全品复习方案高考物理大一轮复习第4单元曲线运动万有引力与航天第12讲万有引力与天体运动课时作业

1、万有引力与天体运动 基础巩固1在力学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献关于科学家和他们的贡献，下列说法中不正确的是()A伽利略首先将实验事实和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来B笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献C开普勒通过研究行星观测记录，发现了行星运动三大定律D牛顿总结出了万有引力定律并用实验测出了引力常量2(多选)2016重庆适应性考试 冥王星的两颗卫星尼克斯(Nix)和海德拉(Hydra)绕冥王星近似做匀速圆周运动，它们的周期分别约为25天和38天，则尼克斯绕冥王星运动的()A角速度比海德拉的大B向心加速度比海德拉的小C线速度比海德拉的小D轨道半径比海德拉的小3(多选)假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么()A地球的公转周期大于火星的公转周期B地球公转的线速度小于火星公转的线速度C地球公转的向心加速度大于火星公转的向心加速度D地球公转的角速度大于火星公转的角速度42016西安质检 一个物体静止在质量均匀的球形星球表面的赤道上已知引力常量为G，星球密度为，若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零，则星球自转的角

2、速度为()A. B. CG D. 能力提升52016常德模拟 “神舟十号”飞船于2013年6月11日17时38分载着3名航天员顺利升空当“神舟十号”飞船绕地球做半径为r的匀速圆周运动时，飞船舱内质量为m的航天员站在台秤上，对台秤的压力为FN.用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g表示飞船轨道所在处的重力加速度，不考虑地球自转，则下列关系式中正确的是()Ag0 Bgg CFNmg DFNmg6(多选)2016东北三省四市联考 一颗人造卫星在地球表面附近的轨道上做匀速圆周运动，经过t时间，卫星运行的路程为s，运动半径转过的角度为，引力常量为G，则()A地球的半径约为B地球的半径约为C地球的质量为D地球的质量为72016银川一中一模 将火星和地球绕太阳的运动近似看成是同一平面内的同方向绕行的匀速圆周运动，已知火星的轨道半径为r12.31011 m，地球的轨道半径为r21.51011 m，根据你所掌握的物理和天文知识，估算出火星与地球相邻两次距离最小的时间间隔约为()A1年 B2年 C3年 D4年82016北京朝阳区综合练习 万有引力定律是科学史上最伟大的定律之一，利用它我们可以

3、进行许多分析和预测.2016年3月8日出现了“木星冲日”当地球位于太阳和木星之间且三者几乎排成一条直线时，天文学家称之为“木星冲日”木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动，木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5倍下列说法正确的是()A木星运行的向心加速度比地球的大B木星运行的周期比地球的小C下一次的“木星冲日”时间肯定在2017年D下一次的“木星冲日”时间肯定在2018年92016吉林三校联考 两个质量不同的天体构成双星系统，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，下列说法正确的是()A质量大的天体线速度较大B质量小的天体角速度较大C两个天体的向心力大小相等D若在圆心处放一个质点，它受到的合力为零102016郑州质检 引力波的发现证实了爱因斯坦100年前所做的预测.1974年发现了脉冲双星间的距离在减小就已间接地证明了引力波的存在如果将该双星系统简化为理想的圆周运动模型，如图K121所示，两星球在相互的万有引力作用下，绕O点做匀速圆周运动由于双星间的距离减小，则()图K121A两星的运动周期均逐渐减小B两星的运动角速度均逐渐减小C两星的向心加速度均逐渐减小

4、D两星的运动速度均逐渐减小11由于地球的自转，物体在地球上不同纬度处随地球自转所需向心力的大小不同，因此同一个物体在地球上不同纬度处重力大小也不同，在地球赤道上的物体受到的重力与其在地球两极点受到的重力大小之比约为299300，因此我们通常忽略两者的差异，可认为两者相等而有些星球，却不能忽略假如某星球因为自转的原因，一物体在赤道上的重力与其在该星球两极点受到的重力大小之比为78，已知该星球的半径为R.(1)求绕该星球运动的同步卫星的轨道半径r；(2)若已知该星球赤道上的重力加速度大小为g，引力常量为G，求该星球的密度. 挑战自我12利用万有引力定律可以测量天体的质量(1)测地球的质量英国物理学家卡文迪许，在实验室里巧妙地利用扭秤装置，比较精确地测量出了引力常量的数值，他把自己的实验说成是“称量地球的质量”已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，引力常量为G.若忽略地球自转的影响，求地球的质量(2)测“双星系统”的总质量所谓“双星系统”，是指在相互间引力的作用下，绕连线上某点O做匀速圆周运动的两个星球A和B，如图K122所示已知A、B间距离为L，A、B绕O点运动的周期均为T，引力常量为

5、G，求A、B的总质量(3)测月球的质量若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成“双星系统”已知月球的公转周期为T1，月球、地球球心间的距离为L1.利用(1)、(2)中提供的信息，求月球的质量图K122课时作业(十二)1D解析 伽利略首先将实验事实和逻辑推理(包括数学推演)和谐地结合起来，选项A正确；笛卡儿等人又在伽利略研究的基础上进行了更深入的研究，他认为：如果运动物体不受任何力的作用，不仅速度大小不变，而且运动方向也不会变，将沿原来的方向匀速运动下去，因此笛卡儿对牛顿第一定律的建立做出了贡献，选项B正确；开普勒提出行星运动三大定律，选项C正确；引力常量是由卡文迪许测出的，选项D错误2AD解析 由可知，周期小的尼克斯绕冥王星运动的角速度较大，选项A正确由开普勒第三定律可知，周期小的尼克斯绕冥王星运动的轨道半径小，选项D正确由Gma可得，aG，故轨道半径小的尼克斯的向心加速度比海德拉的大，选项B错误由Gm可得，v，故轨道半径小的尼克斯绕冥王星运动的线速度比海德拉的大，选项C错误3CD解析 地球和火星绕太阳做匀速圆周运动，它们各自所受的万有引力充当向心力由Gmr可得T2，因r地r火，故T

6、地T火，选项A错误由Gm可得v，因r地v火，选项B错误由Gma可得a，因r地a火，选项C正确由Gm2r可得，因r地火，选项D正确4A解析 设星球的质量为M，半径为R，自转的角速度为，物体的质量为m，在星球赤道上，若物体对星球表面的压力为零，则万有引力提供向心力，有GmR2，又知MVR3，联立解得，选项A正确5B解析 飞船及飞船内的航天员均在做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，所以航天员对台秤的压力为0，C、D错误；飞船处的重力加速度为g，A错误；地球表面处的重力加速度为g，因此gg，B正确6AC解析 由弧长、半径与圆心角之间的关系可得，地球半径为R，选项A正确，选项B错误；卫星运行的线速度v，卫星在地球表面附近轨道做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有Gm，解得地球质量M，选项C正确，选项D错误7B解析 根据开普勒第三定律有，地球的周期为T21年，则火星的周期为T11.9年；设经时间t两星又一次距离最近，根据t，则两星转过的角度之差t2，得t2.1年2年，选项B正确8C解析 设太阳质量为M，质量为m的行星的轨道半径为r，周期为T，加速度为a.对行星，由牛顿第二定律可得Gmamr，解得a

7、，T2，由于r木5r地，因此，木星运行的向心加速度比地球的小，木星运行的周期比地球的大，A、B错误地球公转周期T11年，木星公转周期T2T111.18年设经时间t，再次出现木星冲日，则t2，解得t1.1年，因此下一次木星冲日发生在2017年，C正确，D错误9C解析 双星系统中，两个天体以二者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，有m1r12m2r22，故质量大的天体距离该点(圆周运动的圆心)近，即运动的轨道半径r小二者做匀速圆周运动的角速度相等，由vr可知，质量大的天体线速度较小，选项A、B错误二者绕该点做匀速圆周运动，二者之间的万有引力提供向心力，所以两个天体的向心力大小相等，选项C正确若在圆心处放一个质量为m的质点，质量为m1的天体对它的万有引力为F1G，质量为m2的天体对它的万有引力为F2G，因m1r1m2r2，故F2F1，即圆心处放的质点受到的合力不为零，选项D错误10A解析 设双星之间的距离为L，质量较大的星球与O点距离为r，质量为M，另一星球质量为m，由万有引力定律和匀速圆周运动知识得GMr2，Gm(Lr)2，联立解得，由于双星之间的距离L减小，故两星运动的角速度增大，选项B错误；由周期T可知，两星的运动周期减小，选项A正确；由GMa可知，由于双星之间的距离L减小，故两星运动的向心加速度增大，选项C错误；由GM可知，v，因双星质量不变，不变，又由于双星之间的距离L减小，故两星运动的速度增大，选项D错误11(1)2R(2)解析 (1)设物体质量为m，星球质量为M，星球的自转周期为T，物体在星球两极时，万有引力等于重力，即F万GG极物体在星球赤道上随星球自转时，向心力由万有引力的一个分力提供，另一个分力就是重力G赤，有F万G赤Fn因为G赤G极，所以FnGmR该星球的同步卫星的周期等于自转周期T，则有Gmr联立解得r2R.(2)在星球赤道上，有Gmg解得M又因星球的体积VR3所以该星球的密度.12(1)(2)(3)解析 (1)设地球的质量为M，地球表面上某物体质量为m，忽略地球自转的影响，有Gmg解得M.(2)设A的质量为M1，A到O的距离为r1，B的质量为M2，B到O的距离为r2，有GM1r1GM2r2Lr1r2解得M1M2.(3)设月球的质量为M3，由(2)可知M3M由(1)可知M解得M3.

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