届高考物理二轮复习考点优化训练万有引力定律的应用原卷 解析卷.docx

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届高考物理二轮复习考点优化训练万有引力定律的应用原卷解析卷

万有引力定律的应用【原卷】

1.（2020·安徽省江南十校冲刺联考）现对于发射地球同步卫星的过程分析，如图所示，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，P点是轨道Ⅰ上的近地点，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则（　　）

A．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于第一宇宙速度7.9km/s

B．该卫星的发射速度必定大于第二宇宙速度11.2km/s

C．在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度大于第一宇宙速度7.9km/s

D．在轨道Ⅰ上，卫星在Q点的速度大于第一宇宙速度7.9km/s

2.（2020·福建省泉州市考前适应性模拟）当地球位于太阳和木星之间且三者几乎排成一条直线时，称之为“木星冲日”，2016年3月8日出现了一次“木星冲日”．已知木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动，木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5倍．则下列说法正确的是（　　）

A．下一次的“木星冲日”时间肯定在2020年

B．下一次的“木星冲日”时间肯定在2017年

C．木星运行的加速度比地球的大

D．木星运行的周期比地球的小

3.（2020·四川省德阳市高考一诊）2016年10月17日发射的“神舟十一号”飞船于2016年10月19日与“天宫二号”顺利实现了对接，如图.在对接过程中，“神舟十一号”与“天宫二号”的相对速度非常小，可以认为具有相同速率．它们的运动可以看做是绕地球的匀速圆周运动，设“神舟十一号”的质量为m，对接处距离地球表面高度为h，地球的半径为r，地球表面处的重力加速度为g，不考虑地球自转的影响，“神舟十一号”在对接时，下列说法正确的是（　　）

A．对地球的引力大小为mgB．向心加速度为g

C．周期为D．动能为

4.（2020·福建永安一中等三校联考）用m表示地球同步卫星的质量，h表示它离地面的高度，R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，ω表示地球自转的角速度，则（　　）

A．同步卫星内的仪器不受重力B．同步卫星的线速度大小为ω（R＋h）

C．地球对同步卫星的万有引力大小为D．同步卫星的向心力大小为

5.（2020·贵州部分重点中学联考）“开普勒”空间望远镜发现了与地球相似的太阳系外行星——开普勒－452b。

开普勒—452b围绕其恒星开普勒－452公转一周的时间是地球绕太阳公转一周的1055倍，开普勒－452b到开普勒－452的距离与地球到太阳的距离接近，则由以上数据可以得出（　　）

A．开普勒－452与太阳的质量之比

B．开普勒－452与太阳的密度之比

C．开普勒－452b与地球绕各自恒星公转的线速度之比

D．开普勒－452b与地球受到各自恒星对它们的万有引力之比

6.（2020·山东师大附中模拟）如图甲所示，假设某星球表面上有一倾角为θ的固定斜面，一质量为m的小物块从斜面底端沿斜面向上运动，其速度—时间图象如图乙所示。

已知小物块与斜面间的动摩擦因数为μ＝，该星球半径为R＝6×104km，引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，π取3.14，则下列说法正确的是（　　）

甲　　　　　　　　　　　乙

A．该星球的第一宇宙速度v1＝3.0×104m/s

B．该星球的质量M＝8.1×1026kg

C．该星球的自转周期T＝1.3×104s

D．该星球的密度ρ＝896kg/m3

7.（2020·广东省珠海市质检）已知人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动，经过时间t（t小于航天器的绕行周期），航天器运动的弧长为s，航天器与月球的中心连线扫过角度为θ，万有引力常量为G，则（　　）

A．航天器的轨道半径为B．航天器的环绕周期为

C．月球的质量为D．月球的密度为

8．（2020·江西省新余市上学期期末）已知月球的半径为R，月球表面的重力加速度为g，引力常量为G，“嫦娥四号”离月球中心的距离为r，绕月周期为T.根据以上信息可求出（　　）

A．“嫦娥四号”绕月运行的速度为B．“嫦娥四号”绕月运行的速度为

C．月球的平均密度为D．月球的平均密度为

9．（2020·河北省张家口市上学期期末）宇航员站在某一星球上，将一个小球距离星球表面h高度处由静止释放使其做自由落体运动，经过t时间后小球到达星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，则下列选项正确的是（　　）

A．该星球的质量为B．该星球表面的重力加速度为

C．该星球表面的第一宇宙速度为D．该星球的密度为ρ＝

10．（2020·安徽省芜湖市上学期期末）假设宇宙中有两颗相距足够远的行星A和B，半径分别为RA和RB.各自相应的两颗卫星环绕行星运行周期的平方与轨道半径的三次方的关系如图2所示，两颗卫星环绕相应行星表面运行的周期都为T0.则（　　）

A．行星A的质量大于行星B的质量

B．行星A的密度小于行星B的密度

C．行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度

D．当两行星的卫星轨道半径相同时，行星A的卫星向心加速度大于行星B的卫星向心加速度

11.（2020·安徽省滁州市上学期期末）如图为某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动的示意图，若A星的轨道半径大于B星的轨道半径，双星的总质量M，双星间的距离为L，其运动周期为T，则（　　）

A．A的质量一定大于B的质量B．A的线速度一定大于B的线速度

C．L一定，M越大，T越大D．M一定，L越大，T越大

12.（2020·山西省太原市三模）据NASA报道，“卡西尼”号于2017年4月26日首次到达土星和土星内环（碎冰块、岩石块、尘埃等组成）之间，并在近圆轨道做圆周运动，如图2所示．在极其稀薄的大气作用下，开启土星探测之旅的最后阶段——“大结局”阶段．这一阶段持续到九月中旬，直至坠向土星的怀抱．若“卡西尼”只受土星引力和稀薄气体阻力的作用，则（　　）

A．4月26日，“卡西尼”在近圆轨道上绕土星的角速度小于内环的角速度

B．4月28日，“卡西尼”在近圆轨道上绕土星的速率大于内环的速率

C．5月到6月间，“卡西尼”的动能越来越大

D．6月到8月间，“卡西尼”的动能、以及它与土星的引力势能之和保持不变

13．（2020·哈尔滨三中一模）下列关于天体运动的相关说法中，正确的是（　　）

A．地心说的代表人物是哥白尼，他认为地球是宇宙的中心，其他星球都在绕地球运动

B．牛顿由于测出了引力常量而成为第一个计算出地球质量的人

C．所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的焦点上

D．地球绕太阳公转时，在近日点附近的运行速度比较慢，在远日点附近的运行速度比较快

14.（2020·泰安一模）某一行星表面附近有颗卫星做匀速圆周运动，其运行周期为T，假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N，则这颗行星的半径为（　　）

A．B．C．D．

15.（2020·广州天河区二模）假定太阳系一颗质量均匀且可看成球体的小行星，起初自转可以忽略。

现若该行星自转加快，当其自转的角速度增加为ω时，该行星表面“赤道”上的物体对星球的压力减小至原来的。

已知引力常量G，则该星球密度ρ为（　　）

A．B．C．D．

16.质量不等的两星体在相互间的万有引力作用下，绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动，构成双星系统。

由天文观察测得其运动周期为T，两星体之间的距离为r，已知引力常量为G。

下列说法正确的是（　　）

A．双星系统的平均密度为

B．O点离质量较大的星体较远

C．双星系统的总质量为

D．若在O点放一物体，则物体受两星体的万有引力合力为零

17.（2020·四川省第二次“联测促改”）在距地面不同高度的太空有许多飞行器．其中“天舟一号”距地面高度约为393km，哈勃望远镜距地面高度约为612km，“张衡一号”距地面高度约为500km.若它们均可视为绕地球做圆周运动，则（　　）

A．“天舟一号”的加速度大于“张衡一号”的加速度

B．哈勃望远镜的线速度大于“张衡一号”的线速度

C．“天舟一号”的周期大于哈勃望远镜的周期

D．哈勃望远镜的角速度大于“张衡一号”的角速度

18.（2020·山东省临沂市上学期期中）据报道，2020年前我国将发射8颗海洋系列卫星，包括2颗海洋动力环境卫星和2颗海陆雷达卫星（这4颗卫星均绕地球做匀速圆周运动），以加强对黄岩岛、钓鱼岛及西沙群岛全部岛屿附近海域的监测．设海陆雷达卫星的轨道半径是海洋动力环境卫星的n倍，下列说法正确的是（　　）

A．在相同时间内，海陆雷达卫星到地心的连线扫过的面积与海洋动力环境卫星到地心的连线扫过的面积相等

B．海陆雷达卫星做匀速圆周运动的半径的三次方与周期的平方之比等于海洋动力环境卫星做匀速圆周运动的半径的三次方与周期的平方之比

C．海陆雷达卫星与海洋动力环境卫星角速度之比为∶1

D．海陆雷达卫星与海洋动力环境卫星周期之比为1∶

19.（2020·广东省揭阳市期末）如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则（　　）

A．卫星a的角速度小于c的角速度

B．卫星a的加速度大于b的加速度

C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度

D．卫星b的周期大于24h

20.（2020·河南省南阳、信阳等六市二模）若“嫦娥四号”从距月面高度为100km的环月圆形轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q落月，如图所示．关于“嫦娥四号”，下列说法正确的是（　　）

A．沿轨道Ⅰ运动至P时，需制动减速才能进入轨道Ⅱ

B.沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期

C．沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度

D．在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，重力势能减小，机械能不变

万有引力定律的应用【解析卷】

1.（2020·安徽省江南十校冲刺联考）现对于发射地球同步卫星的过程分析，如图所示，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，P点是轨道Ⅰ上的近地点，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则（　　）

A．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于第一宇宙速度7.9km/s

B．该卫星的发射速度必定大于第二宇宙速度11.2km/s

C．在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度大于第一宇宙速度7.9km/s

D．在轨道Ⅰ上，卫星在Q点的速度大于第一宇宙速度7.9km/s

【答案】C

【解析】第一宇宙速度是卫星在近地轨道运行的线速度，根据G＝m可知v＝，故轨道半径越大，线速度越小，所以同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度，A错误；该卫星为地球的卫星，所以发射速度小于第二宇宙速度，B错误；P点为近地轨道上的一点，但要从近地轨道变轨到Ⅰ轨道，则需要在P点加速，所以卫星在P点的速度大于第一宇宙速度，C正确；在Q点要从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，则需要在Q点加速，即卫星在轨道Ⅱ上经过Q点的速度大于在轨道Ⅰ上经过Q点的速度，而轨道Ⅱ上的速度小于第一宇宙速度，故卫星在轨道Ⅰ上经过Q点时的速度小于第一宇宙速度，D错误.

2.（2020·福建省泉州市考前适应性模拟）当地球位于太阳和木星之间且三者几乎排成一条直线时，称之为“木星冲日”，2016年3月8日出现了一次“木星冲日”．已知木星与地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳近似做匀速圆周运动，木星到太阳的距离大约是地球到太阳距离的5倍．则下列说法正确的是（　　）

A．下一次的“木星冲日”时间肯定在2020年

B．下一次的“木星冲日”时间肯定在2017年

C．木星运行的加速度比地球的大

D．木星运行的周期比地球的小

【答案】B

【解析】地球公转周期T1＝1年，土星公转周期T2＝T1≈11.18年．设经时间t，再次出现“木星冲日”，则有ω1t－ω2t＝2π，其中ω1＝，ω2