2020-2021學(xué)年上海物理等級(jí)考一模卷及名校卷專題匯編 專題08 萬(wàn)有引力定律

1、2021年高考上海市高三上學(xué)期期中期末物理試題匯編專題08萬(wàn)有引力定律（11個(gè)選擇題，5個(gè)填空題，共16個(gè)題目）1、（2021 上海市浦東新區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）我國(guó)計(jì)劃在2030年之前制造出可水平起飛、水平著陸并且可以多次重復(fù)使用的空天飛機(jī)。假設(shè)一航天員乘坐空天飛機(jī)著陸某星球后，由該星球表面以大小為 i，o的速度豎直向上拋出一物體，經(jīng)時(shí)間，后物體落回拋出點(diǎn)。己知該星球的半徑為R，該星球沒(méi)有大氣層， 也不自轉(zhuǎn)。則該星球的第一宇宙速度大小為（）B.C.D.2、（2021上海市閔行區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）2020年6月23 口 9時(shí)43分，我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆衛(wèi)星發(fā)射成功、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中

2、的地球靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星都在圓軌道上運(yùn)行，它們距地面的 高度分別約為地球半徑的6倍和3.4倍，下列說(shuō)法中正確的是（）靜止軌道衛(wèi)星的線速度大小的為中軌道衛(wèi)星的2倍靜止軌道衛(wèi)星的周期約為中軌道衛(wèi)星的2倍c,靜止軌道衛(wèi)星的角速度大小的為中軌道衛(wèi)星的!D.靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大小約為中軌道衛(wèi)星的|3、（2021 上海市金山區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）嫦娥五號(hào)探測(cè)器成功在月球表面獲取了月土樣本，若 TOC o 1-5 h z 月球表面的重力加速度為go,則離月面高度等于月球半徑處的重力加速度為（）112goB. goC. 4goD.go244、（2021 上海市嘉定區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）某同

3、學(xué)為了估算地球的質(zhì)量，用擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺做小 振幅擺動(dòng)，測(cè)得周期為r,若地球半徑為尸，則地球質(zhì)量為（）ttLy17t2Lr4 另 L/82Lr2A B. C. ；D. ；SGT24GT-GT2GP5、（2021 上海市虹口區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）我國(guó)發(fā)射的“天問(wèn)一號(hào)”，將于明年5月抵達(dá)火星?；?星和地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)均近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，己知火星公轉(zhuǎn)軌道半徑是地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的1.5倍，則（ ）火星公轉(zhuǎn)的周期比地球長(zhǎng)火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球大火星公轉(zhuǎn)的角速度比地球大火星公轉(zhuǎn)的加速度比地球大6、（2021 -上海市虹口區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）航天飛機(jī)中的物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)，其（）受到的合力為零

4、受到的向心力為零對(duì)支持物的壓力為零受地球的萬(wàn)有引力為零（2021 上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）一半徑為R的球形行星自轉(zhuǎn)周期為丁，其同步衛(wèi)星距離行星表面的高度為3R,則在該行星表而繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星線速度大小為（）A._ 4.RB. 8狄C.D.16林T8、（2021 -上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）2019年4月10 口，事件視界望遠(yuǎn)鏡捕獲到人類歷 史上的首張黑洞“照片”，這是人類第一次凝視曾經(jīng)只存在于理論中的天體.如果把太陽(yáng)壓縮到半徑只有3km 且質(zhì)量不變，太陽(yáng)就變成了一個(gè)黑洞，連光也無(wú)法從太陽(yáng)表而逃逸.己知逃逸速度是第一宇宙速度的倍,光速為3xl0、i/s，G

5、= 6.67xlO11N nr.Kg-2,則根據(jù)以上信息可知太陽(yáng)的質(zhì)量約為2xlO29Kg2xlO3OKg8xlO3OKg8xl0nKg9、（2021 上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）2017年11月5 口，又有兩顆北斗導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi) 星通過(guò)“一箭雙星”發(fā)射升空，并成功進(jìn)入預(yù)定軌道，兩顆衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)均看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如果兩顆衛(wèi) 星的質(zhì)量均為的,其中的1號(hào)衛(wèi)星軌道距離地面高度為/?, 2號(hào)衛(wèi)星軌道距離地面高度為R,且叫,把地 球看做質(zhì)量分布均勻的球體，己知地球半徑為R地球表面的重力加速度大小為g,引力常量為G下列說(shuō)法 正確的是（）/號(hào)衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度B.1號(hào)衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期

6、T = 2i（R + h）R + hGMli21號(hào)衛(wèi)星和2號(hào)衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小之比為“l(fā)r穩(wěn)定在軌運(yùn)行時(shí)1號(hào)衛(wèi)星的機(jī)械能大于2號(hào)衛(wèi)星的機(jī)械能10、（2021 上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）1789年英國(guó)著名物理學(xué)家卡文迪許首先估算出了地球的平均密度.根據(jù)你所學(xué)過(guò)的知識(shí)，估算出地球密度的大小最接近（）（地球半徑R=6400km,萬(wàn)有 引力常量 G=6.67xlOuN-m7kg:）5.5xlO3kg/in35.5xlOskg/m37.5xlO3kg/m37.5x10/11?11 （2021 上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）關(guān)于“亞洲一號(hào)”地球同步通訊衛(wèi)星，下列說(shuō)法中正

7、確的是（）它的運(yùn)行速度為7.9kins巳知它的質(zhì)量為1.42,，若將它的質(zhì)量增為2.84,，其同步軌道半徑變?yōu)樵瓉?lái)的2倍它可以繞過(guò)北京的正上方，所以我國(guó)能夠利用它進(jìn)行電視轉(zhuǎn)播它距地面 高度約是地球半徑的5倍，所以它的向心加速度約是地面處的重力加速度的 12、（2021 上海交大附中高三上學(xué)期11月期中）某人造地球衛(wèi)星質(zhì)量為?，其繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道為橢圓。 己知它在近地點(diǎn)時(shí)距離地面高度為如，速率為町，加速度為。1,在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)距離地面高度為加，速率為處, 設(shè)地球半徑為R,則該衛(wèi)星由近地點(diǎn)到遠(yuǎn)地點(diǎn)過(guò)程中地球?qū)λ娜f(wàn)有引力所做的功為 o在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)的加速度久為。13 （2021 -上海市奉賢區(qū)高三上學(xué)

8、期1月一模期末）2020年12月3 口，攜帶月球/=2kg樣品的“嫦娥五 號(hào)上升器先完成月面豎直向上起飛，然后進(jìn)入近圓形的環(huán)月軌道。設(shè)此環(huán)月軌道半徑為r,月球的質(zhì)量為 M,萬(wàn)有引力常量為G,則在向上起飛階段樣品的慣性（選填“增大”、“不變”和“減小”）, 上升器在此環(huán)月軌道上運(yùn)行周期為 o14（2021 -上海市楊浦區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）己知月球質(zhì)量約為地球質(zhì)量的二，月球表面重力加 81速度約為地球表面重力加速度的;，地球半徑約為6.4x106m,則月球半徑約為 IK嫦娥五號(hào)是6中國(guó)首個(gè)實(shí)施無(wú)人月面取樣返回的月球探測(cè)器，其發(fā)射初期貼著地球表面飛行的環(huán)繞速度約為7.9xl03m/s, 后經(jīng)過(guò)

9、約112小時(shí)奔月飛行、實(shí)施二次近月制動(dòng)后進(jìn)入離月球表面200kin高度的環(huán)月圓軌道飛行，其速度 約為 nrSo15、（2021 上海市市東中學(xué)高三上學(xué)期11月期中）設(shè)A、B兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M、 2M的行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng).若A、B的線速度大小分別為以和以，周期分別為。和則.=， Ta 兒（選填”、=”或“V”）16、（2021 -上海市延安中學(xué)高三上學(xué)期11月期中）一行星繞恒星做圓周運(yùn)動(dòng)。由天文觀測(cè)可得，其運(yùn)行 周期為T(mén),速度為口，引力常量為G,則行星運(yùn)動(dòng)的加速度為,恒星的質(zhì)量為2021年高考上海市高三上學(xué)期期中期末物理試題匯編專題08萬(wàn)有引力定律（11個(gè)選擇題，5個(gè)填空題，

10、共16個(gè)題目）1、（2021 上海市浦東新區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）我國(guó)計(jì)劃在2030年之前制造出可水平起飛、水平著 陸并且可以多次重復(fù)使用的空天飛機(jī)。假設(shè)一航天員乘坐空天飛機(jī)著陸某星球后，由該星球表面以大小為i，o的速度豎直向上拋出一物體，經(jīng)時(shí)間后物體落回拋出點(diǎn)。己知該星球的半徑為R，該星球沒(méi)有大氣層,也不自轉(zhuǎn)。則該星球的第一宇宙速度大小為（A.B.C.D.【答案】A【解析】 根據(jù)小球做豎直上拋運(yùn)動(dòng)的速度時(shí)間關(guān)系可知所以星球表面的重力加速度2%g=一g星球表面重力與萬(wàn)有引力相等,GMm衍奇-近地衛(wèi)星的軌道半徑為R,由萬(wàn)有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力有:GMm v =m R- R聯(lián)立解得該星球的第一

11、宇宙速度故A正確，BCD錯(cuò)誤。故選Ao2、（2021 上海市閔行區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）2020年6月23 口 9時(shí)43分，我國(guó)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆衛(wèi)星發(fā)射成功、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中的地球靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星都在圓軌道上運(yùn)行，它們距地面的高度分別約為地球半徑的6倍和3.4倍，下列說(shuō)法中正確的是（）靜止軌道衛(wèi)星的線速度大小的為中軌道衛(wèi)星的2倍靜止軌道衛(wèi)星的周期約為中軌道衛(wèi)星的2倍c,靜止軌道衛(wèi)星的角速度大小的為中軌道衛(wèi)星的!D.靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大小約為中軌道衛(wèi)星的- 7【答案】B【解析】過(guò)程分析：由萬(wàn)有引力定律知地球靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星滿足MmV=inafR = mR = ma它們距

12、地面高度分別為地球半徑的6倍和3.4倍，即線速度代入數(shù)據(jù)，可得故A錯(cuò)誤：周期代入數(shù)據(jù)，可得故B正確；角速度co =代入數(shù)據(jù)，可得竺 a 0.53%故c錯(cuò)誤：向心加速度GMa =R2代入數(shù)據(jù)，可得冬急0.4叩故D錯(cuò)誤。故選玖3、（2021 上海市金山區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）嫦娥五號(hào)探測(cè)器成功在月球表面獲取了月土樣本，若 TOC o 1-5 h z 月球表面的重力加速度為go,則離月面高度等于月球半徑處的重力加速度為（）112goBC. 4goD.24【答案】D【解析】月球表面的重力加速度為g。，則探測(cè)器在月球表面受到的引力等于重力，有GMm k嘩。離月面高度等于月球半徑處的重力GMmmg =（

13、2R）-聯(lián)立兩式可得4故ABC錯(cuò)誤。D正確。故選D,4、（2021上海市嘉定區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）某同學(xué)為了估算地球的質(zhì)量，用擺長(zhǎng)為L(zhǎng)的單擺做小振幅擺動(dòng)，測(cè)得周期為r,若地球半徑為r,則地球質(zhì)量為（）D.82Lr2GT2, K2LrD 7t2Lr八 42Lr2 B. C.SGT24G 廣GT2【答案】C【解析】根據(jù)單擺的周期公式有根據(jù)萬(wàn)有引力與重力的關(guān)系有（忽略地球自轉(zhuǎn)）廠Mmmg = G-廣解得GT2故選c5、（2021 - 海市虹口區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）我國(guó)發(fā)射的“天問(wèn)一號(hào)”，將于明年5月抵達(dá)火星?；鹦呛偷厍蚶@太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)均近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，己知火星公轉(zhuǎn)軌道半徑是地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的

14、L5倍，則（ ）火星公轉(zhuǎn)的周期比地球長(zhǎng)火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球大火星公轉(zhuǎn)的角速度比地球大火星公轉(zhuǎn)的加速度比地球大【答案】A【解析】火星和地球均繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)可得/gaTGM廠可知，因?yàn)榛鹦堑能壍腊霃捷^大，則火星的周期較大、線速度較小、角速度較小、加速度較小。故選Ao6、（2021 上海市虹口區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）航天飛機(jī)中的物體處于完全失重狀態(tài)時(shí)，其（）受到的合力為零受到的向心力為零對(duì)支持物的壓力為零受地球的萬(wàn)有引力為零【答案】C【解析】A.處于完全失重狀態(tài)物體，其向心加速度為g,而不為零，受到的合力不為零，故A錯(cuò)誤;BD.處于完全失重狀態(tài)的物體依然受地球的引力，此力提供向心力，故B

15、D錯(cuò)誤；處于完全矢重狀態(tài)的物體對(duì)與之接觸的物體無(wú)力的作用，故C正確： 故選C。星距離行星表面的高度為3R,7、（2021 上海市祟明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）一半徑為R的球形行星自轉(zhuǎn)周期為兒 其同步衛(wèi)則在該行星表而繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星線速度大小為（）2.RA.T【答案】DB.MRC.T16林D.T【解析】衛(wèi)星的軌道半徑r=R+3R7R,根據(jù)線速度的計(jì)算公式可得:根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得解得16R七=下,與結(jié)論不相符，選項(xiàng)A錯(cuò)誤：T罕,與結(jié)論不相符，選項(xiàng)B錯(cuò)誤：8 7/?,與結(jié)論不相符，選項(xiàng)C錯(cuò)誤：T也竺，與結(jié)論相符，選項(xiàng)D正確；T故選D。8、（2021 -上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一

16、模期末熱身）2019年4月10 ,事件視界望遠(yuǎn)鏡捕獲到人類歷 史上的首張黑洞“照片”，這是人類第一次凝視曾經(jīng)只存在于理論中的天體.如果把太陽(yáng)壓縮到半徑只有3km 且質(zhì)量不變，太陽(yáng)就變成了一個(gè)黑洞，連光也無(wú)法從太陽(yáng)表面逃逸.己知逃逸速度是第一宇宙速度的倍,光速為3xl0、】/s，G = 6.67xlO11N nr-Kg2,則根據(jù)以上信息可知太陽(yáng)的質(zhì)量約為2xlO29Kg2xlO3OKg8xlO3OKg8xl031Kg【答案】B【解析】,-Mm 優(yōu)口 l “F cR (3x10s)2 x3000.。, .301 皿* _由 G = m一 c = V2v 解得M = kg = 2x10 kg 故選

17、B.R- R2G 2x6.67x10-9、（2021 上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）2017年11月5 口，又有兩顆北斗導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi) 星通過(guò)“一箭雙星”發(fā)射升空，并成功進(jìn)入預(yù)定軌道，兩顆衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)均看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如果兩顆衛(wèi) 星的質(zhì)量均為M,其中的1號(hào)衛(wèi)星軌道距離地面高度為力，2號(hào)衛(wèi)星軌道距離地面高度為此 旦把地 球看做質(zhì)量分布均勻的球體，己知地球半徑為R地球表面的重力加速度大小為g,引力常量為G下列說(shuō)法 正確的是（）A. /號(hào)衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度1號(hào)衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期T = 2兀（R + h）GMi 21號(hào)衛(wèi)星和2號(hào)衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小之比為二 lr穩(wěn)定在軌運(yùn)

18、行時(shí)1號(hào)衛(wèi)星的機(jī)械能大于2號(hào)衛(wèi)星的機(jī)械能【答案】A【解析】A設(shè)地球質(zhì)量?，根據(jù)公式G Mm = _ (R + h)-(R + h)和恢一G 2 1解得5屆故A正確:B.根據(jù)公式Gr = M (R + 11)(R + h)2T2、)和恢-G 。1解得：丁 2.(R + h)巾*故B錯(cuò)誤:C.根據(jù)F = G(R+h)2F =G湖(R+仃L _(R+h)2(R + h)2故c錯(cuò)誤：由于/?（2021 上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）1789年英國(guó)著名物理學(xué)家卡文迪許首先估算出了 地球的平均密度.根據(jù)你所學(xué)過(guò)的知識(shí)，估算出地球密度的大小最接近（）（地球半徑R=6400km,萬(wàn)有 引力常量 G=

19、6.67xlO-11N-m7kg:）A. 5.5xl03kg,m3B. 5.5xl0!kg/m3C. 7.5xl03kg/m3D. 7.5xl0kg/m3【答案】A【解析】由黃金代換咯=竺2 可得地球質(zhì)量M =也,地球體積公式V = /?3可得密度G3p= % =5.5xl0，kg/m3,故 A正確 BCD錯(cuò)誤。4;rGR11、（2021 -上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）關(guān)于“亞洲一號(hào)”地球同步通訊衛(wèi)星，下列說(shuō)法中正確的是（）它的運(yùn)行速度為7.9kins巳知它的質(zhì)量為1.42/ ,若將它的質(zhì)量增為2.84,，其同步軌道半徑變?yōu)樵瓉?lái)的2倍它可以繞過(guò)北京的正上方，所以我國(guó)能夠利用它進(jìn)行電

20、視轉(zhuǎn)播它距地面 高度約是地球半徑的5倍，所以它的向心加速度約是地面處的重力加速度的 36【答案】D【解析】7.9knrs是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，同時(shí)也是衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，衛(wèi)星的軌道半徑越大，其線速度 越小。同步衛(wèi)星距地面很高，故其運(yùn)行速度小于7.9 kins ,故A錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星的軌道半徑是固定的，與質(zhì)量大小無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤：同步衛(wèi)星只能在赤道的正上方，故C錯(cuò)誤；Af/w由=可得，同步衛(wèi)星的加速度M 11Cl = Cj = Cj= Cj= g r2 (6&尸 36 R2 36故D正確。故選D【點(diǎn)睛】同步衛(wèi)星有四個(gè)“定”:定軌道、定高度、定速度、定周期。12、(2021 上海交大附中高三上學(xué)期

21、11月期中)某人造地球衛(wèi)星質(zhì)量為，其繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道為橢圓。 己知它在近地點(diǎn)時(shí)距離地面高度為如，速率為團(tuán)，加速度為，在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)距離地面高度為處，速率為, 設(shè)地球半徑為R，則該衛(wèi)星由近地點(diǎn)到遠(yuǎn)地點(diǎn)過(guò)程中地球?qū)λ娜f(wàn)有引力所做的功為 o在遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)運(yùn)動(dòng)的加速度久為。【答案】(1). W = -mv;-ni(2). a, =+2 - 2-+ /【解析】1由動(dòng)能定理，衛(wèi)星由近地點(diǎn)到遠(yuǎn)地點(diǎn)過(guò)程中地球?qū)λ娜f(wàn)有引力所做的功為W = mv; - - mv;2 22由牛頓第二定律G戚、=明(R+Wl M7 G =(R+心-解得a.=13 (2021 上海市奉賢區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末)2020年12月3 口，攜

22、帶月球/z/=2kg樣品的“嫦娥五 號(hào)上升器先完成月面豎直向上起飛，然后進(jìn)入近圓形的環(huán)月軌道。設(shè)此環(huán)月軌道半徑為,，月球的質(zhì)量為“不變”和“減小”),M,萬(wàn)有引力常量為G,則在向上起飛階段樣品的慣性(選填“增大”上升器在此環(huán)月軌道上運(yùn)行周期為 O【答案】 (1).不變 (2). 2混、巨GM【解析】在向上起飛運(yùn)動(dòng)中，樣品的質(zhì)量大小不變，因此樣品的慣性不變。由月球引力提供向心力可得-Mm42G = mr廣解得上升器在此環(huán)月軌道上運(yùn)行周期為T(mén) = 2-r p-GM14、(2021 上海市楊浦區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末)己知月球質(zhì)量約為地球質(zhì)量的月球表面重力加 81速度約為地球表面重力加速度的地球半徑約為6.4x10