2020-2021学年高一下学期物理教科版（2019）必修第二册第三章第三节预言未知星体计算天体质量强化练习

2020-2021学年第二学期高一物理教科版（2019）必修第二册3.3预言未知星体计算天体质量强化练习
一、单选题
1．2019年1月3日嫦娥四号月球探测器成功软着陆在月球背面的南极-艾特肯盆地冯卡门撞击坑，成为人类历史上第一个在月球背面成功实施软着陆的人类探测器．如图所示，在月球椭圆轨道上，己关闭动力的探月卫星在月球引力作用下向月球靠近，并在B处变轨进入半径为r、周期为T的环月圆轨道运行．已知引力常量为G，下列说法正确的是（）
A．图中探月卫星飞向B处的过程中速度越来越小
B．图中探月卫星飞向B处的过程中加速度越来越小
C．由题中条件可以计算出月球的质量
D．由题中条件可以计算出探月卫星受到月球引力大小
2．宇航员在某星球表面做了如图甲所示的实验，将一插有风帆的滑块放置在倾角为的粗糙斜面上由静止开始下滑，帆在星球表面受到的空气阻力与滑块下滑的速度成正比，即F=kv，k为已知常数．宇航员通过传感器测量得到滑块下滑的加速度a与速度v的关系图象如图乙所示，已知图中直线在纵轴与横轴的截距分别为a0、v0，滑块与足够长斜面间的动摩擦因数为μ，星球的半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，由上述条件可判断出
A．滑块的质量为
B．星球的密度为
C．星球的第一宇宙速度
D．该星球近地卫星的周期为
3．“嫦娥一号”于2009年3月1日下午4时13分成功撞月，从发射到撞月历时433天，标志我国一期探月工程圆满结束．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1/6，月球半径为地球半径的1/4，下列说法不正确的是(　　)
A．绕月与绕地飞行周期之比为
B．绕月与绕地飞行周期之比为
C．绕月与绕地飞行向心加速度之比为1∶6
D．月球与地球质量之比为1∶96
4．人类在对自然界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列有关说法中不正确的是（　　）
A．伽利略将斜面实验的结论合理外推，间接证明了自由落体运动是初速度为零的匀变速直线运动
B．法国科学家笛卡尔指出：如果物体没有受到力的作用，它将继续以同一速度沿同一直线运动
C．海王星是在万有引力定律发现之前通过观测发现的
D．密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值
5．一宇宙飞船绕火星表面做匀速圆周运动，运转周期为T，引力常量为G则火星的平均密度(
)
A．GT2/3π
B．3π/GT2
C．
D．
6．2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航天工程达到了一个新高度，图示为“嫦娥四号”到达月球背面的巡视器．已知地球和月球的半径之比约为4:1，其表面重力加速度之比约为6:1．则地球和月球相比较，下列说法中最接近实际的是（
）
A．地球的密度与月球的密度比为3：2
B．地球的质量与月球的质量比为64：1
C．地球的第一宇宙速度与月球的第一宇宙速度比为8：1
D．苹果在地球表面受到的引力与它在月球表面受到的引力比为60：1
7．我国将于2017年下半年择机发射首颗电磁监测试验卫星．假定这颗卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动，周期为T，线速度大小为v，已知引力常量为G，则由以上信息可求得（　　）
A．地球的质量
B．地球的密度
C．卫星的质量
D．卫星的动能
8．2019年1月3日10时26分，嫦娥四号探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航空工程进入了一个新高度，图示是“嫦娥四号”到达月球背面的巡视器．已知地球和月球的半径之比为4:1，其表面重力加速度之比为6:1．则地球和月球的密度之比为
A．2:3
B．3:2
C．4:1
D．6:1
9．已知月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a1，地球绕太阳做匀速圆周运动的向心加速度大小为a2，月球表面的重力加速度大小为g1，地球表面的重力加速度大小为g2，地球的半径为R，引力常量为G，则下列判断正确的是
A．月球的半径为
B．地球的质量为
C．月球绕地球做圆周运动的轨道半径为
D．地球绕太阳做圆周运动的轨道半径为
10．一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为，已知引力常量为G,则这颗行星的质量为
A．
B．
C．
D．
11．“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星．若测得“嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行的周期T，已知引力常数G，半径为R的球体体积公式，则可估算月球的（　　）
A．密度
B．质量
C．半径
D．自转周期
12．2019年1月3日上午，嫦娥4号顺利着陆月球背面，成为人类首颗成功软着陆月球背面的探测器(如图所示)．地球和月球的半径之比为=a，表面重力加速度之比为=b，则地球和月球的密度之比为
A．
B．
C．
D．
13．天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期。由此可推算出（
）
A．行星的质量
B．行星的半径
C．恒星的质量
D．恒星的半径
14．四川省处在北纬26°03′~34°19′之间，某极地卫星通过四川最北端与最南端所在纬度线正上方所经历的时间为t，查阅到万有引力常量G及地球质量M．卫星的轨道视为圆形．根据以上信息可以求出
A．地球的半径
B．该卫星的角速度
C．该卫星受到的向心力
D．该卫星距离地面的高度
二、解答题
15．中国赴南极考察船“雪龙号”，从上海港口出发一路向南，经赤道到达南极.某同学设想，在考察船“雪龙号”上做一些简单的实验来探究地球的平均密度：当“雪龙号”停泊在赤道时，用弹簧测力计测量一个钩码的重力，记下弹簧测力计的读数为F1，当“雪龙号”到达南极后，仍用弹簧测力计测量同一个钩码的重力，记下弹簧测力计的读数为F2，设地球的自转周期为T，不考虑地球两极与赤道的半径差异，请根据探索实验的设想，写出地球平均密度的表达式(已知万有引力常量G).
16．经过近7年时间，2亿千米在太空中穿行后，美航天局和欧航天局合作研究出“卡西尼”号土星探测器于美国东部时间6月30日抵达预定轨道，开始“拜访土星及其卫星家族.
这是人类首次针对土星及其31颗已知卫星最详尽的探测.
若“卡西尼”号土星探测器进入环绕土星上空的圆轨道飞行，已知土星半径为R，探测器离土星表面高度为h，环绕n周的飞行时间为t.
求土星的质量M和平均密度ρ(球体体积公式V＝)．
17．假设某星球可视为质量分布均匀的球体．由于星球自转的影响，该星球表面的重力加速度会随纬度的变化而变化．已知星球表面两极处的重力加速度大小为g0，在赤道处的重力加速度大小为g，星球自转的周期为T，引力常量为G，求：
(1)该星球的半径R；
(2)该星球的第一宇宙速度v1；
(3)该星球的密度ρ．
18．我国探月工程已规划至嫦娥四号，并计划在2017年将嫦娥四号探月卫星发射升空，到时将实现在月球上自动巡视机器人勘测．已知万有引力常量为G，月球表面重力加速度为g，月球半径为R，嫦娥四号探月卫星围绕月球做圆周运动时距离月球表面高度为R．求：
（1）月球质量M；
（2）嫦娥四号探月卫星做匀速圆周运动的速度大小．
参考答案
1．C
2．B
3．B
4．C
5．B
6．A
7．A
8．B
9．C
10．B
11．A
12．B
13．C
14．B
15．
16．；
17．（1）
(1)
（3）
18．(1)
(2)