广东省高考物理一轮复习万有引力专题训练(有答案)

广东省高考物理一轮复习万有引力专题训练（有答
案）
物理学是研讨物质运动最普通规律和物质基本结构的
学科。

以下是查字典物理网整理的高考物理一轮温习万有引力专题训练，请考生细心练习。

一、选择题(本大题共10小题,每题7分,共70分。

每题至少一个答案正确,选不全得3分)
1.(2021安徽高考)我国发射的天宫一号和神舟八号在对接前,天宫一号的运转轨道高度为350km,神舟八号的运转轨道高度为343km。

它们的运转轨道均视为圆周,那么 ()
A.天宫一号比神舟八号速度大
B.天宫一号比神舟八号周期长
C.天宫一号比神舟八号角速度大
D.天宫一号比神舟八号减速度大
2.近年来,人类发射的多枚火星探测器曾经相继在火星上着陆,正在停止着激动人心的迷信探求,为我们未来登上火星、开发和应用火星打下坚实的基础。

假设火星探测器盘绕火星做近地匀速圆周运动,并测得该运动的周期为T,假定火星的平均密度为。

以下关系式中正确的选项是 ()
A.T
B.
C.T2
D.
3.(2021宁波模拟)1798年,英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G,因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人。

假定万有引力常量G,地球外表处的重力减速度g,地球半径R,地球上一个昼夜的时间T1(地球自转周期),一年的时间
T2(地球公转的周期),地球中心到月球中心的距离L1,地球中心到太阳中心的距离L2。

你能计算出 ()
A.地球的质量m地=
B.太阳的质量m太=
C.月球的质量m月=
D.可求月球、地球及太阳的密度
4.(2021新课标全国卷)假定地球是一半径为R、质量散布平均的球体。

一矿井深度为d。

质量散布平均的球壳对壳内物体的引力为零。

矿井底部和空中处的重力减速度大小之比为()
A.1-
B.1+
C.()2
D.()2
5.(2021德州模拟)假定地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍,那么以下有关地球同步卫星的表达正确的选项是()
A.运转速度是第一宇宙速度的倍
B.运转速度是第一宇宙速度的倍
C.向心减速度是地球赤道上物体随地球自转的向心减速度的n倍
D.向心减速度是地球赤道上物体随地球自转的向心减速度的倍
6.(2021莱芜模拟)假定月亮和同步卫星都是绕地心做匀速圆周运动的,以下说法正确的选项是 ()
A.同步卫星的线速度大于月亮的线速度
B.同步卫星的角速度大于月亮的角速度
C.同步卫星的向心减速度大于月亮的向心减速度
D.同步卫星的轨道半径大于月亮的轨道半径
7.(2021蚌埠模拟)2021年9月29日,我国成功发射天宫一号飞行器,天宫一号绕地球做匀速圆周运动的速度约为28 000 km/h,地球同步卫星的盘绕速度约为3.1 km/s,比拟两者绕地球的运动 ()
A.天宫一号的轨道半径大于同步卫星的轨道半径
B.天宫一号的周期大于同步卫星的周期
C.天宫一号的角速度小于同步卫星的角速度
D.天宫一号的向心减速度大于同步卫星的向心减速度
8.宇宙中两个星球可以组成双星,它们只在相互间的万有引力作用下,绕球心连线的某点做周期相反的匀速圆周运动。

依据宇宙大爆炸实际,双星间的距离在不时缓慢添加,设双星仍做匀速圆周运动,那么以下说法错误的选项是 ()
A.双星相互间的万有引力减小
B.双星做圆周运动的角速度增大
C.双星做圆周运动的周期增大
D.双星做圆周运动的半径增大
9.地球同步卫星离地心距离为r,运转速度为v1,减速度为a1,地球赤道上的物体随地球自转的减速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R,那么以下正确的选项是
A.=
B.=()2
C.=
D.=(
10.(才干应战题)搭载着嫦娥二号卫星的长征三号丙运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射,卫星由空中发射后,进上
天月转移轨道,经屡次变轨最终进入距离月球外表100公里、周期为118分钟的任务轨道,末尾对月球停止探测,那么 ()
A.卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小
B.卫星在轨道Ⅲ上经过P点的速度比在轨道Ⅰ上经过P点时的速度大
C.卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上短
D.卫星在轨道Ⅰ上的机械能比在轨道Ⅱ上多
二、计算题(本大题共2小题,共30分。

要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
11.(2021南宁模拟)(14分)侦查卫星在经过地球两极上空的圆形轨道上运动,它的运动轨道距离空中的高度为h,要使卫星在一天时间内将空中上赤道各处的状况全部都拍摄上去(卫星转一圈拍摄一次),卫星在每次经过赤道上空时,卫星
的摄像机至少能拍摄空中上赤道圆周的弧长是多少?设地球的半径为R,空中处的重力减速度为g,地球自转周期为T。

12.(2021桂林模拟)(16分)我国已启动嫦娥工程,并于2021年10月24日和2021年10月1日区分将嫦娥一号和嫦娥二号成功发射,嫦娥三号亦有望在2021年落月探测90天,并已给落月点起了一个富有诗意的名字广寒宫。

(1)假定地球半径为R,地球外表的重力减速度为g,月球绕地球运动的周期为T,月球绕地球的运动近似看作匀速圆周运动,央求出月球绕地球运动的轨道半径r。

(2)假定宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球外表某处以
速度v0竖直向上抛出一个小球,经过时间t,小球落回抛出点。

月球半径为r月,引力常量为G,央求出月球的质量M月。

答案解析
1.【解析】选B。

由G=mr2=m=mr=ma,得v=,=,T=2,a=,由于r 天r神,所以v天T神,a天月,选项B正确;由G=m得T=
2,故r卫星v月,选项A正确;由G=ma得a=可知a卫星a月,选项C正确。

7.【解析】选D。

天宫一号飞行器和同步卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供,由牛顿第二定律得G=m,解得r=,由于天宫一号绕地球做匀速圆周运动的速度大于地球同步卫星的盘绕速度,故天宫一号的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,选项A错误;由G=mr=m2r=man得T=
2=,an=,故轨道半径越大,周期越长、角速度越小、向心减速度越小,选项B、C错误,D正确。

8.【解析】选B。

由m1r12=m2r22及r1+r2=r得,r1=,r2=,可知D正确;F=G=m1r12=m2r22,r增大,F减小,A正确;r1增大,减小,B错误;由T=知T增大,C正确。

9.【解析】选A、D。

设地球的质量为M,同步卫星的质量为m1,地球赤道上的物体质量为m2,近地卫星的质量为m'2,依据向心减速度和角速度的关系有:
a1=r,a2=R,1=2
故=,可知选项A正确,B错误。

由万有引力定律得:
对同步卫星:G=m1,
对近地卫星:G=m'2
由以上两式解得:=,可知选项D正确,C错误。

【总结提升】同步卫星、近地卫星和赤道上随地球自转物体的比拟
(1)近地卫星是轨道半径等于地球半径的卫星,卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。

同步卫星是在赤道平面内,定点在某一特定高度的卫星,其做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供。

在赤道上随地球自转做匀速圆周运动的物体是地球的一个局部,它不是地球的卫星,充任向心力的是物体所受万有引力与重力之差。

(2)近地卫星与同步卫星的共同点是卫星做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供;同步卫星与赤道上随地球自转的物
体的共同点是具有相反的角速度。

当比拟近地卫星和赤道上物体的运动规律时,往往借助同步卫星这条纽带会使效果迎刃而解。

10.【解题指南】解答此题应留意以下三点:
(1)卫星在椭圆轨道近地点做离心运动,在远地点做近心运动。

(2)由开普勒定律为定值,确定卫星在不同轨道上运动的周期。

(3)卫星在不同轨道上运动时,轨道越高机械能越大。

【解析】选A、C、D。

由G=m得v=,故卫星在轨道Ⅲ上的运动速度比月球的第一宇宙速度小,选项A正确;卫星在轨道Ⅰ上经过P点时做离心运动,其速度比在轨道Ⅲ上经过P点时小,选项B错误;由开普勒定律可知为定值,故卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上短,选项C正确;卫星在轨道Ⅰ上的机械能比在轨道Ⅱ上多,选项D正确。

10.【解题指南】解答此题应留意以下三点:
(1)卫星在椭圆轨道近地点做离心运动,在远地点做近心运动。

(2)由开普勒定律为定值,确定卫星在不同轨道上运动的周期。

(3)卫星在不同轨道上运动时,轨道越高机械能越大。

【解析】选A、C、D。

由G=m得v=,故卫星在轨道Ⅲ上的运
动速度比月球的第一宇宙速度小,选项A正确;卫星在轨道Ⅰ上经过P点时做离心运动,其速度比在轨道Ⅲ上经过P点时小,选项B错误;由开普勒定律可知为定值,故卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上短,选项C正确;卫星在轨道Ⅰ上的机械能比在轨道Ⅱ上多,选项D正确。

11.【解析】卫星运转在地球外表,卫星每转一周经过赤道上空拍摄一次,一天内地球自转一周,卫星每天可在赤道上空拍摄次数设为n;
G=m ①(3分)
在地球外表:G=mg ②(3分)
由①②式得:T1=2 (2分)
n== (3分)
每次经过赤道上空要拍摄的赤道弧长s== (3分)
答案：
12.【解析】(1)依据万有引力定律和向心力公式:
G=M月 (3分)
质量为m的物体在地球外表时:G=mg (3分)
解得:r= (2分)
(2)设月球外表处的重力减速度为g月,依据题意:
v0= (3分)
g月= (3分)
解得:M月= (2分)
答案：(1) (2)
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