7.3万有引力理论的成就专项测试（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 7.3万有引力理论的成就专项测试（Word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 641.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-20 22:32:15 | ||
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文档简介
7.3 万有引力理论的成就 专项测试
一、单选题
1．年月日，我国首个火星探测器“天问一号”传回了火星照片，如图所示。多年以后，小明作为一位火星移民，于太阳光直射赤道的某天晚上，在火星赤道上某处仰望天空。某时，他在西边的地平线附近恰能看到一颗火星人造卫星出现，之后极快地变暗而看不到了，他记下此时正是火星上日落后约小时分。后来小明得知这是我国火星基地发射的一颗绕火星自西向东运动的周期为的探测卫星，查阅资料得知火星自西向东自转且周期约为小时分，已知万有引力常量为。根据以上信息，分析可得火星密度的表达式为（ ）
A． B． C． D．
2．黑洞是宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大，使得视界内的逃逸速度大于光速。黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响，双星系统中两个星球A、B的质量都是m，A、B相距L，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的角速度要大于按照力学理论计算出的角速度理论值，且于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的黑洞C的影响，并认为C位于双星A、B的连线正中间，相对A、B静止，如图所示。已知万有引力常量为G，以下说法正确的是（ ）
A．在运动的过程中，A和B两颗星的角速度、线速度都相同
B．如图甲，两个星球A、B组成的双星系统角速度理论值
C．图乙中A受到的万有引力为
D．星球C的质量
3．地球表面处重力加速度为g，地球半径为R，若不考虑地球自转，则离地球表面高处的重力加速度为（ ）
A． B． C． D．
4．2020年12月17日凌晨，“嫦娥五号”月球探测器载着月球土壤顺利返回地球。探测器在降落到月球上之前绕月球表面运行一周的时间为，已知引力常量为G，月球的半径为R，月球可看成质量分布均匀的球体，不考虑月球自转的影响。下列分析正确的是（ ）
A．月球的密度为
B．探测器携带月球土壤离开月球和火箭一起加速上升时，探测器（含月球土壤）的质量增大
C．若探测器在被月球捕获之前绕地球做半径为r的匀速圆周运动，则该探测器运动一周的时间为
D．若将一石子从距月球表面的高度为h处由静止释放，则从石子刚释放到下落至月球表面上用时为
5．如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为θ1；金星转过的角度为θ2（θ1、θ2均为锐角），如图所示，则由此条件不可求的是（ ）
A．水星和金星绕太阳运动的周期之比
B．水星和金星绕太阳运动的向心加速度之比
C．水星和金星绕太阳运动的轨道半径之比
D．水星和金星的密度之比
6．一火箭以a=的加速度竖直升空。为了监测火箭到达的高度，可以观察火箭上搭载物视重的变化。如果火箭上搭载的一物体的质量为m=1.6kg，当检测仪器显示物体的视重为F=9N时，火箭距离地面的高度h与地球半径R的关系为（取g=10m/s2）（ ）
A．h=R B．h=2R C．h=3R D．h=4R
7．我国发射了一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”。设该卫星的轨道是圆形的,且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s,则该探月卫星绕月运行的速率约为 ( )
A．0.4 km/s B．1.8 km/s
C．11 km/s D．36 km/s
8．假设某探测器在着陆火星前贴近火星表面运行一周用时为T，已知火星的半径为R1，地球的半径为R2，地球的质量为M，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则火星的质量为（ ）
A． B．
C． D．
9．已知木星的质量为M，半径为R，密度为ρ，自转周期为T0，赤道处的重力加速度为g，引力常量为G。木星的一颗卫星质量为m，到木星中心的距离为r，绕木星做匀速圆周运动的周期为T，则下列关系式成立的是（ ）
A．= B．=g
C．ρ= D．=R
10．据报道，在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，设其质量为地球质量的k倍，其半径为地球半径的p倍，由此可推知该行星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为（ ）
A． B． C． D．
11．“洞察号”火星探测器在火星表面着陆前开始减速，加速度是地球表面重力加速度的12倍，已知火星半径约为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的，由这些数据可推知洞察号减速时加速度大约等于火星表面加速度的（ ）
A．3倍 B．9倍 C．27倍 D．81倍
12．如图所示，两人造地球卫星a、b在同一平面内绕地球c沿逆时针方向做匀速圆周运动，卫星b经过时间t （t 小于卫星b绕行周期），测得卫星b运动的弧长为s，卫星b与地球的中心连线扫过角度为θ，万有引力常量为G，则下列说法正确的是 （ ）
A．可知地球c的质量为
B．可知地球的密度为
C．若Ta∶Tb＝1∶k （k＞1，为正整数），从图示位置开始，在b运动一周的过程中，a、b距离最近的次数为k次
D．若Ta∶Tb＝1∶k （k＞1，为正整数），从图示位置开始，在b运动一周的过程中，a、b、c共线的次数为2k－2次
二、解答题
13．高空遥感探测卫星在距地球表面高为h处绕地球转动，如果地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，人造卫星质量为m，万有引力常量为G，试求：
（1）地球的质量是多大？
（2）人造卫星绕地球转动的周期是多少？
14．“嫦娥三号”携带“玉兔号”月球车首次实现月球软着陆和月面巡视勘察，并开展月表形貌与地质构造调查等科学探测，实现了中国人“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”月球车s5在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，引力常量为G。求：
（1）月球表面重力加速度；
（2）月球的密度。
15．一行星探测器从所探测的行星表面垂直升空，探测器的质量是1500kg，发动机推力为恒力，升空途中发动机突发故障关闭。如图所示为探测器速度随时间的变化图象，其中A点对应的时刻tA=9s，此行星半径为，引力恒量。求
（1）发动机突发故障后探测器落回该行星表面所需时间；
（2）该行星的密度大约为多少（保留2位有效数字）。
16．2020年6月11日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号内运载火箭，成功发射海洋一号D卫星，实现对全球海洋的观测。若该卫星的运动可看作匀速圆周运动，卫星的角速度为，线速度大小为v。已知万有引力常量为G，求：
（1）卫星轨道半径r；
（2）地球质量M。
三、填空题
17．一个登月者，只用一个弹簧秤和一个质量为m的砝码，估测出了月球的质量和密度，请写出表达式M=_________，=__________（月球半径已知为R）。
18．2013 年 12 月 2 日 1 时 30 分,“嫦娥三号”月球探测器顺利升空.经过近月制动后,12 月 6 日嫦娥三号进入环月圆轨道,从这一刻起,嫦娥三号成为真正的绕月卫星.若测得嫦娥三号环月绕行的周期为 T,圆轨道半径为 R,则其线速度大小为____ ;已知万有引力常量为 G,由此可得月球的质量为_____．
19．月球的质量约为地球的_______________，月球的平均直径为3475km，地球的平均直径为12756km，则月球表面的重力加速度约是地球表面重力加速度的_______________。
20．判断下列说法的正误．
（1）地球表面的物体的重力一定等于地球对它的万有引力．( )
（2）若知道某行星的自转周期和行星绕太阳做圆周运动的轨道半径，则可以求出太阳的质量．( )
（3）已知地球绕太阳转动的周期和轨道半径，可以求出地球的质量．( )
（4）海王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性．( )
（5）海王星的发现和彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位．( )
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．C
4．D
5．D
6．C
7．B
8．A
9．C
10．B
11．C
12．D
13．（1）；（2）
14．（1）；（2）
15．（1）36s；（2）2.1×104kg/m3。
16．（1）；（2）
17． （F为弹簧秤测重力时的示数） （F为弹簧秤测重力时的示数）
18．
19．
20． 错误 错误 错误 正确 正确
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．年月日，我国首个火星探测器“天问一号”传回了火星照片，如图所示。多年以后，小明作为一位火星移民，于太阳光直射赤道的某天晚上，在火星赤道上某处仰望天空。某时，他在西边的地平线附近恰能看到一颗火星人造卫星出现，之后极快地变暗而看不到了，他记下此时正是火星上日落后约小时分。后来小明得知这是我国火星基地发射的一颗绕火星自西向东运动的周期为的探测卫星，查阅资料得知火星自西向东自转且周期约为小时分，已知万有引力常量为。根据以上信息，分析可得火星密度的表达式为（ ）
A． B． C． D．
2．黑洞是宇宙空间内存在的一种天体。黑洞的引力很大，使得视界内的逃逸速度大于光速。黑洞无法直接观测，但可以借由间接方式得知其存在与质量，并且观测到它对其他事物的影响，双星系统中两个星球A、B的质量都是m，A、B相距L，它们正围绕两者连线上某一点做匀速圆周运动。实际观测该系统的角速度要大于按照力学理论计算出的角速度理论值，且于是有人猜测这可能是受到了一颗未发现的黑洞C的影响，并认为C位于双星A、B的连线正中间，相对A、B静止，如图所示。已知万有引力常量为G，以下说法正确的是（ ）
A．在运动的过程中，A和B两颗星的角速度、线速度都相同
B．如图甲，两个星球A、B组成的双星系统角速度理论值
C．图乙中A受到的万有引力为
D．星球C的质量
3．地球表面处重力加速度为g，地球半径为R，若不考虑地球自转，则离地球表面高处的重力加速度为（ ）
A． B． C． D．
4．2020年12月17日凌晨，“嫦娥五号”月球探测器载着月球土壤顺利返回地球。探测器在降落到月球上之前绕月球表面运行一周的时间为，已知引力常量为G，月球的半径为R，月球可看成质量分布均匀的球体，不考虑月球自转的影响。下列分析正确的是（ ）
A．月球的密度为
B．探测器携带月球土壤离开月球和火箭一起加速上升时，探测器（含月球土壤）的质量增大
C．若探测器在被月球捕获之前绕地球做半径为r的匀速圆周运动，则该探测器运动一周的时间为
D．若将一石子从距月球表面的高度为h处由静止释放，则从石子刚释放到下落至月球表面上用时为
5．如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为θ1；金星转过的角度为θ2（θ1、θ2均为锐角），如图所示，则由此条件不可求的是（ ）
A．水星和金星绕太阳运动的周期之比
B．水星和金星绕太阳运动的向心加速度之比
C．水星和金星绕太阳运动的轨道半径之比
D．水星和金星的密度之比
6．一火箭以a=的加速度竖直升空。为了监测火箭到达的高度，可以观察火箭上搭载物视重的变化。如果火箭上搭载的一物体的质量为m=1.6kg，当检测仪器显示物体的视重为F=9N时，火箭距离地面的高度h与地球半径R的关系为（取g=10m/s2）（ ）
A．h=R B．h=2R C．h=3R D．h=4R
7．我国发射了一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”。设该卫星的轨道是圆形的,且贴近月球表面。已知月球的质量约为地球质量的，月球的半径约为地球半径的，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s,则该探月卫星绕月运行的速率约为 ( )
A．0.4 km/s B．1.8 km/s
C．11 km/s D．36 km/s
8．假设某探测器在着陆火星前贴近火星表面运行一周用时为T，已知火星的半径为R1，地球的半径为R2，地球的质量为M，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则火星的质量为（ ）
A． B．
C． D．
9．已知木星的质量为M，半径为R，密度为ρ，自转周期为T0，赤道处的重力加速度为g，引力常量为G。木星的一颗卫星质量为m，到木星中心的距离为r，绕木星做匀速圆周运动的周期为T，则下列关系式成立的是（ ）
A．= B．=g
C．ρ= D．=R
10．据报道，在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，设其质量为地球质量的k倍，其半径为地球半径的p倍，由此可推知该行星表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为（ ）
A． B． C． D．
11．“洞察号”火星探测器在火星表面着陆前开始减速，加速度是地球表面重力加速度的12倍，已知火星半径约为地球半径的一半，火星质量约为地球质量的，由这些数据可推知洞察号减速时加速度大约等于火星表面加速度的（ ）
A．3倍 B．9倍 C．27倍 D．81倍
12．如图所示，两人造地球卫星a、b在同一平面内绕地球c沿逆时针方向做匀速圆周运动，卫星b经过时间t （t 小于卫星b绕行周期），测得卫星b运动的弧长为s，卫星b与地球的中心连线扫过角度为θ，万有引力常量为G，则下列说法正确的是 （ ）
A．可知地球c的质量为
B．可知地球的密度为
C．若Ta∶Tb＝1∶k （k＞1，为正整数），从图示位置开始，在b运动一周的过程中，a、b距离最近的次数为k次
D．若Ta∶Tb＝1∶k （k＞1，为正整数），从图示位置开始，在b运动一周的过程中，a、b、c共线的次数为2k－2次
二、解答题
13．高空遥感探测卫星在距地球表面高为h处绕地球转动，如果地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，人造卫星质量为m，万有引力常量为G，试求：
（1）地球的质量是多大？
（2）人造卫星绕地球转动的周期是多少？
14．“嫦娥三号”携带“玉兔号”月球车首次实现月球软着陆和月面巡视勘察，并开展月表形貌与地质构造调查等科学探测，实现了中国人“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”月球车s5在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，引力常量为G。求：
（1）月球表面重力加速度；
（2）月球的密度。
15．一行星探测器从所探测的行星表面垂直升空，探测器的质量是1500kg，发动机推力为恒力，升空途中发动机突发故障关闭。如图所示为探测器速度随时间的变化图象，其中A点对应的时刻tA=9s，此行星半径为，引力恒量。求
（1）发动机突发故障后探测器落回该行星表面所需时间；
（2）该行星的密度大约为多少（保留2位有效数字）。
16．2020年6月11日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号内运载火箭，成功发射海洋一号D卫星，实现对全球海洋的观测。若该卫星的运动可看作匀速圆周运动，卫星的角速度为，线速度大小为v。已知万有引力常量为G，求：
（1）卫星轨道半径r；
（2）地球质量M。
三、填空题
17．一个登月者，只用一个弹簧秤和一个质量为m的砝码，估测出了月球的质量和密度，请写出表达式M=_________，=__________（月球半径已知为R）。
18．2013 年 12 月 2 日 1 时 30 分,“嫦娥三号”月球探测器顺利升空.经过近月制动后,12 月 6 日嫦娥三号进入环月圆轨道,从这一刻起,嫦娥三号成为真正的绕月卫星.若测得嫦娥三号环月绕行的周期为 T,圆轨道半径为 R,则其线速度大小为____ ;已知万有引力常量为 G,由此可得月球的质量为_____．
19．月球的质量约为地球的_______________，月球的平均直径为3475km，地球的平均直径为12756km，则月球表面的重力加速度约是地球表面重力加速度的_______________。
20．判断下列说法的正误．
（1）地球表面的物体的重力一定等于地球对它的万有引力．( )
（2）若知道某行星的自转周期和行星绕太阳做圆周运动的轨道半径，则可以求出太阳的质量．( )
（3）已知地球绕太阳转动的周期和轨道半径，可以求出地球的质量．( )
（4）海王星的发现表明了万有引力理论在太阳系内的正确性．( )
（5）海王星的发现和彗星的“按时回归”确立了万有引力定律的地位．( )
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参考答案：
1．C
2．C
3．C
4．D
5．D
6．C
7．B
8．A
9．C
10．B
11．C
12．D
13．（1）；（2）
14．（1）；（2）
15．（1）36s；（2）2.1×104kg/m3。
16．（1）；（2）
17． （F为弹簧秤测重力时的示数） （F为弹簧秤测重力时的示数）
18．
19．
20． 错误 错误 错误 正确 正确
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