7.3万有引力理论的成就 同步练习（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 7.3万有引力理论的成就 同步练习（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 197.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-01 16:58:20 | ||
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文档简介
人教2019物理 必修二 7.3万有引力理论的成就 同步练习
一．选择题（共12小题）
1．如图所示，“天问一号”探测器在着陆火星前环绕火星做匀速圆周运动，其质量为m，运动轨道半径为r。将火星视为质量分布均匀的球体，其质量为M，引力常量为G。则火星对探测器的万有引力大小为（ ）
A． B． C． D．
2．我国已经成功发射了多颗卫星，若某些卫星运行时都绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．卫星的质量越大，所需要的发射速度越大
B．卫星在轨道上做匀速圆周运动时，受到的万有引力不变，向心加速度不变
C．若已知某高空卫星在轨运行的周期轨道半径及引力常量，则可算出地球的质量
D．若已知某高空卫星在轨运行的周期、轨道半径及引力常量，则可算出地球的半径
3．2012年10月，美国耶鲁大学的研究人员发现一颗完全由钻石组成的星球，通过观测发现该星球的半径是地球的2倍，质量是地球的8倍，假设该星球有一颗近地卫星，下列说法正确的是（ ）
A．该星球的近地卫星周期跟地球的近地卫星周期相等
B．该星球近地卫星的速度是地球近地卫星速度的4倍
C．该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍
D．该星球的密度是地球密度的2倍
4．某实心均匀球的半径为R、质量为M，在球外离球面h高处有一质量为m的质点。则它们之间的万有引力为（ ）
A． B． C． D．
5．2021年2月，我国首个火星探测器“天问一号”实现了对火星的环绕。若“天问一号”绕火星做匀速圆周运动的线速度大小为v，周期为T，引力常量为G，则火星的质量为（ ）
6．星际飞船探测X星球，当飞船绕X星球做匀速圆周运动时，测得飞船与X星球中心连线在t0（小于飞船做圆周运动周期）时间内转过的角度为θ，扫过的面积为S，忽略X星球自转的影响，引力常量为C，则X星球的质量为（ ）
7．1930年，克莱德 汤博发现冥王星，并将其视为第九大行星。1992年后在柯伊伯带发现的一些质量与冥王星相似的天体开始挑战其行星地位。2005年发现的阋神星质量甚至比冥王星质量多出27%，国际天文联合会（IAU）因此在2006年正式定义行星概念，将冥王星排除出行星行列，划为矮行星。冥王星近日点距太阳30AU，远日点距太阳49AU，冥王星绕太阳公转周期约为248年，根据以上数据估测太阳质量约为（ ）（1AU＝1.496×1011m，G＝6.67×10﹣11N m2/kg2）
A．2×1020kg B．2×1030kg C．2×1040kg D．2×1030kg
8．在半径为R1的K星球表面竖直向上提起一质量为m1的物体，拉力F与物体加速度a的关系如图线1所示。在半径为R2的T星球表面竖直向上提起一质量为m2的物体，拉力F与物体加速度a的关系如图线2所示。设两星球密度相等，质量分布均匀。则（ ）
A．m1：m2＝3：1，R1：R2＝1：2 B．m1：m2＝3：2，R1：R2＝3：1
C．m1：m2＝3：1，R1：R2＝2：3 D．m1：m2＝3：2，R1：R2＝2：1
9．若一均匀球形星体的密度ρ＝3.5×104kg/m3，引力常量G＝6.67×10﹣11N m2/kg2，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期约为（ ）
A．20s B．200s C．2000s D．20000s
10．据外媒报道，2021年天文学家发现了一颗具有大型海洋特征且气温和环境可以支持微生物生命的行星，被称为“Hycean行星”。观测发现“Hycean行星”距离地球约125光年，体积是地球的2.4倍，每228天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一周。已知万有引力常量G和地球表面的重力加速度g。根据以上信息，下列说法中正确的是（ ）
A．若能观测到该行星绕恒星运动的轨道半径，则可求出该行星所受恒星的万有引力
B．若该行星的密度与地球的密度相等，则可求出该行星表面的重力加速度
C．根据地球的公转周期与轨道半径，可求出该行星的轨道半径
D．若已知该行星的密度，则可求出该行星的轨道半径
11．2021年2月，我国“天问一号”火星探测器实现了对火星的环绕。若该探测器在近火星圆轨道运行的线速度为v，火星表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，不考虑火星的自转，则火星的平均密度为（ ）
12．2020年12月3日，嫦娥五号上升器携带月壤样品成功回到预定环月轨道，这是我国首次实现地外天体起飞。环月轨道可以近似为圆轨道，已知轨道半径近似为月球半径R，环绕月球的周期为T，月球质量为M，引力常量为G，则（ ）
A．上升器在环月轨道上的向心加速度大小近似为
B．上升器在环月轨道上的线速度大小近似为
C．月球表面的重力加速度大小近似为
D．月球的平均密度近似为
二．多选题（共5小题）
13．已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，“嫦娥四号”离月球中心的距离为r，绕月周期为T。根据以上信息可求出（ ）
A．“嫦娥四号”绕月运行的速度为
B．“嫦娥四号”绕月运行的速度为
C．月球的平均密度为
D．月球的平均密度为
14．下列各组数据中，能计算出地球质量的是（ ）
A．地球绕太阳运行的周期及日、地间距离
B．月球绕地球运行的周期及月、地间距离
C．人造地球卫星在地面附近的绕行速度和运动周期
D．以上各项均不能求出地球质量
15．下列关于万有引力定律的说法中正确的是（ ）
A．万有引力定律是开普勒发现的
B．中的G是一个比例系数，是有单位的
C．万有引力定律适用于质点间的相互作用
D．两个质量分布均匀的分离的球体之间的相互作用力也可以用来计算，r是两球体球心间的距离
16．2020年11月24日4时30分，在中国文昌航天发射场，长征五号遥五运载火箭成功发射了探月工程嫦娥五号探测器，开启了中国首次地外天体采样返回之旅。假设“嫦娥五号”在月球着陆前，先在距离月球表面高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动，测得t时间内转过的圆心角为θ，已知月球半径为R，引力常量为G，则下列说法中正确的是（ ）
A．“嫦娥五号”的线速度大小为
B．“嫦娥五号”的运行周期为
C．月球的质量是
D．月球的质量是
17．现在探测器已经成功登陆火星，如果未来的某一天，某同学在火星上距离地面18m高处由静止释放一重物，测得重物经过3s落到火星表面，则下列说法正确的是（ ）
A．火星表面的重力加速度大小为4m/s2
B．重物落地时的速度大小为8m/s
C．重物落地前的1s内位移大小为10m
D．重物下落过程中，第1s末、第2s末、第3s末的瞬时速度之比为1：3：5
三．填空题（共3小题）
18．2021年5月，“天问一号”着陆巡视器带着“祝融号”火星车软着陆火星时，在“降落伞减速”阶段，垂直火星表面速度由396m/s减至61m/s，用时168s，此阶段减速的平均加速度大小为 m/s2；地球质量约为火星质量的9.3倍，地球半径约为火星半径的1.9倍，“天问一号”质量约为5.3吨，“天问一号”在“降落伞减速”阶段受到的平均空气阻力约为 N。（本题答案保留一位有效数字）
19．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将3名航天员送入太空。设飞船在预定轨道处由地球产生的重力加速度大小为g1，地球表面重力加速度大小为g，则g1 g（选填“＞”、“＝”或“＜”）；飞船在低轨道绕地球运动时的速率比它在高轨道运动时的速率 。（选填“大”或“小”）
20．火星探测器绕火星做匀速圆周运动，运行轨道半径为r，运行周期为T。已知火星半径为R，引力常量为G，火星的质量M＝ ，火星的密度ρ＝ 。
四．计算题（共3小题）
21．2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器携带月壤样品安全着陆，极大地提升了中国的国际影响力。若有一小球从离月球表面30m的空中自由下落，已知月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，地球表面的重力加速度大小g取10m/s2，求：
（1）小球在空中下落的时间；
（2）自小球开始下落时计时，最后2s内下落的高度。（结果可用分式表示）
22．某研究小组为了计算地球的质量，从网络上查到以下的数据：①同步卫星离地面的高度h＝36000km，②地球自转周期T1＝24h，③地球公转周期T2＝365天，④地球半径R＝6400km，⑤月球公转周期T3＝27.3天，⑥月地距离s＝38万千米，⑦卫星最大绕行速度v＝7.9km/s，⑧地球表面的重力加速度g＝9.8m/s2，⑨引力常量：G＝6.67×10﹣11N m2/kg2。请选择一组合适的条件，估算地球的质量。
（1）选择的条件（填写前面的序号）；
（2）根据选择的条件，估算出地球质量（保留一位有效数字）。
23．我国航天人为实现中华民族多年的奔月梦想，正在向着“绕、落、回”的第三步进军，未来将有中国的航天员登上月球。假如航天员在月球上测得摆长为L的单摆做n次小振幅全振动的时间为t。已知月球可视为半径为r的质量分布均匀的球体，引力常量为G，不考虑月球自转的影响。已知半径为R的球体体积为。求：
（1）月球表面的重力加速度g月；
（2）绕月探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的周期T0；
（3）月球的密度ρ。
人教2019物理 必修二 7.3万有引力理论的成就 同步练习
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．D。
2．C。
3．A。
4．B。
5．A。
6．B。
7．B。
8．A。
9．C。
10．B。
11．D。
12．D。
二．多选题（共5小题）
13．BD。
14．BC。
15．BCD。
16．BC。
17．AC。
三．填空题（共3小题）
18．2；3×104。
19．＜，大。
20．；
四．计算题（共3小题）
21．（1）在空中下落的时间为6s；
（2）自开始下落计时，最后3s内下落的高度为m。
22．（1）选择的条件为⑤、⑥、⑨；
（2）地球质量约为6.0×1024kg。
23．（1）月球表面的重力加速度g月为 ；
（2）绕月探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆为周运动的周期T0为 ；
（3）月球的密度ρ为。第2页（共2页）
一．选择题（共12小题）
1．如图所示，“天问一号”探测器在着陆火星前环绕火星做匀速圆周运动，其质量为m，运动轨道半径为r。将火星视为质量分布均匀的球体，其质量为M，引力常量为G。则火星对探测器的万有引力大小为（ ）
A． B． C． D．
2．我国已经成功发射了多颗卫星，若某些卫星运行时都绕地心做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）
A．卫星的质量越大，所需要的发射速度越大
B．卫星在轨道上做匀速圆周运动时，受到的万有引力不变，向心加速度不变
C．若已知某高空卫星在轨运行的周期轨道半径及引力常量，则可算出地球的质量
D．若已知某高空卫星在轨运行的周期、轨道半径及引力常量，则可算出地球的半径
3．2012年10月，美国耶鲁大学的研究人员发现一颗完全由钻石组成的星球，通过观测发现该星球的半径是地球的2倍，质量是地球的8倍，假设该星球有一颗近地卫星，下列说法正确的是（ ）
A．该星球的近地卫星周期跟地球的近地卫星周期相等
B．该星球近地卫星的速度是地球近地卫星速度的4倍
C．该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍
D．该星球的密度是地球密度的2倍
4．某实心均匀球的半径为R、质量为M，在球外离球面h高处有一质量为m的质点。则它们之间的万有引力为（ ）
A． B． C． D．
5．2021年2月，我国首个火星探测器“天问一号”实现了对火星的环绕。若“天问一号”绕火星做匀速圆周运动的线速度大小为v，周期为T，引力常量为G，则火星的质量为（ ）
6．星际飞船探测X星球，当飞船绕X星球做匀速圆周运动时，测得飞船与X星球中心连线在t0（小于飞船做圆周运动周期）时间内转过的角度为θ，扫过的面积为S，忽略X星球自转的影响，引力常量为C，则X星球的质量为（ ）
7．1930年，克莱德 汤博发现冥王星，并将其视为第九大行星。1992年后在柯伊伯带发现的一些质量与冥王星相似的天体开始挑战其行星地位。2005年发现的阋神星质量甚至比冥王星质量多出27%，国际天文联合会（IAU）因此在2006年正式定义行星概念，将冥王星排除出行星行列，划为矮行星。冥王星近日点距太阳30AU，远日点距太阳49AU，冥王星绕太阳公转周期约为248年，根据以上数据估测太阳质量约为（ ）（1AU＝1.496×1011m，G＝6.67×10﹣11N m2/kg2）
A．2×1020kg B．2×1030kg C．2×1040kg D．2×1030kg
8．在半径为R1的K星球表面竖直向上提起一质量为m1的物体，拉力F与物体加速度a的关系如图线1所示。在半径为R2的T星球表面竖直向上提起一质量为m2的物体，拉力F与物体加速度a的关系如图线2所示。设两星球密度相等，质量分布均匀。则（ ）
A．m1：m2＝3：1，R1：R2＝1：2 B．m1：m2＝3：2，R1：R2＝3：1
C．m1：m2＝3：1，R1：R2＝2：3 D．m1：m2＝3：2，R1：R2＝2：1
9．若一均匀球形星体的密度ρ＝3.5×104kg/m3，引力常量G＝6.67×10﹣11N m2/kg2，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期约为（ ）
A．20s B．200s C．2000s D．20000s
10．据外媒报道，2021年天文学家发现了一颗具有大型海洋特征且气温和环境可以支持微生物生命的行星，被称为“Hycean行星”。观测发现“Hycean行星”距离地球约125光年，体积是地球的2.4倍，每228天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一周。已知万有引力常量G和地球表面的重力加速度g。根据以上信息，下列说法中正确的是（ ）
A．若能观测到该行星绕恒星运动的轨道半径，则可求出该行星所受恒星的万有引力
B．若该行星的密度与地球的密度相等，则可求出该行星表面的重力加速度
C．根据地球的公转周期与轨道半径，可求出该行星的轨道半径
D．若已知该行星的密度，则可求出该行星的轨道半径
11．2021年2月，我国“天问一号”火星探测器实现了对火星的环绕。若该探测器在近火星圆轨道运行的线速度为v，火星表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，不考虑火星的自转，则火星的平均密度为（ ）
12．2020年12月3日，嫦娥五号上升器携带月壤样品成功回到预定环月轨道，这是我国首次实现地外天体起飞。环月轨道可以近似为圆轨道，已知轨道半径近似为月球半径R，环绕月球的周期为T，月球质量为M，引力常量为G，则（ ）
A．上升器在环月轨道上的向心加速度大小近似为
B．上升器在环月轨道上的线速度大小近似为
C．月球表面的重力加速度大小近似为
D．月球的平均密度近似为
二．多选题（共5小题）
13．已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，“嫦娥四号”离月球中心的距离为r，绕月周期为T。根据以上信息可求出（ ）
A．“嫦娥四号”绕月运行的速度为
B．“嫦娥四号”绕月运行的速度为
C．月球的平均密度为
D．月球的平均密度为
14．下列各组数据中，能计算出地球质量的是（ ）
A．地球绕太阳运行的周期及日、地间距离
B．月球绕地球运行的周期及月、地间距离
C．人造地球卫星在地面附近的绕行速度和运动周期
D．以上各项均不能求出地球质量
15．下列关于万有引力定律的说法中正确的是（ ）
A．万有引力定律是开普勒发现的
B．中的G是一个比例系数，是有单位的
C．万有引力定律适用于质点间的相互作用
D．两个质量分布均匀的分离的球体之间的相互作用力也可以用来计算，r是两球体球心间的距离
16．2020年11月24日4时30分，在中国文昌航天发射场，长征五号遥五运载火箭成功发射了探月工程嫦娥五号探测器，开启了中国首次地外天体采样返回之旅。假设“嫦娥五号”在月球着陆前，先在距离月球表面高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动，测得t时间内转过的圆心角为θ，已知月球半径为R，引力常量为G，则下列说法中正确的是（ ）
A．“嫦娥五号”的线速度大小为
B．“嫦娥五号”的运行周期为
C．月球的质量是
D．月球的质量是
17．现在探测器已经成功登陆火星，如果未来的某一天，某同学在火星上距离地面18m高处由静止释放一重物，测得重物经过3s落到火星表面，则下列说法正确的是（ ）
A．火星表面的重力加速度大小为4m/s2
B．重物落地时的速度大小为8m/s
C．重物落地前的1s内位移大小为10m
D．重物下落过程中，第1s末、第2s末、第3s末的瞬时速度之比为1：3：5
三．填空题（共3小题）
18．2021年5月，“天问一号”着陆巡视器带着“祝融号”火星车软着陆火星时，在“降落伞减速”阶段，垂直火星表面速度由396m/s减至61m/s，用时168s，此阶段减速的平均加速度大小为 m/s2；地球质量约为火星质量的9.3倍，地球半径约为火星半径的1.9倍，“天问一号”质量约为5.3吨，“天问一号”在“降落伞减速”阶段受到的平均空气阻力约为 N。（本题答案保留一位有效数字）
19．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将3名航天员送入太空。设飞船在预定轨道处由地球产生的重力加速度大小为g1，地球表面重力加速度大小为g，则g1 g（选填“＞”、“＝”或“＜”）；飞船在低轨道绕地球运动时的速率比它在高轨道运动时的速率 。（选填“大”或“小”）
20．火星探测器绕火星做匀速圆周运动，运行轨道半径为r，运行周期为T。已知火星半径为R，引力常量为G，火星的质量M＝ ，火星的密度ρ＝ 。
四．计算题（共3小题）
21．2020年12月17日，“嫦娥五号”返回器携带月壤样品安全着陆，极大地提升了中国的国际影响力。若有一小球从离月球表面30m的空中自由下落，已知月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，地球表面的重力加速度大小g取10m/s2，求：
（1）小球在空中下落的时间；
（2）自小球开始下落时计时，最后2s内下落的高度。（结果可用分式表示）
22．某研究小组为了计算地球的质量，从网络上查到以下的数据：①同步卫星离地面的高度h＝36000km，②地球自转周期T1＝24h，③地球公转周期T2＝365天，④地球半径R＝6400km，⑤月球公转周期T3＝27.3天，⑥月地距离s＝38万千米，⑦卫星最大绕行速度v＝7.9km/s，⑧地球表面的重力加速度g＝9.8m/s2，⑨引力常量：G＝6.67×10﹣11N m2/kg2。请选择一组合适的条件，估算地球的质量。
（1）选择的条件（填写前面的序号）；
（2）根据选择的条件，估算出地球质量（保留一位有效数字）。
23．我国航天人为实现中华民族多年的奔月梦想，正在向着“绕、落、回”的第三步进军，未来将有中国的航天员登上月球。假如航天员在月球上测得摆长为L的单摆做n次小振幅全振动的时间为t。已知月球可视为半径为r的质量分布均匀的球体，引力常量为G，不考虑月球自转的影响。已知半径为R的球体体积为。求：
（1）月球表面的重力加速度g月；
（2）绕月探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的周期T0；
（3）月球的密度ρ。
人教2019物理 必修二 7.3万有引力理论的成就 同步练习
参考答案与试题解析
一．选择题（共12小题）
1．D。
2．C。
3．A。
4．B。
5．A。
6．B。
7．B。
8．A。
9．C。
10．B。
11．D。
12．D。
二．多选题（共5小题）
13．BD。
14．BC。
15．BCD。
16．BC。
17．AC。
三．填空题（共3小题）
18．2；3×104。
19．＜，大。
20．；
四．计算题（共3小题）
21．（1）在空中下落的时间为6s；
（2）自开始下落计时，最后3s内下落的高度为m。
22．（1）选择的条件为⑤、⑥、⑨；
（2）地球质量约为6.0×1024kg。
23．（1）月球表面的重力加速度g月为 ；
（2）绕月探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆为周运动的周期T0为 ；
（3）月球的密度ρ为。第2页（共2页）