高考物理復(fù)習(xí)萬有引力定律及其應(yīng)用專項(xiàng)練習(xí)

1、6/62019-2019高考物理復(fù)習(xí)萬有引力定律及其應(yīng)用專項(xiàng)練習(xí)萬有引力定律是艾薩克牛頓在1687年于?自然哲學(xué)的物理原理?上發(fā)表的 ,下面是萬有引力定律及其應(yīng)用專項(xiàng)練習(xí) ,查字典物理網(wǎng)希望對大家復(fù)習(xí)有幫助。1.(2019高考重慶卷)宇航員王亞平在天宮1號飛船內(nèi)進(jìn)行了我國首次太空授課 ,演示了一些完全失重狀態(tài)下的物理現(xiàn)象.假設(shè)飛船質(zhì)量為m ,距地面高度為h ,地球質(zhì)量為M ,半徑為R ,引力常量為G ,那么飛船所在處的重力加速度大小為()A.0 B.1C.2 D.4解析：選B.飛船受的萬有引力等于在該處所受的重力 ,即G=mg ,得g= ,選項(xiàng)B正確.2.(2019高考山東卷)如圖 ,拉格朗日

2、點(diǎn)L1位于地球和月球連線上 ,處在該點(diǎn)的物體在地球和月球引力的共同作用下 ,可與月球一起以相同的周期繞地球運(yùn)動.據(jù)此 ,科學(xué)家設(shè)想在拉格朗日點(diǎn)L1建立空間站 ,使其與月球同周期繞地球運(yùn)動.以a1、a2分別表示該空間站和月球向心加速度的大小 ,a3表示地球同步衛(wèi)星向心加速度的大小.以下判斷正確的選項(xiàng)是()A.a2a1 B.a2a3C.a3a2 D.a3a1解析：選D.空間站和月球繞地球運(yùn)動的周期相同 ,由a=2r知 ,a2對地球同步衛(wèi)星和月球 ,由萬有引力定律和牛頓第二定律得G=ma ,可知a3a2 ,應(yīng)選項(xiàng)D正確.3.嫦娥一號是我國首次發(fā)射的探月衛(wèi)星 ,它在距月球外表高度為200 km的圓形軌

3、道上運(yùn)行 ,運(yùn)行周期為127分鐘.引力常量G=6.6710-11 Nm2/kg2 ,月球半徑約為1.74103 km.利用以上數(shù)據(jù)估算月球的質(zhì)量約為()A.8.11010 kg B.7.41013 kgC.5.41019 kg D.7.41022 kg解析：選D.設(shè)探月衛(wèi)星的質(zhì)量為m ,月球的質(zhì)量為M ,根據(jù)萬有引力提供向心力G=m2(R+h) ,將h=200 000 m ,T=12760 s ,G=6.6710-11 Nm2/kg2 ,R=1.74106 m ,代入上式解得M=7.41022 kg ,可知D選項(xiàng)正確.4.(多項(xiàng)選擇)2019年12月31日9時02分 ,在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心 ,長

4、征三號甲運(yùn)載火箭將風(fēng)云二號08星成功送入預(yù)定軌道.風(fēng)云二號08星繞地球做圓周運(yùn)動的周期為T ,線速度大小為v ,引力常量為G.那么以下說法正確的選項(xiàng)是()A.風(fēng)云二號08星環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動的軌道半徑為B.風(fēng)云二號08星的向心加速度為C.由以上條件可得地球的質(zhì)量為D.風(fēng)云二號08星的質(zhì)量為解析：選AC.風(fēng)云二號08星繞地球做圓周運(yùn)動 ,其周期為T ,線速度為v ,由圓周運(yùn)動規(guī)律可得風(fēng)云二號08星的軌道半徑為r= ,向心加速度為a= ,A正確、B錯誤;地球?qū)︼L(fēng)云二號08星的萬有引力提供向心力 ,有=ma ,可得地球的質(zhì)量M= ,C正確、D錯誤.5.地球同步衛(wèi)星離地心的高度約為地球半徑的7倍.某行

5、星的同步衛(wèi)星距其外表的高度是其半徑的2.5倍 ,假設(shè)該行星的平均密度為地球平均密度的一半 ,那么該行星的自轉(zhuǎn)周期約為()A.12小時 B.36小時C.72小時 D.144小時解析：選A.地球同步衛(wèi)星的周期為T1=24小時 ,軌道半徑為r1=7R1 ,地球平均密度為1.某行星的同步衛(wèi)星周期為T2 ,軌道半徑為r2=3.5R2 ,該行星平均密度1.根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律有=m12r1 ,=m22r2 ,聯(lián)立解得T2=T1/2=12小時 ,選項(xiàng)A正確.6.(2019全國大聯(lián)盟聯(lián)考)(多項(xiàng)選擇)2019年12月11日 ,我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用長征四號丙運(yùn)載火箭成功將遙感衛(wèi)星二十五號發(fā)射升空

6、,衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道.該衛(wèi)星的軌道是橢圓 ,周期為T0 ,如下圖.那么()A.遙感衛(wèi)星二十五號的發(fā)射速度小于第一宇宙速度B.遙感衛(wèi)星二十五號在ABC的過程中速率逐漸變小C.遙感衛(wèi)星二十五號從A到B所用的時間小于D.遙感衛(wèi)星二十五號在BCD的過程中 ,萬有引力對它先做正功后做負(fù)功解析：選BC.繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星 ,其發(fā)射速度不小于第一宇宙速度 ,選項(xiàng)A錯誤;衛(wèi)星在ABC的過程中 ,衛(wèi)星與地球的距離增大 ,此過程中衛(wèi)星克服萬有引力做功 ,速率逐漸變小 ,選項(xiàng)B正確;周期為T0 ,衛(wèi)星從A到C的過程中所用的時間是 ,由于衛(wèi)星在ABC的過程中速率逐漸變小 ,從A到B與從B到C的路程相等 ,所以衛(wèi)星從A

7、到B所用的時間小于 ,選項(xiàng)C正確;衛(wèi)星在BCD的過程中 ,萬有引力方向先與速度方向成鈍角 ,過了C點(diǎn)后萬有引力方向與速度方向成銳角 ,所以萬有引力對它先做負(fù)功后做正功 ,選項(xiàng)D錯誤.7. (2019石家莊高三二模)2019年10月24日 ,嫦娥五號在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空 ,并在8天后以跳躍式再入方式成功返回地面.跳躍式再入指航天器在關(guān)閉發(fā)動機(jī)后進(jìn)入大氣層 ,依靠大氣升力再次沖出大氣層 ,降低速度后再進(jìn)入大氣層 ,如下圖 ,虛線為大氣層的邊界.地球半徑為R ,地心到d點(diǎn)距離為r ,地球外表重力加速度為g.以下說法正確的選項(xiàng)是()A.嫦娥五號在b點(diǎn)處于完全失重狀態(tài)B.嫦娥五號在d點(diǎn)的加速度小于

8、C.嫦娥五號在a點(diǎn)速率大于在c點(diǎn)的速率D.嫦娥五號在c點(diǎn)速率大于在e點(diǎn)的速率解析：選C.由題意 ,嫦娥五號在b點(diǎn)依靠大氣升力沖出大氣層 ,有向上的加速度分量 ,處于超重狀態(tài) ,A錯誤;嫦娥五號在d點(diǎn)只受萬有引力作用 ,由G=ma ,GM=gR2知 ,a= ,故B錯誤;嫦娥五號從a到c萬有引力不做功 ,但大氣阻力做負(fù)功 ,故動能減小 ,a點(diǎn)的速率大于c點(diǎn)的速率 ,C正確;嫦娥五號從c到e點(diǎn) ,萬有引力不做功 ,該過程中也無大氣阻力做功 ,那么動能不變 ,故在c點(diǎn)速率等于在e點(diǎn)的速率 ,D錯誤.8.(2019郴州市三模)有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星 ,a還未發(fā)射 ,在地球赤道上隨地球外表一起轉(zhuǎn)動

9、,b處于地面附近近地軌道上正常運(yùn)動.c是地球同步衛(wèi)星 ,d是高空探測衛(wèi)星.設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為24 h ,所有衛(wèi)星均視為勻速圓周運(yùn)動 ,各衛(wèi)星排列位置如下圖 ,那么有()A.a的向心加速度等于重力加速度gB.b在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長最長C.c在4 h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是D.d的運(yùn)動周期有可能是23 h解析：選B.由G=m2r知 , ,那么c ,由題意 ,a=c ,那么a ,因此g=aa=R ,A錯誤;由于c為同步衛(wèi)星 ,24 h轉(zhuǎn)過2 ,那么在4 h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是 ,C錯誤;由于b衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的線速度最大 ,因此在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長最長 ,B正確;由G=mr知 ,Tr ,因此d的運(yùn)動周期大于c的

10、運(yùn)動周期 ,即大于24 h ,D錯誤.9.(2019湖南五市十校聯(lián)考)月球半徑為R ,月球外表的重力加速度為g0.嫦娥三號飛船沿距月球外表高度為3R的圓形軌道運(yùn)動 ,如下圖 ,到達(dá)軌道的A點(diǎn)變軌進(jìn)入橢圓軌道 ,到達(dá)軌道的近月點(diǎn)B再次變軌進(jìn)入近月軌道(距月外表高度忽略不計(jì))繞月球做圓周運(yùn)動.以下說法正確的選項(xiàng)是()A.飛船在軌道與軌道的線速度大小之比為12B.飛船在軌道繞月球運(yùn)動一周所需的時間為2C.飛船在A點(diǎn)剛變軌后和變軌前相比動能增大D.飛船在軌道上由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn)的過程中動能增大解析：選D.由=m知 ,飛船繞月球做圓周運(yùn)動的軌道半徑r越小 ,線速度越大 ,因此飛船在軌道比在軌道上的速度大

11、,A錯誤;飛船在軌道時 ,由G=mr ,r=4R ,GM=g0R2知 ,T=2 ,B錯誤;由于飛船在A點(diǎn)做近心運(yùn)動 ,其速度減小 ,動能也減小 ,C錯誤;飛船在軌道上由A點(diǎn)運(yùn)動到B點(diǎn) ,萬有引力做正功 ,動能增大 ,D正確.10.(2019高考北京卷)假設(shè)地球和火星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動 ,地球到太陽的距離小于火星到太陽的距離 ,那么()A.地球公轉(zhuǎn)的周期大于火星公轉(zhuǎn)的周期B.地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度C.地球公轉(zhuǎn)的加速度小于火星公轉(zhuǎn)的加速度D.地球公轉(zhuǎn)的角速度大于火星公轉(zhuǎn)的角速度解析：選D.根據(jù)G=m2r=m=man=m2r得 ,公轉(zhuǎn)周期T=2 ,故地球公轉(zhuǎn)的周期較小 ,選項(xiàng)A錯誤

12、;公轉(zhuǎn)線速度v= ,故地球公轉(zhuǎn)的線速度較大 ,選項(xiàng)B錯誤;公轉(zhuǎn)加速度an= ,故地球公轉(zhuǎn)的加速度較大 ,選項(xiàng)C錯誤;公轉(zhuǎn)角速度= ,故地球公轉(zhuǎn)的角速度較大 ,選項(xiàng)D正確.11.(2019高考廣東卷)(多項(xiàng)選擇)在星球外表發(fā)射探測器 ,當(dāng)發(fā)射速度為v時 ,探測器可繞星球外表做勻速圓周運(yùn)動;當(dāng)發(fā)射速度到達(dá)v時 ,可擺脫星球引力束縛脫離該星球.地球、火星兩星球的質(zhì)量比約為101 ,半徑比約為21 ,以下說法正確的有()A.探測器的質(zhì)量越大 ,脫離星球所需要的發(fā)射速度越大B.探測器在地球外表受到的引力比在火星外表的大C.探測器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等D.探測器脫離星球的過程中 ,勢能逐漸增大解析：選BD.探測器在星球外表做勻速圓周運(yùn)動時 ,由G=m