高考物理一轮复习精选题辑课练13万有引力与航天.doc
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1、1 / 11【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习精选题辑课练精选高考物理一轮复习精选题辑课练 1313 万有万有引力与航天引力与航天1(2018重庆月考)(多选)下列说法正确的是( ) A关于公式k 中的常量 k,它是一个与中心天体有关的常量 B开普勒定律只适用于太阳系,对其他恒星系不适用 C已知金星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳公转的周期,则 可判定金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离 D发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是开普勒、 伽利略 答案:AC 解析:公式k 中的 k 是一个与中心天体有关的常量,选项 A 正确;开普勒定律不仅适用于太阳系,对其他恒星系也适用,
2、选项 B 错误;已知金星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳公转的周期, 由k 可知金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离,选项 C 正确; 发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是牛顿和卡文迪许, 选项 D 错误 2假如地球的自转角速度增大,关于物体所受的重力,下列说 法错误的是( ) A放在赤道上的物体所受的万有引力不变 B放在两极上的物体的重力不变 C放在赤道上的物体的重力减小 D放在两极上的物体的重力增大 答案:D 解析:地球的自转角速度增大,则赤道上物体随地球自转所需 向心力增大,地球的质量和半径都没有变化,故对赤道上物体的万 有引力大小保持不变,故 A 正确;地球绕地轴转动,在两极点,
3、物 体转动半径为 0,转动所需向心力为 0,此时物体的重力与万有引力 相等,故转速增大后两极点的重力保持不变,故 B 正确,D 错误; 赤道上的物体受到的万有引力一部分提供物体的重力,一部分提供 其转动所需的向心力,而万有引力不变,转速增加时所需向心力增2 / 11大,故物体的重力将减小,故 C 正确;本题选错误的,故选 D. 3(2018河南商丘二模)(多选)“雪龙号”南极考察船在由我 国驶向南极的过程中,经过赤道时测得某物体的重力是 G1;在南极 附近测得该物体的重力为 G2.已知地球自转的周期为 T,引力常量为 G,假设地球可视为质量分布均匀的球体,由此可知( )A地球的密度为3G1 G
4、T2G2G1B地球的密度为3G2 GT2G2G1 C当地球的自转周期为 T 时,放在地球赤道地面上的物体不 再对地面有压力 D当地球的自转周期为 T 时,放在地球赤道地面上的物体不 再对地面有压力 答案:BC 解析:在两极物体受到的重力等于地球对其的引力,故有 GG2,在赤道引力与支持力的合力提供向心力,GG1mR,地球 的密度 ,联立解得 ,故 A 错误,B 正确;在赤道上万有 引力完全充当向心力时,放在地球赤道地面上的物体不再对地面有 压力,即 GmR,联立解得 T1T,故 C 正确,D 错误 4(2018吉林长春外国语学校模拟)(多选)宇宙飞船绕地心做 半径为 r 的匀速圆周运动,飞船舱
5、内有一质量为 m 的人站在可称体 重的台秤上,用 R 表示地球的半径,g 表示地球表面处的重力加速 度,g0 表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度,N 表示人对台秤的 压力,则关于 g0、N,下列式子正确的是( ) Ag00 Bg0g CN0 DNmg 答案:BC 解析:忽略地球的自转,根据万有引力等于重力,宇宙飞船所 在处,mg0,在地球表面处 mg,解得 g0g,故 A 错误,B 正确; 宇宙飞船绕地心做匀速圆周运动,飞船舱内物体处于完全失重状态, 所以人对台秤的压力为 0,故 C 正确,D 错误 5(2018福建厦门一模)据报道,2020 年前我国将发射 8 颗 海洋系列卫星,包括 4 颗
6、海洋水色卫星,2 颗海洋动力环境卫星和 2 颗海陆雷达卫星,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绕地球做匀速圆周运动的轨道半 径是海洋动力环境卫星的 n 倍,下列说法正确的是( ) A在相等的时间内,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在相等的时间内,海陆雷达卫星到地心的连线扫过的面积与3 / 11海洋动力环境卫星到地心的连线扫过的面积之比为:1 C海陆雷达卫星与海洋动力环境卫星线速度之比为:1 D海陆雷达卫星与海洋动力环境卫星向心加速度之比为 n2:1 答案:B 解析:根据mr2,解得 ,扫过的面积 Slrr2
7、r2tt,因为轨道半径之比为 n,则角速度之比为 1:,相等的时间内扫过的面积之比为:1,故 B 正确,A 错误; 根据m,解得 v,因为轨道半径之比为 n:1,则线速度之比为 1:,故 C 错误;根据 Gma,解得 a,因为轨道半径之比为 n:1,则向心加速度之比为 1:n2,故 D 错误 6(2018贵州遵义航天高级中学五模)(多选)若宇航员在月球 表面附近自高 h 处以初速度 v0 水平抛出一个小球,测出小球的水平 射程为 L.已知月球半径为 R,万有引力常量为 G.则下列说法正确的 是( )A月球表面的重力加速度 g 月2hv2 0 L2B月球的平均密度 3hv2 0 2GL2R C月
8、球的第一宇宙速度 v 2hD月球的质量 M 月hR2v2 0 GL2 答案:AB 解析:平抛运动的时间 t,再根据 hg 月 t2,得 g 月, 故 A 正确;在月球表面 Gmg 月,月球的体积 V,月球的平均密 度 ,故 B 正确;月球的第一宇宙速度 v1,故 C 错误;根 据 mg 月,得 M 月,故 D 错误 7(2018辽宁省实验中学质检)设地球是一质量分布均匀的球 体,O 为地心已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为 零在下列四个图中,能正确描述 x 轴上各点的重力加速度 g 的分 布情况的是( ) 答案:A 解析:设地球的密度为 ,在地球表面,重力和地球的万有引 力大小相等,有
9、mg,即 g,由于地球的质量 MR3,所以 地球表面重力加速度的表达式可写成 g.根据题意有,质量分布均 匀的球壳对壳内物体的引力为零,故在深度为 Rx 的井底,物体受 到地球的万有引力即为半径等于 x 的球体在其表面产生的万有引力, gx,即当 xR 时,g,g 与 x 平方成 反比,故 A 正确4 / 118(2018四川资阳一诊)(多选)用 m 表示地球的通信卫星(同 步卫星)的质量,h 表示离地面的高度,用 R 表示地球的半径,g 表 示地球表面的重力加速度, 表示地球自转的角速度,则通信卫星 所受的地球对它的万有引力的大小为( )AG B.mgR2 Rh2 Cm2(Rh) Dm3R2
10、g4 答案:BCD 解析:地球同步卫星的角速度与地球自转的角速度 相同,轨 道半径为 rRh,则根据向心力公式得地球对卫星的引力大小为 Fm2(Rh) 该卫星所受地球的万有引力为 F, 在地球表面有 mg,得到 GMgR2,联立得 F. 由 Fm2(Rh),解得 Rh, 所以可得 Fm2(Rh)m2m,由于地球的质量 M 未知, 故 B、C、D 正确,A 错误 9(2018云南一模)(多选)一球形行星对其周围物体的万有引 力使物体产生的加速度用 a 表示,物体到球形行星表面的距离用 h 表示,a 随 h 变化的图象如图所示,图中 a1、h1、a2、h2 及引力常 量 G 均为已知根据以上数据可
11、以计算出( ) A该行星的半径 B该行星的质量 C该行星的自转周期 D该行星的同步卫星离行星表面的高度 答案:AB 解析:球形行星对其周围质量为 m 的物体的万有引力 Fma,所以 a1,a2,联立即可求出该行星的质量和半径, 故 A、B 正确;题目以及相关的公式的物理量都与该行星的自转周期 无关,所以不能求出该行星的自转周期,故 C 错误;由于不能求出 该行星的自转周期,所以也不能求出该行星的同步卫星离行星表面 的高度,故 D 错误 10(2018重庆一中摸底)(多选)宇宙飞船以周期 T 绕地球做 匀速圆周运动时,由于地球遮挡阳光,会经历类似“日全食”的过 程,如图所示已知地球的半径为 R,
12、地球质量为 M,引力常量为 G,地球自转周期为 T0,太阳光可看成平行光,宇航员在 A 点测出 的张角为 ,则( )A飞船绕地球运动的线速度为2RTsin25 / 11B一天内飞船经历“日全食”的次数为T T0C飞船每次在“日全食”过程所需的时间为T 2D飞船的周期为 T2Rsin2RGMsin2 答案:ACD 解析:飞船绕地球做匀速圆周运动,由于线速度为 v,又由 几何关系知 sin,得 r,故 v,故 A 正确;地球自转一圈时间 为 T0,飞船绕地球一圈时间为 T,飞船绕一圈会有一次日全食,所 以每过时间 T 就有一次日全食,得一天内飞船经历“日全食”的次 数为 n,故 B 错误;由几何关
13、系知每次在“日全食”过程的时间 内飞船转过 角,所需的时间为 t,故 C 正确;万有引力提供向 心力,则m2r,得 T2r,故 D 正确 11(2018福建质检)中国自行研制、具有完全自主知识产权 的“神舟号”飞船,目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术, 其发射过程简化如下:飞船在酒泉卫星发射中心发射,由长征运载 火箭送入近地点为 A、远地点为 B 的椭圆轨道上,A 点距离地面的高 度为 h1,飞船飞行五周后进行变轨,进入预定圆轨道,如图所示, 设飞船在预定圆轨道上飞行 n 圈所用时间为 t,若已知地球表面重 力加速度为 g,地球半径为 R,求: (1)地球的平均密度; (2)飞船经过椭圆
14、轨道近地点 A 时的加速度大小; (3)椭圆轨道远地点 B 距地面的高度 答案:(1) (2) (3)R 解析:(1)根据质量、密度、体积间的关系可知,地球的质量 MR3 在地球表面附近,万有引力与重力近似相等,即 mgG 由式联立解得地球的平均密度 . (2)根据牛顿第二定律有 GmaA 由式联立解得,飞船经过椭圆轨道近地点 A 时的加速度大 小 aA. (3)飞船在预定圆轨道上飞行时由万有引力提供向心力,有 Gm(Rh2) 由题意可知,飞船在预定圆轨道上运动的周期 T 由式联立解得,椭圆轨道远地点 B 距地面的高度6 / 11h2R. 12(2018河北张家口一中等联考)2016 年 1
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