1、2019-2020 学年学年线上学习线上学习高一物理同步高一物理同步练习练习 万有引力理论的成就万有引力理论的成就 一、基础篇一、基础篇 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 D以上说法都正确 2 （多选）一卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为 r，卫星绕地球做匀速圆周运 动的
2、周期为 T，已知地球的半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，引力常量为 G，则地球 的质量可表示为( ) A.4 2r3 GT2 B.4 2R3 GT2 C.gR 2 G D.gr 2 G 3.（多选）设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动，若测得土星到太阳的距离为 r，土星 绕太阳运动的周期为 T，引力常量为 G，则根据以上数据可解得的物理量有( ) A土星线速度的大小 B土星加速度的大小 C土星的质量 D太阳的质量 4某行星有甲、乙两颗卫星，它们的轨道均为圆形，甲的轨道半径为 R1，乙的轨道半 径为 R2，R2R1。根据以上信息可知( ) A甲的质量大于乙的质量 B甲的周期大于乙的周期 C甲的
3、速率大于乙的速率 D甲所受行星的引力大于乙所受行星的引力 5.如图所示是小明同学画的人造地球卫星轨道的示意图，则卫星( ) A在 a 轨道运行的周期为 24 h B在 b 轨道运行的速度始终不变 C在 c 轨道运行的速度大小始终不变 D在 c 轨道运行时受到的地球引力大小是变化的 6.下面说法中错误的是( ) A海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的 B天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的 C天王星的运动轨道偏离是根据万有引力定律计算出来的，其原因是天王星受到轨道 外面其他行星的引力作用 D冥王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的 7科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在
4、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”。由以上信息我们 可能推知( ) A这颗行星的公转周期与地球相等 B这颗行星的自转周期与地球相等 C这颗行星质量等于地球的质量 D这颗行星的密度等于地球的密度 8.月球表面重力加速度是地球表面重力加速度的1 6，若已知月球半径约为 1.72 10 3 km， 引力常量为 6.67 10 11 N m2/kg2，地球表面重力加速度为 9.8 m/s2。试估算月球质量的数量 级为( ) A1016 kg B1020 kg C1022 kg D1024 kg 二二 能力篇能力篇 1.(2019
5、全国卷)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心 加速度大小分别为 a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为 v金、v地、v火。已知它们的 轨道半径 R金a火 Ba火a地a金 Cv地v火v金 Dv火v地v金 2.近年来，人类发射的火星探测器已经在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探索 (如发现了冰)，为我们将来登上火星、开发和利用火星奠定了坚实的基础。如果火星探测器 环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得它运动的周期为 T，则火星的平均密度 的表达式 为(k 为某个常量)( ) AkT Bk T CkT2 D k T2 3.利用引力常量 G 和下列某一组数据，不能计算
6、出地球质量的是( ) A地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转) B人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 4.如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的 引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是( ) A太阳对各小行星的引力相同 B各小行星绕太阳运动的周期均小于一年 C小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值 D小行星带内各小行星圆周运动的线速度值均大于地球公转的线速度值 5.如图所示，“天宫二号”在距离地面 393 km 的近
7、圆轨道运行。已知万有引力常量 G 6.67 10 11 N m2/kg2，地球质量 M6.0 1024 kg，地球半径 R6.4 103 km。由以上数据可估 算( ) A“天宫二号”质量 B“天宫二号”运行速度 C“天宫二号”受到的向心力 D地球对“天宫二号”的引力 6.20 世纪人类最伟大的创举之一是开拓了太空的全新领域。 现有一艘远离星球在太空中 直线飞行的宇宙飞船，为了测量自身质量，启动推进器，测出飞船在短时间 t 内速度的改 变为 v 和飞船受到的推力 F(其他星球对它的引力可忽略)。飞船在某次航行中，当它飞近 一个孤立的星球时， 飞船能以速度 v 在离星球的较高轨道上绕星球做周期为
8、 T 的匀速圆周运 动。已知星球的半径为 R，引力常量用 G 表示。则宇宙飞船和星球的质量分别是( ) A.Fv t ，v 2R G B.Fv t ， v3T 2G C.Ft v ，v 2R G D.Ft v ， v3T 2G 7.（多选）某同学阅读了“火星的现在、地球的未来”一文，摘录了以下资料：根据目 前被科学界普遍接受的宇宙大爆炸学说可知， 引力常量在极其缓慢地减小； 火星位于地球 绕太阳轨道的外侧； 由于火星与地球的自转周期几乎相同， 自转轴与公转轨道平面的倾角 也几乎相同，所以火星上也有四季变化。根据该同学摘录的资料和有关天体运动规律，可推 断( ) A太阳对地球的引力在缓慢减小 B
9、太阳对地球的引力在缓慢增加 C火星上平均每个季节持续的时间等于 3 个月 D火星上平均每个季节持续的时间大于 3 个月 82018 年 2 月，我国 500 m 口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J03180253”，其 自转周期 T5.19 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( ) A5 109 kg/m3 B5 1012 kg/m3 C5 1015 kg/m3 D5 1018 kg/m3 9.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( )
10、 A地球公转的周期大于火星公转的周期 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 10.假设地球自转速度达到使赤道上的物体能“飘”起来(完全失重)。试估算一下，此时地 球上的一天等于多少小时？(地球半径取 6.4 106 m，g 取 10 m/s2) 11.下表给出了五颗卫星绕木星运行的数据，这些卫星的运动可近似视为圆周运动。 卫星 轨道半径 r/km 周期 T/d 卫星质量 m/kg 木卫五 1.814 105 0.498 2.08 1018 木卫一 4.217 105 1.77 8.93 1022 木卫二 6.710 105 3.55 4.80 1022 木卫三 1.070 106 7.15 1.48 1023 木卫四 1.883 106 16.7 1.08 1023 (1)请根据表中数据定性描述：卫星运行周期与轨道半径之间的关系，卫星运行周期与 卫星质量之间的关系。 (2)请用物理规律来证明你的上述分析。 12.有的天文学家倾向于把太阳系外较小的天体叫做“矮行星”，而另外一些人把它们叫 作“小行星”，谷神星就是小行星之一。现有两个这样的天体，它们的质量分别为 m1和 m2， 绕太阳运行的轨道半径分别是 r1和 r2，求： (1)它们与太阳间的万有引力之比。 (2)它们的公转周期之比。
