2018_2019学年高中物理第六章万有引力与航天4万有引力理论的成就习题新人教版必修

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1、4　万有引力理论的成就　　　　　　　　　　　　　　　　　　　对点训练　　　知识点一　计算天体的质量1．已知引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，重力加速度g取9.8m/s2，地球半径R＝6.4×106m，则可知地球质量的数量级是(　　)A．1018kgB．1020kgC．1022kgD．1024kg2．已知引力常量为G，则根据下面的哪组数据可以算出地球的质量(　　)A．月球绕地球运行的周期T1及月球中心到地球中心的距离R1B．地球绕太阳运行的周期T2及地球中心到太阳中心的距离R2C．

2、地球绕太阳运行的速度v及地球中心到太阳中心的距离R2D．地球表面的重力加速度g及地球中心到太阳中心的距离R23．如果我们能测出月球表面的重力加速度g、月球的半径R和月球绕地球运转的周期T，就能根据万有引力定律“称量”月球的质量了．已知引力常量为G，用M表示月球的质量，则下列各式正确的是(　　)A．M＝B．M＝C．M＝D．M＝4．(多选)英国物理学家卡文迪许测出了引力常量G，因此卡文迪许被人们称为“能称出地球质量的人”．若已知引力常量为G，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，地球上一个昼夜的

3、时间为T1(地球自转周期)，一年的时间为T2(地球公转的周期)，地球中心到月球中心的距离为L1，地球中心到太阳中心的距离为L2，可估算出(　　)A．地球的质量m地＝B．太阳的质量m太＝C．月球的质量m月＝D．月球、地球及太阳的密度　　　知识点二　计算天体的密度5．如图L6－4－1所示是美国的“卡西尼号”探测器经过长达7年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道．若“卡西尼号”探测器在半径为R的土星上空离土星表面高为h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n周飞行时间为t，已知引力常量为G，则下列关于土星质量M

4、和平均密度ρ的表达式正确的是(　　)图L6－4－1A．M＝，ρ＝B．M＝，ρ＝C．M＝，ρ＝D．M＝，ρ＝　　　知识点三　发现未知天体6．科学家们推测，太阳系有一颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”．由以上信息可以确定(　　)A．这颗行星的公转周期和地球的公转周期相等B．这颗行星的半径等于地球的半径C．这颗行星的密度等于地球的密度D．这颗行星上同样存在着生命7．(多选)土星外层上有一个环，为了判断它是土星的一部分还是土

5、星的卫星群，可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断(　　)A．若v∝R，则该层是土星的一部分B．若v2∝R，则该层是土星的卫星群C．若v∝，则该层是土星的一部分D．若v2∝，则该层是土星的卫星群综合拓展8．假设地球可视为质量均匀分布的球体．已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G.地球的密度为(　　)A.B.C.D.9．土星和地球均可近似看作球体，土星的半径约为地球半径的9.5倍，土星的质量约为地球质量的95倍，已知

6、地球表面的重力加速度g0＝10m/s2，地球密度约为ρ0＝5.5×103kg/m3，试计算：(1)土星的密度；(2)土星表面的重力加速度．10．为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M.已知地球的半径R＝6.4×106m，地球的质量m＝6×1024kg，日、地中心的距离r＝1.5×1011m，地球表面处的重力加速度g取10m/s2，1年约为3.2×107s，试估算目前太阳的质量(保留一位有效数字，引力常量未知)．11．我国航天技术飞速发展，设想数年后宇航员登上了某星球表面．宇航员从距该星球表

7、面高度为h处，沿水平方向以初速度v抛出一小球，测得小球做平抛运动的水平距离为L，已知该星球的半径为R，引力常量为G.求：(1)该星球表面的重力加速度；(2)该星球的平均密度．1．D　[解析]根据G＝mg可得，地球的质量为M＝＝6.0×1024kg，D正确．2．A　[解析]已知星球绕中心天体做圆周运动的轨道半径和周期，由G＝mr得M＝，可以计算中心天体的质量，故选项B错误，A正确．已知星球绕中心天体做圆周运动的轨道半径和速度，由G＝m，得M＝，可以计算中心天体的质量，选项C错误．已知地球表面的重力

8、加速度和地球半径，由＝mg得M＝，式中R是地球半径，选项D错误．3．A　[解析]根据月球表面物体的重力和所受的万有引力相等，即mg＝G，可得月球的质量为M＝，所以选项A正确．4．AB　[解析]由Gm地＝gR2得m地＝，选项A正确；地球绕太阳运转，有F引＝F向，即G＝m地L2，得m太＝，选项B正确；同理，月球绕地球运转，只能算出地球质量m地＝(T3为月球绕地球公转周期)，选项C错误；要计算天体密度，还需知道天体的体积，本题虽然可求太阳质量，但不知太阳半径，故无法求出太阳密度，不知月球质量和半径，故