2021届高考物理二轮复习专题提能专训:5万有引力定律及应用.docx
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1、提能专训(五)万有引力定律及应用时间:90分钟满分:100分一、选择题(本题共14小题,每小题4分,共56分多选全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1. 地球的公转轨道接近圆,但彗星的运动轨道则是一个格外扁的椭圆天文学家哈雷曾经在1662年跟踪过一颗彗星,他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍,并预言这颗彗星将每隔肯定时间就会再次消灭这颗彗星最近消灭的时间是1986年,它下次飞近地球大约是哪一年()A2042年 B2052年 C2062年 D2072年答案:C解析:依据开普勒第三定律有1876.4,又T地1年,所以T彗76年,彗星下次飞近地球的大致年份是1986
2、762062年,本题答案为C.2(2022浙江理综)长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星,它的公转轨道半径r119 600 km,公转周期T16.39天.2006年3月,天文学家新发觉两颗冥王星的小卫星,其中一颗的公转轨道半径r2 48 000 km,则它的公转周期T2最接近于()A15天 B25天 C35天 D45天答案:B解析:由开普勒第三定律可得,解得T2T16.3924.5(天),故选B.本题也可利用万有引力定律对“卡戎星”和小卫星分别列方程,联立方程组求解3(2022福建理综)若有一颗“宜居”行星,其质量为地球的p倍,半径为地球的q倍,则该行星卫星的环绕速度是地
3、球卫星环绕速度的()A.倍 B.倍C.倍 D.倍答案:C解析:卫星绕中心天体做圆周运动时,万有引力充当向心力,即Gm,得v,可见环绕速度与中心天体质量和半径比值的平方根成正比,题述行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的倍,C项正确4(2022天津理综)争辩表明,地球自转在渐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,将来人类放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角速度变大答案:A解析:卫星绕地球做圆周运动,万有引力供应向心力,即Gmr2,得r,由于同步卫星的周期等于地球的自转周期,当地球自转变慢,自转周
4、期变大,则同步卫星做圆周运动的半径会变大,离地面的高度变大,A项正确;由Gma得,a,半径变大,向心加速度变小,B项错误;由Gm得,v,半径变大,线速度变小,C项错误;由分析得,同步卫星的周期变大,角速度变小,D项错误5.2021年11月26日,中国探月工程副总指挥李本正在国防科工局进行的“嫦娥三号”任务首场发布会上宣布,我国首辆月球车“嫦娥三号”月球探测器的巡察器全球征名活动结束,月球车得名“玉兔”号图示是“嫦娥三号”巡察器和着陆器,月球半径为R0,月球表面处重力加速度为g0.地球和月球的半径之比为4,表面重力加速度之比为6,地球和月球的密度之比为()A. B. C4 D6答案:B解析:设星
5、球的密度为,由Gmg得GMgR2,联立解得:,设地球、月球的密度分别为、0,则:,将6和4代入上式,解得:,选项B正确6.2021年12月14日21时许,“嫦娥三号”携带“玉兔”探测车在月球虹湾成功软着陆,在实施软着陆过程中,“嫦娥三号”离月球表面4 m高时最终一次悬停,确认着陆点若总质量为M的“嫦娥三号”在最终一次悬停时,反推力发动机对其供应的反推力为F,已知引力常量为G,月球半径为R,则月球的质量为()A. B. C. D.答案:A解析:“嫦娥三号”在月球表面悬停,则FMg,由F,变形得m,A正确7“嫦娥二号”是我国月球探测其次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)
6、表面四周圆形轨道运行的周期T,已知引力常量为G,半径为R的球体体积公式VR3,则可估算月球的()A密度 B质量C半径 D自转周期答案:A解析:“嫦娥二号”在近月轨道运行,其轨道半径约为月球半径,由mR及,VR3可求得月球密度,但不能求出质量和半径,A项正确,B、C项错误;公式中T为“嫦娥二号”绕月运行周期,月球自转周期无法求出,D项错误. 8(2022贵州六校联考)“嫦娥二号”环月飞行的高度为100 km,所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200 km的“嫦娥一号”更加详实若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动,运行轨道如图所示则()A“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”大B“嫦
7、娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”小C“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”大D“嫦娥二号”环月运行的向心力与“嫦娥一号”相等答案:C解析:据F向Gmm2rma可得v,T2,a,可知r越小,v越大,T越小,a越大,故选项A、B错,C项正确;因不知“嫦娥一号”和“嫦娥二号”的质量,故无法比较它们所受向心力的大小,则D项错9(2022内蒙古包头测评)火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探究项目假设火星探测器在火星表面四周圆形轨道运行的周期为T1,神舟飞船在地球表面四周圆形轨道运行的周期为T2,火星质量与地球质量之比为p,火星半径与地球半径之比为q,则T1
8、与T2之比为()A. B. C. D.答案:D解析:对火星探测器有:Gm1R1,解得T12;对神舟飞船有:Gm2R2,解得T22,则,选项D正确10(2022云南第一次检测)(多选)如图所示,两星球相距为L,质量比为mAmB19,两星球半径远小于L.从星球A沿A、B连线向B以某一初速度放射一探测器只考虑星球A、B对探测器的作用,下列说法正确的是()A探测器的速度始终减小B探测器在距星球A为处加速度为零C若探测器能到达星球B,其速度可能恰好为零D若探测器能到达星球B,其速度肯定大于放射时的初速度答案:BD解析:从A星球放射探测器沿直线运动到B星球的过程中,探测器同时受A星球和B星球的万有引力,依
9、据万有引力公式F知,A星球对探测器的万有引力减小,B星球对探测器的万有引力增大,存在一位置,在此位置探测器受到合外力为零,设此位置距A星球的距离为x,则有,得xL,探测器从A星球运动到此点过程是做减速运动,从今点到B星球做加速运动,选项A、C错;由F合ma得,探测器在距星球A为L处加速度为零,B项对;减速距离小于加速距离,即LL,加速阶段的万有引力做的正功多于减速阶段的万有引力做的负功,则探测器到达B星球的速度大于其放射速度,D项对11四颗地球卫星a、b、c、d的排列位置如图所示,其中,a是静止在地球赤道上还未放射的卫星,b是近地轨道卫星,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,四颗卫星相比较()
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