高考物理总复习 作业19 万有引力定律及其应用(含解析)-人教版高三全册物理试题.doc
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1、作业19万有引力定律及其应用 一、选择题1(2019年湖北武昌实验中学检测)万有引力的发现实现了物理学史上第一次大统一:“地上物理学”和“天上物理学”的统一,它表明天体运动和地面上物体的运动遵从相同的规律牛顿发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道简化为圆轨道,还应用到了其他的规律和结论下面的规律和结论没有被用到的是()A开普勒的研究成果B卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常量C牛顿第二定律D牛顿第三定律解析:牛顿在发现万有引力定律的过程中将行星的椭圆轨道简化为圆轨道就是利用开普勒第一定律,由牛顿第二定律可知万有引力提供向心力,再借助于牛顿第三定律来推算物体对地球的作用力与什么有关系,同时运用开普
2、勒第三定律来导出万有引力定律而卡文迪许通过扭秤实验得出的引力常量是在牛顿发现万有引力定律之后,故选B.答案:B2(2019年河北省三市联考)如图191所示,冥王星绕太阳公转的轨道是椭圆,公转周期为T0,其近日点到太阳的距离为a,远日点到太阳的距离为b,半短轴的长度为c.若太阳的质量为M,引力常量为G,忽略其他行星对冥王星的影响,则()图191A冥王星从BCD的过程中,速率逐渐变小B冥王星从ABC的过程中,万有引力对它先做正功后做负功C冥王星从AB所用的时间等于D冥王星在B点的加速度大小为解析:根据开普勒第二定律:对每一个行星,其与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相等,故冥王星从BCD的过程中,
3、冥王星与太阳间的距离先变大后变小,故速率先减小后增大,选项A错误;同理从ABC的过程中,速率逐渐减小,万有引力做负功,选项B错误;冥王星的公转周期为T0,从ABC的过程所用时间为T0,由于冥王星在此过程中,速率逐渐减小,而AB与BC的路程相等,故其从AB的时间小于T0,选项C错误;根据万有引力充当向心力可得:ma,由题图中几何关系可得:R2c2c2,联立可得:a,选项D正确答案:D3已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为()A3.5 km/sB5.0 km/sC17.7 km/s D35.2 km/s解析:根据题设
4、条件可知:M地10M火,R地2R火,由万有引力提供向心力m,可得v,即,因为地球的第一宇宙速度为v地7.9 km/s,所以航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率v火3.5 km/s,选项A正确答案:A图1924(2019年湖北襄阳一测)如图192所示,A、B是绕地球做圆周运动的两颗卫星,A、B两卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积之比为k1,则A、B两卫星的周期的比值为()Ak Bk Ck2 Dk3解析:由题意可知k1,即k,根据开普勒第三定律,有,联立可得k3,选项A、B、C均错,D对答案:D5“嫦娥五号”计划于2017年左右在海南文昌航天发射中心发射,完成探月工程的重大跨越带回月
5、球样品假设“嫦娥五号”在“落月”前,以速度v沿月球表面做匀速圆周运动,测出运动的周期为T,已知引力常量为G,不计周围其他天体的影响,则下列说法正确的是()A月球的半径为B月球的平均密度为C“嫦娥五号”探月卫星的质量为D月球表面的重力加速度为解析:由T可知,月球的半径为R,选项A错误;由GmR可知,月球的质量为M,选项C错误;由MR3可知,月球的平均密度为,选项B正确;由mg可知,月球表面的重力加速度为g,选项D错误答案:B6(2019年湖北七市一模)嫦娥三号携带玉兔号月球车首次实现月球软着陆和月面巡视勘察,并开展月表形貌与地质构造调查等科学探测玉兔号在地球表面的重力为G1,在月球表面的重力为G
6、2;地球与月球均视为球体,其半径分别为R1、R2;地球表面重力加速度为g.则()A月球表面的重力加速度为B地球与月球的质量之比为C月球与地球的第一宇宙速度之比为 D嫦娥三号环绕月球表面做匀速圆周运动的周期为2解析:玉兔号的质量为m,所以月球表面的重力加速度为g,A错误;根据黄金代换公式GMgR2,可得,B错误;第一宇宙速度 v,所以在月球上与地球上的第一宇宙速度之比为 ,C错误;根据万有引力提供向心力Gmr,嫦娥三号环绕月球表面做匀速圆周运动,所以轨道半径等于月球半径R2,代入得T2 ,D正确答案:D7宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原地若他在某星球表面以相同的初
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