1、计算题 图为中国月球探测工程的想象标志,它以中国书法的笔触,勾勒出一轮明月和一双踏在其上的脚印,象征着月球探测的终极梦想,我国自主研制的第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”的发射成功,标志着我国实施绕月探测工程迈出重要一步。一位勤于思考的同学,为探月宇航员设计了如下实验:在距月球表面高h处以初速度v0水平抛出一个物体,然后测量该平抛物体的水平位移为x,通过查阅资料知道月球的半径为R,引力常量为G,若物体只受月球引力的作用,请你求出:

(1)月球的质量;
(2)环绕月球表面的宇宙飞船的速率。
参考答案:(1)
(2)
本题解析:(1)物体在月球表面做平抛运动,
水平方向上:x=v0t?
竖直方向上:
解得月球表面的重力加速度:
?
设月球的质量为M,对月球表面质量为m的物体,
有
解得:
?
(2)设环绕月球表面飞行的宇宙飞船的速率为v,
则有
解得:
?
点评:本题难度较小,整体思路为根据平抛运动规律求解表面重力加速度,再由黄金代换求天体质量,注意黄金代换的使用
本题难度:简单
2、选择题 A、B两颗行星,质量之比为MA/MB=p,半径之比为RA/RB=q,则两行星表面的重力加速度为( )
A.p/q
B.pq2
C.p/q2
D.pq
参考答案:忽略星球自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式:
F=GMmr2=mg
g=GMr2
gAgB=MAR2AMBR2B=pq2
故选C.
本题解析:
本题难度:简单
3、选择题 太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是圆,各行星的半径、日星距离和质量如表所示:
行星名称
| 水星
| 金星
| 地球
| 火星
| 木星
| 土星
| 天王星
| 海王星
|
星球半径/106m
| 2.44
| 6.05
| 6 .38
| 3.40
| 71.49
| 60.27
| 25.56
| 24.75
|
日星距离/×1011m
| 0.58
| 1.08
| 1.50
| 2.28
| 7.78
| 14.29
| 28.71
| 45.04
|
质量/×1024kg
| 0.33
| 4.87
| 6.00
| 0.64
| 1900
| 569
| 86.8
| 102
|
由表中所列数据可以估算天王星公转的周期最接近于
A. 7000年? B.85年? C. 20年? D. 10年
参考答案:B
本题解析:根据开普勒第三定律内容太阳系中所有行星的轨道半长轴的3次方与其公转周期的平方的比值都相等,即
,对围绕同一中心天体运行的行星(或卫星)都相同。所以
地球的公转周期是1年,从表中可以知道地球和天王星的轨道半径,所以天王星的公转的周期
,故B正确。
点评:解该题关键要掌握
,式中的k值,对围绕同一中心天体运行的行星(或卫星)都相同。
本题难度:简单
4、填空题 据报道,最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重量为600 N的人在这个行星表面的重量将变为960 N.由此可推知,该行星的半径是地球半径的_________倍
参考答案:2
本题解析:在地球表面mg="600" N,在该行星表面
,由黄金代换
,两个星球的质量纸币为6.4:1,可求出半径之比为2:1
本题难度:简单
5、选择题 假设地球是一个质量均匀分布的球体,半径为R.在离海平面不同高度的位置,物体所受的重力也略有不同,有人利用这个特点来确定山的高度.他用单摆在海平面处测出摆的周期是T0.在某山顶上测得该单摆周期为T,不考虑地球自转的因素,可求得该山顶离海平面的高度为( )
A.
B.
C.
D.
参考答案:设单摆的摆长为L,地球的质量为M,则据万有引力定律可得地面的重力加速度和高度为h时的重力加速度分别为:
g=GMR2,gh=GM(R+h)2
据单摆的周期公式可知T0=2π
本题解析:
本题难度:一般