专题08 行星运动规律和万有引力定律的计算-2023年新高二物理暑假夯实基础专题训练（全国通用）

专题08行星运动规律和万有引力定律 特训知识点 对应题号 知识点1 开普勒定律 T1-T4 知识点2 万有引力计算 T5-T9 知识点3 重力与万有引力的关系 T10-T14 知识点4 重力加速度的计算 T15-T20 知识点1 开普勒定律 1．下列有关万有引力定律的说法错误的是（   ） A．由开普勒第三定律可知，地球与火星绕太阳公转轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值相等 B．开普勒根据第谷多年观测行星的运动数据，总结提出了行星运动的三大定律 C．牛顿在发现万有引力定律的过程中应用到了牛顿第二定律和牛顿第三定律 D．一个行星沿椭圆轨道绕太阳运动，从远日点向近日点运动的过程中，它的动能逐渐增大，而机械能不变2．2022年9月2日，韦布空间望远镜拍摄的编号为“HIP 65426 b”第一张系外行星图像公布。这颗系外行星围绕编号为“HIP 65426”的恒星公转，该恒星的质量约为太阳质量的2倍，单位时间内向外辐射的能量为太阳的4倍，若“HIP 65426 b”行星单位时间单位面积获得的恒星辐射能量与处在太阳系中的地球相同，系外行星和地球绕恒星的运动均可视为匀速圆周运动，则“HIP 65426 b”行星绕“HIP 65426”恒星公转的周期约为（  ） A．2年 B．4年 C．8年 D．16年 3．在地球表面的天文观测者测得当地球和水星的连线与水星绕太阳运动的圆轨道相切时，地球与水星、太阳连线的夹角为．如图所示，已知地球、水星绕太阳均做匀速圆周运动，则水星绕太阳圆周运动的周期为（　　） A．年 B．年 C．年 D．年 多选4．百武彗星是人类第一次探测到发射X射线的彗星，它的近日点仅0.1AU，周期很长（200年以上），已知地球的轨道半径为1AU，只考虑行星与太阳间的作用力，下列说法正确的是（　　） A．太阳处在百武慧星椭圆轨道的中心点上 B．百武彗星在近日点的速度比在远日点的速度大 C．地球的轨道半径小于百武彗星轨道的半长轴 D．在远离太阳的过程中，百武彗星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积逐渐增大 知识点2 万有引力计算 5．2022年3月5日，我国在西昌卫星发射中心成功将银河航天的通信卫星发射升空。卫星进入高度为（约为地球半径的）的预定轨道，发射任务获得圆满成功。则卫星在地面上与轨道上受地球引力之比约为（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，一半径为R、密度为的均匀球，距离均匀球最右端为R的位置放置一质量为m的小球（可视为质点），二者的万有引力大小为F。去掉均匀球的右半部分，保持小球的位置不变，剩余部分与小球的作用力大小为，引力常量为G，则（　　） A． B． C． D． 7． 1687年牛顿在总结了前人研究成果的基础上提出了万有引力定律，并通过月—地检验证明了地球对地面物体的引力与行星对卫星的引力具有相同的性质。已知地球的质量约为月球质量的80倍，地球的直径约为月球直径的4倍，同一物块在地球表面所受地球万有引力约为在月球表面所受万有引力的（　　） A．5倍 B．20倍 C．倍 D．倍 8．有一质量为M、半径为R、密度均匀的球体，在距离球心O为2R的地方有一质量为m的质点。现将M中挖去半径为R的球体，如图所示，则剩余部分对m2的万有引力F为多少（　　） A． B． C． D． 9．两个质量均匀的球形物体，两球心相距r时它们之间的万有引力为F。若将两球的半径都加倍，两球心的距离也加倍，它们之间的作用力为（　　） A．2F B．4F C．8F D．16F 知识点3 重力与万有引力的关系 10．现实版的倒霉熊乔伊曾因为白化病两次被送到北极，还有一次被送到位于赤道的北极馆。若乔伊质量始终为m，它在北极和北极馆的重力差为，地球半径R，则可求出同步卫星运动的周期为（　　） A． B． C． D． 11．甲、乙两位同学分别站在地球的南极和赤道上，用大小相等的初速度将一个小球竖直向上抛出，小球落回手中的时间之比为k，不计空气阻力。若已知地球密度为ρ，引力常量为G，则乙同学随地球自转的角速度大小为（　　） A． B． C． D． 12．匈牙利物理学家厄缶在19世纪指出：“沿水平地面向东运动的物体，其重量（即：列车的视重或列车对水平轨道的压力）一定会减轻”。后来，人们常把这类物理现象称之为“厄缶效应”。一静止在赤道某处的列车，随地球自转的线速度为，已知列车的质量为，地球的半径为。若列车相对地面以速率沿水平轨道向东行驶，由于列车向东行驶而引起列车对轨道的压力减少的数值为（　　） A． B． C． D． 13．地球半径为R，质量为m，地球到太阳的距离为r（r≥R），太阳质量为M，不考虑其他星球的影响，那么地球在自转过程中，近太阳点（白天正午的地方）和远太阳点（深更半夜之处）的自由落体加速度的差值约为（不考虑公转