試卷第=page11頁，共=sectionpages33頁3.3預言未知星體計算天體質量同步練習2023—2024學年高中物理教科版（2019）必修第二冊一、選擇題（共15題）1．假設冥王星的衛星繞冥王星做勻速圓周運動，除了引力常量外，至少還需要兩個物理量才能計算出冥王星的質量，這兩個物理量可以是（）A．衛星的速度和角速度B．衛星的質量和軌道半徑C．衛星的質量和角速度D．衛星的質量和運行周期2．宇航員在某一星球距離表面高度處，初速度沿水平方向拋出一個小球，經過時間后小球落到該星球表面，已知該星球的半徑為（），引力常量為，則該星球的質量為（

）A． B． C． D．3．地球的第一宇宙速度大小為v，在地面上用彈簧測力計測量一質量為m的物體的重力，物體靜止時，彈簧測力計的示數為F．已知引力常量為G，忽略地球自轉的影響，則地球的質量為（

）A． B． C． D．4．許多科學家對物理學的發展作出了巨大貢獻，以下關于物理學史和物理學家所用物理學方法敘述正確的是（）A．牛頓用實驗的方法測定了引力常量的值，被稱為“測出地球質量的人”B．牛頓總結出了行星運動的三大規律C．天文學家利用牛頓萬有引力定律發現了海王星，海王星被稱為”筆尖下發現的行星”D．如果一個力的作用效果與另外兩個力的作用效果相同，這個力就是那兩個力的合力，這里采用了理想實驗法5．觀察“神州十號”在圓軌道上的運動，發現每經過時間2t通過的弧長為L，該弧長對應的圓心角為θ(弧度)，如圖所示，已知引力常量為G，由此可推導出地球的質量為()A． B． C． D．6．利用引力常量G和下列某一組數據，不能計算出地球質量的是（

）A．地球的半徑及重力加速度（不考慮地球自轉）B．地球繞太陽做圓周運動的周期及地球與太陽間的距離C．人造衛星在地面附近繞地球做圓周運動的速度及周期D．月球繞地球做圓周運動的周期及月球與地球間的距離7．已知月球的半徑為1.74103km，其表面的重力加速度為1.63m/s2，萬有引力常量G=6.6710-11N?m2/kg2，則月球的平均密度約為（

）A．1.1103kg/m3 B．2.2103kg/m3 C．3.3103kg/m3 D．4.4103kg/m38．北斗衛星導航系統是中國自行研制的全球衛星定位與通信系統，它由空間段、地面段和用戶段三部分組成．第三代北斗導航衛星計劃由35顆衛星組成，如圖所示．其中有5顆地球靜止軌道衛星（運行在地球同步軌道，離地高度約3.6×104km）、27顆中地球軌道衛星（運行在3個互成120°的軌道面上，離地高度約2.15×104km）、3顆傾斜同步軌道衛星（其軌道平面與赤道平面有一定的夾角，周期與地球自轉周期相同）．假設所有北斗衛星均繞地球做勻速圓周運動，下列說法正確的是A．中地球軌道衛星的線速度最小B．傾斜同步軌道衛星能定點在北京上空C．中地球軌道衛星的運行周期小于地球同步衛星的運行周期D．傾斜同步軌道衛星的軌道半徑大于地球靜止軌道衛星的軌道半徑9．地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R，萬有引力常量為G，不計地球自轉，則地球的平均密度為（）A． B． C． D．10．一物體從一行星表面某高度處自由下落（不計阻力）。自開始下落計時，得到物體離行星表面高度h隨時間t變化的圖象如圖所示，則根據題設條件可以計算出（）A．行星表面重力加速度大小B．行星的質量C．行星的密度D．物體受到星球引力的大小11．2015年7月23日美國宇航局通過開普勒太空望遠鏡發現了迄今“最接近另一個地球”的系外行星開普勒-452b，開普勒-452b圍繞一顆類似太陽的恒星做勻速圓周運動，公轉周期約為385天（約），軌道半徑約為，已知引力常量，利用以上數據可以估算類似太陽的恒星的質量約為（

）A． B． C． D．12．2019年1月3日，“嫦娥四號”探測器成功著陸在月球背面,揭開了古老月背的神秘面紗,開啟了人類月球探測新篇章．已知月球半徑為R0，月球表面處重力加速度為g0．地球和月球的半徑之比為＝4，表面重力加速度之比為＝6，則地球和月球的密度之比為A． B． C．4 D．613．已知萬有引力常量為G，現在給出下列各組數據，不可以計算出地球質量的是A．地球繞太陽運行的周期T和地球離太陽中心的距離RB．月球繞地球運行的周期T和月球離地球中心的距離RC．人造地球衛星在地面附近運行的速度v和運動周期TD．地球的自轉周期T、地球的自轉線速度和地球的平均密度ρ14．已知引力常量和下列各組數據，能計算出地球質量的是①地球繞太陽運行的周期及地球離太陽的距離②人造衛星繞地球運行的速率v和地球繞太陽公轉的周期T③月球繞地球運行的周期及月球離地球的距離④若不考慮地球自轉，已知地球的半徑及表面重力加速度A．①② B．①③ C．③④ D．②④15．北斗衛星導航系統﹝BeiDou（COMPASS）NavigationSatelliteSystem﹞是中國正在實施的自主研發、獨立運行的全球衛星導航系統，縮寫為BDS．北斗衛星導航系統由空間端、地面端和用戶端三部分組成．空間端包括5顆靜止軌道衛星和30顆非靜止軌道衛星．地面端包括主控站、注入站和監測站等若干個地面站．下列說法符合史實的是A．牛頓發現了行星的運動規律B．開普勒發現了萬有引力定律C．卡文迪許第一次在實驗室里測出了萬有引力常量D．牛頓發現了海王星和冥王星二、填空題（共4題）16．若宇航員在月球表面附近自高h處以初速度v0水平拋出一個小球，測出小球的水平射程為L。已知月球半徑為R，萬有引力常量為G。則月球表面的重力加速度g月=___________，月球的質量m月=___________。17．在萬有引力定律研究太陽系中的行星圍繞太陽運動時，我們可以根據地球的公轉周期，求出地球的質量。在運算過程中，采用理想化方法，把太陽和地球看成質點，還做了_____和_____的簡化處理。有一人造天體飛臨某個行星，并進入該行星的表面圓軌道，測出該天體繞行星運行一周所用的時間為T，則這顆行星的密度是____。18．某行星繞太陽運動可近似看作勻速圓周運動，已知行星運動的軌道半徑為R，周期為T，萬有引力恒量為G，則該行星的線速度v大小為________；太陽的質量M可表示為________。19．某研究性學習小組首先根據小孔成像原理估測太陽半徑，再利用萬有引力定律估算太陽的密度準備的器材有∶①不透光圓筒，一端封上不透光的厚紙，其中心扎一小孔，另一端封上透光的薄紙（如圖甲所示）；②毫米刻度尺。某次實驗中該組同學繪出了太陽通過小孔成像的光路圖（如圖乙所示），圖中CD線段表示太陽的直徑，AB線段表示太陽的像。已知地球繞太陽公轉的周期為T，萬有引力常量為G，則∶（1）設太陽到地球的距離為r，根據圖中小孔成像原理估測太陽半徑的表達式為∶R=______________。（2）由本實驗中所測量的物理最，推算出的太陽密度的表達式為∶ρ=____________。三、綜合題（共4題）20．一飛船繞某星球轉動，星球半徑R，飛船在離該星球表面高度為h處，受星球引力作用而繞其做勻速圓周運動的速率為，已知引力常量為G．試求：(1)該星球的質量；(2)該星球表面重力加速度；(3)該星球第一宇宙速度．21．2010年10月1日，我國“嫦娥二號”探月衛星成功發射。“嫦娥二號”衛星開始繞地球做橢圓運動，經過若干次變軌、制動后，最終使它繞月球在一個圓軌道上運行。設“嫦娥二號”距月球表面為h，繞月圓周運動的周期為T。已知月球半徑為R，引力常量為G。求：(1)月球的質量M；(2)月球表面的重力加速度g。22．一顆衛星在行星表面上運行，如果衛星的周期為，行星的平均密度為，試證明是一個恒量．23．（1）有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面處的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，則該星球的質量將是地球質量的幾倍？（2）若有一飛行器P繞月球做勻速圓周運動，周期為T,月球相對飛行器的張角為θ,求月球的平均密度（萬有引力常量為G）參考答案：1．A2．A3．B4．C5．A6．B7．C8．C9．A10．A11．A12．B13．A14．