2018高中物理第六章万有引力与航天3破解天体质量和密度的相关计算练习新人教版必修2.pdf
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1、1 拼十年寒窗挑灯苦读不畏难;携双亲期盼背水勇战定夺魁。如果你希望成功,以恒心为良友,以经验为参谋,以小心为兄弟,以希望为哨兵。 破解天体质量和密度的相关计算 (答题时间:20 分钟) 1. 已知下面的哪组数据,可以算出地球的质量M(引力常量G为已知)() A. 月球绕地球运动的周期T1及月球到地球中心的距离R1 B. 地球绕太阳运行周期T2及地球到太阳中心的距离R2 C. 人造卫星在地面附近的运行速度v3和运行周期T3 D. 地球绕太阳运行的速度v4及地球到太阳中心的距离R4 2. 甲、乙两星球的平均密度相等,半径之比是R甲R乙4 1,则同一物体在这两个星 球表面受到的重力之比是() A.
2、1 1 B. 4 1 C. 1 16 D. 1 64 3. 一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行。要测定该行星的密度,只需测定 () A.飞船的运行周期B. 飞船的环绕半径 C. 行星的体积D. 飞船的运动速度 4. 甲是在地球表面附近运行的近地卫星,乙是地球的同步卫星,已知地球表面重力加速 度为g,地球半径为R,地球自转周期为T,乙运行高度为h,甲、乙的轨道均可视为圆轨道。 以下判断正确的是() A. 甲的线速度为gR,乙的线速度为)(Rhg B. 甲、乙的向心加速度均为零 C. 甲、乙均处于完全失重状态 D. 甲、乙的运动周期均为T 5. 如图所示,是美国的“卡西尼”号探测器经过长达7
3、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h的圆形轨道上绕 土星飞行,环绕n周飞行时间为t,已知万有引力常量为G,则下列关于土星质量M和平均 密度 的表达式正确的是() A. M 2 32 )(4 Gt hR , 32 3) (3 RGt hR B. M 2 22 )(4 Gt hR , 32 2 )(3 RGt hR C. M 2 322 )(4 Gn hRt , 32 32 )(3 RGn hRt D. M 2 322 )(4 Gt hRn , 32 32 )(3 RGt hRn 6. 大陆天文爱好者金彰伟、陈韬将他们发现的小行星命名为
4、“周杰伦”星,并获小行星 中心公布永久编号为257248。经过他们的合作,顺利确认小行星轨道,其绕太阳运行的轨 2 道半径为R,运行周期为T。已知万有引力常量为G,则由以上数据可估算的物理量有 () A. 行星的质量B. 行星的密度 C. 太阳的质量D. 太阳的密度 7. (福建理综) “嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星。若测得“嫦娥二号” 在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期为T,已知引力常量为G, 半径为R的球体体积公式V 3 4 R 3,则可估算月球的 () A. 密度B. 质量C. 半径D. 自转周期 8. 银河系的恒星中大约四分之一是双星,某双星由质量不
5、等的星体S1和S2构成, 两星在 相互之间的万有引力作用下,绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观测得其周 期为T,S1到C点的距离为r1,S1和S2的距离为r。已知万有引力常量为G,由此可求出S2 的质量为() A. 2 1 22 4 GT rrr B. 2 3 1 2 4 GT r C. 2 32 4 GT r D. 2 1 22 4 GT rr 9. 1798年,英国物理学家卡文迪许测出引力常量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G,地球表面处的重力加速度g,地球半径R,地球上一 个昼夜的时间T1(地球自转周期) ,一年的时间T2(地球公转的周期)
6、,地球中心到月球中心 的距离L1,地球中心到太阳中心的距离L2。你能计算出() A. 地球的质量m地 G gR 2 B. 太阳的质量m太 2 2 3 2 2 4 GT L C. 月球的质量m月 2 1 3 1 2 4 GT L D. 月球、地球及太阳的密度 10. 如图所示为宇宙中一恒星系的示意图,A为该星系的一颗行星,它绕中央恒星O的运 行轨道近似为圆。已知引力常量为G,天文学家观测得到A行星的运行轨道半径为R0,周期 为T0。 (1)求中央恒星O的质量; (2)经长期观测发现,A行星的实际运行轨道与理论轨道有少许偏差,并且每隔t0时 间发生一次最大偏离, 天文学家认为出现这种现象的原因可能
7、是A行星外侧还存在着一颗未 知的行星B(假设其运行的圆轨道与A的轨道在同一平面内,且绕行方向与A的绕行方向相 同) ,它对A行星的万有引力引起A行星轨道的偏离。根据上述现象和假设,试估算未知行 星B绕中央恒星O运动的周期和轨道半径。 11. 地球半径R6 400 km,地面的重力加速度g9.8m/s 2,试估算地球的平均密度。 12. 已知海王星的直径为地球直径的4 倍, 海王星表面的重力加速度与地球表面重力加速 3 度大致相等,试估算海王星的质量。(已知地球质量M地6.0 10 24 kg) 13. 太阳光经过500 s到达地球,地球的半径为6.4 10 6m ,试估算太阳质量与地球质量 的
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