高中物理 專題6.4 萬有引力理論的成就（測(cè)）（基礎(chǔ)版）（含解析）新人教版必修2

1、6.4 萬有引力理論的成就 一、選擇題（本大題共8小題，每小題5分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中. 16題只有一項(xiàng)符合題目要求；78題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）1一個(gè)半徑比地球大2倍、質(zhì)量是地球質(zhì)量36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的（）A. 4倍 B. 6倍 C. 9倍 D. 18倍【答案】A2過去幾千年來，人類對(duì)行星的認(rèn)識(shí)與研究僅限于太陽系內(nèi)，行星“51 peg b”的發(fā)現(xiàn)拉開了研究太陽系外行星的序幕.“51 peg b”繞其中心恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期約為4天，軌道半徑約為地球繞太陽運(yùn)動(dòng)半徑為，該中心恒星與太陽的質(zhì)

2、量比約為A. B. 1 C. 5 D. 10【答案】B【解析】研究行星繞某一恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式為： ，解得； “51 peg b”繞其中心恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期約為4天，軌道半徑約為地球繞太陽運(yùn)動(dòng)半徑的1/20，所以該中心恒星與太陽的質(zhì)量比約為 ，故選B點(diǎn)睛：要求解一個(gè)物理量大小變化，我們應(yīng)該把這個(gè)物理量先表示出來，再根據(jù)已知量進(jìn)行判斷向心力的公式選取要根據(jù)題目提供的已知物理量或所求解的物理量選取應(yīng)用3下面說法錯(cuò)誤的是（ ）A. 海王星是人們依據(jù)萬有引力定律計(jì)算出軌道而發(fā)現(xiàn)的B. 天王星是人們依據(jù)萬有引力定律計(jì)算出軌道而發(fā)現(xiàn)的C. 天王星的運(yùn)動(dòng)軌道偏離根據(jù)萬

3、有引力定律計(jì)算出來的軌道，其原因是由于天王星受到軌道外面其他行星的引力作用D. 冥王星是人們依據(jù)萬有引力定律計(jì)算出軌道而發(fā)現(xiàn)的【答案】B4已知一質(zhì)量為m的物體靜止在北極與赤道對(duì)地面的壓力差為N，假設(shè)地球是質(zhì)量分布均勻的球體，半徑為R。則地球的自轉(zhuǎn)周期為（ ）A. B. C. D. 【答案】A【解析】在赤道上物體所受的萬有引力與支持力提供向心力可求得支持力，在南極支持力等于萬有引力在北極，在赤道，根據(jù)題意，有，聯(lián)立解得，A正確5假設(shè)地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體。已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，距離地球球心為r處的重力加速度大小可能為如下圖像中的哪一個(gè)(

4、)A. B. C. D. 【答案】A點(diǎn)睛：抓住在地球表面重力和萬有引力相等，在礦井底部，地球的重力和萬有引力相等，要注意在地球內(nèi)部所謂的地球的質(zhì)量不是整個(gè)地球的質(zhì)量而是半徑為r的球體的質(zhì)量6已知地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R,引力常量為G,則地球的平均密度為()A. B. C. D. 【答案】A【解析】在地球表面重力與萬有引力相等有： 可得地球的質(zhì)量 根據(jù)密度公式有地球的密度，故選A.點(diǎn)睛：計(jì)算地球的質(zhì)量一是根據(jù)表面的重力與萬有引力相等，二是萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力來求，注意求密度是要掌握球的體積公式7已知人造航天器在月球表面上空繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t(t 小于航天器的繞行

5、周期)，航天器運(yùn)動(dòng)的弧長為s，航天器與月球的中心連線掃過角度為，萬有引力常量為G，則（）A. 航天器的軌道半徑為 B. 航天器的環(huán)繞周期為C. 月球的質(zhì)量為 D. 月球的密度為【答案】BC8如果把水星和金星繞太陽的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，從水星與金星在一條直線上開始計(jì)時(shí)，如圖所示。若天文學(xué)家測(cè)得在相同時(shí)間內(nèi)水星轉(zhuǎn)過的角度為1；金星轉(zhuǎn)過的角度為2(1、2均為銳角)，且已知水星離太陽表面的高度和太陽的半徑之比為k，則由此條件可求得A. 水星和金星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期之比B. 水星和金星的密度之比C. 水星和金星的動(dòng)能之比D. 太陽的密度【答案】AD【解析】試題分析：根據(jù)相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度之比求出角速度

6、之比，從而得出周期之比，根據(jù)萬有引力提供向心力得出軌道半徑和周期的關(guān)系，結(jié)合水星離太陽表面的高度和太陽的半徑之比為k求解出太陽半徑表達(dá)式，根據(jù)密度公式計(jì)算太陽的密度，相同時(shí)間內(nèi)水星轉(zhuǎn)過的角度為；金星轉(zhuǎn)過的角度為，可知它們的角速度之比為： 周期，則周期比為： ，故A正確；水星和金星是環(huán)繞天體，無法求出質(zhì)量，所以求不出密度比，以及動(dòng)能之比，故BC錯(cuò)誤；根據(jù)可得水星的運(yùn)動(dòng)半徑為，設(shè)太陽的半徑為R，水星到太陽表面的高度為h，則， ，聯(lián)立解得，故太陽的密度為，故D正確二、非選擇題（本大題共2小題，每題10分，共20分）9某天體圍繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其周期為T，軌道半徑為r，火星的半徑為R，引力常量為G，求： (1)火星的質(zhì)量； (2)火星的密度【答案】（1） （2） (2)火星的半徑為R，故火星的體積 根據(jù)密度公式有：火星的密度為。點(diǎn)睛：知道環(huán)繞天體繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，已知環(huán)繞天體的周期和半徑可以求出中心天體的質(zhì)量M，掌握密度公式可以求解中心天體的密度。10在一個(gè)半徑為