2020版高考物理一轮复习专题13开普勒行星运动定律和万有引力定律限时训练（含解析）

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1、专题13开普勒行星运动定律和万有引力定律(限时：45min)一、选择题（本大题共19小题）1．关于万有引力定律，下列说法正确的是(　　)A．牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值B．万有引力定律只适用于天体之间C．万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律D．地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是相同的【答案】C　【解析】牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测定了引力常量的数值，万有引力定律适用于任何物体之间，万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律，选项A、B错误，C正确；地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太

2、阳的万有引力大小是不相同的，选项D错误。2．(多选)如图所示，近地人造卫星和月球绕地球的运行轨道可视为圆。设卫星、月球绕地球运行周期分别为T卫、T月，地球自转周期为T地，则(　　)A．T卫＜T月　　　　B．T卫＞T月C．T卫＜T地D．T卫＝T地【答案】AC　【解析】因r月＞r同＞r卫，由开普勒第三定律＝k可知，T月＞T同＞T卫，又同步卫星的周期T同＝T地，故有T月＞T地＞T卫，选项A、C正确。3．(2019·汕尾六校联考)有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地球表面处重力加速度的4倍，则该星球的质量是地球质量的(忽略其自转影响)(　　)A．B．4倍C．16倍

3、D．64倍【答案】D　【解析】天体表面的物体所受重力mg＝G，又知ρ＝，所以M＝，故＝3＝64。D正确。4．对于环绕地球做圆周运动的卫星来说，它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化。某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T的关系作出如图所示图像，则可求出地球的质量为(已知引力常量为G)(　　)A．B．C．D．【答案】A　【解析】由G＝m·r，可得＝，结合题图图线可得，＝，故M＝，A正确。5．(2018·北京高考)若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证(　　)A．地球吸引月球

4、的力约为地球吸引苹果的力的B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的【答案】B　【解析】若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律——万有引力定律，则应满足G＝ma，因此加速度a与距离r的二次方成反比。6．宇航员站在某一星球距其表面h高度处，以某一速度沿水平方向抛出一个小球，经过时间t后小球落到星球表面。已知该星球的半径为R，引力常量为G，则该星球的质量为(　　)A．B．C．D．【答案】A　【解析】设该星球表面的重力加速度为g，小球在星球表面做平抛运动，h＝gt2

5、。设该星球的质量为M，在星球表面有mg＝G。由以上两式得，该星球的质量为M＝，A正确。7．(多选)2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面处的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的(　　)A．密度　　　　　　B．向心力的大小C．离地高度D．线速度的大小【答案】CD　【解析】不考虑地球自转的影响，则在地球表面物体的重力等于它受到的万有引力：m0g＝G，整

6、理得GM＝gR2。卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：G＝m2(R＋h)，可求得卫星的离地高度h＝－R，再由v＝可求得卫星的线速度，选项C、D正确。卫星的质量未知，故卫星的密度和向心力不能求出，选项A、B错误。8．据报道，科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星。假设该行星质量约为地球质量的6.4倍，半径约为地球半径的2倍。那么，一个在地球表面能举起64kg物体的人，在这个行星表面能举起的物体的质量约为多少(地球表面重力加速度g＝10m/s2)(　　)A．40kgB．50kgC．60kgD．30kg【答案】A　【解析】在地球表面，万有引力等于重力G＝

7、mg，得g＝，因为行星质量约为地球质量的6.4倍，其半径是地球半径的2倍，则行星表面重力加速度是地球表面重力加速度的1.6倍，而人的举力认为是不变的，则人在行星表面所举起的重物质量为：m＝＝kg＝40kg，故A正确。9．(2018·南宁期末)德国天文学家开普勒对第谷观测的行星数据进行多年研究，得出著名的开普勒行星三定律。设太阳系的行星绕太阳做匀速圆周运动的半径的立方与周期的平方的比值为k1，土星的卫星做匀速圆周运动的半径的立方与周期的平方的比值为k2，地球的卫星做匀速圆周运动的半径的立方与周期的平方的比