高考物理江蘇專版總復(fù)習(xí)課時(shí)作業(yè)： 十六 開普勒定律萬有引力定律 含解析

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1、課時(shí)作業(yè)課時(shí)作業(yè) 十六十六 開普勒定律開普勒定律萬有引力定律萬有引力定律(限時(shí)：45 分鐘)(班級_姓名_)1(多選)第谷、開普勒等人對行星運(yùn)動(dòng)的研究漫長而曲折，牛頓在他們研究的基礎(chǔ)上，得出了科學(xué)史上最偉大的定律之一萬有引力定律下列有關(guān)萬有引力定律的說法中正確的是()A開普勒通過研究觀測記錄發(fā)現(xiàn)行星繞太陽運(yùn)行的軌道是橢圓B太陽與行星之間引力的規(guī)律并不適用于行星與它的衛(wèi)星C庫侖利用實(shí)驗(yàn)較為準(zhǔn)確地測出了引力常量 G 的數(shù)值D牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程中應(yīng)用了牛頓第三定律的知識2(多選)如圖所示，對開普勒第一定律的理解，下列說法中正確的是()第 2 題圖A在行星繞太陽運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)，它離太陽的距

2、離是不變的B在行星繞太陽運(yùn)動(dòng)一周的時(shí)間內(nèi)，它離太陽的距離是變化的C某個(gè)行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道一定是在某一固定的平面內(nèi)D某個(gè)行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道一定不在一個(gè)固定的平面內(nèi)3 開普勒的行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律也適用于其他天體或人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律， 某一人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑為月球繞地球軌道半徑的13，則此衛(wèi)星運(yùn)行的周期大約是()A14 天B48 天C816 天D1620 天4某行星沿橢圓軌道運(yùn)行，遠(yuǎn)日點(diǎn)離太陽的距離為 a，近日點(diǎn)離太陽的距離為 b，過遠(yuǎn)日點(diǎn)時(shí)行星的速率為 va，則過近日點(diǎn)時(shí)行星的速率為()AvbbavaBvbabvaCvbabvaDvbbava5(多選)質(zhì)量為 m 的探月航天器在

3、接近月球表面的軌道上飛行，其運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)已知月球質(zhì)量為 M，月球半徑為 R，月球表面重力加速度為 g，引力常量為 G，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，則航天器的()A線速度 vGMRB角速度 gRC運(yùn)行周期 T2RgD向心加速度 aGmR26(多選)對于萬有引力定律的表述式 FGm1m2r2，下面說法中正確的是()A公式中 G 為引力常量，它是由實(shí)驗(yàn)測得的，而不是人為規(guī)定的B當(dāng) r 趨近于零時(shí)，萬有引力趨于無窮大Cm1與 m2受到的引力總是大小相等的，方向相反，是一對作用力與反作用力Dm1與 m2受到的引力總是大小相等的，而與 m1、m2是否相等無關(guān)7設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為 T，質(zhì)量為 M，引力常量為

4、 G，假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體，半徑為 R.同一物體在南極和赤道水平面上靜止時(shí)所收到的支持力之比為()A.GMT2GMT242R3B.GMT2GMT24R3C.GMT24R3GMT2D.GMT242R3GMT28(多選)如圖所示，人造衛(wèi)星 P(可看作質(zhì)點(diǎn))繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)在衛(wèi)星運(yùn)行軌道平面內(nèi)， 過衛(wèi)星 P 作地球的兩條切線， 兩條切線的夾角為， 設(shè)衛(wèi)星 P 繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為 T，線速度為 v，萬有引力常量為 G.下列說法正確的是()第 8 題圖A越大，T 越大B越小，T 越大C若測得 T 和，則地球的平均密度為3GT2（tan2）3D若測得 T 和，則地球的平均密度為3GT2（s

5、in2）39.已知地球半徑為 R，地球表面重力加速度為 g，萬有引力常量為 G，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響(1)求衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的第一宇宙速度 v1；(2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且運(yùn)行周期為 T，求衛(wèi)星運(yùn)行半徑 r；(3)由題目所給條件，請?zhí)岢鲆环N估算地球平均密度的方法，并推導(dǎo)出平均密度表達(dá)式10宇航員在月球表面附近自 h 高處以初速度 v0水平拋出一個(gè)小球，測出小球的水平射程為 L.已知月球半徑為 R，若在月球上發(fā)射一顆衛(wèi)星，使它在月球表面附近繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)若萬有引力恒量為 G，求：(1)該衛(wèi)星的周期；(2)月球的質(zhì)量課時(shí)作業(yè)(十六)開普勒定律萬有引力定律 1.AD【解析】開普勒通過研究觀

6、測記錄發(fā)現(xiàn)行星繞太陽運(yùn)行的軌道是橢圓，太陽與行星之間引力的規(guī)律既適用于其他行星，也適用于行星與它的衛(wèi)星，選項(xiàng) A正確，B 錯(cuò)誤；引力常量 G 的數(shù)值是卡文迪許測出的，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程中應(yīng)用了牛頓第三定律的知識，選項(xiàng) D 正確2BC【解析】根據(jù)開普勒第一定律(軌道定律)的內(nèi)容可以判定：行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的軌道是橢圓，有時(shí)遠(yuǎn)離太陽，有時(shí)靠近太陽，所以它離太陽的距離是變化的，選項(xiàng) A 錯(cuò)誤，B 正確；行星圍繞著太陽運(yùn)動(dòng)，由于受到太陽的引力作用而被約束在一定的軌道上，選項(xiàng) C 正確，D 錯(cuò)誤3B【解析】由開普勒第三定律a3T2k得r3星T2星r3月T2月，所以 T星r3星T3月

7、T月3927 天5.2 天4C【解析】如圖所示，若行星從軌道的遠(yuǎn)日點(diǎn) A 經(jīng)足夠短的時(shí)間t 運(yùn)動(dòng)到 A點(diǎn)，從軌道的近日點(diǎn) B 經(jīng)時(shí)間t 運(yùn)動(dòng)到 B點(diǎn)因t 很小，OBB和 OAA都可看成扇形，則SOAA12vaat，SOBB12vbbt，由開普勒第二定律知 SOAASOBB，聯(lián)立以上三式得 vbabva，C 正確第 4 題圖5AC【解析】由萬有引力等于向心力GMmR2mv2R可得線速度 vGMR，選項(xiàng) A正確；角速度v/RGMR3gR，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；運(yùn)行周期 T2R/v2Rg，選項(xiàng)C 正確；由GMmR2ma 可得向心加速度 aGMR2，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤故選 AC.6ACD【解析】萬有引力定律的表

8、述式的適用條件是質(zhì)點(diǎn)，故選 ACD.7A【解析】在赤道上GMmR2FNmR42T2可得 FNGMmR2mR42T2，在南極GMmR2FN，由式可得FNFNGMT2GMT242R3.故選 A.8BD【解析】A、B 半徑 rRsin2(R 為地球的半徑)，可知越大，半徑越小，又運(yùn)動(dòng)周期：T2r3GM，則半徑越小，周期越??；越小，半徑越大，T 越大則 A 錯(cuò)誤，B 正確CD：測得 T 和，由萬有引力提供向心力：mRsin242T2G43R3m（Rsin2）2得3GT2（sin2）3，則 D 正確，C 錯(cuò)誤，故選 BD.9(1) gR(2)3gR2T242(3)見解析【解析】(1)設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為 m，

9、地球的質(zhì)量為 M，衛(wèi)星在地球表面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)滿足GMmR2mg第一宇宙速度是指衛(wèi)星在地球表面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度， 衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于它受到的萬有引力GMmR2mv21R式代入式，得 v1 gR；(2)衛(wèi)星受到的萬有引力為GMmr2mr2T2由式解得 r3gR2T242；(3)設(shè)質(zhì)量為 m0的小物體在地球表面附近所受重力為 m0g，則 GMm0R2m0g.將地球看成是半徑為 R 的球體，其體積為 V43R3地球的平均密度為MV3g4GR.10. (1)Lv0h2Rh(2)2hv20R2GL2【解析】(1)設(shè)月球表面附近的重力加速度為 g月對做平拋的小球：豎直方向h12g月t2水平方向Lv0tmg月m42T2R由解得 T Lv0h2Rh(2)由解得：g月2hv20L2又：GMmR2mg月解得：M2hv20R2GL2.