2018届高三物理万有引力过关测试题含答案

2018届高三物理《万有引力》过关测试题1.（2016•厦门检测）如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说法正确的是各物理量的关系，下列说法正确的是A.线速度va<vb<vcC.角速度3A>3B>3答案CAB.万有引力Fa>Fb>FcD.向心加速度aA<aB<ac.有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地球表面处重力加速度的4倍，则该星球的质量将是地球质量的（忽略其自转影响）（）A.1 B.4倍 C.16倍 D.64倍GM M3M 9g3 M（g、解析天体表面的重力加速度g=K，又知p=v=3T，所以m=9grr，故萨=1旧R2 V4nR3 16n2p2G3 M地\g地7=64。答案D3.对于环绕地球做圆周运动的卫星来说，它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化，某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径r与周期T关系作出如图7所示图象，则可求得地球质量为（已知引力常量为G）（）4n2a 44n2a 4n2bGb B.Ga解析由GMmr2mr(2n)2,Ga GbC,4n2b D.4n2aGMT2「J3GMaq/n一上人r3= ，即可=n=K，求得地球的4n2 I24n2b4n2a质量为M=-Gb-，因此A项正确。答案A4、（2016•合肥模拟）1798年，英国物理学家卡文迪许测出引力常量G,因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人。若已知引力常量G,地球表面处的重力加速度g,地球半径R,地球上一个昼夜的时间T（地球自转周期），一年的时间T（地球公转的周期），地球中心到月球中心的距离L「地球中^心到太阳中心的距离L/可估算出 gR2 一一一一 2nL3A.地球的质量m=- B.太阳的质量m= 2地G 太G1224n2L3C.月球的质量m D.可求月球、地球及太阳的密度月 G121. ~mm.一 gR2 mm„mm4n2［解析］由mg=G铲得m=-tt,A正确。地球绕太阳运转有G汁/=m L,m=R2 地G L2 地T22太224n2L3 ,,_一 4n2L3, ，B错误。同理，月球绕地球运转，只能算出地球的质量m+（T为月球绕地球GT2 地 GT2 323公转周期），C错误。欲计算天体密度，还需知道天体的体积。本题虽然可求出太阳质量，但不知太阳半径，故无法求出太阳密度，不知月球质量和半径，故无法求出月球密度，D不对。［答案］A5、（多选）（2016•唐山模拟）宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图4-4-9所示。若AO>OB,则?--o图4—4—9A.B.C.D.星球AA.B.C.D.星球A的线速度一定大于B的线速度双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越大双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大［解析］设双星质量分别为mA、mB，轨道半径分别为Ra、Rb，两者间距为L,周期为T,角速度为3，由万有引力定律可知：Gmm^彳7二mA刃2Ra①Gmm-A-^L2Ra+Rb=L®由①②式可得3=4,而AO>OB,故A错误。mBravA=3Ra，vB=3Rb，B正确。联立①②③得G（mA+mJ=32L3,又因为丁=等，可知D正确、C错误。［答案］BD6.（多选）西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第11颗北半导航卫星送入了太空预定轨道。这是一颗地球同步卫星，若卫星离地心距离为r,运行速率为v,加速度为a,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a,第一宇宙速度为v,地球半aar22C.vD.)=TOC\o"1-5"\h\z径为R，则। 2 2vR2r=aar22C.vD.)=v r2ara Rara R，2解析同步卫星的角速度等于静止在地球赤道上物体的角速度，由a=r32得，选项A对而B错；万有引力充当向心力，由v=\冲彳得孑=\：\,选项D对。答案AD 27、（多选）在完成各项既定任务后，“神舟九号”飞船于2012年6月29日10时许返回地面，主着陆场位于内蒙古四子王旗地区。如图4所示，飞船在返回地面时，要在P点从圆形轨道1进入椭圆轨道H,Q为轨道H上的一点，M为轨道I上的另一点，关于“神舟九号”的运动，下列说法中正确的有（）A.飞船在轨道H上经过P的速度小于经过Q的速度B.飞船在轨道H上经过P的速度小于在轨道I上经过M的速度C.飞船在轨道H上运动的周期大于在轨道I上运动的周期d.飞船在轨道n上经过p的加速度小于在轨道i上经过m的加速度解析飞船在轨道n上由Q点向p点运行时需要克服万有引力做功，所以经过p点时的动能小于经过Q点时的动能，可知选项A正确；飞船在轨道i上做匀速圆周运动，故飞船经过P、m两点时的速率相等，由于飞船在p点进入轨道n时相对于轨道i做向心运动，可知飞船在轨道n上p点速度小于轨道i上p点速度，故选项b正确；根据开普勒第三定律可知，飞船在轨道n上运动的周期小于在轨道i上运动的周期，选项c错误；根据牛顿第二定律可知，飞船在轨道n上经过p的加速度与在轨道i上经过m的加速度大小相等，选项d错误。答案AB（2015•海南单科）若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2：4K已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R。由此可知，该行星的半径约为 「a.2r b.|r c.2R d.段R解析在行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一 .t2 物体，它们经历的时间之比即为在水平方向运动的距离之比，所以『=二7。竖直方向上做TOC\o"1-5"\h\z,,」八 , 一，，g 2h/t2 t2 7自由落体运动，重力加速度分别为号和g2,因此优=/=超=4。2 2 1设行星和地球的质量分别为7M和M,行星的半径为r,由牛顿第二定律得7MmG7T二叫①r2 1写=mg2②①/②得r=2R因此A、B、D错，C对。答案C（2014昆明八中检测）假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，不考虑地球自转的影响，距离地球球心为r处的重力加速度大小可能为如下图像中的哪一个【参照答案】.A送师解析】：设地球的密度为p,当物体处于地心时，所受万有引力为零，加速度为零S当距地心距离为尸父氏时，F半径为r的球体对其产生万有引力，根据-*得:%矽==选。，解得0=受竺,即力r r 3度a与i■成正比，由此可判断选项E正确』当尸＞五时，由旦上二.得.二丝加速月尸 尸 3尸与r的平方成反比，故选项A正确.考点：解答本题关键要理解题目中:已知质量分布均匀的球壳对壳内物体引力为零::的含义，进而结合万有力公式求解.【考点定位】：此题考查图象、牛顿运动定律、万有引力定律及其相关知识。（14分）（2015•洛阳模拟）某星球的质量为M,在该星球表面某一倾角为Q的山坡上以初速度v平抛一物体，经时间t该物体落到山坡上。欲使该物体不再落回星球的表面，求至少应以多大的速度抛出该物体？（不计一切阻力，引力常量为G）解析由题意可知，要求该星球上的“近地卫星”的绕行速度，即第一宇宙速度。设该星球表面处的重力加速度为g,由平抛运动规律可得tanQ=y/x1y=]gt2,x=v0t2v联立解得g=—^tanQ①GMt③2vtanQ3GMt③2vtanQ30联立①②解得R=V2m‘g=m‘—④4：'2GMvtanQ联立①③④解得：v=飞 彳一。4；2GMvtanQ答案v-r一11.宇航员成功登上半径为R的某星球后，为初测星球质量，在该星球表面上固定一倾角为Q=30o的斜面。使小物块以速度v0从斜面底端沿斜面向上运动，得到其往返运动v-t图线如图。若图中\已知，且引力常量为G。求：

（1）物块回到斜面底端时的速度大小;（2）该星球的质量。物块在斜面往返运11.（共10分）解：（1）（4分）设物块回到斜面底端时的速度大小为v,物块在斜面往返运y-21 y 0- 得y=-0-22（2）（6分）设星球表面的重力加速度为g,根据图线得ya=-o

it0yy=02t 4t00物块向上运动时mgsin300+umgcos300=mai物块向下运动时mgsin300-^mgcos300=ma25y解得§=不^05yR2

—05yR2

—0——

4t0G星球表面有G^2-=mg 星球的质量为M=（R为地球半径）。12、（10分）一颗在赤道平面内飞行的人造地球卫星，其轨道半径为r=2R已知地球表面的重力加速度为g，则该卫星的运行周期是多大？若卫星的运动方向与地球自转方向相同，已知地球自转的角速度为30（R为地球半径）。1