7.3 万有引力理论的成就 同步课时作业（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 7.3 万有引力理论的成就 同步课时作业（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 306.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-26 07:33:23 | ||
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文档简介
7.3 万有引力理论的成就 同步课时作业
一、单选题
1．（2021·黑龙江·农垦佳木斯学校高三阶段练习）由中国科学院、中国工程院两院院士评出的2012年中国十大科技进展新闻，于2013年1月19日揭晓，“神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接和“蛟龙”号下潜突破7000米分别排在第一、第二。若地球半径为R，把地球看做质量分布均匀的球体。“蛟龙”下潜深度为d，“天宫一号”轨道距离地面高度为h，“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的加速度大小之比为（ ）
A． B．
C． D．
2．（2021·甘肃·武威第八中学高一期末）年月日上午点分我国“神舟”十二号载人飞船发射圆满成功，不久前我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（ ）
A．核心舱的质量和绕地半径 B．核心舱的质量和绕地周期
C．核心舱的绕地角速度和绕地周期 D．核心舱的绕地线速度和绕地半径
3．（2021·山东淄博·高一期末）2021年5月15日，“祝融”火星车成功着陆于火星乌托邦平原，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。质量为m的“祝融”火星车在着陆火星前，会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g，忽略火星大气阻力。悬停时，“祝融”火星车所受着陆平台的作用力的大小为（ ）
A． B．0.2mg C． D．
4．（2021·全国·高三专题练习）2020年12月3日23时10分，“嫦娥五号”上升器月面点火，3 000 N发动机工作约6 min后，顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道，成功实现中国首次地外天体起飞。已知月球的质量约为地球的，半径约为地球的，地球上第一宇宙速度约为7.9 km/s，则“嫦娥五号”最小的“起飞”速度约为（ ）
A．1.8 km/s B．2.6 km/s
C．3.9 km/s D．4.5 km/s
5．（2021·江苏省镇江中学高一阶段练习）据《当代天文学》2016年11月17日报道，被命名为“开普勒11145123”的恒星距离地球5000光年，其赤道直径和两极直径仅相差6公里，是迄今为止被发现的最圆天体。若该恒星的体积与太阳的体积之比约为k1，该恒星的平均密度与太阳的平均密度之比约为k2，则该恒星的表面重力加速度与太阳的表面重力加速度之比约为（ ）
A．·k2 B．·k2 C． D．
6．（2021·全国·高一专题练习）为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为的圆轨道上运动，周期为，总质量为，随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为的圆轨道上运动，登陆舱的质量为，则（ ）
A．该星球的质量为
B．该星球表面的重力加速度为
C．登陆舱在半径为r1与半径为r2的轨道上运动时的速度大小之比为
D．登陆舱在半径为r2的轨道上做圆周运动的周期为
7．（2021·全国·高一期末）太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是圆，各行星的星球半径、日星距离和质量如下表所示：
行星名称 星球半径/106m 日星距离/1011m 质量/1024kg
水星 2.44 0.58 0.33
金星 6.05 1.08 4.87
地球 6.38 1.50 5.97
火星 3.40 2.28 0.64
木星 71.49 7.78 1900
土星 60.27 14.29 568
天王星 25.56 28.70 86.8
海王星 24.79 45.04 102
则根据所学的知识可以判断下列说法中正确的是（ ）A．太阳系的八大行星中，海王星的圆周运动速率最大
B．太阳系的八大行星中，水星的圆周运动周期最大
C．若已知地球的公转周期为1年，万有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，再利用地球和太阳间的距离，则可以求出太阳的质量
D．若已知万有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，并忽略地球的自转，利用地球的半径以及地球表面的重力加速度g=10 m/s2，则可以求出太阳的质量
二、多选题
8．（2020·贵州黔西·高三期末）2020年7月23日，我国成功发射了“天问一号”火星探测器，该探测器将对火星进行全面的科考，为我国登陆火星打下基础。若某物体在地球北极表面时受到的重力大小为N，探测器在火星“赤道”上测得该物体受到的万有引力大小为F。已知火星的半径为R，自转角速度大小为，引力常量为G，地球北极表面的重力加速度大小为g，地球和火星均视为球体，下列说法正确的是（ ）
A．火星“赤道”的重力加速度大小为
B．火星的质量为
C．火星的同步卫星距火星“赤道”的高度为
D．火星的第一宇宙速度为
9．（2021·宁夏·吴忠中学高一期末）行星外围有一圈厚度为d的发光带（发光的物质），简化为如图所示模型，R为该行星除发光带以外的半径。现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确的观测，发现发光带绕行星中心的运行速度与到行星中心的距离r的关系如图所示（图中所标为已知），则下列说法正确的是（ ）
A．发光带是该行星的组成部分 B．该行星的质量
C．行星表面的重力加速度 D．该行星的平均密度为
10．（2021·全国·高三）如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的角度为，已知引力常数为G，下列说法正确的是（ ）
A．若测得飞行器的周期和张角，可得到星球的质量
B．若测得飞行器的周期和轨道半径，可得到星球的质量
C．若测得飞行器的周期和张角，可得到星球的平均密度
D．若测得飞行器的周期和轨道半径，可得到星球的平均密度
11．（2021·四川省珙县第一高级中学校高一阶段练习）我国于2013年12月发射了“嫦娥三号”卫星，该卫星在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T。已知月球半径R和引力常量G，忽略月球自转及地球对卫星的影响。由以上条件，下列说法正确的是（ ）
A．可以求出月球的质量
B．可以求出嫦娥三号受到的万有引力
C．物体在月球表面自由下落的加速度大小为
D．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为
三、填空题
12．（2021·上海市复兴高级中学高三期中）半径分别为R和r的两个行星A和B，它们各有一颗靠近表面的卫星a和b，若这两颗卫星的周期相等，由此可知，行星A和B的密度___________（填“相等”、“不相等”或“无法确定”）；行星A和B表面的重力加速度之比为___________。（球体的体积公式）
13．（2021·全国·高三专题练习）在浩瀚的宇宙中某恒星的质量是地球质量的p倍，该恒星的半径是地球半径的q倍，那么该恒星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度大小之比为___________，恒星与地球的密度之比为___________。
14．（2019·广东·单元测试）“嫦娥一号”于2009年3月1日下午4时13分成功撞月，从发射到撞落历时433天，标志着我国一期探月工程的圆满结束．其中，卫星发射过程先在近地圆轨道绕行3周，再长途跋涉进入近月圆轨道绕月飞行．若月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，月球半径为地球半径的，据以上信息得：
(1)绕月与绕地飞行周期之比为________；
(2)绕月与绕地飞行向心加速度之比为________；
(3)月球与地球质量之比为________．
四、解答题
15．（2021·重庆市第七中学校高一阶段练习）为了方便研究物体与地球间的万有引力问题，通常将地球视为质量分布均匀的球体。 已知地球的质量为M，半径为R，引力常量为G，不考虑空气阻力的影响。
（1）求北极点的重力加速度g1的大小；
（2）若“天宫二号”绕地球运动的轨道可视为圆周，其轨道距地面的高度为h，求“天宫二号”绕地球运行的周期；
（3）若赤道处的重力加速度为g2，求地球自转的角速度。
16．（2021·山东临沂·高一期中）我国自主研发的天问一号火星探测器将于2021年5月择机降落到火星表面按照设计思路，天问一号在火星表面着陆前的最后两个运动阶段分别为动力减速阶段和着陆缓冲阶段在动力减速阶段，探测器发动机打开，经80s速度由95m/s减至3.8m/s。将天问一号在动力减速阶段的运动看做竖直方向的匀变速直线运动，已知天问一号的质量约为5t，火星半径约为地球半径的二分之一，火星质量约为地球质量的十分之一，地球表面的重力加速度g=10m/s2。求：
(1)火星表面的重力加速度的大小；
(2)动力减速阶段发动机提供的力的大小(结果保留三位有效数字)。
17．（2021·广东·广州市第二中学高一期中）嫦娥五号是我国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。2020年11月29日，嫦娥五号从椭圆环月轨道变轨为圆形环月轨道，环月轨道对应的周期为T，离月面高度为h，如图所示。已知月球半径为R，万有引力常量为G。求：
（1）嫦娥五号在环月轨道运动的线速度大小；
（2）求月球的质量M；
（3）求月球表面的重力加速度大小g。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
2．D
3．D
4．A
5．A
6．D
7．C
8．AB
9．BD
10．BC
11．AC
12． 相等
13．
14． 1:6 1:96
15．（1）；（2）；（3）
16．(1) ；(2)
17．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．（2021·黑龙江·农垦佳木斯学校高三阶段练习）由中国科学院、中国工程院两院院士评出的2012年中国十大科技进展新闻，于2013年1月19日揭晓，“神九”载人飞船与“天宫一号”成功对接和“蛟龙”号下潜突破7000米分别排在第一、第二。若地球半径为R，把地球看做质量分布均匀的球体。“蛟龙”下潜深度为d，“天宫一号”轨道距离地面高度为h，“蛟龙”号所在处与“天宫一号”所在处的加速度大小之比为（ ）
A． B．
C． D．
2．（2021·甘肃·武威第八中学高一期末）年月日上午点分我国“神舟”十二号载人飞船发射圆满成功，不久前我国自主研发的空间站“天和”核心舱成功发射并入轨运行，若核心舱绕地球的运行可视为匀速圆周运动，已知引力常量，由下列物理量能计算出地球质量的是（ ）
A．核心舱的质量和绕地半径 B．核心舱的质量和绕地周期
C．核心舱的绕地角速度和绕地周期 D．核心舱的绕地线速度和绕地半径
3．（2021·山东淄博·高一期末）2021年5月15日，“祝融”火星车成功着陆于火星乌托邦平原，我国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。质量为m的“祝融”火星车在着陆火星前，会经历一个由着陆平台支撑的悬停过程。已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球表面的重力加速度大小为g，忽略火星大气阻力。悬停时，“祝融”火星车所受着陆平台的作用力的大小为（ ）
A． B．0.2mg C． D．
4．（2021·全国·高三专题练习）2020年12月3日23时10分，“嫦娥五号”上升器月面点火，3 000 N发动机工作约6 min后，顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道，成功实现中国首次地外天体起飞。已知月球的质量约为地球的，半径约为地球的，地球上第一宇宙速度约为7.9 km/s，则“嫦娥五号”最小的“起飞”速度约为（ ）
A．1.8 km/s B．2.6 km/s
C．3.9 km/s D．4.5 km/s
5．（2021·江苏省镇江中学高一阶段练习）据《当代天文学》2016年11月17日报道，被命名为“开普勒11145123”的恒星距离地球5000光年，其赤道直径和两极直径仅相差6公里，是迄今为止被发现的最圆天体。若该恒星的体积与太阳的体积之比约为k1，该恒星的平均密度与太阳的平均密度之比约为k2，则该恒星的表面重力加速度与太阳的表面重力加速度之比约为（ ）
A．·k2 B．·k2 C． D．
6．（2021·全国·高一专题练习）为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为的圆轨道上运动，周期为，总质量为，随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为的圆轨道上运动，登陆舱的质量为，则（ ）
A．该星球的质量为
B．该星球表面的重力加速度为
C．登陆舱在半径为r1与半径为r2的轨道上运动时的速度大小之比为
D．登陆舱在半径为r2的轨道上做圆周运动的周期为
7．（2021·全国·高一期末）太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是圆，各行星的星球半径、日星距离和质量如下表所示：
行星名称 星球半径/106m 日星距离/1011m 质量/1024kg
水星 2.44 0.58 0.33
金星 6.05 1.08 4.87
地球 6.38 1.50 5.97
火星 3.40 2.28 0.64
木星 71.49 7.78 1900
土星 60.27 14.29 568
天王星 25.56 28.70 86.8
海王星 24.79 45.04 102
则根据所学的知识可以判断下列说法中正确的是（ ）A．太阳系的八大行星中，海王星的圆周运动速率最大
B．太阳系的八大行星中，水星的圆周运动周期最大
C．若已知地球的公转周期为1年，万有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，再利用地球和太阳间的距离，则可以求出太阳的质量
D．若已知万有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2，并忽略地球的自转，利用地球的半径以及地球表面的重力加速度g=10 m/s2，则可以求出太阳的质量
二、多选题
8．（2020·贵州黔西·高三期末）2020年7月23日，我国成功发射了“天问一号”火星探测器，该探测器将对火星进行全面的科考，为我国登陆火星打下基础。若某物体在地球北极表面时受到的重力大小为N，探测器在火星“赤道”上测得该物体受到的万有引力大小为F。已知火星的半径为R，自转角速度大小为，引力常量为G，地球北极表面的重力加速度大小为g，地球和火星均视为球体，下列说法正确的是（ ）
A．火星“赤道”的重力加速度大小为
B．火星的质量为
C．火星的同步卫星距火星“赤道”的高度为
D．火星的第一宇宙速度为
9．（2021·宁夏·吴忠中学高一期末）行星外围有一圈厚度为d的发光带（发光的物质），简化为如图所示模型，R为该行星除发光带以外的半径。现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确的观测，发现发光带绕行星中心的运行速度与到行星中心的距离r的关系如图所示（图中所标为已知），则下列说法正确的是（ ）
A．发光带是该行星的组成部分 B．该行星的质量
C．行星表面的重力加速度 D．该行星的平均密度为
10．（2021·全国·高三）如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的角度为，已知引力常数为G，下列说法正确的是（ ）
A．若测得飞行器的周期和张角，可得到星球的质量
B．若测得飞行器的周期和轨道半径，可得到星球的质量
C．若测得飞行器的周期和张角，可得到星球的平均密度
D．若测得飞行器的周期和轨道半径，可得到星球的平均密度
11．（2021·四川省珙县第一高级中学校高一阶段练习）我国于2013年12月发射了“嫦娥三号”卫星，该卫星在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T。已知月球半径R和引力常量G，忽略月球自转及地球对卫星的影响。由以上条件，下列说法正确的是（ ）
A．可以求出月球的质量
B．可以求出嫦娥三号受到的万有引力
C．物体在月球表面自由下落的加速度大小为
D．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为
三、填空题
12．（2021·上海市复兴高级中学高三期中）半径分别为R和r的两个行星A和B，它们各有一颗靠近表面的卫星a和b，若这两颗卫星的周期相等，由此可知，行星A和B的密度___________（填“相等”、“不相等”或“无法确定”）；行星A和B表面的重力加速度之比为___________。（球体的体积公式）
13．（2021·全国·高三专题练习）在浩瀚的宇宙中某恒星的质量是地球质量的p倍，该恒星的半径是地球半径的q倍，那么该恒星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度大小之比为___________，恒星与地球的密度之比为___________。
14．（2019·广东·单元测试）“嫦娥一号”于2009年3月1日下午4时13分成功撞月，从发射到撞落历时433天，标志着我国一期探月工程的圆满结束．其中，卫星发射过程先在近地圆轨道绕行3周，再长途跋涉进入近月圆轨道绕月飞行．若月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，月球半径为地球半径的，据以上信息得：
(1)绕月与绕地飞行周期之比为________；
(2)绕月与绕地飞行向心加速度之比为________；
(3)月球与地球质量之比为________．
四、解答题
15．（2021·重庆市第七中学校高一阶段练习）为了方便研究物体与地球间的万有引力问题，通常将地球视为质量分布均匀的球体。 已知地球的质量为M，半径为R，引力常量为G，不考虑空气阻力的影响。
（1）求北极点的重力加速度g1的大小；
（2）若“天宫二号”绕地球运动的轨道可视为圆周，其轨道距地面的高度为h，求“天宫二号”绕地球运行的周期；
（3）若赤道处的重力加速度为g2，求地球自转的角速度。
16．（2021·山东临沂·高一期中）我国自主研发的天问一号火星探测器将于2021年5月择机降落到火星表面按照设计思路，天问一号在火星表面着陆前的最后两个运动阶段分别为动力减速阶段和着陆缓冲阶段在动力减速阶段，探测器发动机打开，经80s速度由95m/s减至3.8m/s。将天问一号在动力减速阶段的运动看做竖直方向的匀变速直线运动，已知天问一号的质量约为5t，火星半径约为地球半径的二分之一，火星质量约为地球质量的十分之一，地球表面的重力加速度g=10m/s2。求：
(1)火星表面的重力加速度的大小；
(2)动力减速阶段发动机提供的力的大小(结果保留三位有效数字)。
17．（2021·广东·广州市第二中学高一期中）嫦娥五号是我国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。2020年11月29日，嫦娥五号从椭圆环月轨道变轨为圆形环月轨道，环月轨道对应的周期为T，离月面高度为h，如图所示。已知月球半径为R，万有引力常量为G。求：
（1）嫦娥五号在环月轨道运动的线速度大小；
（2）求月球的质量M；
（3）求月球表面的重力加速度大小g。
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参考答案：
1．C
2．D
3．D
4．A
5．A
6．D
7．C
8．AB
9．BD
10．BC
11．AC
12． 相等
13．
14． 1:6 1:96
15．（1）；（2）；（3）
16．(1) ；(2)
17．（1）；（2）；（3）
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