高考物理三輪沖刺 高考熱點排查練熱點5 萬有引力定律及應(yīng)用（含解析）-人教版高三全冊物理試題

熱點5萬有引力定律及應(yīng)用1．(2019·河南洛陽市第三次統(tǒng)考)設(shè)月球繞地球做勻速圓周運動的向心加速度大小為a，月球表面附近的重力加速度大小為g1，在月球繞地球運行的軌道處由地球引力產(chǎn)生的加速度大小為g2，地球表面附近的重力加速度大小為g3.則下列關(guān)系式正確的是()A．g1＝g2 B．a(chǎn)＝g1C．a(chǎn)＝g2 D．a(chǎn)＝g3答案C2．(2019·四川遂寧市三診)2019年春節(jié)期間，影片《流浪地球》上映，該影片的成功使得眾多科幻迷們相信2019年開啟了中國科幻電影元年．假設(shè)地球在流浪過程中，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆類地行星，該行星的半徑是地球的2倍，其平均密度與地球相同，該行星的第一宇宙速度為地球的n倍，則n等于()A．1B.eq\r(2)C．2D．2eq\r(2)答案C解析根據(jù)萬有引力提供向心力，得：Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)，解得v＝eq\r(\f(GM,R))；M＝eq\f(4,3)πR3ρ可得v＝Req\r(\f(4,3)πG)ρ∝R，因該行星的半徑是地球的2倍，則第一宇宙速度是地球的2倍，即n＝2，故選C.3．(2019·安徽“江南十校”綜合素質(zhì)檢測)人類夢想能找到其他適宜人類生存的星球，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在太陽系外某個恒星質(zhì)量是太陽的2倍，有多顆行星繞該恒星運動，其中一顆行星表面溫度在0℃到40℃之間，其質(zhì)量是地球的8倍，直徑是地球的2倍，公轉(zhuǎn)周期與地球相同．設(shè)該行星與地球均可視為質(zhì)量分布均勻的球體，并繞其中心天體做勻速圓周運動，下列說法中正確的是()A．該行星表面重力加速度大小與地球表面相同B．該行星衛(wèi)星的最小周期是在地球上的2倍C．在該行星上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度是地球上的2倍D．該行星繞恒星運動的軌道半徑與地球繞太陽運動的軌道半徑相同答案C4．(2019·山東臨沂市質(zhì)檢)假設(shè)某探測器在著陸火星前貼近火星表面運行一周用時為T，已知火星的半徑為R1，地球的半徑為R2，地球的質(zhì)量為M，地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，則火星的質(zhì)量為()A.eq\f(4π2R\o\al(13)M,gR\o\al(22)T2) B.eq\f(gR\o\al(22)T2M,4π2R\o\al(13))C.eq\f(gR\o\al(12),G) D.eq\f(gR\o\al(22),G)答案A解析繞地球表面運動的物體，由牛頓第二定律可知：eq\f(GMm,R\o\al(22))＝mg，繞火星表面運動的探測器，eq\f(GM火m′,R\o\al(12))＝m′eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2R1，解得：M火＝eq\f(4π2R\o\al(13)M,gR\o\al(22)T2)，故A正確．5．(多選)宇宙中兩顆靠得比較近的恒星，只受到彼此之間的萬有引力作用互相繞轉(zhuǎn)，稱之為雙星系統(tǒng)．在浩瀚的銀河系中，多數(shù)恒星都是雙星系統(tǒng)．設(shè)某雙星系統(tǒng)A、B繞其連線上的O點做勻速圓周運動，如圖1所示．若AO>OB，則()圖1A．星球A的角速度一定大于B的角速度B．星球A的質(zhì)量一定小于B的質(zhì)量C．雙星的總質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動周期越大D．雙星之間的距離一定，雙星的總質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動周期越大答案BC解析雙星系統(tǒng)中兩星球的角速度相等，故A錯誤；根據(jù)萬有引力提供向心力mAω2rA＝mBω2rB，因為rA＞rB，所以mA＜mB，即A的質(zhì)量一定小于B的質(zhì)量，故B正確；設(shè)兩星體中心間距為L，根據(jù)萬有引力提供向心力得：Geq\f(mAmB,L2)＝mAeq\f(4π2,T2)rA＝mBeq\f(4π2,T2)rB，解得周期T＝2πeq\r(\f(L3,GmA＋mB))，由此可知雙星的總質(zhì)量一定，雙星之間的距離越大，其轉(zhuǎn)動周期越大，故C正確；雙星之間的距離一定，雙星的總質(zhì)量越大，其轉(zhuǎn)動周期越小，故D錯誤．6.(2019·河南普通高中高考物理模擬)“嫦娥四號”月球探測器要經(jīng)過多次變軌，最終降落到月球表面上．如圖2所示，軌道Ⅰ為圓形軌道，其半徑為R；軌道Ⅱ為橢圓軌道，半長軸為a，半短軸為b.如果把探測器與月球中心的連線掃過的面積與其所用時間的比值定義為面積速率，則探測器繞月球運動過程中在軌道Ⅰ和軌道Ⅱ上的面積速率之比是(已知橢圓的面積S＝πab)()圖2A.eq\f(\r(ab),R) B.eq\r(\f(R,a))C.eq\f(\r(aR),b) D.eq\f(\r(bR),a)答案C解析由開普勒第三定律得：eq\f(R3,T\o\al(12))＝eq\f(a3,T\o\al(22))解得：eq\f(T2,T1)＝eq\r(\f(a3,R3))eq\f(v面1,v面2)＝eq\f(\f(πR2,T1),\f(πab,T2))＝eq\f(R2,ab)·eq\f(T2,T1)＝eq\f(R2,ab)eq\r(\f(a3,R3))＝eq\f(\r(aR),b)，故A、B、D錯誤，C正確．7.(2019·山東德州市二模)天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)，三顆行星A、B、C繞著仙女座厄普西侖星做勻速圓周運動，如圖3所示，行星A周期為4.6170天，軌道半徑為0.059AU(地球與太陽之間的距離為1AU,1AU＝1.496×108km)，引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，根據(jù)題中數(shù)據(jù)可求出()圖3A．厄普西侖星的質(zhì)量B．厄普西侖星的第一宇宙速度C．行星B的周期小于4.6170天D．行星C的加速度大于行星A的加速度答案A解析根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力，則有eq\f(GmM,r2)＝eq\f(m·4π2r,T2)，可得M＝eq\f(4π2r3,GT2)，則能求出厄普西侖星的質(zhì)量，故選項A正確；根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力，則有eq\f(GmM,R2)＝eq\f(mv2,R)，可得v＝eq\r(\f(GM,R))，由于厄普西侖星的半徑未知，所以無法求出厄普西侖星的第一宇宙速度，故選項B錯誤；根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力，則有eq\f(GmM,r2)＝eq\f(m·4π2r,T2)，可得T＝eq\r(\f(4π2r3,GM))，rB>rA，則行星B的周期大于4.6170天，故選項C錯誤；根據(jù)萬有引力充當(dāng)向心力，則有eq\f(GmM,r2)＝ma，可得a＝eq\f(GM,r2)，rC>rA，則行星C的加速度小于行星A的加速度，故選項D錯誤．8.(2019·福建福州市五月檢測)如圖4所示，同一圓軌道上有兩艘繞地球運行的宇宙飛船，它們的運行周期為T，運行速度為v.已知引力常量為G，則下列說法正確的是()圖4A．地球的質(zhì)量為eq\f(v2T,2πG)B．兩飛船運行的軌道半徑為eq\f(vT,π)C．兩飛船運行的加速度為eq\f(2πv,T)D．后面的飛船要追上前面的飛船進行對接，需向后噴出一些物質(zhì)使其加速答案C解析由圓周運動的規(guī)律有v＝eq\f(2πr,T)，解得r＝eq\f(vT,2π)，選項B錯誤；