2020高考物理万有引力定律及其应用专题练习(含答案)

1、2020高考物理 万有引力定律及其应用专题练习（含答案）1.嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星。若测得 嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行的周期T,已知引力常数 G,半径为R的球体体积公式V =4#3,则可估算月球的（3A.密度B.质量C.半径D.自转周期答:2.神舟八号飞船与 天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。任务完成后 天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与神舟九号”交会对接。变轨前和变轨完成后天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道,对应的轨道半径分别为Ri、R2,线速度大小分别为vi、v2。则上等于（丫2A.Ri3B.R2:Ric. RRi2D.R

2、答:3.一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为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,vo假设宇航员在该行星表弹簧测力计的示数为 No,已知引力常量为G,则这颗行星的质量为2mvA. GN4mvB.GNNv2C.GmNv4D.Gm22小时.假设这种趋势4 .研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比A.距地面的高度变大B.向心加速度变大C.线速度变大D.角速度变大5 .如图13所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的角度为以下列说法正确的是A.轨道半径越大，周期越长

3、B.轨道半径越大，速度越大C.若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D.若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度【答案】AC6.假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么 (D )A.地球公转周期大于火星的公转周期B.地球公转的线速度小于火星公转的线速度C.地球公转的加速度小于火星公转的加速度D.地球公转的角速度大于火星公转的角速度7 .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。若飞船质量为m,距地面高度为h,地球质量为 M,半径为R,引力常量为G,则飞船所在处的重力加速度大小为(B )A. 0B.

4、GM 2 C.f D. GM(R h)2(R h)2h28 .过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星 51 peg b勺发现拉开了 研究太阳系外行星的序幕.“51pegb其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为 4天， 轨道半径约为地球绕太阳运动半径的1/20.该中心恒星与太阳的质量比约为(B )(A) 1/10(B)1(C)5(D)109.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: J7。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，该行星的半径为(C )1 _ 7 _ 7一A. RB. RC.

5、 2RD.R22210.设地球自转周期为 T,质量为M,引力常量为G,假设地球可视为质量均匀分布的球体， 半径为Ro同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为()GMT2GMT2 一4二2R3GMT2 一4二2R3Z ZT?GMT2B.D.11.如图所示，三颗质量均为质量为M,半径为RoGMT22_2 -3GMT 4二 R22 _3GMT2 4二2R3z zr-2GMT2m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球卜列说法正确的是A.地球对一颗卫星的引力大小为GMm-2 (r -R)B. 一颗卫星对地球的引力大小为GMmC.两颗卫星之间的引力大小为Gm 23rD.三颗卫星

6、对地球引力的合力大小为3GMm2-r答案：BC12.嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200km的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟。已知引力常量 G =6.67父10/1 N m2/kg2 ,月球半径约为1.74103 km，利用以上数据估算月球的质量约为A. 8.1 X1010 kg B. 7.4父1013 kg C. 5.4父1019 kg D. 7.4父1022 kg答：D13 .卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送.如果你与同学在地面上用卫星电话通话.则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8 M05

7、km,运行周期约为 27天,地球半径约为6400km,无线电信号的传播速度为3 X108m/s.）A. 0.1sB . 0.25sC. 0.5sD. 1s答：B14 .土星最大的卫星叫泰坦”（如图），每16天绕土星一周，其公转轨道半径为 1.2 106 km。已知引力常量 G=6.67M0-11N m2/kg2,则土星的质量约为（B ）A. 5M017 kgB. 5X1026 kgC. 7X1033 kgD. 4X1036 kg15.2019年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根弗 *第14题据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km ,绕二者连线

8、上的某点每秒转动12圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻 两颗中子星 （BC ）A.质量之积B.质量之和C.速率之和D.各自的自转角速度16.2019年2月，我国500 m 口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“ J0318+0253,其自转周期T=5.19 ms,假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为c cr 4c1 z 2 . .26.67父10N m /kg。以周期t稳定自转的星体的密度最小值约为（C ）93123A 5父10 kg /mB 5M10 kg /mc 5 1015kg/m35 1018kg/m3

9、C.D.17.若想检验 使月球绕地球运动的力”与 使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（B ）A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/6022B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/60C.自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6D.苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60一矿井深度为d。已知质量分布均匀的18 .假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为d d A. 1 - R(d)2R -dd dB. 1 RD.答案：A7: 1,同时绕它们连线上某点19

10、 .冥王星与其附近的星体卡戎可视为双星系统，质量比约为。做匀速圆周运动。由此可知冥王星绕。点运动的A.轨道半径约为卡戎的1/7B.角速度大小约为卡戎的1/7C.线速度大小约为卡戎的7倍D.向心力小约为卡戎的7倍答：A20.假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为go,在赤道的大小为g；地球自转的周期为 T,引力常数为G,则地球的密度为：()八 3二 g0-g3二 g0八 33 二g0A. 2B. 2 C. D D. 5GT2 goGT2 go -gGT2GT2 g21利用引力常量 G和下列某一组数据，不能.计算出地球质量的是A.地球的半径及重力加速度(不考虑地球

11、自转)B.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离答：D22 .(1)我国自主研制的首艘货运飞船矢舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的矢宫二号”成功对接形成组合体。假设组合体在距地面高度为 h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,且不考虑地球自转的影响。则组合体运动的线速度大 小为,向心加速度大小为 【答案】R Cg- ； R 2 g.R h (R h)223 .动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比 Ra： Rb= 1 ： 2,它们的角速度之比

12、GJA : 3B=,质量之比 mA : mB=【答案】22 :1 ;1 ： 224 .两靠得较近的天体组成的系统称为双星，它们以两者连线上某点为圆心做匀速圆周运动，因而不至于由于引力作用而吸引在一起。设两天体的质量分别为 m1和m2,则它们的轨道牛径之比 Rm1 , Rm2=；速度之比 Vml , vm2=答案： m2 ： m1;m2 ： m125 .万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。(1)用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果。已知地球质量为 M,自转周期为T,万有引力常量为 Go将地球视为半径为 R、质 量均匀分布的

13、球体，不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是Fo a.若在北极上空高出地面 h处称量，弹簧秤读数为Fi,求比值 区 的表达式，并就h=1.0%RFo的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字)；b.若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2,求比值 F2-的表达式。Fo(2)设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳的半径为 Rs和地球的半径 R三者均减小为现在的1.0%,而太阳和地球的密度均匀且不变。仅考虑太阳和地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算 设想地球”的一年将变为多长?【答案】(1)a. -1 =0.98 b. = 1 FoFo/2 34 二 R2T2GM(2

14、)不变【解析】(1)a.在地球北极点不考虑地球自转,则秤所称得的重力则为其万有引力，于FT由公式可以得出： 且=(-5)2=(1一)2 =o.98FoR h 1 0.01F1 =0.98F0b.当在赤道上称重的时候，万有引力会提供物体做圆周运动的向心力，于2Mm 2 Mm 4F2 - G 亍 - m；：；R = G2-m2 RR2R2 T2由和可得：(2)设太阳质量为 Ms,太阳的密度为 p,地球质量为M,根据万有引力定律，有2M sM 4G s2=M - rrTs得Ts =又 Ms所以Ts3 二 r3G： Rs存在着一种运动形式：三颗星体从上式可知，当公转的圆周轨道半径 r、太阳的半径Rs和地球的半径 R三者均减小为现在的 1.0%,地球公转周期不变。25.由三颗星体构成的系统，忽略其它星体对它们的作用,在相互之间的万