22屆高中物理一輪總復(fù)習(xí) 課時(shí)練13　萬有引力定律及其應(yīng)用

這是一份22屆高中物理一輪總復(fù)習(xí) 課時(shí)練13　萬有引力定律及其應(yīng)用，共6頁。試卷主要包含了下列說法正確的是，1×1010 kgB，4×1019 kgD等內(nèi)容，歡迎下載使用。
課時(shí)練13　萬有引力定律及其應(yīng)用　　　　　 　　　　　　 　　　　　　 基礎(chǔ)對點(diǎn)練1.(多選)(開普勒定律)下列說法正確的是(　　)A.關(guān)于公式=k中的常量k,它是一個(gè)與中心天體有關(guān)的常量B.開普勒定律只適用于太陽系,對其他恒星系不適用C.已知金星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期小于地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期,則可判定金星到太陽的距離小于地球到太陽的距離D.發(fā)現(xiàn)萬有引力定律和測出引力常量的科學(xué)家分別是開普勒、伽利略2.(對萬有引力定律的理解)萬有引力定律和庫侖定律都滿足距離平方反比規(guī)律,因此引力場和電場之間有許多相似的性質(zhì),在處理有關(guān)問題時(shí)可以將它們進(jìn)行類比。例如電場中引入電場強(qiáng)度來反映電場的強(qiáng)弱,其定義為E=,在引力場中可以用一個(gè)類似的物理量來反映引力場的強(qiáng)弱。設(shè)地球質(zhì)量為M,半徑為R,地球表面處重力加速度為g,引力常量為G。如果一個(gè)質(zhì)量為m的物體位于距地心2R處的某點(diǎn),則下列表達(dá)式中能反映該點(diǎn)引力場強(qiáng)弱的是(　　)A.G B.G C.G D.3.(求天體的質(zhì)量)(2020山東濟(jì)南月考)嫦娥一號是我國首次發(fā)射的探月衛(wèi)星,它在距月球表面高度為200 km的圓形軌道上運(yùn)行,運(yùn)行周期為127分鐘。已知引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2,月球的半徑為1.74×103 km。利用以上數(shù)據(jù)估算月球的質(zhì)量約為(　　)A.8.1×1010 kg B.7.4×1013 kg C.5.4×1019 kg D.7.4×1022 kg4.(對黑洞的理解)理論上可以證明,天體的第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍,這個(gè)關(guān)系對于天體普遍適用。若某“黑洞”的半徑約為45 km,逃逸速度可近似認(rèn)為是真空中的光速。已知引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2,真空中光速c=3×108 m/s。根據(jù)以上數(shù)據(jù),估算此“黑洞”質(zhì)量的數(shù)量級為(　　)A.1031 kg B.1028 kg C.1023 kg D.1022 kg5.(衛(wèi)星參量的比較)(2020四川棠湖中學(xué)月考)我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用快舟一號甲運(yùn)載火箭,以“一箭雙星”方式,成功將微重力技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星和瀟湘一號07衛(wèi)星發(fā)射升空,衛(wèi)星均進(jìn)入預(yù)定軌道。假設(shè)微重力技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星軌道半徑為R1,瀟湘一號07衛(wèi)星軌道半徑為R2,兩顆衛(wèi)星的軌道半徑R1<R2,兩顆衛(wèi)星都做勻速圓周運(yùn)動。已知地球表面的重力加速度為g,則下面說法中正確的是(　　)A.微重力技術(shù)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星在預(yù)定軌道的運(yùn)行速度為B.衛(wèi)星在R2軌道上運(yùn)行的線速度大于衛(wèi)星在R1軌道上運(yùn)行的線速度C.衛(wèi)星在R2軌道上運(yùn)行的向心加速度小于衛(wèi)星在R1軌道上運(yùn)行的向心加速度D.衛(wèi)星在R2軌道上運(yùn)行的周期小于衛(wèi)星在R1軌道上運(yùn)行的周期6.(雙星問題)引力波的發(fā)現(xiàn)證實(shí)了愛因斯坦100年前所做的預(yù)測。1974年發(fā)現(xiàn)了脈沖雙星間的距離在減小就已間接地證明了引力波的存在。如果將該雙星系統(tǒng)簡化為理想的圓周運(yùn)動模型,如圖所示,兩星球在相互的萬有引力作用下,繞O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動。由于雙星間的距離減小,故(　　)A.兩星的運(yùn)動周期均逐漸減小B.兩星的運(yùn)動角速度均逐漸減小C.兩星的向心加速度均逐漸減小D.兩星的運(yùn)動線速度均逐漸減小素養(yǎng)綜合練7.(多選)(2020山東濟(jì)南月考)為了探測某星球,載著登陸艙的探測飛船在以該星球中心為圓心,半徑為r1的圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動,周期為T1,總質(zhì)量為m1,隨后登陸艙脫離飛船,變軌到離星球更近的半徑為r2的圓軌道上,此時(shí)登陸艙的質(zhì)量為m2,則(　　)A.該星球的質(zhì)量為M=B.該星球表面的重力加速度為g=C.登陸艙在r1與r2軌道上運(yùn)動時(shí)的速度大小之比為D.登陸艙在半徑為r2軌道上做圓周運(yùn)動的周期為T2=T18.(多選)(2020山東濰坊開學(xué)考試)如圖所示,衛(wèi)星1為地球同步衛(wèi)星,衛(wèi)星2是周期為3小時(shí)的極地衛(wèi)星,只考慮地球引力,不考慮其他作用力的影響,衛(wèi)星1和衛(wèi)星2均繞地球做勻速圓周運(yùn)動,兩軌道平面相互垂直,運(yùn)動過程中衛(wèi)星1和衛(wèi)星2有時(shí)處于地球赤道上某一點(diǎn)的正上方。下列說法中正確的是(　　)A.衛(wèi)星1和衛(wèi)星2的向心加速度之比為1∶16B.衛(wèi)星1和衛(wèi)星2的線速度之比為1∶2C.衛(wèi)星1和衛(wèi)星2處在地球赤道的某一點(diǎn)正上方的周期為24小時(shí)D.衛(wèi)星1和衛(wèi)星2處在地球赤道的某一點(diǎn)正上方的周期為3小時(shí)9.(多選)天問一號探訪火星,使火星再次成為人類最為關(guān)注的行星。已知火星的直徑約是地球的一半,質(zhì)量約為地球質(zhì)量的,表面積相當(dāng)于地球陸地面積,自轉(zhuǎn)周期與地球十分接近,到太陽的距離約是日地距離的1.5倍。根據(jù)以上信息可知(　　)A.火星表面的重力加速度約是地球重力加速度的0.4B.火星的第一宇宙速度約為地球第一宇宙速度的1.6倍C.火星的同步衛(wèi)星軌道半徑約為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的1倍D.火星的公轉(zhuǎn)周期約1.8年10.假設(shè)兩顆質(zhì)量相等的星球繞其球心連線中心轉(zhuǎn)動,理論計(jì)算的周期與實(shí)際觀測的周期有出入,且(n>1),科學(xué)家推測,在以兩星球球心連線為直徑的球體空間中均勻分布著暗物質(zhì),設(shè)兩星球球心連線長度為L,質(zhì)量均為m,據(jù)此推測,暗物質(zhì)的質(zhì)量為(　　)A.(n-1)m B.(2n-1)mC.m D.m                       參考答案課時(shí)練13　萬有引力定律及其應(yīng)用1.AC　公式=k中的k是一個(gè)與中心天體有關(guān)的常量,選項(xiàng)A正確;開普勒定律不僅適用于太陽系,對其他恒星系也適用,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;已知金星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期小于地球繞太陽公轉(zhuǎn)的周期,由=k可知金星到太陽的距離小于地球到太陽的距離,選項(xiàng)C正確;發(fā)現(xiàn)萬有引力定律和測出引力常量的科學(xué)家分別是牛頓和卡文迪什,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.C　類比電場強(qiáng)度定義式E=,該點(diǎn)引力場強(qiáng)弱為,所以C正確。3.D　根據(jù)萬有引力提供嫦娥一號做圓周運(yùn)動的向心力有G=mr2,得中心天體月球的質(zhì)量M=,代入軌道半徑r=R+h=1.74×103+200 km=1.94×106 m,周期T=127 min=127×60 s=7 620 s,引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2,可得月球質(zhì)量M=7.4×1022 kg,故選D。4.A　由題意可知,該“黑洞”的第一宇宙速度v=根據(jù)m=G得M== kg=3×1031 kg故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。5.C　由萬有引力提供向心力有G=m,得v1=,設(shè)地球半徑為R,則有G=mg,聯(lián)立得v1=,由于R≠R1,故v1≠,故A錯(cuò)誤;由公式G=m,得v=,由于R1<R2,故衛(wèi)星在R2軌道上運(yùn)行的線速度小于衛(wèi)星在R1軌道上運(yùn)行的線速度,故B錯(cuò)誤;由公式G=ma,得a=,故衛(wèi)星在R2軌道上運(yùn)行的向心加速度小于衛(wèi)星在R1軌道上運(yùn)行的向心加速度,故C正確;由開普勒第三定律=k可知,衛(wèi)星在R2軌道上運(yùn)行的周期大于衛(wèi)星在R1軌道上運(yùn)行的周期,故D錯(cuò)誤。6.A　雙星做勻速圓周運(yùn)動具有相同的角速度,靠相互間的萬有引力提供向心力。根據(jù)G=m1r1ω2=m2r2ω2,得=ω2,雙星間的距離減小,角速度變大,周期變小,故A正確,B錯(cuò)誤;根據(jù)G=m1a1=m2a2知,L變小,則兩星的向心加速度均增大,故C錯(cuò)誤;根據(jù)G=m1,解得v1=,由于L平方的減小比r1的減小量大,則線速度增大,故D錯(cuò)誤。7.AD　飛船繞星球做勻速圓周運(yùn)動,根據(jù)萬有引力提供向心力,有=m12r1,可得M=,故A正確;根據(jù)圓周運(yùn)動知識可知a=只能表示在半徑為r1的圓軌道上的向心加速度,而不等于該星球表面的重力加速度,故B錯(cuò)誤;根據(jù)萬有引力提供向心力有,解得v=,所以登陸艙在r1與r2軌道上運(yùn)動時(shí)的速度大小之比為,故C錯(cuò)誤;根據(jù)開普勒第三定律有,可得登陸艙在半徑為r2的軌道上做圓周運(yùn)動的周期為T2=T1,故D正確。8.ABC　衛(wèi)星1是地球同步衛(wèi)星,周期為24小時(shí),衛(wèi)星2的周期為3小時(shí),根據(jù)萬有引力提供向心力得=m1r1,=m2r2,解得=4,向心加速度a=r,則,A正確;線速度v=,則,B正確;若某時(shí)刻衛(wèi)星1和衛(wèi)星2處于地球赤道上某一點(diǎn)的正上方,而衛(wèi)星1周期為24小時(shí),衛(wèi)星2周期為3小時(shí),所以再經(jīng)過24小時(shí),兩個(gè)衛(wèi)星又同時(shí)到達(dá)該點(diǎn)正上方,所以衛(wèi)星1和衛(wèi)星2處在地球赤道的某一點(diǎn)正上方的周期為24小時(shí),C正確,D錯(cuò)誤。9.AD　根據(jù)萬有引力等于重力=mg,得:g=,根據(jù)火星直徑約為地球的一半,質(zhì)量約為地球的十分之一,計(jì)算得出火星表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的0.4,故A正確;根據(jù)第一宇宙速度的公式v=,則火星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比,故B錯(cuò)誤;對于星球的同步衛(wèi)星有r,得同步衛(wèi)星軌道半徑r=,由于火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的,它們的自轉(zhuǎn)周期十分接近,,C錯(cuò)誤;研究火星和地球繞太陽公轉(zhuǎn),根據(jù)萬有引力提供向心力得出G=mr,得T=2π,M為太陽的質(zhì)量,r為軌道半徑?；鹦堑能壍腊霃酱笥诘厍虻能壍腊霃?/span>,通過T的表達(dá)式發(fā)現(xiàn)火星與地球公轉(zhuǎn)周期之比為3∶4,所以火星的公轉(zhuǎn)周期約1.8年,故D正確。10.D　因?yàn)?/span>(n>1),所以T觀測=T理論<T理論,差異是以雙星連線為直徑的球體內(nèi)均勻分布著的暗物質(zhì)引起的,均勻分布在球體內(nèi)的暗物質(zhì)對雙星系統(tǒng)的作用等效于這些暗物質(zhì)在雙星連線中點(diǎn)對雙星系統(tǒng)的作用,設(shè)這種暗物質(zhì)質(zhì)量為M,此時(shí)雙星做圓周運(yùn)動的向心力由雙星的萬有引力和暗物質(zhì)對雙星的萬有引力提供,由萬有引力定律得G+G,G由以上兩式解得M=m,選項(xiàng)D正確,A、B、C錯(cuò)誤。