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1、选择题 已知万有引力恒量G,则还已知下面哪一选项的数据,可以计算地球的质量( )
A.已知地球绕太阳运行的周期及地球中心到太阳中心的距离
B.已知月球绕地球运行的周期及月球中心到地球中心的距离
C.已知人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期
D.已知地球同步卫星离地面的高度
参考答案:根据旋转天体绕中心天体运行的模型,根据万有引力等于向心力,由旋转天体公转半径和周期可求出中心天体的质量.
A、已知地球绕太阳运行的周期和地球的轨道半径只能求出太阳的质量,而不能求出地球的质量,故A错误.
B、已知月球绕地球运行的周期及月球中心到地球中心的距离,根据万有引力等于向心力得
GM?mr2=mr4π2T2,知道周期和半径,可以求出地球的质量.故B正确.
C、已知人造地球卫星在地面附近绕行的速度和运行周期.由v=2πrT,可求出轨道半径,
根据GM?mr2=mv2r,可求出地球的质量.故C正确.
D、同步卫星的周期已知,知道同步卫星的高度,不知道地球半径,所以无法知道同步卫星的轨道半径,不能求出地球的质量,故D错误.
故选BC.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 在宇宙空间有两个天体,已知两者之间的万有引力为F,现将这两个天体的质量各自减半,并将其间距离增大到原来的两倍,那么两者之间的万有引力为( )
A F/16 B F/4 C 2F D 4F
参考答案:A
本题解析:由万有引力公式
可知万有引力变为原来的1/16,A对;
本题难度:简单
3、计算题 万有引力定律的地—月检验,假定维持月球绕地球运动的力与使得苹果下落的力是同一种力,已知地球表面重力加速度g,半径R;月球绕地球公转周期为T。月球轨道半径约为地球半径的60倍,根据牛顿定律可知月球在轨道上运动的加速度为(?)。而根据月球匀速圆周运动计算出其向心加速度为(? )。计算结果符合得很好,表明物体间的引力遵从相同的规律。
参考答案:g/602=g/3600,? 240π2R/T2
本题解析:设物体质量为m,地球质量为M,地球半径为R,月球轨道半径r=60R,物体在月球轨道上运动时的加速度为a,由牛顿第二定律得:
,地球表面的物体所受重力等于:
,解得:
,即
;根据公式
点评:关键是选择合适的公式计算,比较简单
本题难度:一般
4、选择题 关于万有引力定律和万有引力恒量的发现,下列说法哪个正确?
A.万有引力定律是由开普勒发现的,而万有引力恒量是由伽利略测定的
B.万有引力定律是由开普勒发现的,而万有引力恒量是由卡文迪许测定的
C.万有引力定律是由牛顿发现的,而万有引力恒量是由胡克测定的
D.万有引力定律是由牛顿发现的,而万有引力恒量是由卡文迪许测定的
参考答案:D
本题解析:万有引力定律是由牛顿发现的,不是开普勒发现的.万有引力恒量是由卡文迪许测定的,不是伽利略、胡克测定的.
对于物理学上重要实验、发现和理论,要加强记忆,这也是高考考查内容之一.基本题.
本题难度:简单
5、选择题 地球质量约为月球质量的81倍,在登月飞船通过月地之间引力F地船=F月船的位置时,飞船离月球中心和地球中心的距离比为( )
参考答案:
本题解析:
本题难度:一般