2023届高考物理二轮专题冲刺训练：万有引力、天体运动专题（二）

万有引力与天体运动（二） 一、天体质量和密度的计算 1. (多选)通过观测冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量，假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动,除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量，这两个物理量可以是（ ） A．卫星的质量和轨道半径 B．卫星的线速度和角速度 C．卫星的质量和角速度 D．卫星的运行周期和轨道半径 2. 2020年7月23日，我国首个独立火星探测器“天问一号”在文昌航天发射场成功升空并进入预定轨道，已于今年5月15日成功着陆火星表面，对我国持续推进深空探测、提升国家软实力和国际影响力具有重要意义．已知火星半径为R且质量分布均匀，火星两极表面的重力加速度大小为g，火星赤道表面重力加速度大小为ng(n<1)，引力常量为G.则下列说法正确的是(　　) A．在火星赤道上质量为m的探测器，它对火星表面的压力大小为mg B．火星的平均密度为 C．探测器在近火轨道上的绕行速度为 D．火星的自转周期为2π 3. 半径为R的某均匀球形天体上，两“极点”处的重力加速度大小为g，“赤道”处的重力加速度大小为“极点”处的。已知引力常量为G，则下列说法正确的是(　　) A．该天体的质量为 B．该天体的平均密度为 C．该天体的第一宇宙速度为 D．该天体的自转周期为 4. 已知引力常量，那么在下列给出的各种情境中,能根据测量的数据求出火星平均密度的是（ ） A．在火星表面使一个小球做自由落体运动,测出下落的高度和时间 B．发射一颗贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动的飞船,测出飞船运行的周期 C．观察火星绕太阳的椭圆运动,测出火星绕太阳运行的周期 D．发射一颗绕火星做匀速圆周运动的卫星,测出卫星离火星表面的高度 5. 嫦娥四号是我国探月工程二期发射的月球探测器，也是人类第一个着陆月球背面的探测器．嫦娥四号于2018年12月12日完成近月制动被月球捕获．若探测器近月环绕周期为T，探测器降落到月球表面后，从距月球表面高度为h处由静止释放一物体，测出物体落到月球表面的时间为t，已知月球半径为R，引力常量为G，将月球视为质量均匀分布的球体，通过以上物理量可求得月球的平均密度为(　　) A． B． C． D． 6. 2018年7月25日消息称，科学家们在火星上发现了第一个液态水湖，这表明火星上很可能存在生命．美国的“洞察”号火星探测器曾在2018年11月降落到火星表面．假设该探测器在着陆火星前贴近火星表面运行一周用时为T，已知火星的半径为R1，地球的半径为R2，地球的质量为M，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则火星的质量为(　　) A． B． C． D． 7. 若已知月球绕地球运动可近似看作匀速圆周运动,并且已知月球绕地球运动的轨道半径、绕地球运动的周期，引力常量是，由此可以知道( ) A．月球的质量 B．地球的质量 C．月球的平均密度 D．地球的平均密度 8. 2021年2月10日19时52分，“天问一号”探测器成功进入环绕火星的轨道，开启了我国首次火星探测之旅。假定探测器贴近火星表面绕火星做匀速圆周运动，经时间t，探测器运动的弧长为s，探测器与火星中心连线扫过的圆心角为θ，已知引力常量为G，t小于探测器绕火星运行的周期，不考虑火星自转的影响，根据以上数据可计算出(　　) A．探测器的环绕周期为 B．火星的质量为 C．火星表面的重力加速度大小为 D．火星的第一宇宙速度大小为 9. (多选)1789年,英国物理学家卡文迪许测出引力常量,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,地球表面处的重力加速度，地球半径,地球上一个昼夜的时间(地球自转周期),一年的时间(地球公转周期)，地球中心到月球中心的距离,地球中心到太阳中心的距离.则可计算出 （ ） A.地球的质量 B.太阳的质量 C.月球的质量 D.可求月球、地球及太阳的密度 10.(2018·全国卷Ⅱ)2018年2月，我国500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318＋0253”，其自转周期T＝5.19 ms.假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.67×10－11 N·m2/kg2.以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为(　　) A．5×109 kg/m3 B．5×1012 kg/m3