2023版高三物理一輪復(fù)習(xí)專題5萬有引力定律（含2023年高考真題）

PAGEPAGE2專題5萬有引力定律1.〔15江蘇卷〕過去幾千年來，人類對(duì)行星的認(rèn)識(shí)與研究僅限于太陽系內(nèi)，行星“51pegb〞的發(fā)現(xiàn)拉開了研究太陽系外行星的序幕.“51pegb〞繞其中心恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期約為4天，軌道半徑約為地球繞太陽運(yùn)動(dòng)半徑為，該中心恒星與太陽的質(zhì)量比約為A．B．1C．5D．10答案：B解析：根據(jù)，得，所以.2.〔15北京卷〕假設(shè)地球和火星都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，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)周期大于火星的公轉(zhuǎn)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)的角速度答案：D解析：根據(jù)萬有引力公式與圓周運(yùn)動(dòng)公式結(jié)合解題.再由地球環(huán)繞太陽的公轉(zhuǎn)半徑小于火星環(huán)繞太陽的公轉(zhuǎn)半徑，利用口訣“高軌、低速、大周期〞能夠非?？斓呐袛喑?，地球的軌道“低〞，因此線速度大、周期小、角速度大.最后利用萬有引力公式a=,得出地球的加速度大.因此為D選項(xiàng).3.〔15福建卷〕如圖，假設(shè)兩顆人造衛(wèi)星a和b均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，a、b到地心O的距離分別為r1、r2,線速度大小分別為v1、v2.那么〔〕答案：A解析：由題意知，兩顆人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，根據(jù)，得：，所以，故A正確；B、C、D錯(cuò)誤.4.〔15海南卷〕假設(shè)在某行星和地球上相對(duì)于各自水平地面附近相同的高度處、以相同的速率平拋一物體，它們?cè)谒椒较蜻\(yùn)動(dòng)的距離之比為.該行星質(zhì)量約為地球的7倍，地球的半徑為R，由此可知，該行星的半徑為〔〕A.B.C.2RD.答案：C解析：平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，即，在豎直方向上做自由落體運(yùn)動(dòng)，即，所以，兩種情況下，拋出的速度相同，高度相同，所以，根據(jù)公式可得，故，解得，故C正確.5.〔15四川卷〕登上火星是人類的夢(mèng)想，“嫦娥之父〞歐陽自遠(yuǎn)透露：中國方案于2022年登陸火星.地球和火星公轉(zhuǎn)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，忽略行星自轉(zhuǎn)影響.根據(jù)下表，火星和地球相比行星半徑/m質(zhì)量/kg軌道半徑/m地球6.4×1066.0×10241.5×1011火星3.4×1066.4×10232.3×1011OAOACBRARBRC解析：火星與地球都是繞太陽，由太陽對(duì)它們的萬有引力提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，設(shè)太陽的質(zhì)量為M，即有：＝man＝，解得：an＝∝，T＝∝，由表格數(shù)據(jù)可知，火星軌道半徑較大，因此向心加速度an較小，應(yīng)選項(xiàng)B正確；公轉(zhuǎn)周期T較大，應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在外表處時(shí)，根據(jù)m′g＝，可得：g∝，即：＝＝＜1，所以火星外表的重力加速度較小，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由第一宇宙速度公式v1＝可知，＝＜1，所以火星的第一宇宙速度較小，應(yīng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤.6.〔15安徽卷〕由三顆星體構(gòu)成的系統(tǒng)，忽略其它星體對(duì)它們的作用，存在著一種運(yùn)動(dòng)形式：三顆星體在相互之間的萬有引力作用下，分別位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，繞某一共同的圓心O在三角形所在的平面內(nèi)做相同角速度的圓周運(yùn)動(dòng)〔圖示為A、B、C三顆星體質(zhì)量不相同時(shí)的一般情況〕.假設(shè)A星體質(zhì)量為2m，B、C兩星體的質(zhì)量均為m，三角形的邊長為a，求：〔1〕A星體所受合力大小FA；〔2〕B星體所受合力大小FB；〔3〕C星體的軌道半徑RC；〔4〕三星體做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T.解析：〔1〕A星體受B、C兩星體的引力大小相等，，合力①；〔2〕B星體受A星體的引力，B星體受C星體的引力，三角形定那么結(jié)合余弦定理得，②；〔3〕由對(duì)稱性知，OA在BC的中垂線上，．對(duì)A星體：③，對(duì)B星體：④，聯(lián)立解得，在三角形中，，解得，即⑤；〔4〕把⑤式代入④式，得，即．7.〔15重慶卷〕宇航員王亞平在“天宮1號(hào)〞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，距地面高度為，地球質(zhì)量為，半徑為，引力常量為，那么飛船所在處的重力加速度大小為A.0B.C.D.答案：B解析：對(duì)飛船受力分析知，所受到的萬有引力提供勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，等于飛船所在位置的重力，即，可得飛船的重力加速度為，應(yīng)選B.9.〔15廣東卷〕〔多項(xiàng)選擇題〕在星球外表發(fā)射探測(cè)器，當(dāng)發(fā)射速度為v時(shí)，探測(cè)器可繞星球外表做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；當(dāng)發(fā)射速度到達(dá)v時(shí)，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10∶1，半徑比約為2∶1，以下說法正確的有A．探測(cè)器的質(zhì)量越大，脫離星球所需的發(fā)射速度越大B．探測(cè)器在地球外表受到的引力比在火星外表的大C．探測(cè)器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等D．探測(cè)器脫離星球的過程中勢(shì)能逐漸變大答案：BD解析：探測(cè)器繞星球外表做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由星球?qū)λ娜f有引力提供，設(shè)星球質(zhì)量為M，探測(cè)器質(zhì)量為m，運(yùn)行軌道半徑為r，星球半徑為R，根據(jù)萬有引力定律有：F＝，在星球外表時(shí)r＝R，所以探測(cè)器在地球外表和在火星外表受到的引力之比為：＝＝，應(yīng)選項(xiàng)B正確；根據(jù)向心力公式有：＝，解得：v＝，與探測(cè)器