2020届高三物理第二轮专题练习万有引力新人教版精

1、万有引力与航天1 .某人造卫星运动的轨道可近似看作是以地心为中心的圆。由于阻力作用，人造卫星到地心 的距离从ri慢慢变到2,用 国、巳分别表示卫星在这两个轨道上的动能，则（）A. r 1Vr2 ' E k1 V Ek2 B . r1>2' EkiV Ek2C. r 1 >2> E k1 > Ek2 D . r1<r2> Ek1> E<22. 一飞船在某行星表面附近沿圆轨道绕该行星飞行，认为行星是密度均匀的球体，要确定该行星的密度，只需要测量（）A.飞船的轨道半径B.飞船的的运行速度C.飞船的运行周期D.行星的质量3 .已知引力常量

2、G月球中心到地中心的距离R和月球绕地球运行的周期 T。仅利用这三个数据，可以估算出的物理量有（）A.月球的质量B .地球的质量C.地球的半径D .月球绕地球运行速度的大小4 .据报道，最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，起质量约为地球质量的6。4倍一个在地球表面重量为 600N的人在这个行星表面的重量将变为 960N,由此可推知，该行星的半径 与地球半径之比约为（）A 0.5 B 2 C 3.2 D 45 .根据观察，在土星外层有一个环，为了判断环是土星的连续物还是小卫星群。可测出环中各层的线速度V与该层到土星中心的距离 R之间的关系。下列判断正确的是：A.若V与R成正比，则环为连续物；B.

3、若V2与R成正比，则环为小卫星群；C.若V与R成反比，则环为连续物；D.若V2与R成反比，则环为小卫星群。6.据报道，我国数据中继卫星“天链一号Ol星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点在东经 770赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号 01星”，下列说法正确的是A.运行速度大于7.9 km/sB.离地面高度一定，相对地面静止C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等7.火星的质量和半径分别约为地球的。和工，地球表面的重力加速度为 g,则火星表面的重102力加速度约为A.

4、0.2g B . 0.4g C . 2.5g D . 5g8 .图是“嫦娥一号奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星,并开展对月球的探测。下列说法正确的是A.发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B.在绕月圆轨道上，卫星的周期与卫星质重有关C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D.在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力9 .如图所示，“嫦娥奔月”的过程可以简化为：“嫦娥一号”升空后，绕地球沿椭圆轨道运动,远地点A距地面高为hi,然后经过变轨被月球捕获，再经多次变轨，最终在距离月球表面高为h2的轨道上绕月球

5、做匀速圆周运动。若已知地球的半径为R、表面重力加速度为go,月球的质量为 M半彳仝为R,引力常量为G,根据以上信息，可以确定（）A.“嫦娥一号”在远地点 A时的速度B.“嫦娥一号”在远地点 A时的加速度C.“嫦娥一号”绕月球运动的周期D.月球表面的重力加速度10 .我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展。设地球、月球的质量分别为 m、m2,半径分别为 R、Ra,人造地球卫星的第一宇宙速度为v ,对应的环绕周期为T,则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为（A.C .B .D .在不久的将来,11.我国探月的“嫦娥工程”已启动,我国宇航员将登上月球。假如宇航员在月球上测

6、彳#摆长为l的单摆做小振幅振动的周期为T,将月球视为密度均匀、 半径为r的球3 l16GrT2体，则月球的密度为l3 l16 lA . B. rC. rD.3GrT2 GrT2 3GrT2,这种学说认为万有引力12 .如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是()A. b、c的线速度大小相等，且大于 a的线速度；B. b、c的向心加速度大小相等，且大于 a的向心加速度；C. c加速可追上同一轨道上的 b, b减速可等候同一轨道上的 c;D. a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大。13 .在研究宇宙发展演变的理论中，有一种学说叫做“宇宙膨胀说”常

7、量G缓慢地减小。根据这一理论，在很久很久以前，太阳系中地球的公转情况与现在相比A.公转半径 R较大 B 。公转周期T较小C.公转速率v较大D 。公转角速度较小14 .神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律.天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星 B构成.两星视为质点，不考虑其它星体的影响，A、B围绕两者连线上的 O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图 18所示.引力常量为 G由观测能够得 到可见星A的速率v和运行周期T.(1)可见星A所受暗星B的引力Fa可等效为位于。点处质量为m的星体

8、(可视为质点)对它的引力，设 A和B的质量分别为 m、m,试求 m (用m、m2表示)；(2)求暗星B的的质量 m与可见星A的速率V、运行周期T和质量m 之间的关系式；(3)恒星演化到末期，如果其质量大于太阳质量m的2倍，它将有可能成为黑洞.若可见星A的速率V 2.7 105 m/s ,运行周期T 4.7104s,质量m=6m,试通过估算来判断暗星B有可能是黑洞吗？图18112230(G 6.67 10 11N m2/kg2, mis2.0 10 kg)2050年前建造成太空升降机，就15 .为了迎接太空时代的到来，美国国会通过一项计划：在是把长绳的一端搁置在地球的卫星上，另一端系住长降机。放

9、开绳，升降机能到达地球上；人坐在升降机里，在卫星上通过电动机把升降机拉到卫星上。已知地球表面的重力加速g=10m/s2,地球半径为 R。求：(1)某人在地球表面用体重计称得重800N,站在升降机中，当长降机以加速度a=g (g为地球表面处的重力加速度)竖直上升，在某处此人再一次用同一体重计称得视重为850N,忽略地球自转的影响，求升降机此时距地面的高度；(2)如果把绳的一端搁置在同步卫星上，地球自转的周期为 T,求绳的长度至少为多长。16 . 据报道最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的 6.4 倍。已知一个在地球表面质量为 50 kg的人在这个行星表面的重量约为800N,

10、地球表面处的重力加速度为10m/ s2 。求：( 1)该行星的半径与地球的半径之比约为多少？(2)若在该行星上距行星表面2M高处，以10m/S的水平初速度抛出一只小球(不计任何阻力) ，则小球的水平射程是多大？17. 开普勒三定律也适用于神舟七号飞船的变轨运动飞船与火箭分离后进入预定轨道 , 飞船在近地点（可认为近地面）开动发动机加速，之后，飞船速度增大并转移到与地球表面相切的椭圆轨道，飞船在远地点再次点火加速，飞船沿半径为r的圆轨道绕地运动.设地球半径为R地球表面的重力加速度为g,若不计空气阻力，试求神舟七号从近地点到远地点时间（变轨时间）.18.天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行

11、的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T,两颗恒星之间的距离为r,试推算这个双星系统的总质量。（引力常量为 G答案及解析1.【答案】【解析】B当卫星受到阻力作用后，其总机械能要减小，卫星必定只能降至低轨道上飞行,故r减小。可知，V要增大，动能、角速度也要增大。可见只有 rB选项正确2.【答案】卫星绕行星表面做圆周运动的向心力由行星对其的万有引力来提供，轨道半径近似等于行星的半径，由M=V= 4 R3/3,知3M /4 R3由式可知，如果只测量轨道半径或者只

12、测行星质量M无法确定答案，故D选项错;由 GMm _ mV2R2，可知M2 、V-R代入式得:G2/一 可见知道运行速度和半径才能 4G R2求出，故B选项错；23由GMm =m ( 2)2R知M 4 R，代入式得,知道周期T,就可算出，可R2TGT = 0.4M地RCGT 2见C选项正确。【答案】BD【解析】应时刻把握万有引力提供天体做圆周运动的向心力这一基本思想：GMm =m(2_)2R可求出地球质量RTM;由GMm =叱可求出月球的线速度;因为月球和地球半径不知，A C错。R2 R4.【答案】B【解析】天体表面物体的重力：近似等于天体与物体间的万有引力：即GMmR2mg在地球表面GM地m

13、R地2G 地=600N,2 _在行星表面GM星m G =960N,两式一比得：M地R星 6005 ,又因为R星2R地2M星 9608M星/M地6.4 ,所以R星/ R地 25 .【答案】AD【解析】连续物是指和天体连在一起的物体，其角速度和天体相同，其线速度V与r成正比。而对卫星来讲，其线速度 V %'GM / r ,即V与r的平方根成反比。由上面分析可知, 连续物线速度 V与r成正比；小卫星群 寸与R成反比。故选 A D6 .【答案】B【解析】由题目可以后出“天链一号卫星”是地球同步卫星，运行速度要小于7.9 m/s,而2GM他的位置在赤道上空，图度一定，A错B对。由可知，C对。由a

14、 一厂可知，DTR2错.MmGR2 = mg ,故火星表面的重力7 .【答案】B【解析】考查万有引力定律。星球表面重力等于万有引力,加速度一=2Mk R8 .【答案】C【解析】“嫦娥一号”绕月球运动，要挣脱地球的引力，所以选项B错；由万有引力得选项 C正确；.在绕圆轨道上，卫星作匀速圆周运动，受地球的引力等于受月球的引力。所以选项D错.9 .【答案】BCD【解析】“嫦娥一号”在远地点A时的加速度可由GM0m2(Ri h1)2ma及GM 0mRi2mgo确定,由于轨道是椭圆，在远地点A时的速度无法确定；“嫦娥一号”绕月球运动的周期可由2GMm ° m(R2 h2)L确定，月球表面的重力

15、加速度可由(R2 h2)2T2GMm2- mg确te,故R2选项BCD正确。10.【答案】A【解析】由地球对人造卫星的万有引力提供它作匀速圆周运动的向心力,可得m M 20G2m()RR2T又由于月球对探测器的万有引力提供向心力，可得m2 mG2R2m(*)2R2 ；联立两式得T/ =mRm2R同理，由地球对人造卫星的万有引力提供它作匀速圆周运动的向心力GmmR22 v m R月球对探测器的万有引力提供向心力GmmR；/2V 一，r m，联立两式得R2/2 v黑V所以选项A正确11.【答案】B丁=2兀【解析】测出单摆的周期，便可以算出该星球表面的重力加速度,摆球受到的重力可近似看作等于摆球与该

16、星球之间的万有引力,GMmmg=R可得M=gR- G4 Q将星球看作球体，则 M=P R3,所以，最终可导出p 32GRT2所以选项B正确12.【答案】D【解析】因为b、c在同一轨道上运行，故其线速度大小、加速度大小均相等。又b、c轨道半径大于a的轨道半径，由V JGM / r知,Vb=M<M,故A选项错；由加速度2 a=GM/r可知ab=ac<aa,故B选项错。当c加速时，c受到的万有引力 F<m4/r ,故它将偏离原轨道做离心运动；当b减速时，b受到的万有引力 F>mV/r,故它将偏离原轨道做向心运动。所以无论如何 c也追不上b, b也等不到c,故C选项错。对这一选

17、项，不能用 V v'GM / r来分析b、c轨道半径的变化情况。对a卫星，当它的轨道半径缓慢减小时，在转动一段较短时间内，可近似认为它的轨道半径 未变，视为稳定运行，由 V 4GM / r知，r减小时V逐渐增大，故 D选项正确13 .【答案】BCGMm = mv2 v IGMR ，v R，【解析】根据“宇宙膨胀说”，宇宙是由一个大爆炸的火球开始形成的。大爆炸后各星球 队即以不同的速度向外运动，这种学说认为地球离太阳的距离不断增加，即公转半径也不断 增加，A选项错。又因为地球以太阳为中心作匀速圆周运动，由2 R当G减小时，R增加时，公转速度慢慢减小。 由公式T=可知T在增加，故选项B、C

18、正确。14 【解析】T、角速度3都相同，根据牛(1)设A、B的轨道半径分别为ri、2,它们做圆周运动的周期顿运动定律有FAmi2rlm2 2r2 即-r1m2r2m1A B之间的距离rm1m2-r1根据万有引力定律Fam2m1 m22-rmmG2r13m2(m m2)2(2)对可见星A有Gmm r12 v m1 r1其中v2 ri得:3m2gm2)23Tv T2 G(3)设m= nm (n>0),并根据已知条件m=6m,及相关数据代入上式得由数学知识知f(n)3n2(n 6)2在n>0是增函数当 n=2 时，f (2)3n2(n 6)28 3.5所以一定存在 n>2,即m>2m,可以判断暗星 B可能