2020高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天课时规范练13万有引力定律及其应用新人教版

2019年

【2019最新】精选高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天课

时规范练13万有引力定律及其应用新人教版

基础巩固组

1.(物理学史)牛顿时代的科学家们围绕引力的研究,经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践。在万有引力定律的发现历程中,下列叙述不符合史实的是( ) A.开普勒研究了第谷的行星观测记录,得出了开普勒行星运动定律

B.牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体,得出了万有引力定律

C.卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值

D.根据天王星的观测资料,哈雷利用万有引力定律计算出了海王星的轨道 答案D 解析开普勒研究了第谷的行星观测记录,得出了开普勒行星运动定律,选项A正确;牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体,得出了万有引力定律,选项B正确;卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值,选项C正确;英国人亚当斯和法国人勒维耶根据万有引力推测

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出“新”行星的轨道和位置,柏林天文台年轻的天文学家伽勒和他的助手根据勒维耶计算出来的“新”行星的位置,发现了海王星,故D不符合史实。 2.(开普勒第三定律)已知地球和火星绕太阳公转的轨道半径分别为R1和R2(公转轨迹近似为圆),如果把行星与太阳连线扫过的面积与其所用时间的比值定义为扫过的面积速率。则地球和火星绕太阳公转过程中扫过的面积速率之比是( )

A. 答案B B. C. D.

解析公转的轨迹近似为圆,地球和火星的运动可以看作匀速圆周运动, 根据开普勒第三定律知=C,

运动的周期之比,

在一个周期内扫过的面积之比为,

面积速率为,可知面积速率之比为,故B正确,A、C、D错误。3.(多选)(宇宙速度)下列关于三种宇宙速度的说法正确的是

( )

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A.第一宇宙速度v1=7.9 km/s,第二宇宙速度v2=11.2 km/s,则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1,小于v2

B.美国发射的“凤凰”号火星探测卫星,其发射速度大于第三宇宙速度

C.第二宇宙速度是使物体可以挣脱地球引力束缚,成为绕太阳运行的小行星的最小发射速度

D.第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度 答案CD 解析根据v=可知,卫星的轨道半径r越大,即距离地面越远,卫星的环绕速度越小,v1=7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度,选项D正确;其余绕地球在圆轨道上运行时的卫星的速度都小于第一宇宙速度,选项A错误;美国发射的“凤凰”号火星探测卫星,仍在太阳的引力范围内,所以其发射速度小于第三宇宙速度,选项B错误;第二宇宙速度是物体挣脱地球束缚而成为一颗绕太阳运行的小行星的最小发射速度(在地面上发射),选项C正确。

4.(万有引力定律的理解与应用)如图所示,有人设想要“打穿地球”从中国建立一条通过地心的光滑隧道直达巴西。如只考虑物体间的万有引力,则从隧道口抛下一物体,物体的加速度( ) A.一直增大

B.一直减小

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C.先增大后减小 答案D D.先减小后增大

解析设地球的平均密度为ρ,物体在隧道内部离地心的距离为r 则物体m所受的万有引力F=G·πGρmr,物体的加速度a=πGρr,故选项D正

确。

5.(多选)(中心天体质量和密度的估算)通过观测冥王星的卫星,可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动,除了引力常量外,至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物理量可以是( ) A.卫星的速度和角速度 B.卫星的质量和轨道半径 C.卫星的质量和角速度 D.卫星的运行周期和轨道半径 答案AD 解析根据线速度和角速度可以求出半径r=,根据万有引力提供向心力,则=m,整理可以得到M=,故选项A正确;由于卫星的质量m约掉,故与卫星的质量无关,故选项B、C