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《2020_2021学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行3万有引力理论的成就课时练习含解析新人教版必修2.doc》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、万有引力理论的成就(30分钟·70分)一、选择题(本题共10小题,每题4分,共40分)1.下列说法正确的是( )A.海王星是人们直接应用万有引力定律计算出轨道而发现的B.天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的C.海王星是人们经过长期的太空观测而发现的D.天王星的运行轨道与由万有引力定律计算出的轨道存在偏差,其原因是天王星受到轨道外的行星的引力作用,由此人们发现了海王星【解析】选D。由行星的发现历史可知,天王星并不是根据万有引力定律计算出轨道而发现的;海王星不是通过观测发现,也不是直接由万有引力定律计算出轨道而发现的,而是人们发现天王星的实际轨道与理论轨道存在
2、偏差,然后运用万有引力定律计算出“新”星的轨道,从而发现了海王星。由此可知,A、B、C错误,D正确。2.(2018·浙江11月选考)20世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域。现有一艘远离星球在太空中直线飞行的宇宙飞船,为了测量自身质量,启动推进器,测出飞船在短时间Δt内速度的改变为Δv和飞船受到的推力F(其他星球对它的引力可忽略)。飞船在某次航行中,当它飞近一个孤立的星球时,飞船能以速度v在离星球的较高轨道上绕星球做周期为T的匀速圆周运动。已知星球的半径为R,引力常量用G表示。则宇宙飞船和星球的质量分别是( )A., B.,-10-C.,D.,
3、【解析】选D。根据牛顿第二定律可知F=ma=m,所以m=,飞船做圆周运动的周期T=,得半径为R=,根据万有引力提供向心力可得G=m,得M==,故D正确。3.据报道,目前我国正在研制“萤火二号”火星探测器。探测器升空后,先在近地轨道上以线速度v环绕地球飞行,再调整速度进入地火转移轨道,最后再一次调整速度以线速度v′在火星表面附近环绕飞行。若认为地球和火星都是质量分布均匀的球体,已知火星与地球的半径之比为1∶2,密度之比为5∶7,设火星与地球表面的重力加速度分别为g′和g,下列结论正确的是( )A.g′∶g=4∶1B.g′∶g=10∶7C.v′∶v=D.v′∶v=【解析
4、】选C。在星球表面的探测器受到的重力等于万有引力:G=mg,g===πGρR,则:=·=×=,故A、B错误;探测器绕地球表面运行和绕火星表面运行都是由万有引力充当向心力,根据牛顿第二定律有:G=m,得:v=,M为中心天体质量,R为中心天体半径,M=ρ·πR3,联立得:v=,所以探测器绕火星表面运行和绕地球表面运行线速度大小之比为:===,故C正确,D错误。4.地球表面的平均重力加速度为g,地球半径为R,万有引力常量为G,用上述物理量估算出来的地球平均密度为( )A. B. C. D.【解析】选A。联立以下三式:G=mg、V=πR3、ρ=,解得:ρ=。-1
5、0-5.“嫦娥一号”发射后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,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∶6D.月球与地球质量之比为1∶96【解析】选B。根据近地(近月)飞行时,重力提供圆周运动的向心力可得:mg=mR,可得周期:T=2π,根据已知条件:R月∶R地=1∶4,g月∶g地=1∶6,代入上式解得周期之比:T月∶T地=∶,故A正确,B错误;根据近地(近月)飞行时,重力提供圆周运动的向心力可得:
6、a向=g,所以绕月与绕地飞行向心加速度之比为1∶6,故C正确;若不考虑星球自转的影响,在星球表面重力和万有引力相等,可知:G=mg,所以M=,所以月球和地球的质量之比为:M月∶M地=g月∶g地=1∶96,故D正确。6.我国古代神话传说中:地上的“凡人”过一年,天上的“神仙”过一天。如果把看到一次日出就当作“一天”,某卫星的运行半径为月球绕地球运行半径的,则该卫星上的航天员24h内在太空中度过的“天”数约为(已知月球的运行周期为27天)( )A.1B.8C.16D.24【解析】选B。根据天体运动的公式=mr得=,解得卫星运行的周期为3h,故24h内看到8次日出,B项正
7、确。7.据报道,最近在太阳系外发现了首颗“宜居”-10-行星,其质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N。由此可推知,该行星的半径与地球半径之比约为( )A.0.5B.2C.3.2D.4【解析】选B。在忽略地球自转的情况下,万有引力等于物体的重力,即G地=G,同样在行星表面有G行=G,解得==2,故该行星的半径与地球的半径之比约为2。8.两颗互不影响的行星P1、P2,各有一颗近地卫星S1、S2绕其做匀速圆周运动。图中纵轴表示行星周围空间某位置的引力加速度a,横轴表示某位置到行星中心距离r平方的倒
