绕地球运行 的周期及轨道半径才能求地球的质
6、量,C 错误。 由 mg=G得 M=, D 正确。 5.(多选)某探测器在离火星表面高度分别为 h1和 h2的圆轨道上运动 时,周期分别为 T1和 T2。火星可视为质量分布均匀的球体,且忽略火 星的自转影响,万有引力常量为 G。仅利用以上数据,可以计算出 ( ) A.火星的质量 B.探测器的质量 C.火星对探测器的引力 D.火星表面的重力加速度 【解析】选 A、D。设火星、探测器的质量分别为 M、m,火星的半径为 R, 则 G=m(R+h1),G=m(R+h2)。联立以上两式可 以求得火星的质量和半径,A 对;探测器的质量 m 被约去,故不能将它 求出,B、C 错;火星表面的重力加速度表达式为
7、 g=,从以上两式解 出 M、R 代入该表达式就可以求出火星表面的重力加速度,D 对。 【补偿训练】 地球表面的重力加速度为 g,地球半径为 R,引力常量为 G,可以估算出 地球的平均密度为( ) A. B. C.D. 【解析】选 B。由=mg 及=得密度=,故 B 正确。 6.(多选)宇宙中两颗相距很近的恒星常常组成一个双星系统。 它们以 相互间的万有引力彼此提供向心力,从而使它们绕着某一共同的圆心 做匀速圆周运动,若已知它们的运转周期为T,两星到某一共同圆心的 距离分别为 R1和 R2,那么,这双星系统中两颗恒星的质量关系是 ( ) A.这两颗恒星的质量必定相等 B.这两颗恒星的质量之和为
8、 C.这两颗恒星的质量之比为 m1m2=R2R1 D.其中必有一颗恒星的质量为 【解析】选 B、C、D。两星有共同的周期 T,由牛顿第二定律得 G =m1R1=m2R2,所以两星的质量之比 m1m2=R2R1,C 正 确;由上式可得 m1=,m2=,D 正确,A 错 误;m1+m2=,B 正确。 7.(2016全国卷)利用三颗位置适当的地球同步卫星,可使地球赤 道上任意两点之间保持无线电通讯,目前,地球同步卫星的轨道半径 为地球半径的 6.6 倍,假设地球的自转周期变小,若仍仅用三颗同步 卫星来实现上述目的,则地球自转周期的最小值约为 ( ) 世纪金榜导学号 35684154 A.1h B.4
9、h C.8h D.16h 【解题指南】解答本题应注意以下两点: (1)同步卫星的周期等于地球的自转周期。 (2)地球自转周期最小时,三个同步卫星离地球最近,每个卫星覆盖赤 道的 。 【解析】选 B。设地球的半径为 R,周期 T=24h,地球自转周期最小时, 三颗同步卫星的位置如图所示, 所以此时同步卫星的半径r1=2R,由G=m,可得T1=T 4h,故 A、C、D 错误,B 正确。 8.(2017济宁高一检测)“探路者” 号宇宙飞船在宇宙深处飞行的过 程中,发现 A、B 两颗均匀球形天体,两天体各有一颗靠近其表面飞行 的卫星,测得两颗卫星的周期相等。以下判断正确的是 ( ) A.两颗卫星的线速
10、度一定相等 B.天体 A、B 的质量一定不相等 C.天体 A、B 表面的重力加速度一定不相等 D.天体 A、B 的密度一定相等 【解析】选 D。根据题意,已知两卫星运行周期相等,由 G=mR 和 M=V= R3,得=,即两天体的密度相等,选项 D 正确;卫星环绕速度 v=,由于两天体半径关系不知道,则线速度大小关系无法确定,故 选项 A 错误;天体质量 M=,可知两天体质量大小关系也无法确定, 故选项 B 错误;由 g=R 可知,两天体表面重力加速度大小关系无法 确定,故选项 C 错误。 二、 计算题(本题共 2 小题,共 44 分。 要有必要的文字说明和解题步骤, 有数值计算的要注明单位)
11、9.(22 分)已知太阳光从太阳射到地球需时间 t,光速为 c,地球公转轨 道可近似看成圆轨道,公转周期为 T,地球半径为 R,地球表面的重力 加速度为 g,试计算: 世纪金榜导学号 35684155 (1)太阳的质量。 (2)地球的质量。 【解析】 (1)设太阳的质量为 M,地球的质量为 m,因为太阳对地球的万 有引力提供地球绕太阳做匀速圆周运动的向心力,有 G=m2r=m r, 解得 M= (2)地球半径为 R,则地面上质量为 m的物体的重力近似等于物体与 地球的万有引力,故有: F引=mg,即:=mg,m=。 答案:(1) (2) 10.(22 分)2017 年,我国自主研制的首颗高通量
12、卫星“中星 16”发射 升空。高通量卫星作为新一代通信卫星,具有带宽大、速率高等独特 优点。设“中星 16”轨道的离地高度为 h,地球半径为 R,地面重力加 速度为 g,求“中星 16”在时间 t 内,绕地球运转多少圈? 世纪金榜 导学号 35684156 【解析】在地球表面 mg= 在轨道上=m(R+h) 所以 T=2=2 故 n= = 答案: 【能力挑战区】 1.(多选)欧洲航天局(ESA)计划于2022年发射一颗专门用来研究光合 作用的卫星“荧光探测器” 。已知地球的半径为 R,引力常量为 G,假设 这颗卫星在距地球表面高度为h(hR)的轨道上做匀速圆周运动,运行 的周期为 T,则下列说
13、法中正确的是 ( ) 世纪金榜导学号 35684157 A.该卫星正常运行时一定处于赤道正上方 B.该卫星一昼夜围绕地球运动一周 C.该卫星运行时的向心加速度为 D.地球质量为 【解析】选 C、D。该卫星不是地球的同步卫星,不一定在赤道正上方, 选项 A、B 错误;卫星运行时的向心加速度为 an=r=,选 项 C 正确;由 G=m,故 M=,选项 D 正确。 2.某人在某一星球上以速度 v 竖直上抛一物体,经时间 t 落回抛出点, 已知该星球的半径为 R,若要在该星球上发射一颗靠近该星运转的人 造星体,则该人造星体的速度大小为多少? 【解析】星球表面的重力加速度:g= = 人造星体靠近该星球运转时: mg=G=m(M:星球质量,m:人造星体质量) 所以 v= 答案: 关闭 Word 文档返回原板块关闭 Word 文档返回原板块