適用于新高考新教材廣西專版2025屆高考物理一輪總復(fù)習(xí)課時規(guī)范練13萬有引力定律及其應(yīng)用

課時規(guī)范練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.公式r3T2=kB.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)覺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.(萬有引力定律的應(yīng)用)2024年12月3日,嫦娥五號上升器攜帶月壤樣品勝利回到預(yù)定環(huán)月軌道,這是我國首次實(shí)現(xiàn)地外天體起飛。環(huán)月軌道可以近似為圓軌道,已知軌道半徑為r,月球質(zhì)量為m,引力常量為G。則上升器在環(huán)月軌道運(yùn)行的速度為()A.Gmr2 B.C.Gmr2 D3.(向心力與萬有引力)北斗問天,國之夙愿。我國北斗三號系統(tǒng)的收官之星是地球靜止軌道衛(wèi)星,其軌道半徑約為地球半徑的7倍,與近地軌道衛(wèi)星相比,地球靜止軌道衛(wèi)星()A.周期大B.線速度大C.角速度大D.加速度大4.(對萬有引力定律的理解)萬有引力定律和庫侖定律都滿意與距離的二次方成反比的規(guī)律,因此引力場和電場之間有很多相像的性質(zhì),在處理有關(guān)問題時可以將它們進(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,其定義式為E=Fq,在引力場中可以用一個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地,半徑為R,地球表面處重力加速度為g,引力常量為G。假如一個質(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.Gm地m(2RC.Gm地(25.(向心力與萬有引力)(2024江西模擬)宇宙中,兩顆靠得比較近的恒星,只受到彼此之間的萬有引力作用,分別圍繞其連線上的某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動,稱之為雙星系統(tǒng)。由恒星A與恒星B組成的雙星系統(tǒng)繞其連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動,如圖所示。已知它們的運(yùn)行周期為T,恒星A的質(zhì)量為m,恒星B的質(zhì)量為3m,引力常量為G,則下列推斷正確的是()A.兩顆恒星相距3B.恒星A與恒星B的向心力之比為3∶1C.恒星A與恒星B的線速度之比為1∶3D.恒星A與恒星B的軌道半徑之比為3∶16.(雙星問題)將某雙星系統(tǒng)簡化為志向的圓周運(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)動周期均漸漸減小B.兩星的運(yùn)動角速度均漸漸減小C.兩星的向心加速度均漸漸減小D.兩星的運(yùn)動線速度均漸漸減小素養(yǎng)綜合練7.(多選)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,此時登陸艙的質(zhì)量為m2,則()A.該星球的質(zhì)量為m=4B.該星球表面的重力加速度為g=4C.登陸艙在半徑為r1與r2的軌道上運(yùn)動時的速度大小之比為vD.登陸艙在半徑為r2的軌道上做圓周運(yùn)動的周期為T2=T1r8.(2024廣東卷)如圖甲所示,太陽系外的一顆行星P繞恒星Q做勻速圓周運(yùn)動。由于P的遮擋,探測器探測到Q的亮度隨時間做如圖乙所示的周期性變更,該周期與P的公轉(zhuǎn)周期相同。已知Q的質(zhì)量為mQ,引力常量為G。關(guān)于P的公轉(zhuǎn),下列說法正確的是()A.周期為2t1-t0B.半徑為3C.角速度的大小為πD.加速度的大小為39.(2024江蘇南京模擬)現(xiàn)將火星和水星的運(yùn)行軌道看成圓軌道,如圖所示。T1、T2分別為火星和水星的公轉(zhuǎn)周期,R1、R2分別為火星和水星的公轉(zhuǎn)半徑。則過點(diǎn)lgR2R10.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T理論T觀測=n1(n>1),科學(xué)家推想,在以兩星球球心連線為直徑的球體空間中勻整分布著暗物質(zhì),設(shè)兩星球球心連線長度為A.(n-1)m B.(2n-1)mC.n-28m D答案：1.AC解析公式r3T2=k中的k是一個與中心天體有關(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2.D解析由Gmm'r2=m'v23.A解析由萬有引力供應(yīng)向心力,可得Gm地mr2=mv2r,解得線速度v=Gm地r,由于近地軌道衛(wèi)星的軌道半徑稍大于地球半徑,地球靜止軌道衛(wèi)星的軌道半徑大于近地軌道衛(wèi)星的軌道半徑,所以地球靜止軌道衛(wèi)星的線速度較小,選項(xiàng)B錯誤;由萬有引力供應(yīng)向心力,可得Gm地mr2=mr2πT2,解得周期4.C解析類比電場強(qiáng)度定義式E=Fq,該點(diǎn)引力場強(qiáng)弱為F5.A解析兩顆恒星做勻速圓周運(yùn)動的向心力來源于恒星之間的萬有引力,所以向心力大小相等,即m4π2T2rA=3m4π2T2rB,解得恒星A與恒星B的軌道半徑之比rA∶rB=3∶1,選項(xiàng)B、D錯誤;設(shè)兩恒星相距為L,即rA+rB=L,則有m4π2T2rA6.A解析雙星做勻速圓周運(yùn)動具有相同的角速度,靠相互間的萬有引力供應(yīng)向心力。依據(jù)Gm1m2L2=m1r1ω2=m2r2ω2,得G(m1+m2)L3=ω2,雙星間的距離減小,角速度變大,周期變小,故A正確,B錯誤;依據(jù)Gm1m2L2=m1a1=m2a27.AD解析飛船繞星球做勻速圓周運(yùn)動,依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力,有Gmm1r12=m12πT12r1,可得m=4π2r13GT12,故A正確;依據(jù)圓周運(yùn)動學(xué)問可知,a=4π2r1T12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錯誤;依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力有Gmm'8.B解析依據(jù)題圖乙可知,Q的亮度變更的周期為T=t1-t0,則角速度的大小為ω=2πT=2πt1-t0,選項(xiàng)A、C錯誤。行星P受到的萬有引力供應(yīng)向心力,依據(jù)牛頓其次定律可得GmQ9.D解析依據(jù)開普勒第三定律可知R13T12=R23T22,可得T12T2210.D解析因?yàn)門理論T觀測=n1(n>1),所以T觀測=1nT理論<T理論,差異是以雙星連線為直徑