作业12万有引力理论的成就 -2021年高二物理暑假作业（人教版）

2021年高二物理暑假作业（人教版） 作业12万有引力理论的成就 一、单选题 1．关于万有引力定律的发现及应用，下列说法中正确的是（　　） A．开普勒通过研究第谷的观测数据，发现了行星运行三大定律，使万有引力定律的发现成为可能 B．牛顿所做的“月地检验”目的是检验太阳行星引力规律同样适用于地月系统 C．牛顿发现万有引力定律，并运用其测出了地球的质量因而被誉为“称量地球质量的人” D．万有引力定律的发现具有极其伟大的意义，天王星的发现就是其运用的成果 【答案】A 【解析】A．开普勒通过研究第谷的观测数据，发现了行星运行三大定律，使万有引力定律的发现成为可能。A正确； B．牛顿所做的“月地检验”目的是检验重力与地球对月球的引力是同种性质的力。B错误； C．牛顿发现万有引力定律，卡文迪许通过扭秤实验测出万有引力常量后，运用万有引力测出了地球的质量因而被誉为“称量地球质量的人”。C错误； D．万有引力定律的发现具有极其伟大的意义，海王星和冥王星的发现就是其运用的成果。D错误。 故选A。 2．2021年4月24日是中国发射的第一颗人造地球卫星“东方红一号”的51周年纪念日。目前“东方红一号”依然在太空翱翔，其运行轨道为绕地球的椭圆，远地点 距地球表面的高度为 ，近地点 距地球表面的高度为 ，如图所示。已知地球可看成半径为 的均质球体，地球 同步卫星距地面的高度约为 ，引力常量 ，则根据以上数据不能计算出（　　） A．“东方红一号”经过 两点时的速度大小之比 B．“东方红一号”绕地球运动的周期 C．“东方红一号”的质量 D．地球的质量 【答案】C 【解析】A．根据开普勒第二定律可知，在卫星经过AB两点时取很小的时间间隔∆t，则 则可求解“东方红一号”经过AB两点时的速度大小之比，选项A正确，不符合题意； B．对“东方红一号”和地球的同步卫星，由开普勒第三定律可知 可求解“东方红一号”绕地球运动的周期，选项B正确，不符合题意； C．根据题中条件不能求解“东方红一号”的质量，选项C错误，符合题意。 D．对地球的同步卫星 可求解地球的质量，选项D正确，不符合题意。 故选C。 3．为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为 的圆轨道上运动，周期为 ，总质量为 ，随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为 的圆轨道上运动，登陆舱的质量为 ，则（　　） A．该星球的质量为 B．该星球表面的重力加速度为 C．登陆舱在半径为r1与半径为r2的轨道上运动时的速度大小之比为 D．登陆舱在半径为r2的轨道上做圆周运动的周期为 【答案】D 【解析】A．设该星球的质量为M，由题意根据牛顿第二定律有 解得 故A错误； B．设该星球的半径为R，则该星球表面的重力加速度为 故B错误； C．设登陆舱质量为m，它在半径为r的圆轨道上运动时的速度大小为v，根据牛顿第二定律有 解得 所以 故C错误； D．根据开普勒第三定律可得 解得 故D正确。 故选D。 4．某星球是一半径R = 1800km、质量分布均匀的球体。距其表面600km高处的重力加速度为1.08m/s2。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，引力常量G = 6.67 × 10﹣11N·m2/kg2，则该星球的密度约为（ ） A．3 × 103kg/m3 B．3 × 106kg/m3 C．1.5 × 103kg/m3 D．1.5 × 106kg/m3 【答案】A 【解析】距星球表面600km高处的物体，根据重力和万有引力的关系有 mg = G ，M = ρ πR3 代入数据有 ρ = 3.8 × 103kg/m3 故选A。 5．如图所示， 两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，若 表示卫星角速度大小， 表示卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积， 表示卫星所受地球引力大小， 表示轨道半径， 表示周期，则下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解析】A．根据万有引力提供向心力 由于 ，则 ，故A错误； B．卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积为 由于 ，则 ，故B正确； C．由于A、B两颗卫星的质量未知，A、B卫星所受地球引力大小无法确定，故C错误； D．根据万有引力提供向心力 可得 故D错误。 故选B。 6．中国首次火星探测任务“天问一号”已于2021年2月10日成功环绕火星。火星公转轨道半径是地球公转轨道半径的 ，火星的半径为地球半径的 ，火星的质量为地球质量的 ，火星探测器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动（探测器可视为火星的近地卫星），探测器绕火星运行周期为 。已知火星和地球绕太阳公转的轨道都可近似为圆轨道，地球和火星可看作均匀球体，地球半径为 ，则（　　） A．地球的质量为 B．火星表面的重力加速度为 C．火星的公转周期和地球的公转周期之比为 D．