2019_2020学年高中物理第6章万有引力与航天第4节万有引力理论的成就随堂演练新人教版必修2.doc

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1、第六章　第4节　万有引力理论的成就1．(多选)(2018·天津)2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面处的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的A．密度　　　　　　　　B．向心力的大小C．离地高度D．线速度的大小解析　卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，则有G＝m2(R＋h)，无

2、法计算得到卫星的质量，更无法确定其密度及向心力大小，A、B项错误；又G＝m0g，联立两式可得h＝－R，C项正确；由v＝(R＋h)，可计算出卫星的线速度的大小，D项正确。答案　CD2．假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么A．地球公转周期大于火星的公转周期B．地球公转的线速度小于火星公转的线速度C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度解析　据太阳对行星的引力提供行星运动所需的向心力得＝m＝mω2r＝m()2r＝ma向，解得v

3、＝，ω＝，T＝2π，a向＝，由题意知，r地v火，ω地>ω火，T地a火，D项正确。答案　D3．某行星表面没有气体，在它的表面附近做匀速圆周运动的卫星的环绕周期为T。如果宇航员在这个行星的表面上以v的初速度竖直向上抛出一石块，石块向上运动的最大高度为h。已知引力常量为G，求该行星的质量。解析　设行星半径为R，质量为M，表面的重力加速度为g，卫星的质量为m。8对石块，由竖直上抛规律得v2＝2gh，所以，g＝。卫星在行星表面附近做匀速圆周运动，则卫星的轨道半径等于行星的半径R，由万有

4、引力定律和牛顿第二定律有：G＝m2R根据星球表面的万有引力和重力的关系有：G＝mg由以上各式得M＝。答案　[限时45分钟　满分60分]一、选择题(每小题4分，共40分)1．关于万有引力定律应用于天文学研究的历史事实，下列说法正确的是A．天王星、海王星都是运用万有引力定律，经过大量计算以后发现的B．18世纪时人们发现太阳的第七颗行星的运动轨道总是同根据万有引力定律计算出来的结果有比较大的偏差，于是人们推测出在这颗行星的轨道外还有一颗行星C．太阳的第八颗行星是牛顿运用自己发现的万有引力定律，经过大量计算而发现的

5、D．以上说法都正确解析　天王星是在1781年被发现的，而卡文迪许测出万有引力常量的值是在1789年，在此之前人们还不能用万有引力定律做具有实际意义的计算，A错误，B正确；太阳的第八颗行星是在1846年被发现的，而牛顿发现的万有引力定律于1687年发表在牛顿的《自然哲学的数学原理》中，C错误。答案　B2．(多选)利用下列哪种数据，可以算出地球的质量(引力常量G已知)A．已知地面的重力加速度gB．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的半径r和周期TC．已知卫星绕地球做匀速圆周运动的半径r和线速度vD．已知卫星绕地球做匀

6、速圆周运动的线速度v和周期T解析　在地面附近重力近似等于万有引力，即G＝mg，故M＝8，若想计算地球的质量，需要知道g、R和G，故选项A错误；卫星绕地球运动时万有引力提供向心力，即G＝m＝mv＝mr，故M＝＝＝，选项B、C正确，选项D错误。答案　BC3．(多选)已知引力常量G与下列的哪些数据，可以计算出地球的密度A．地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离B．月球绕地球运行的周期及月球绕地球运转的轨道半径C．人造地球卫星在地面附近运行的周期D．若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度解析　由地球绕太阳运动的

7、周期及地球离太阳的距离只能求出太阳的质量，A错误；由月球绕地球运行的周期及月球绕地球运转的轨道半径只能求出地球的质量，无法求出其密度，B错误；由地面附近的卫星周期T可求出地球密度为ρ＝，C正确；若已知地球半径R和重力加速度g，则由g＝可求出地球质量，再由V＝πR3求出地球体积，从而可求出其密度，D正确。答案　CD4.“神舟十号”载人飞船成功与“天宫一号”目标飞行器交会对接。如图6－4－3所示，“天宫一号”对接前从圆轨道Ⅰ变至圆轨道Ⅱ，已知地球半径为R，轨道Ⅰ距地面高度h1，轨道Ⅱ距地面高度h2，则关于“天宫

8、一号”的判断正确的是图6－4－3A．调整前后线速度大小的比值为B．调整前后周期的比值为C．调整前后向心加速度大小的比值为D．需加速才能从轨道Ⅰ变至轨道Ⅱ解析　根据G＝m得，v＝，调整前后线速度大小的比值为8，A错误；根据G＝mr得，T＝，调整前后周期的比值为，B正确；根据G＝ma得a＝，调整前后向心加速度大小的比值为，C错误；由高轨道到低轨道需要减速，D错误。答案　B5．宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距