2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册7.3万有引力理论的成就能力提升 (Word版含答案)
文档属性
| 名称 | 2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册7.3万有引力理论的成就能力提升 (Word版含答案) |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 658.8KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-09 07:25:10 | ||
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文档简介
7.3万有引力理论的成就
一、选择题（共16题）
1．静止在地面上的物体随地球自转做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体受到的万有引力和支持力的合力总是指向地心
B．物体做匀速圆周运动的周期与地球自转周期相等
C．物体做匀速圆周运动的加速度大小等于重力加速度
D．物体对地面压力的方向与万有引力的方向总是相同
2．设地球表面的重力加速度为g，物体在距底面R(R是地球半径）处，由于地球作用而产生的加速度为g0 .则为 （ ）
A．1:2 B．2:1 C．4:1 D．1:4
3．“科学真是迷人”，如果我们能测出地球表面的重力加速度g，地球的半径R，并已知引力常量G，则可知地球的质量为（ ）
A． B． C． D．
4．一个物体静止在质量均匀的球形星球表面的赤道上。已知万有引力常量为G，星球密度为ρ，若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零，则星球自转的角速度为（ ）
A． B． C． D．
5．嫦娥四号探测器成功发射，实现了人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹。已知月球的质量为M、半径为R，探测器的质量为m，引力常量为G，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探测器的（ ）
A．周期为 B．角速度为
C．向心加速度为 D．线速度为
6．在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说”，这种学说认为引力常量G在缓慢地减小．假设月球绕地球做匀速圆周运动，且它们的质量始终保持不变，根据这种学说当前月球绕地球做匀速圆周运动的情况与很久很久以前相比（ ）
A．周期变大 B．角速度变大 C．轨道半径减小 D．速度变大
7．在北极重力为的物体，在赤道上重力变为。若将地球看成质量分布均匀的球体，北极的重力加速度为，则地球半径与自转周期的平方之比为（ ）
A． B． C． D．
8．假如我国宇航员登上月球后，将一个物块在离月球表面h高处自由释放，物块下落到月球表面所用时间为t，已知月球的半径为R，万有引力常量为G，则月球的密度为（ ）
A． B． C． D．
9．“嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成．探测器预计在2017年由“长征五号”运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球，带回约2 kg月球样品．某同学从网上得到一些信息，如表格中的数据所示，请根据题意，判断地球和月球的密度之比为( )
地球和月球的半径之比 =4
地球表面和月球表面的重力加速度之比 =6
A． B． C．4 D．6
10．火星是太阳的行星，直径约为地球的0.5倍，质量约为地球的0.1倍。火星、地球绕太阳的公转可近似为匀速圆周运动，且火星的轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍。以T、Ek分别表示火星和地球绕太阳运动的周期和动能，以g、v分别表示火星和地球的表面重力加速度和第一宇宙速度，则有（ ）
A． B． C． D．
11．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其角速度大小为ω.假设宇航员登上该行星后在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体的重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为F0.已知引力常量为G，则这颗行星的质量为（ ）
A． B．
C． D．
12．假设火星和地球都是球体，火星的质量与地球质量之比；火星的半径与地球的半径之比，那么火星表面的引力加速度与地球表面处的重力加速度之比正确的是（ ）
A． B． C． D．
13．已知地球质量为M，半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球质量为m，月球绕地球的轨道半径为r，（r为地球半径R的60倍）周期为T，万有引力常量为G，则在月球绕地球运转轨道处的重力加速度大小为（ ）
A． B． C． D．g
14．2013年11月26日，中国探月工程副总指挥李本正在国防科工局举行的嫦娥三号任务首场发布会上宣布，我国首辆月球车——嫦娥三号月球探测器的巡视器全球征名活动结束，月球车得名“玉兔”号．图3是嫦娥三号巡视器和着陆器，月球半径为，月球表面处重力加速度为，地球和月球的半径之比为，表面重力加速度之比为，地球和月球的密度之比为（ ）
A． B． C． D．
15．我国首个探月探测器“嫦娥四号”于2019年1月3日，成功降落在月球背面的艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内，震惊了世界。着陆前，探测器先在很接近月面、距月面高度仅为h处悬停，之后关闭推进器，经过时间 t 自由下落到月球表面。已知引力常量为G和月球半径为R。则下列说法正确的是（ ）
A．月球表面重力加速度大小为 B．探测器落地时的速度大小为
C．月球的平均密度为 D．探测器自由下落过程处于超重状态
16．人造卫星在地球表面附近围绕地球做圆周运动的轨道如图所示，人造卫星每经过时间t通过的弧长为（R为地球的半径），该弧长对应的圆心角为（弧度）如图所示。已知引力常量为G，由此可推导地球的平均密度为（ ）
A． B． C． D．
二、填空题（共3题）
17．地球绕太阳公转轨道半径为r，公转周期为T，万有引力常量为G，设地球绕太阳做匀速圆周运动，则太阳的质量M=____________．
18．已知地球半径为R，绕地球做匀速圆周运动的卫星的质量为m，速度为v，它到地心的距离为r，引力常量为G。则地球的质量M=______，地球密度的表达式为ρ=______。
19．探索火星的奥秘承载着人类征服宇宙的梦想。假设人类某次利用飞船探测火星的过程中，飞船只在万有引力作用下贴着火星表面绕火星做圆周运动时，测得其绕行速度为v，绕行一周所用时间为，已知引力常量为G，则：
（1）火星表面的重力加速度为______；
（2）火星的质量为______。
三、解答题（共3题）
20．2021年6月17日15时54分，神舟十二号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口，与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱（船）组合体，这是天和核心舱发射入轨后，首次与载人飞船进行的交会对接。目前，该组合体在距地面高度为h处的近圆轨道运行，已知地球半径为R，引力常量为G，该组合体绕地球运行的周期为T，忽略地球的自转。求：
（1）地球的质量；
（2）据报道，神舟十二号载人飞船的内部有一固定的压力传感器，质量为m的物体水平放置在压力传感器上，飞船竖直向上发射过程中，当上升到距地球表面某一高度时，飞船的加速度为a，舱内压力传感器的示数为F，地球表面的重力加速度为g，则此时飞船离地球表面的高度多大？
21．两个行星各有一个卫星绕其表面运行，已知两个卫星的周期之比为1：3，两行星半径之比为3：1，则：
（1）两行星密度之比为多少？
（2）两行星表面处重力加速度之比为多少？
22．遥远的星球。某星球完全由不可压缩的液态水组成。星球的表面重力加速度为，半径为R，且没有自转。水的密度，万有引力常数。本题中可能用到如下公式：半径为R的球，其体积为，表面积为。
（1）星球的半径R是多少？
（2）星球内部的重力加速度为，其中r是到球心的距离。请通过分析画出图。（提示：已知均匀球壳对球壳内部物体的万有引力为零）
（3）假定该星球没有大气层，求这个星球中心处由水产生的压强。
参考答案
1．B2．C3．A4．A5．D6．A7．C8．A9．B10．B11．B12．A13．C14．B15．C16．C
17．
18．
19．
20．（1）；（2）-R
21．（1）9:1；（2）27:1
22．（1）；（2） ；（3）
一、选择题（共16题）
1．静止在地面上的物体随地球自转做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）
A．物体受到的万有引力和支持力的合力总是指向地心
B．物体做匀速圆周运动的周期与地球自转周期相等
C．物体做匀速圆周运动的加速度大小等于重力加速度
D．物体对地面压力的方向与万有引力的方向总是相同
2．设地球表面的重力加速度为g，物体在距底面R(R是地球半径）处，由于地球作用而产生的加速度为g0 .则为 （ ）
A．1:2 B．2:1 C．4:1 D．1:4
3．“科学真是迷人”，如果我们能测出地球表面的重力加速度g，地球的半径R，并已知引力常量G，则可知地球的质量为（ ）
A． B． C． D．
4．一个物体静止在质量均匀的球形星球表面的赤道上。已知万有引力常量为G，星球密度为ρ，若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零，则星球自转的角速度为（ ）
A． B． C． D．
5．嫦娥四号探测器成功发射，实现了人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹。已知月球的质量为M、半径为R，探测器的质量为m，引力常量为G，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探测器的（ ）
A．周期为 B．角速度为
C．向心加速度为 D．线速度为
6．在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说”，这种学说认为引力常量G在缓慢地减小．假设月球绕地球做匀速圆周运动，且它们的质量始终保持不变，根据这种学说当前月球绕地球做匀速圆周运动的情况与很久很久以前相比（ ）
A．周期变大 B．角速度变大 C．轨道半径减小 D．速度变大
7．在北极重力为的物体，在赤道上重力变为。若将地球看成质量分布均匀的球体，北极的重力加速度为，则地球半径与自转周期的平方之比为（ ）
A． B． C． D．
8．假如我国宇航员登上月球后，将一个物块在离月球表面h高处自由释放，物块下落到月球表面所用时间为t，已知月球的半径为R，万有引力常量为G，则月球的密度为（ ）
A． B． C． D．
9．“嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成．探测器预计在2017年由“长征五号”运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球，带回约2 kg月球样品．某同学从网上得到一些信息，如表格中的数据所示，请根据题意，判断地球和月球的密度之比为( )
地球和月球的半径之比 =4
地球表面和月球表面的重力加速度之比 =6
A． B． C．4 D．6
10．火星是太阳的行星，直径约为地球的0.5倍，质量约为地球的0.1倍。火星、地球绕太阳的公转可近似为匀速圆周运动，且火星的轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍。以T、Ek分别表示火星和地球绕太阳运动的周期和动能，以g、v分别表示火星和地球的表面重力加速度和第一宇宙速度，则有（ ）
A． B． C． D．
11．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其角速度大小为ω.假设宇航员登上该行星后在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体的重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为F0.已知引力常量为G，则这颗行星的质量为（ ）
A． B．
C． D．
12．假设火星和地球都是球体，火星的质量与地球质量之比；火星的半径与地球的半径之比，那么火星表面的引力加速度与地球表面处的重力加速度之比正确的是（ ）
A． B． C． D．
13．已知地球质量为M，半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球质量为m，月球绕地球的轨道半径为r，（r为地球半径R的60倍）周期为T，万有引力常量为G，则在月球绕地球运转轨道处的重力加速度大小为（ ）
A． B． C． D．g
14．2013年11月26日，中国探月工程副总指挥李本正在国防科工局举行的嫦娥三号任务首场发布会上宣布，我国首辆月球车——嫦娥三号月球探测器的巡视器全球征名活动结束，月球车得名“玉兔”号．图3是嫦娥三号巡视器和着陆器，月球半径为，月球表面处重力加速度为，地球和月球的半径之比为，表面重力加速度之比为，地球和月球的密度之比为（ ）
A． B． C． D．
15．我国首个探月探测器“嫦娥四号”于2019年1月3日，成功降落在月球背面的艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内，震惊了世界。着陆前，探测器先在很接近月面、距月面高度仅为h处悬停，之后关闭推进器，经过时间 t 自由下落到月球表面。已知引力常量为G和月球半径为R。则下列说法正确的是（ ）
A．月球表面重力加速度大小为 B．探测器落地时的速度大小为
C．月球的平均密度为 D．探测器自由下落过程处于超重状态
16．人造卫星在地球表面附近围绕地球做圆周运动的轨道如图所示，人造卫星每经过时间t通过的弧长为（R为地球的半径），该弧长对应的圆心角为（弧度）如图所示。已知引力常量为G，由此可推导地球的平均密度为（ ）
A． B． C． D．
二、填空题（共3题）
17．地球绕太阳公转轨道半径为r，公转周期为T，万有引力常量为G，设地球绕太阳做匀速圆周运动，则太阳的质量M=____________．
18．已知地球半径为R，绕地球做匀速圆周运动的卫星的质量为m，速度为v，它到地心的距离为r，引力常量为G。则地球的质量M=______，地球密度的表达式为ρ=______。
19．探索火星的奥秘承载着人类征服宇宙的梦想。假设人类某次利用飞船探测火星的过程中，飞船只在万有引力作用下贴着火星表面绕火星做圆周运动时，测得其绕行速度为v，绕行一周所用时间为，已知引力常量为G，则：
（1）火星表面的重力加速度为______；
（2）火星的质量为______。
三、解答题（共3题）
20．2021年6月17日15时54分，神舟十二号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口，与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱（船）组合体，这是天和核心舱发射入轨后，首次与载人飞船进行的交会对接。目前，该组合体在距地面高度为h处的近圆轨道运行，已知地球半径为R，引力常量为G，该组合体绕地球运行的周期为T，忽略地球的自转。求：
（1）地球的质量；
（2）据报道，神舟十二号载人飞船的内部有一固定的压力传感器，质量为m的物体水平放置在压力传感器上，飞船竖直向上发射过程中，当上升到距地球表面某一高度时，飞船的加速度为a，舱内压力传感器的示数为F，地球表面的重力加速度为g，则此时飞船离地球表面的高度多大？
21．两个行星各有一个卫星绕其表面运行，已知两个卫星的周期之比为1：3，两行星半径之比为3：1，则：
（1）两行星密度之比为多少？
（2）两行星表面处重力加速度之比为多少？
22．遥远的星球。某星球完全由不可压缩的液态水组成。星球的表面重力加速度为，半径为R，且没有自转。水的密度，万有引力常数。本题中可能用到如下公式：半径为R的球，其体积为，表面积为。
（1）星球的半径R是多少？
（2）星球内部的重力加速度为，其中r是到球心的距离。请通过分析画出图。（提示：已知均匀球壳对球壳内部物体的万有引力为零）
（3）假定该星球没有大气层，求这个星球中心处由水产生的压强。
参考答案
1．B2．C3．A4．A5．D6．A7．C8．A9．B10．B11．B12．A13．C14．B15．C16．C
17．
18．
19．
20．（1）；（2）-R
21．（1）9:1；（2）27:1
22．（1）；（2） ；（3）