2019高考物理一輪復(fù)習(xí)第四章曲線運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力與航天第33講天體質(zhì)量密度和重力加速度加練半小時(shí)教科版.docx

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第33講 天體質(zhì)量、密度和重力加速度 [方法點(diǎn)撥]　(1)考慮星球自轉(zhuǎn)時(shí)星球表面上的物體所受重力為萬(wàn)有引力的分力；忽略自轉(zhuǎn)時(shí)重力等于萬(wàn)有引力．(2)一定要區(qū)分研究對(duì)象是做環(huán)繞運(yùn)動(dòng)的天體，還是在星球表面上隨星球一塊自轉(zhuǎn)的物體．做環(huán)繞運(yùn)動(dòng)的天體受到的萬(wàn)有引力全部提供向心力，星球表面上的物體受到的萬(wàn)有引力只有很少一部分用來(lái)提供向心力． 1．(多選)(2017河南安陽(yáng)二模)“雪龍?zhí)枴蹦蠘O考察船在由我國(guó)駛向南極的過(guò)程中，經(jīng)過(guò)赤道時(shí)測(cè)得某物體的重力是G1；在南極附近測(cè)得該物體的重力為G2；已知地球自轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G，假設(shè)地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體，由此可知(　　) A．地球的密度為 B．地球的密度為 C．當(dāng)?shù)厍虻淖赞D(zhuǎn)周期為T時(shí)，放在地球赤道地面上的物體不再對(duì)地面有壓力 D．當(dāng)?shù)厍虻淖赞D(zhuǎn)周期為T時(shí)，放在地球赤道地面上的物體不再對(duì)地面有壓力 2．(多選)(2017黑龍江哈爾濱模擬)假設(shè)地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體．已知地球表面重力加速度的大小在兩極為g0，在赤道為g，地球的自轉(zhuǎn)周期為T，引力常量為G，則(　　) A．地球的半徑R＝ B．地球的半徑R＝ C．假如地球自轉(zhuǎn)周期T增大，那么兩極處重力加速度g0值不變 D．假如地球自轉(zhuǎn)周期T增大，那么赤道處重力加速度g值減小 圖1 3．(多選)(2017山東濰坊一模)一探測(cè)器探測(cè)某星球表面時(shí)做了兩次測(cè)量．探測(cè)器先在近星軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)測(cè)出運(yùn)行周期為T；著陸后，探測(cè)器將一小球以不同的速度豎直向上拋出，測(cè)出了小球上升的最大高度h與拋出速度v的二次方的關(guān)系，如圖1所示，圖中a、b已知，引力常量為G，忽略空氣阻力的影響，根據(jù)以上信息可求得(　　) A．該星球表面的重力加速度為 B．該星球的半徑為 C．該星球的密度為 D．該星球的第一宇宙速度為 4．(2017陜西西安二檢)美國(guó)國(guó)家航天局(NASA)曾宣布在太陽(yáng)系外發(fā)現(xiàn)“類地”行星Kepler－186f.假設(shè)宇航員乘坐宇宙飛船到達(dá)該行星，進(jìn)行科學(xué)觀測(cè)，該行星自轉(zhuǎn)周期為T；宇航員在該行星“北極”距該行星地面附近h處自由釋放一個(gè)小球(引力視為恒力)，落地時(shí)間為t.已知該行星半徑為R，萬(wàn)有引力常量為G，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．該行星的第一宇宙速度為 B．該行星的平均密度為 C．宇宙飛船繞該星球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期不大于πt D．如果該行星存在一顆同步衛(wèi)星，其距行星表面高度為 5．(多選)(2017安徽省十校聯(lián)考)科學(xué)家們通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，地球的自轉(zhuǎn)周期在逐漸增大，假設(shè)若干年后，地球自轉(zhuǎn)的周期為現(xiàn)在的k倍(k>1)，地球的質(zhì)量、半徑均不變，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．相同質(zhì)量的物體，在地球赤道上受到的重力比現(xiàn)在的大 B．相同質(zhì)量的物體，在地球赤道上受到的重力比現(xiàn)在的小 C．地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為現(xiàn)在的k倍 D．地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為現(xiàn)在的k倍 6．(2017廣東惠州第三次調(diào)研)宇航員登上某一星球后，測(cè)得該星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，而該星球的平均密度與地球的差不多，則該星球的質(zhì)量大約是地球質(zhì)量的(　　) A．0.5倍B．2倍C．4倍D．8倍 7．(多選)(2017湖北七市聯(lián)合考試)“嫦娥三號(hào)”攜帶“玉兔號(hào)”月球車首次實(shí)現(xiàn)月球軟著陸和月面巡視勘察，并開(kāi)展月表形貌與地質(zhì)構(gòu)造調(diào)查等科學(xué)探測(cè)．“玉兔號(hào)”在地球表面的重力為G1，在月球表面的重力為G2；地球與月球均視為球體，其半徑分別為R1、R2；地球表面重力加速度為g.則(　　) A．月球表面的重力加速度為 B．月球與地球的質(zhì)量之比為 C．月球與地球的第一宇宙速度之比為 D．“嫦娥三號(hào)”環(huán)繞月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為2π 8．(2017河南濮陽(yáng)一模)探測(cè)火星一直是人類的夢(mèng)想，若在未來(lái)某個(gè)時(shí)刻，人類乘飛船來(lái)到了火星，宇航員先乘飛船繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)，測(cè)出飛船做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)離火星表面的高度為H，環(huán)繞的周期為T及環(huán)繞的線速度為v，引力常量為G，由此可得出(　　) A．火星的半徑為 B．火星表面的重力加速度為 C．火星的質(zhì)量為 D．火星的第一宇宙速度為 9．(多選)(2017吉林公主嶺一中模擬)最近，科學(xué)家在望遠(yuǎn)鏡中看到太陽(yáng)系外某一恒星有一行星，并測(cè)得它圍繞該恒星運(yùn)動(dòng)一周所用的時(shí)間為1200年，它與該恒星的距離為地球到太陽(yáng)距離的100倍．假定該行星繞恒星運(yùn)行的軌道和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道都是圓周．僅利用以上兩個(gè)數(shù)據(jù)可以求出的量有(　　) A．恒量質(zhì)量與太陽(yáng)質(zhì)量之比 B．恒星密度與太陽(yáng)密度之比 C．行星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比 D．行星運(yùn)行速度與地球公轉(zhuǎn)速度之比 10．(多選)(2017吉林長(zhǎng)春外國(guó)語(yǔ)學(xué)校模擬)宇宙飛船繞地心做半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，飛船艙內(nèi)有一質(zhì)量為m的人站在可稱體重的臺(tái)秤上，用R表示地球的半徑，g表示地球表面處的重力加速度，g0表示宇宙飛船所在處的地球引力加速度，N表示人對(duì)臺(tái)秤的壓力，則關(guān)于g0、N下面正確的是(　　) A．g0＝0 B．g0＝g C．N＝0 D．N＝mg 答案精析 1．BC　[設(shè)地球的質(zhì)量為M，半徑為R，被測(cè)物體的質(zhì)量為m. 經(jīng)過(guò)赤道時(shí)：G＝G1＋mR 在南極附近時(shí)：G2＝G，地球的體積為V＝πR3 地球的密度為ρ＝，解得：ρ＝，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)放在地球赤道地面上的物體不再對(duì)地面有壓力時(shí)：G2＝mR，所以：T′＝T，故C正確，D錯(cuò)誤．] 2．AC　[處在地球兩極處的物體：mg0＝① 在地球赤道上的物體：－mg＝mR② 聯(lián)立①②得：R＝ 故A正確，B錯(cuò)誤；由②式知，假如地球自轉(zhuǎn)周期T增大，赤道處重力加速度g值增大，故D錯(cuò)誤；由①式知，兩極處的重力加速度與地球自轉(zhuǎn)周期無(wú)關(guān)，故C正確．] 3．BC 4．B　[根據(jù)自由落體運(yùn)動(dòng)規(guī)律求得該星球表面的重力加速度g＝ 則該星球的第一宇宙速度v＝＝，故A錯(cuò)誤； 根據(jù)萬(wàn)有引力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力， 有：G＝mr可得宇宙飛船的周期T＝，可知軌道的半徑越小，周期越小，宇宙飛船的最小軌道半徑為R，則周期最小值為Tmin＝＝＝＝πt，故C錯(cuò)誤． 由G＝mg＝m有：M＝， 所以星球的密度ρ＝＝＝，故B正確； 同步衛(wèi)星的周期與星球的自轉(zhuǎn)周期相同， 故有：G＝m(R＋H)，代入數(shù)據(jù)得：H＝－R，故D錯(cuò)誤．] 5．AC　[在地球赤道處，物體受到的萬(wàn)有引力與重力之差提供向心力，則有：－mg＝mR，由于地球的質(zhì)量、半徑均不變，當(dāng)周期T增大時(shí)，地球赤道上的物體受到的重力增大，故A正確，B錯(cuò)誤；對(duì)同步衛(wèi)星，根據(jù)引力提供向心力，則有：＝mr，當(dāng)周期T增大到k倍時(shí)，則同步衛(wèi)星的軌道半徑為現(xiàn)在的k倍，故C正確，D錯(cuò)誤．] 6．D 7．BD　[“玉兔號(hào)”的質(zhì)量m＝，月球表面的重力加速度g月＝＝，故A錯(cuò)誤；根據(jù)mg＝G得M＝，則＝＝，故B正確；根據(jù)第一宇宙速度v＝＝，則＝＝，故C錯(cuò)誤；根據(jù)T＝，又GM＝gR2，所以“嫦娥三號(hào)”繞月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期T＝＝2π＝2π，故D正確．] 8．B　[飛船在離火星表面高度為H處做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為R＋H，根據(jù)：v＝，得R＋H＝，故A錯(cuò)誤；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，有：＝(R＋H)，得火星的質(zhì)量為：M＝＝，在火星的表面有：mg＝，所以：g＝＝，故B正確，C錯(cuò)誤；火星的第一宇宙速度為：v＝＝＝＝，故D錯(cuò)誤．] 9．AD　10.BC