专辑13 万有引力简单应用 2020年全国大市名校高三期末一模物理考试试题全解全析汇编第12期

1、年全国大市名校高三期末一模物理试题全解全析汇编202012轨道上绕地、广东省深圳市高三上学期一模）、（2020如图所示，航天器和卫星分别在同一平面内的1vAvvr2r后沿曲和点时突然加速到。航天器运动到，速率分别为球做匀速圆周运动，其半径分别为、312aBav2BB。，卫星通过和点时加速度为点时速率和加速度分别为其轨迹与轨道线运动，点，交于经过241GMm?rMm（取物体离地已知地球的质量为时，系统的引力势能为，质量为的物体离地球中心距离为 rAB曲线运动时机械能为零。则下列说法正确的是（ ）球无穷远处引力势能为零），物体沿 v?2v A13vv? B42a?a C212vm?BAm点的过程中

2、地球对它的引力做功为点运动到，由D 若航天器质量为020 AD【答案】 【解析】1AB 在轨道运动时的速度 GM?v 1r2 运动时的速度在轨道 GM?v 22r即 v?2v 21AB由能量守恒关系可知到从 1GMm1GMm22mv?mv?0 432r22r解得 v?2v 13v?v 41 v?2v 24AB错误；正确，则选项 CB点时由 在Mm?maG 2(2r)可得 GM?a 24r 则a=a 21C错误；选项 DmAB 若航天器质量为点的过程中地球对它的引力做功为点运动到，由01111 22222?m(2v)vv?m(2W?v)?mvm?m 20203004202222D 正确。选项AD

3、 故选。30AB点按如图所示，一颗极地卫星从北纬点正上方的的2、（2020河北省衡水金卷高三上学期期末）CDtRg，地球半径为点正上方的地球表面的重力加速度为点时所用时间为，图示方向第一次运行至南极 ） 忽略地球自转的影响。下列说法不正确的是（ 22t9gRt3BA 该卫星运行的周期为该卫星距地面的高度为324 2222t4gR9D C 该卫星的加速度为该卫星的角速度为3 3t2249t B【答案】 【解析】120DBA 点转动的角度为，即卫星从点到T?t 3 可知卫星运行的周期t?T3 A 正确，不符合题意；故B对卫星，万有引力提供向心力，则 24Mm?h?R?Gm 22?ThR?对地表任一

4、物体，有 Mm?Gmg 2R 解得卫星距地面的高度 22tgR9 R?h324B错误，符合题意；故 C卫星的角速度 22? T3tC 正确，不符合题意；故D 卫星的加速度 22222t944gR4 ?Ra?r?(?h)3 22229Tt4TD 故正确，不符合题意。B 。故选T绕地球作圆周运动时，由宇宙飞船以周期为安徽省滁州市定远县重点中学高三上学期期中）、（20203RMG”“，日全食过程，如图所示已知地球的半径为，引力常量为，地球质量为于地球遮挡阳光，会经历 A ）太阳光可看作平行光，宇航员在地球自转周期为点测出的张角为，则（ 飞船绕地球运动的线速度为A. TT /“”的次数为一天内飞船经历

5、日全食B. 0 ”“过程的时间为C. 飞船每次日全食 飞船周期为D. AD【答案】 【解析】R?rR2r ?sinv，即飞船绕地球匀速圆周运动过程中，线速度，联立可得，根据几何关系知 sinr2T 2?R2?vT ?TA，飞船绕一圈会有一次日全食，正确；地球自转一圈时间为，飞船绕地球一圈时间为，0sinT 2T0 BT“”错误；由几何关系，飞船每，日全食所以每过时间的次数为就有一次日全食，得一天内飞船经历 T?2?Mm?2(?mt)Tr?G”“C根据公式角，过程的时间内飞船转过次，错误；所需的时间为日全食 2?T2r ?RR23r?T? D2T?正确，故有解得，?2)/2)GMsin(sin(

6、GM 考点：考查了万有引力定律的应用首先明确过程中的向心力，在万有引力这一块，【名师点睛】设计的公式和物理量非常多，在做题的时候，然后弄清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量一是非常大的， 所以需要细心计算m:m=1:2，它们运行的河北省沧州市一中高三12月月考）两颗人造地球卫星，它们质量的比4、（202021v:v=1:2( ). ，那么线速度的比是21 4:1B. 它们运行的轨道半径之比为A. 它们运行的周期比为8:1 1:16D. C. 它们所受向心力的比为1:32 它们运动的向心加速度的比为 ABCD【答案】 【解析】 2GMMmv：2v：v?1?G?

7、mv?它们运行线速度的大小之比是试题分析：，则轨道半径比21 2rRR?r2：T：1T?81r：r?4?T BA，所以周期比、而故正确2211 vMmGM1a：a?116：r：r?4：?a?Gma?F=ma，轨道半径比为，向心力，所以向心加速度比2121 22rr：2F：F?132：m：m?1 CD质量之比是故，所以向心力之比正确；正确，2211ABCD 故选 考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系 点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力“”行星，其质量约据报道，最近在太阳系外发现了首颗宜居2020河北省沧州市一中高三12月月考）、5（6.4600N960N由此可推知，为地球质量的的人在

8、这个行星表面的重量将变为倍，一个在地球表面重量为 ）该行星的半径与地球半径之比约为（A. 0.5 B. 2 C. 3.2 D. 4 B【答案】 【解析】mRM6.4Mr则该人在行星表，半径为，则行星质量为，该人的质量为，半径为试题分析：设地球质量为6.4MmMmr?960NG?G600N?2 ，该人在地球表面上：面上：联立两个方程式，可以得到： 22RRrA 正确故选项 考点：万有引力定律的应用400地球每年是四亿年前，月月考）科学研究表明地球的自转在变慢，（2020河北省沧州市一中高三126、21.52.5小时。据科学家分析，地球自转变慢的原因天，那时，地球每自转一周的时间是小时，比现在要快

9、主要有两个：一个是潮汐时海水与海岸碰撞、与海底摩擦而使能量变成内能；另一个是由于潮汐的作用，地球把部分自转能量传给了月球，使月球的机械能增加了（不考虑对月球自转的影响）。由此可以判断，与 （ ）四亿年前相比月球绕地球公转的 A. B. C. D. 角速度增大 半径增大周期增大速度增大 AC【答案】 【解析】月球的机械能增加了，因为能量大了，速度大了，万有引力不够提供向心力，做离心运动，最后到了半径 更大的圆上做圆周运动。根据万有引力提供向心力2?v2Mm22?rm?m?Gm()r? 2rTrACBD 错误。正确，知轨道半径变大，速度减小，周期变大，角速度变小。故AC。 故选7、（2020山西省

10、八校高三上学期第一次联考为了探测某星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为Tmvr。随后登陆舱脱离飞船，变轨到的圆轨道上运动，周期为，环绕速度为，总质量为圆心，半径为1111vTmGr，登陆舱的质量为的圆轨道上运动环绕速度为，引力常量为，周期为离该星球更近的半径为2222 ）则（ 2?r41M= A. 该星球的质量为 2GT12?r41g? B. 该星球表面的重力加速度为 x2T1 vmr211? C. vmr222 32T?T D.11D 【答案】 【解析】2222?vMmMmv222211m=?mr=G?mrmG和 详解】由? 22121122TrrrrT?221211【A该星球的质量为

11、 23?r41M= 2GT1A 错误；选项B 由Mm1?mgG 12RRB错误；未知，不能求解其表面的重力加速度，选项星球的半径 C 由表达式可知 vr21? vr22C 错误；选项D 由表达式可知 3r2TT? 123r1D正确。选项 故选。 D8、（2020山西省临汾市高三上学期高考模拟）太阳周围除了八大行星，还有许多的小行星，在火星轨道与木星轨道之间有一个小行星带，假设此小行星带中的行星只受太阳引力作用，并绕太阳做匀速圆周运动，则 小行星带中各行星绕太阳做圆周运动周期相同A. 小行星带中各行星绕太阳做圆周运动加速度大于火星做圆周运动的加速度B. 小行星带中各行星绕太阳做圆周运动周期大于木

12、星公转周期C. 小行星带中某两颗行星线速度大小不同，受到太阳引力可能相同D. D【答案】 【解析】2?4mM项：由公式Ar?mG 可知，若小行星做圆周运动半径不同，则周期不同，故错误；A 22TrmM项：由公式BmaG?可知，小行星中各行星绕太阳做圆周运动的加速度小于火星做圆周运动的加速 2r 错误；度，故B项：小行星带中各行星绕太阳做圆周运动的半径小于木星绕太阳公转的半径，因此小行星带中各行星绕太C 阳做圆周运动周期小于木星公转周期，故错误；C2v2v项：由公式Dm不同，但 可知，某两颗行星线速度大小正确有可能相同，故vDm?F rr故选 DM上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体在星球2

13、020山西省临汾市高三上学期第二次月考）9、（PPax间的关系如图中实线所示在另由静止向下运动，物体的加速度轻放在弹簧上端，与弹簧的压缩量NQax关系如图中虚线所示，假设两星球均上用完全相同的弹簧，改用物体一星球完成同样的过程，其MN3倍，则的为质量均匀分布的球体已知星球的半径是星球 NA. M 的密度相等与3QPB. 的质量是倍的4QPC. 下落过程中的最大动能是倍的4QPD. 的倍下落过程中弹簧的最大压缩量是 AC【答案】 【解析】ma?kxmg变形式为：加速度沿竖直向下方向为正方向，图象可知，根据牛顿第二定律有：，、由a-xAkkg?=g-xa根据图象的纵轴截距可知，两星球表面，该图象的

14、斜率为，纵轴截距为重力加速度 mma3g30M?的重力加速度之比为：；又因为在某星球表面上的物体，所受重力和万有引力相等，即： 1ag0N2?g3gRMm3?R4?G?mgM?，即该星球的质量，联立得故两星球的密又因为：?M ?2RG43GR?RgNMM?1:1，故正确；度之比为： A ?gRMNNkxmg?kx?m，当物体在弹簧上运动过程中，加速度为的一瞬间，其所受弹力和重力二力平衡，即：、B0； gxx10P?结合图象可知，当物体和物体分别处于平衡位置时，弹簧的压缩量之比为：，故物Qa-xP x2x20Qxgm1pNP?，故错误； 体和物体的质量之比为：QBP mxg6MQQ、物体和物体分别处于各自的平衡位置（）时，它们的动能最大；根据a=0CQP2?2vax，结合图a-x12?3a?x?v2?3ax，物体的最大速