高考物理復(fù)習(xí)萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用專項(xiàng)練習(xí)

2019-2019高考物理復(fù)習(xí)萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用專項(xiàng)練習(xí)萬(wàn)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(wàn)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(duì)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(hào)飛船內(nèi)進(jìn)行了我國(guó)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.若飛船質(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，則飛船所在處的重力加速度大小為()A.0B.1C.2D.4解析：選B.飛船受的萬(wàn)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(dòng).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(dòng).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.以下推斷正確的是()A.a2a1B.a2a3C.a3a2D.a3a1解析：選D.空間站和月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期相同，由a=2r知，a2對(duì)地球同步衛(wèi)星和月球，由萬(wàn)有引力定律和牛頓其次定律得G=ma，可知a3a2，故選項(xiàng)D正確.3.嫦娥一號(hào)是我國(guó)首次放射的探月衛(wèi)星，它在距月球表面高度為200km的圓形軌道上運(yùn)行，運(yùn)行周期為127分鐘.已知引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2，月球半徑約為1.74103km.利用以上數(shù)據(jù)估算月球的質(zhì)量約為()A.8.11010kgB.7.41013kgC.5.41019kgD.7.41022kg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，依據(jù)萬(wàn)有引力供應(yīng)向心力G=m2(R+h)，將h=200000m，T=12760s，G=6.6710-11Nm2/kg2，R=1.74106m，代入上式解得M=7.41022kg，可知D選項(xiàng)正確.4.(多選)2019年12月31日9時(shí)02分，在西昌衛(wèi)星放射中心，長(zhǎng)征三號(hào)甲運(yùn)載火箭將風(fēng)云二號(hào)08星勝利送入預(yù)定軌道.已知風(fēng)云二號(hào)08星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，線速度大小為v，引力常量為G.則下列說(shuō)法正確的是()A.風(fēng)云二號(hào)08星環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為B.風(fēng)云二號(hào)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(hào)08星的質(zhì)量為解析：選AC.風(fēng)云二號(hào)08星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，其周期為T，線速度為v，由圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律可得風(fēng)云二號(hào)08星的軌道半徑為r=，向心加速度為a==，A正確、B錯(cuò)誤;地球?qū)︼L(fēng)云二號(hào)08星的萬(wàn)有引力供應(yīng)向心力，有=ma，可得地球的質(zhì)量M=，C正確、D錯(cuò)誤.5.地球同步衛(wèi)星離地心的高度約為地球半徑的7倍.某行星的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的2.5倍，若該行星的平均密度為地球平均密度的一半，則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為()A.12小時(shí)B.36小時(shí)C.72小時(shí)D.144小時(shí)解析：選A.地球同步衛(wèi)星的周期為T1=24小時(shí)，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.依據(jù)牛頓其次定律和萬(wàn)有引力定律有=m12r1，=m22r2，聯(lián)立解得T2=T1/2=12小時(shí)，選項(xiàng)A正確.6.(2019全國(guó)大聯(lián)盟聯(lián)考)(多選)2019年12月11日，我國(guó)在酒泉衛(wèi)星放射中心用長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭勝利將遙感衛(wèi)星二十五號(hào)放射升空，衛(wèi)星順當(dāng)進(jìn)入預(yù)定軌道.已知該衛(wèi)星的軌道是橢圓，周期為T0，如圖所示.則()A.遙感衛(wèi)星二十五號(hào)的放射速度小于第一宇宙速度B.遙感衛(wèi)星二十五號(hào)在ABC的過(guò)程中速率漸漸變小C.遙感衛(wèi)星二十五號(hào)從A到B所用的時(shí)間小于D.遙感衛(wèi)星二十五號(hào)在BCD的過(guò)程中，萬(wàn)有引力對(duì)它先做正功后做負(fù)功解析：選BC.繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星，其放射速度不小于第一宇宙速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;衛(wèi)星在ABC的過(guò)程中，衛(wèi)星與地球的距離增大，此過(guò)程中衛(wèi)星克服萬(wàn)有引力做功，速率漸漸變小，選項(xiàng)B正確;周期為T0，衛(wèi)星從A到C的過(guò)程中所用的時(shí)間是，由于衛(wèi)星在ABC的過(guò)程中速率漸漸變小，從A到B與從B到C的路程相等，所以衛(wèi)星從A到B所用的時(shí)間小于，選項(xiàng)C正確;衛(wèi)星在BCD的過(guò)程中，萬(wàn)有引力方向先與速度方向成鈍角，過(guò)了C點(diǎn)后萬(wàn)有引力方向與速度方向成銳角，所以萬(wàn)有引力對(duì)它先做負(fù)功后做正功，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.7.(2019石家莊高三二模)2019年10月24日，嫦娥五號(hào)在西昌衛(wèi)星放射中心放射升空，并在8天后以跳動(dòng)式再入方式勝利返回地面.跳動(dòng)式再入指航天器在關(guān)閉發(fā)動(dòng)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，如圖所示，虛線為大氣層的邊界.已知地球半徑為R，地心到d點(diǎn)距離為r，地球表面重力加速度為g.下列說(shuō)法正確的是()A.嫦娥五號(hào)在b點(diǎn)處于完全失重狀態(tài)B.嫦娥五號(hào)在d點(diǎn)的加速度小于C.嫦娥五號(hào)在a點(diǎn)速率大于在c點(diǎn)的速率D.嫦娥五號(hào)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(hào)在b點(diǎn)依靠大氣升力沖出大氣層，有向上的加速度重量，處于超重狀態(tài)，A錯(cuò)誤;嫦娥五號(hào)在d點(diǎn)只受萬(wàn)有引力作用，由G=ma，GM=gR2知，a=，故B錯(cuò)誤;嫦娥五號(hào)從a到c萬(wàn)有引力不做功，但大氣阻力做負(fù)功，故動(dòng)能減小，a點(diǎn)的速率大于c點(diǎn)的速率，C正確;嫦娥五號(hào)從c到e點(diǎn)，萬(wàn)有引力不做功，該過(guò)程中也無(wú)大氣阻力做功，則動(dòng)能不變，故在c點(diǎn)速率等于在e點(diǎn)的速率，D錯(cuò)誤.8.(2019郴州市三模)有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未放射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動(dòng)，b處于地面旁邊近地軌道上正常運(yùn)動(dòng).c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測(cè)衛(wèi)星.設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為24h，全部衛(wèi)星均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則有()A.a的向心加速度等于重力加速度gB.b在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)最長(zhǎng)C.c在4h內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角是D.d的運(yùn)動(dòng)周期有可能是23h解析：選B.由G=m2r知，，則c，由題意，a=c，則a，因此g=aa=R，A錯(cuò)誤;由于c為同步衛(wèi)星，24h轉(zhuǎn)過(guò)2，則在4h內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角是，C錯(cuò)誤;由于b衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度最大，因此在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過(guò)的弧長(zhǎng)最長(zhǎng)，B正確;由G=mr知，Tr，因此d的運(yùn)動(dòng)周期大于c的運(yùn)動(dòng)周期，即大于24h，D錯(cuò)誤.9.(2019湖南五市十校聯(lián)考)已知月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0.嫦娥三號(hào)飛船沿距月球表面高度為3R的圓形軌道運(yùn)動(dòng)，如圖所示，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(距月表面高度忽視不計(jì))繞月球做圓周運(yùn)動(dòng).下列說(shuō)法正確的是()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(dòng)一周所需的時(shí)間為2C.飛船在A點(diǎn)剛變軌后和變軌前相比動(dòng)能增大D.飛船在軌道上由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的過(guò)程中動(dòng)能增大解析：選D.由=m知，飛船繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)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，A錯(cuò)誤;飛船在軌道時(shí)，由G=mr，r=4R，GM=g0R2知，T=2，B錯(cuò)誤;由于飛船在A點(diǎn)做近心運(yùn)動(dòng)，其速度減小，動(dòng)能也減小，C錯(cuò)誤;飛船在軌道上由A點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)，萬(wàn)有引力做正功，動(dòng)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(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球到太陽(yáng)的距離小于火星到太陽(yáng)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.依據(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(cuò)誤;公轉(zhuǎn)線速度v=，故地球公轉(zhuǎn)的線速度較大，選項(xiàng)B錯(cuò)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(cuò)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)(多選)在星球表面放射探測(cè)器，當(dāng)放射速度為v時(shí)，探測(cè)器可繞星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng);當(dāng)放射速度達(dá)到v時(shí)，可擺脫星球引力束縛脫離該星球.已知地球、火星兩星球的質(zhì)量比約為101，半徑比約為21，下列說(shuō)法正確的有()A.探測(cè)器的質(zhì)量越大，脫離星球所須要的放射速度越大B.探測(cè)器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C.探測(cè)器分別脫離兩星球所須要的放射速度相等D.探測(cè)器脫離星球的過(guò)程中，勢(shì)能漸漸增大解析：選BD.探測(cè)器在星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由G