高考物理万有引力定律专题提升练习（带答案）

1、6/62019高考物理万有引力定律专题提升练习带答案1.(2019高考重庆卷)宇航员王亚平在“天宫1号飞船内进行了我国首次太空授课 ,演示了一些完全失重状态下的物理现象.假设飞船质量为m ,距地面高度为h ,地球质量为M ,半径为R ,引力常量为G ,那么飞船所在处的重力加速度大小为( )A.0 B.1C.2? ?D.4解析：选B.飞船受的万有引力等于在该处所受的重力 ,即G=mg ,得g= ,选项B正确.2.(2019高考山东卷)如图 ,拉格朗日点L1位于地球和月球连线上 ,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下 ,可与月球一起以相同的周期绕地球运动.据此 ,科学家设想在拉格朗日点L1建

2、立空间站 ,使其与月球同周期绕地球运动.以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小 ,a3表示地球同步卫星向心加速度的大小.以下判断正确的选项是( )A.a2a3a1 B.a2a1a3C.a3a1a2 D.a3a2a1解析：选D.空间站和月球绕地球运动的周期相同 ,由a=2r知 ,a2a1;对地球同步卫星和月球 ,由万有引力定律和牛顿第二定律得G=ma ,可知a3a2 ,应选项D正确.3.“嫦娥一号是我国首次发射的探月卫星 ,它在距月球外表高度为200 km的圆形轨道上运行 ,运行周期为127分钟.引力常量G=6.6710-11 Nm2/kg2 ,月球半径约为1.74103 km.利用

3、以上数据估算月球的质量约为( )A.8.11010 kg B.7.41013 kgC.5.41019 kg D.7.41022 kg解析：选D.设探月卫星的质量为m ,月球的质量为M ,根据万有引力提供向心力G=m2(R+h) ,将h=200 000 m ,T=12760 s ,G=6.6710-11 Nm2/kg2 ,R=1.74106 m ,代入上式解得M=7.41022 kg ,可知D选项正确.4.(多项选择)2019年12月31日9时02分 ,在西昌卫星发射中心 ,长征三号甲运载火箭将风云二号08星成功送入预定轨道.风云二号08星绕地球做圆周运动的周期为T ,线速度大小为v ,引力常量

4、为G.那么以下说法正确的选项是( )A.风云二号08星环绕地球做圆周运动的轨道半径为B.风云二号08星的向心加速度为C.由以上条件可得地球的质量为D.风云二号08星的质量为解析：选AC.风云二号08星绕地球做圆周运动 ,其周期为T ,线速度为v ,由圆周运动规律可得风云二号08星的轨道半径为r= ,向心加速度为a= ,A正确、B错误;地球对风云二号08星的万有引力提供向心力 ,有=ma ,可得地球的质量M= ,C正确、D错误.5.地球同步卫星离地心的高度约为地球半径的7倍.某行星的同步卫星距其外表的高度是其半径的2.5倍 ,假设该行星的平均密度为地球平均密度的一半 ,那么该行星的自转周期约为(

5、 )A.12小时 B.36小时C.72小时 D.144小时解析：选A.地球同步卫星的周期为T1=24小时 ,轨道半径为r1=7R1 ,地球平均密度为1.某行星的同步卫星周期为T2 ,轨道半径为r2=3.5R2 ,该行星平均密度2=1.根据牛顿第二定律和万有引力定律有=m12r1 ,=m22r2 ,联立解得T2=T1/2=12小时 ,选项A正确.6.(2019全国大联盟联考)(多项选择)2019年12月11日 ,我国在酒泉卫星发射中心用“长征四号丙运载火箭成功将“遥感卫星二十五号发射升空 ,卫星顺利进入预定轨道.该卫星的轨道是椭圆 ,周期为T0 ,如下图.那么( )A.“遥感卫星二十五号的发射速

6、度小于第一宇宙速度B.“遥感卫星二十五号在ABC的过程中速率逐渐变小C.“遥感卫星二十五号从A到B所用的时间小于D.“遥感卫星二十五号在BCD的过程中 ,万有引力对它先做正功后做负功解析：选BC.绕地球运行的卫星 ,其发射速度不小于第一宇宙速度 ,选项A错误;卫星在ABC的过程中 ,卫星与地球的距离增大 ,此过程中卫星克服万有引力做功 ,速率逐渐变小 ,选项B正确;周期为T0 ,卫星从A到C的过程中所用的时间是 ,由于卫星在ABC的过程中速率逐渐变小 ,从A到B与从B到C的路程相等 ,所以卫星从A到B所用的时间小于 ,选项C正确;卫星在BCD的过程中 ,万有引力方向先与速度方向成钝角 ,过了C

7、点后万有引力方向与速度方向成锐角 ,所以万有引力对它先做负功后做正功 ,选项D错误.7. (2019石家庄高三二模)2019年10月24日 ,“嫦娥五号在西昌卫星发射中心发射升空 ,并在8天后以“跳跃式再入方式成功返回地面.“跳跃式再入指航天器在关闭发动机后进入大气层 ,依靠大气升力再次冲出大气层 ,降低速度后再进入大气层 ,如下图 ,虚线为大气层的边界.地球半径为R ,地心到d点距离为r ,地球外表重力加速度为g.以下说法正确的选项是( )A.“嫦娥五号在b点处于完全失重状态B.“嫦娥五号在d点的加速度小于C.“嫦娥五号在a点速率大于在c点的速率D.“嫦娥五号在c点速率大于在e点的速率解析：

8、选C.由题意 ,“嫦娥五号在b点依靠大气升力冲出大气层 ,有向上的加速度分量 ,处于超重状态 ,A错误;“嫦娥五号在d点只受万有引力作用 ,由G=ma ,GM=gR2知 ,a= ,故B错误;“嫦娥五号从a到c万有引力不做功 ,但大气阻力做负功 ,故动能减小 ,a点的速率大于c点的速率 ,C正确;“嫦娥五号从c到e点 ,万有引力不做功 ,该过程中也无大气阻力做功 ,那么动能不变 ,故在c点速率等于在e点的速率 ,D错误.8.(2019郴州市三模)有a、b、c、d四颗地球卫星 ,a还未发射 ,在地球赤道上随地球外表一起转动 ,b处于地面附近近地轨道上正常运动.c是地球同步卫星 ,d是高空探测卫星.

9、设地球自转周期为24 h ,所有卫星均视为匀速圆周运动 ,各卫星排列位置如下图 ,那么有( )A.a的向心加速度等于重力加速度gB.b在相同时间内转过的弧长最长C.c在4 h内转过的圆心角是D.d的运动周期有可能是23 h解析：选B.由G=m2r知 , ,那么bc ,由题意 ,a=c ,那么ba ,因此g=Raa=R ,A错误;由于c为同步卫星 ,24 h转过2 ,那么在4 h内转过的圆心角是 ,C错误;由于b卫星绕地球运动的线速度最大 ,因此在相同时间内转过的弧长最长 ,B正确;由G=mr知 ,Tr ,因此d的运动周期大于c的运动周期 ,即大于24 h ,D错误.9.(2019湖南五市十校联

10、考)月球半径为R ,月球外表的重力加速度为g0.“嫦娥三号飞船沿距月球外表高度为3R的圆形轨道运动 ,如下图 ,到达轨道的A点变轨进入椭圆轨道 ,到达轨道的近月点B再次变轨进入近月轨道(距月外表高度忽略不计)绕月球做圆周运动.以下说法正确的选项是( )A.飞船在轨道与轨道的线速度大小之比为12B.飞船在轨道绕月球运动一周所需的时间为2C.飞船在A点刚变轨后和变轨前相比动能增大D.飞船在轨道上由A点运动到B点的过程中动能增大解析：选D.由=m知 ,飞船绕月球做圆周运动的轨道半径r越小 ,线速度越大 ,因此飞船在轨道比在轨道上的速度大 ,A错误;飞船在轨道时 ,由G=mr ,r=4R ,GM=g0R2知 ,T=2 ,B错误;由于飞船在A点做近心运动 ,其速度减小 ,动能也减小 ,C错误;飞船在轨道上由A点运动到B点 ,万有引力做正功 ,动能增大 ,D正确.10.(2019高考北京卷)假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动 ,地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离 ,那么( )A.地球公转的周期大于火星公转的周期B.地球公转的线速度小于火星公转的线速度C.地球公转的加速度