7.3 万有引力理论的成就 课时训练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 7.3 万有引力理论的成就 课时训练（word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 298.0KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-02-28 16:06:18 | ||
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文档简介
7.3 万有引力理论的成就 课时训练
一、单选题
1．若引力常量G已知，下列四组数据中，能求得地球质量的一组是（ ）
A．地月间距离r，月球绕地球运动的周期T
B．同步卫星距地面高度h，地球自转周期T
C．地球半径R、地球自转周期T
D．地球半径R，同步卫星运行的速度v
2．地球的半径为R，地球表面物体所受的重力为，近似等于物体所受的万有引力。关于同一物体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是（ ）
A．离地面高度R处为 B．离地面高度R处为
C．离地面高度处为 D．在地心处为无穷大
3．中国国家航天局于2020年11月24日04时30分成功发射了“嫦娥五号”无人月面取样返回探测器。已知引力常量为G，圆周率为，月球的质量为M，半径为R，“嫦娥五号”探测器围绕月球做匀速圆周运动的半径为r，根据以上信息不能求出的物理量是（ ）
A．探测器的向心加速度 B．探测器的动能
C．月球的第一宇宙速度 D．月球的平均密度
4．若一均匀球形星体的密度为ρ，引力常量为G，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的角速度是（ ）
A． B． C． D．
5．小行星带，是位于火星和木星轨道之间的小行星的密集区域，在太阳系中除了九颗大行星以外，还有成千上万颗我们肉眼看不到的小天体，它们沿着椭圆形的轨道不停地围绕太阳公转。如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带，假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A．若知道某一小行星绕太阳运转的周期和轨道半径可求出太阳的质量
B．若知道地球和某一小行星绕太阳运转的轨道半径，可求出该小行星的质量
C．小行星带内侧小行星的向心加速度值小于外侧小行星的向心加速度值
D．在相同时间内，地球和太阳连线扫过的面积比内侧小行星和太阳连线扫过的面积要小
6．若已知引力常量，重力加速度取，地球半径，则可知地球质量的数量级是（ ）
A． B． C． D．
7．木星共有79颗卫星，其中木卫一、木卫二、木卫三、木卫四是意大利天文学家伽利略在1610年用自制的望远镜发现的，这四个卫星被称为伽利略卫星，其中木卫二是太阳系中仅有的几颗可能孕育生命的星球之一、小华同学想根据万有引力的知识计算木卫二绕木星运动的周期，她收集到如下一些数据：木卫二的质量为4.8×1022kg、绕木星做匀速圆周运动的轨道半径为6.7×108m，木星的质量为1.9×1027kg、半径为7.1×107m、自转周期为9.8h。为完成木卫二公转周期的计算，需要用到以上数据中的（ ）（万有引力常量已知）
A．木星的质量和木星半径
B．木卫二的质量和绕木星做匀速圆周运动的轨道半径
C．木星的质量和木卫二绕木星做匀速圆周运动的轨道半径
D．木星的自转周期和木卫二绕木星做匀速圆周运动的轨道半径
8．嫦娥四号是我国探月工程二期发射的月球探测器，也是人类第一个着陆月球背面的探测器。嫦娥四号于2018年12月12日完成近月制动被月球捕获。若探测器近月环绕周期为T，探测器降落到月球表面后，从距月球表面高度为h处由静止释放一物体，测出物体落到月球表面的时间为t，已知月球半径为R，引力常量为G，将月球视为质量均匀分布的球体，通过以上物理量可求得月球的平均密度为（ ）
A． B． C． D．
9．2020年7月23日我国用“长征五号”大型运载火箭发射首枚火星探测器“天问一号”，“天问一号”火星探测将通过一次发射实现火星环绕、着陆和巡视三项任务，这在人类火星探测史上开创了先河。2021年2月24日，探测器由调相轨道到达近火点时进行变轨，进入停泊轨道，为着陆做准备。若停泊轨道的近火点高度为a、远火点高度为b，周期为T，已知引力常量为G，火星半径为R，则火星的质量为（ ）
A． B．
C． D．
10．“嫦娥三号”携带“玉兔”探测车在月球虹湾成功软着陆，在实施软着陆过程中，“嫦娥三号”离月球表面某高度处最后一次悬停，确认着陆点。若总质量为M的“嫦娥三号”在最后一次悬停时，反推发动机对其提供反推力大小为F，方向竖直向上，引力常量为G，月球半径为R，则月球的质量为（ ）
A． B． C． D．
11．一近地卫星的运行周期为T0，地球的自转周期为T，则地球的平均密度与地球不致因自转而瓦解的最小密度之比为（ ）
A． B． C． D．
12．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列关于物理学史、物理概念和方法的说法中，正确的是（ ）
A．伽利略通过观察总结得到行星运动三定律
B．牛顿巧妙地利用“月一地”检验，证明了天、地引力的统一
C．库仑利用扭秤装置测出了引力常量
D．卡文迪什提出的“日心说”较托勒密的“地心说”更有进步意义
二、填空题
13．“称量”地球的质量
（1）思路：地球表面的物体，若不考虑地球自转的影响，物体的重力等于______；
（2）关系式：；
（3）结果：，只要知道g、R、G的值，就可计算出地球的质量；
（4）推广：若知道某星球表面的______和星球______，可计算出该星球的质量。
14．月—地检验
（1）检验目的：检验地球绕太阳运动、月球绕地球运动的力与地球对树上苹果的引力是否为_____的力。
（2）检验方法：
（a）假设地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力是同一种力，它们的表达式也应该满足F=_____。
（b）根据牛顿第二定律，月球绕地球做圆周运动的向心加速度a月=_____=_____（式中m地是地球质量，r是地球中心与月球中心的距离）。
（c）假设地球对苹果的吸引力也是同一种力，同理可知，苹果的自由落体加速度a苹==G（式中m地是地球的质量，R是地球中心与苹果间的距离）。
（d）=，由于r≈60R，所以=_____
（3）验证：
（a）苹果自由落体加速度a苹=g=9.8m/s2。
（b）月球中心到地球中心的距离r=3.8×108m，月球公转周期T=27.3 d≈2.36×106s，则a月=（）2r≈_____m/s2（保留两位有效数字），≈_____（数值）≈（比例）。
（4）结论：地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从_____的规律。
15．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T，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
16．2021年5月15日我国天问一号登录火星成功，标志着我国对外太空的研究更进一步。假设在火星上用一根绳拉着质量为m的小球在竖直面内做轨道半径为L的圆周运动。当小球在最高点的速度为v时，绳上拉力恰好为0.已知火星半径为r，引力常数为G，只考虑火星的引力，忽略火星的自转。求：
（1）火星表面的重力加速度g；
（2）火星的质量M。
17．2021年4月29日，中国“天宫”空间站天和核心舱在海南文昌发射场发射升空，并准确进入预定轨道，意味着我国载人航天工程空间站组装建设进入了新的阶段！已知天和核心舱在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球的半径为R，引力常量为G。求：
（1）忽略地球的自转，地球表面的重力加速度大小；
（2）地球的平均密度。
18．我国“嫦娥五号”返回器携带月球样品安全着陆。以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答：
（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球中心与地球中心间距离r，且把月球绕地球的运动近似看作是匀速圆周运动，求：月球绕地球运动的周期；
（2）若已知月球半径为，月球质量分布均匀，引力常量为G，月球表面的重力加速度为，求：月球的密度。
19．我国预计在2023年左右发射“嫦娥六号”登月卫星。已知月球半径为R，月球质量分布均匀，引力常量为G。
（1）若“嫦娥六号”登陆月球前，贴近月球表面做匀速圆周运动，测得运动N周用时为t1，试求此时“嫦娥六号”的运行速度大小v；
（2）若登月机器人在月球表面以初速度v0水平抛出一个小球，小球飞行一段时间 t2后恰好垂直地撞在倾角为θ = 30°的的斜坡上，试求月球的质量M。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．B
4．D
5．D
6．D
7．C
8．D
9．D
10．C
11．D
12．B
13． 地球对物体的引力 重力加速度 半径
14． 同一性质 2.70×10-3 0.276×10-3 相同
15．
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）
18．（1）；（2）
19．（1）；（2）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．若引力常量G已知，下列四组数据中，能求得地球质量的一组是（ ）
A．地月间距离r，月球绕地球运动的周期T
B．同步卫星距地面高度h，地球自转周期T
C．地球半径R、地球自转周期T
D．地球半径R，同步卫星运行的速度v
2．地球的半径为R，地球表面物体所受的重力为，近似等于物体所受的万有引力。关于同一物体在下列位置所受万有引力大小的说法中，正确的是（ ）
A．离地面高度R处为 B．离地面高度R处为
C．离地面高度处为 D．在地心处为无穷大
3．中国国家航天局于2020年11月24日04时30分成功发射了“嫦娥五号”无人月面取样返回探测器。已知引力常量为G，圆周率为，月球的质量为M，半径为R，“嫦娥五号”探测器围绕月球做匀速圆周运动的半径为r，根据以上信息不能求出的物理量是（ ）
A．探测器的向心加速度 B．探测器的动能
C．月球的第一宇宙速度 D．月球的平均密度
4．若一均匀球形星体的密度为ρ，引力常量为G，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的角速度是（ ）
A． B． C． D．
5．小行星带，是位于火星和木星轨道之间的小行星的密集区域，在太阳系中除了九颗大行星以外，还有成千上万颗我们肉眼看不到的小天体，它们沿着椭圆形的轨道不停地围绕太阳公转。如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带，假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）
A．若知道某一小行星绕太阳运转的周期和轨道半径可求出太阳的质量
B．若知道地球和某一小行星绕太阳运转的轨道半径，可求出该小行星的质量
C．小行星带内侧小行星的向心加速度值小于外侧小行星的向心加速度值
D．在相同时间内，地球和太阳连线扫过的面积比内侧小行星和太阳连线扫过的面积要小
6．若已知引力常量，重力加速度取，地球半径，则可知地球质量的数量级是（ ）
A． B． C． D．
7．木星共有79颗卫星，其中木卫一、木卫二、木卫三、木卫四是意大利天文学家伽利略在1610年用自制的望远镜发现的，这四个卫星被称为伽利略卫星，其中木卫二是太阳系中仅有的几颗可能孕育生命的星球之一、小华同学想根据万有引力的知识计算木卫二绕木星运动的周期，她收集到如下一些数据：木卫二的质量为4.8×1022kg、绕木星做匀速圆周运动的轨道半径为6.7×108m，木星的质量为1.9×1027kg、半径为7.1×107m、自转周期为9.8h。为完成木卫二公转周期的计算，需要用到以上数据中的（ ）（万有引力常量已知）
A．木星的质量和木星半径
B．木卫二的质量和绕木星做匀速圆周运动的轨道半径
C．木星的质量和木卫二绕木星做匀速圆周运动的轨道半径
D．木星的自转周期和木卫二绕木星做匀速圆周运动的轨道半径
8．嫦娥四号是我国探月工程二期发射的月球探测器，也是人类第一个着陆月球背面的探测器。嫦娥四号于2018年12月12日完成近月制动被月球捕获。若探测器近月环绕周期为T，探测器降落到月球表面后，从距月球表面高度为h处由静止释放一物体，测出物体落到月球表面的时间为t，已知月球半径为R，引力常量为G，将月球视为质量均匀分布的球体，通过以上物理量可求得月球的平均密度为（ ）
A． B． C． D．
9．2020年7月23日我国用“长征五号”大型运载火箭发射首枚火星探测器“天问一号”，“天问一号”火星探测将通过一次发射实现火星环绕、着陆和巡视三项任务，这在人类火星探测史上开创了先河。2021年2月24日，探测器由调相轨道到达近火点时进行变轨，进入停泊轨道，为着陆做准备。若停泊轨道的近火点高度为a、远火点高度为b，周期为T，已知引力常量为G，火星半径为R，则火星的质量为（ ）
A． B．
C． D．
10．“嫦娥三号”携带“玉兔”探测车在月球虹湾成功软着陆，在实施软着陆过程中，“嫦娥三号”离月球表面某高度处最后一次悬停，确认着陆点。若总质量为M的“嫦娥三号”在最后一次悬停时，反推发动机对其提供反推力大小为F，方向竖直向上，引力常量为G，月球半径为R，则月球的质量为（ ）
A． B． C． D．
11．一近地卫星的运行周期为T0，地球的自转周期为T，则地球的平均密度与地球不致因自转而瓦解的最小密度之比为（ ）
A． B． C． D．
12．物理学的发展丰富了人类对物质世界的认识，推动了科学技术的创新和革命，促进了物质生产的繁荣与人类文明的进步，下列关于物理学史、物理概念和方法的说法中，正确的是（ ）
A．伽利略通过观察总结得到行星运动三定律
B．牛顿巧妙地利用“月一地”检验，证明了天、地引力的统一
C．库仑利用扭秤装置测出了引力常量
D．卡文迪什提出的“日心说”较托勒密的“地心说”更有进步意义
二、填空题
13．“称量”地球的质量
（1）思路：地球表面的物体，若不考虑地球自转的影响，物体的重力等于______；
（2）关系式：；
（3）结果：，只要知道g、R、G的值，就可计算出地球的质量；
（4）推广：若知道某星球表面的______和星球______，可计算出该星球的质量。
14．月—地检验
（1）检验目的：检验地球绕太阳运动、月球绕地球运动的力与地球对树上苹果的引力是否为_____的力。
（2）检验方法：
（a）假设地球与月球间的作用力和太阳与行星间的作用力是同一种力，它们的表达式也应该满足F=_____。
（b）根据牛顿第二定律，月球绕地球做圆周运动的向心加速度a月=_____=_____（式中m地是地球质量，r是地球中心与月球中心的距离）。
（c）假设地球对苹果的吸引力也是同一种力，同理可知，苹果的自由落体加速度a苹==G（式中m地是地球的质量，R是地球中心与苹果间的距离）。
（d）=，由于r≈60R，所以=_____
（3）验证：
（a）苹果自由落体加速度a苹=g=9.8m/s2。
（b）月球中心到地球中心的距离r=3.8×108m，月球公转周期T=27.3 d≈2.36×106s，则a月=（）2r≈_____m/s2（保留两位有效数字），≈_____（数值）≈（比例）。
（4）结论：地面物体所受地球的引力、月球所受地球的引力，与太阳、行星间的引力遵从_____的规律。
15．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T，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
16．2021年5月15日我国天问一号登录火星成功，标志着我国对外太空的研究更进一步。假设在火星上用一根绳拉着质量为m的小球在竖直面内做轨道半径为L的圆周运动。当小球在最高点的速度为v时，绳上拉力恰好为0.已知火星半径为r，引力常数为G，只考虑火星的引力，忽略火星的自转。求：
（1）火星表面的重力加速度g；
（2）火星的质量M。
17．2021年4月29日，中国“天宫”空间站天和核心舱在海南文昌发射场发射升空，并准确进入预定轨道，意味着我国载人航天工程空间站组装建设进入了新的阶段！已知天和核心舱在离地球表面h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球的半径为R，引力常量为G。求：
（1）忽略地球的自转，地球表面的重力加速度大小；
（2）地球的平均密度。
18．我国“嫦娥五号”返回器携带月球样品安全着陆。以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答：
（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球中心与地球中心间距离r，且把月球绕地球的运动近似看作是匀速圆周运动，求：月球绕地球运动的周期；
（2）若已知月球半径为，月球质量分布均匀，引力常量为G，月球表面的重力加速度为，求：月球的密度。
19．我国预计在2023年左右发射“嫦娥六号”登月卫星。已知月球半径为R，月球质量分布均匀，引力常量为G。
（1）若“嫦娥六号”登陆月球前，贴近月球表面做匀速圆周运动，测得运动N周用时为t1，试求此时“嫦娥六号”的运行速度大小v；
（2）若登月机器人在月球表面以初速度v0水平抛出一个小球，小球飞行一段时间 t2后恰好垂直地撞在倾角为θ = 30°的的斜坡上，试求月球的质量M。
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参考答案：
1．A
2．C
3．B
4．D
5．D
6．D
7．C
8．D
9．D
10．C
11．D
12．B
13． 地球对物体的引力 重力加速度 半径
14． 同一性质 2.70×10-3 0.276×10-3 相同
15．
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）
18．（1）；（2）
19．（1）；（2）
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