2019-2020学年高考物理 小题狂刷 专题17 万有引力定律 新人教版
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高中必刷题高一上物理必修第一册rj人教版新高考配狂k重点高一上物理必修第一册RJ人教版新高考配狂K重点：一、力的重要性1. 力的定义：力是由物体作用而产生的一种作用，它可以重新改变物体的运动状态。
2. 力的特点：a. 力具有方向；b. 力具有大小；c. 力具有作用方式；d. 力具有作用力矩。
3. 力的作用：力。
可以改变物体的状态，使物体运动或静止，还可以产生热能、电能、化学能等有形能。
二、引力的概念1. 引力的定义：引力是由两个物体之间的作用而产生的一种距离依赖性的施力。
2. 引力的基本特征：a. 引力的作用方向只有一个；b. 引力的作用方式一般是反比距离的平方；c. 引力的作用只在两个物体之间。
3. 引力的作用：a. 引力能把两个物体拉向彼此；b. 引力能影响物体的运动；c. 引力还能影响天体间的相对位置。
三、力的运动定律1. 万有引力定律：两个物体之间的引力总是等于相互作用物质间重力场强度与两个物体之间的距离的乘积。
2. 力学定律：物体在作用力的作用下，其运动受到力的影响，一定会发生一定的变化。
3. 能量守恒定律：物体在作用力的作用下，其状态受到力的影响，其总能量守恒不变。
四、物体受力时的运动现象1. 力的作用下，物体可能出现加速，减速，物体运动的变化取决于力的大小和方向。
2. 力的方向决定着物体的运动方向，物体的加速度也由力的大小和方向决定。
3. 力的大小决定了物体施加作用力的大小，物体的运动状态受到力的影响，可能出现加速、减速等情况。
五、弹性力学1. 弹性力学的定义：弹性力学是研究物体受力时的变形及其条件的一门学科。
2. 弹性力学的基本特点：a. 弹性力学有反作用的原则；b. 弹性力学中有一种特殊的能量被称为弹性能。
3. 弹性力学的应用：a. 振动力学；b. 材料力学；c. 计算机辅助设计；d. 工程弹性学；e. 材料行为模拟。
高考物理一轮复习 专题17 万有引力定律与航天(测)(含
专题17 万有引力定律与航天（测）【满分：110分 时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
）1．在物理学理论建立的过程中，有许多伟大的科学家做出了贡献，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是： （ ）A ．牛顿最早指出力不是维持物体运动的原因并提出了惯性定律B ．伽利略创造了把实验和逻辑推理和谐结合起来的科学研究方法C ．开普勒认为，在高山上水平抛出一物体，只要速度足够大就不会再落在地球上D ．卡文迪许发现了万有引力定律，并通过实验测出了引力常量 【答案】B【名师点睛】对于物理学上重大发现和著名理论，要加强记忆，牢固掌握，这是高考经常考查的内容。
2．为研究太阳系内行星的运动，需要知道太阳的质量，已知地球半径为R ，地球质量为m ，太阳与地球中心间距为r ，地球表面的重力加速度为g ，地球绕太阳公转的周期为T ．则太阳的质量为： （ ）A.g R T r 22324πB.32224mr g R T πC.32224r T mgr π D.g R T mr 22324π 【答案】D【解析】设T 为地球绕太阳运动的周期，则由万有引力定律和动力学知识得：r T m r GMm 222⎪⎭⎫⎝⎛=π，根据地球表面的万有引力等于重力得：对地球表面物体m′有 g m Rm Gm '='2，两式联立得:g R T mr M 22324π=，D 正确。
【名师点睛】太阳是地球做圆周运动的圆心，太阳对地球的万有引力提供地球做圆周运动所需的向心力，根据向心力公式可写出太阳质量的表达式，再利用地球表面的g 值，通过黄金代换公式，推导出用已知物理量表示太阳质量的表达式。
3．如图所示，某极地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极，若已知一个极地轨道卫星从北纬60°的正上方A 点按图示方向第一次运行到南纬60°的正上方B 点所用的时间为1h,则下列说法正确的是： （ ）A 、该极地卫星与同步卫星的运行半径之比为1:4B 、该极地卫星与同步卫星的运行速度之比为1:2C 、该极地卫星的运行速度一定大于7.9km/sD 、该极地卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能 【答案】 A【名师点睛】在万有引力这一块，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式222224Mm v r G m m r m ma r r Tπω===在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量一是非常大的，所以需要细心计算。
高考物理一轮复习专题17万有引力定律与航天(练)(含解析)
专题17 万有引力定律与航天（练）1．位于地球赤道上随地球自转的物体P 和地球的同步通信卫星Q 均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。
已知地球同步通信卫星轨道半径为r ，地球半径为R ，第一宇宙速度为v 。
仅利用以上已知条件不能求出： （ ）A ．地球同步通信卫星运行速率B ．地球同步通信卫星的向心加速度C ．赤道上随地球自转的物体的向心加速度D ．万有引力常量 【答案】D【名师点睛】同步卫星的五个“一定”1、周期一定：与地球自转周期相同，即T ＝24 h.2、角速度一定：与地球自转的角速度相同.3、高度一定：由G Mm （R ＋h ）2＝m 4π2T 2（R ＋h ）得同步卫星离地面的高度h ＝3GMT 24π2－R .4、速率一定：v ＝GMR ＋h. 5、轨道平面一定：轨道平面与赤道平面共面．2．“天宫一号”目标飞行器在离地面343km 的圆形轨道上运行，其轨道所处的空间存在极其稀薄的大气。
下列说法正确的是 ： （ ） A ．如不加干预,“天宫一号”围绕地球的运动周期将会变小 B ．如不加干预,“天宫一号”围绕地球的运动动能将会变小 C ．“天宫一号”的加速度大于地球表面的重力加速度D ．航天员在“天宫一号”中处于完全失重状态,说明航天员不受地球引力作用 【答案】A【名师点睛】解决卫星运行规律问题的核心原理是万有引力提供向心力，通过选择不同的向心力公式，22224 GMm r v m m ma r T rπ==＝，由此表达式来研究不同的物理量与轨道半径的关系。
3．据报道，一个国际研究小组借助于智利的天文望远镜，观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点O 做匀速圆周运动，如图所示。
假设此双星系统中体积较小的成员能“吸食”另一颗体积较大星体的表面物质，达到质量转移的目的，在演变过程中两者球心之间的距离保持不变，双星平均密度可视为相同。
则在最初演变的过程中： （ ）A ．它们做圆周运动的万有引力保持不变B ．它们做圆周运动的角速度不断变小C ．体积较大的星体圆周运动轨迹的半径变大，线速度变大D ．体积较大的星体圆周运动轨迹的半径变小，线速度变大 【答案】C【解析】设体积较小的星体质量为m 1，轨道半径为r 1，体积大的星体质量为m 2，轨道半径为r 2．双星间的距离为L ．转移的质量为△m．则它们之间的万有引力为122()()m m m m F GL +-=V V ，根据数学知识得知，随着△m 的增大，F 先增大后减小．故A 错误．对m 1：212112()()m m m m Gm m r Lω+-=+V V V （） ① 对m 2：212222()()m m m m Gm m r Lω+-=-V V V （） ② 由①②得：()123G m m L ω+，总质量m 1+m 2不变，两者距离L 不变，则角速度ω不变．故B 错误．由②得：2122()G m m r L ω+=V ，ω、L 、m 1均不变，△m 增大，则r 2 增大，即体积较大星体圆周运动轨迹半径变大．由v=ωr 2得线速度v 也增大．故C 正确．D 错误．故选C. 【名师点睛】本题是双星问题，要抓住双星系统的条件：双星绕两者连线的一点做匀速圆周运动，由相互之间万有引力提供向心力，角速度与周期相同，运用牛顿第二定律采用隔离法进行研究。
2019高考物理最后冲刺增分小题狂练： 19 Word版含解析
小题狂练19实验：探究做功与速度变化的关系验证机械能守恒定律验证动量守恒定律小题狂练⑲小题是基础练小题提分快1.[2019·甘肃省渭源四中考试] 探究“做功和物体速度变化的关系”的实验装置如图甲所示，图中是小车在1条橡皮筋作用下弹出，沿木板滑行的情形．实验中小车获得的速度为v，由打点计时器所打出的纸带测出，橡皮筋对小车做的功记为W；实验时，将木板左端调整到适当高度，每次橡皮筋都拉伸到同一位置释放．请回答下列问题：当我们把2条、3条……完全相同的橡皮筋并在一起进行第2次、第3次……实验．请回答下列问题：(1)除了图甲中已给出的器材外，需要的器材还有：交流电源、________.(2)如图乙所示是小车在某次运动过程中打点计时器在纸带上打出的一系列的点，打点的时间间隔为0.02 s，则小车离开橡皮筋后的速度为________m/s.(保留两位有效数字)(3)将几次实验中橡皮筋对小车所做的功W和小车离开橡皮筋后的速度v，进行数据处理，以W为纵坐标，v或v2为横坐标作图，其中可能符合实际情况的是________．毫米刻度尺 (2)0.36 (3)AD需要的器材除了交流电源外，还有毫米刻度尺；车离开橡皮筋后的速度为v ＝7.2×10－30.02m/s ＝0.36m/s 为纵坐标，v 或v 2为横坐标作图，其中可能符合实际情浙江省五校联考]如图甲所示，用质量为使它在长木板上运动，打点计时器在纸带上记录小车的运动情况，利用该装置可以完成“探究动能定理”的实验． 打点计时器使用的电源是_______________________(．交流电源实验中，需要平衡摩擦力和其他阻力，正确的操作方法是填选项前的字母，A.把长木板右端垫高实验中，重物质量远小于小车质量，可认为小车所受的拉力大小点到打B点的过程中，拉力对小车做的功W＝________点时小车的速度v＝________.x3－x1录弹簧测力计的示数F，并利用纸带计算出小车对应的速度．实验中为使细绳对小车的拉力为小车受到的合外力，下列的________．．钩码的质量要远小于小车质量．动滑轮的质量要远小于钩码的质量．小车不连细绳时，反复调整木板倾角，直到纸带上打下的点按正确操作，使细绳对小车的拉力为小车的合外力，保证小车的质量不变，在钩码个数不同的情况下，测量并找到A相等的多条点迹清晰的纸带，分别计算出打下A、v，算出Δv2，Δv2＝v2－v2，根据实验数据绘出________．(2)0.505 3.00(3)A为了保证细绳的拉力等于小车受到的合外力，实验前应首先平衡摩擦力，即小车不连细绳时，反复调整木板倾角，直到纸带上打下的点分布均匀，即小车做匀速直线运动，m/s，同理打下B点时小车的速度为对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是．重物选用质量和密度较大的金属锤．两限位孔在同一竖直面内上下对正．精确测量出重物的质量．用手托稳重物，接通电源后，释放重物某实验小组利用上述装置将打点计时器接到源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部和EG的长度和CD的长度验证机械能守恒定律，C正确；AC、BD和EG的长度可分别求出打B、C、F三点时重物的速度，但BC、CF、BF的长度都无法求出，故无法验证机械能守恒定律，D错误．5．[2019·河北省景县梁集中学调研]如图1所示，将打点计时器固定在铁架台上，用重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置可验证机械能守恒定律．(1)已准备的器材有打点计时器(带导线)、纸带、复写纸、带铁夹的铁架台和带夹子的重物，此外还需要的器材是________．A．直流电源、天平及砝码B．直流电源、刻度尺C．交流电源、天平及砝码D．交流电源、刻度尺(2)安装好实验装置，正确进行实验操作，从打出的纸带中选出符合要求的纸带，如图2所示．图中O点为打点起始点，且速度为零．选取纸带上打出的连续点A、B、C、…作为计时点，测出其中E、F、G点距起始点O的距离分别为h1、h2、h3.已知重物质量为m，当地重力加速度为g，计时器打点周期为T.为了验证此实验过程中机械能是否守恒，需要计算出从O点到F点的过程中，重物重力势能的减少量ΔE p＝________，动能的增加量ΔE k＝________(用题中所给字母表示)．(3)实验结果往往是重力势能的减少量略大于动能的增加量，关于这个误差下列说法正确的是________．A．该误差属于偶然误差B．该误差属于系统误差C．可以通过多次测量取平均值的方法来减小该误差D．可以通过减小空气阻力和摩擦阻力的影响来减小该误差(4)某同学在实验中发现重物增加的动能略小于重物减少的重力势能，于是深入研究阻力f对本实验的影响．他测出各计时点到起始点的距离h，并计算出打下各计数点时的速度v，用实验测得的数据射小球和被碰小球的质量分别为m1、m2，且m1＝2m2.则：两小球的直径用螺旋测微器测得，测量结果如图乙，则两小________mm.入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，其目的是________．A．使入射小球每次都能水平飞出槽口B．使入射小球每次都以相同的动量到达槽口C．使入射小球在空中飞行的时间不变D．使入射小球每次都能与被碰小球对心碰撞(3)下列有关本实验的说法中正确的是________．A．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别是M、PB．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别是P、MC．未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别是N、MD．在误差允许的范围内若测得|ON|＝2|MP|，则表明碰撞过程中两小球组成的系统满足动量守恒定律答案：(1)12.895(2)B(3)BD解析：(1)螺旋测微器的主尺部分长度为12.5 mm，转动部分读数为：39.5×0.01 mm，故最终读数为：(12.5＋0.395)mm＝12.895 mm；(2)入射小球每次都应从斜槽上的同一位置无初速度释放，是为了使小球每次都以相同的速度飞出槽口，即为了保证入射小球每次都以相同的动量到达槽口，B正确；(3)未放被碰小球和放了被碰小球，入射小球的落点分别为P、M，A、C错误，B正确；设入射小球碰前瞬间的速度为v1，碰后瞬间的速度为v′1，碰后瞬间被碰小球的速度为v′2，则m1v1＝m1v′1＋m2v′2，由于m1＝2m2，则有2(v1－v′1)＝v′2，设平抛时间为t，则OM＝v′1t，ON＝v′2t，OP＝v1t，所以若系统碰撞的过程中动量守恒，则满足|ON|＝2|MP|，D正确．课时测评⑲综合提能力课时练赢高分1.某实验小组按照如图1所示的装置对高中实验进行连续探究或验证．实验一：探究小车做匀变速直线运动规律；实验二：验证牛顿第二定律；实验三：探究小车受到的合力做的功与动能变化的关系．出纸带，如图乙所示，打出的纸带如图丙所示．请回答下列问题：、B、C、D、E、F相邻计数点间的时间间隔为根据纸带求滑块运动的速度，打点计时器打B点时滑块运动的速度已知重锤质量为m，当地的重力加速度为g，要测出某一过程合外力对滑块做的功还必须测出这一过程滑块________(的名称及符号，只写一个物理量)，合外力对滑块做的功的表达式要验证机械能守恒，除了要测量两个光电门间的高度差________(写出物理量名称及符号________(用已知量和测量量表示由于两个光电门间的高度差比较难测量，该同学又改进了实电门的光束与小圆柱体静止悬挂时的重心在同一高度；②将刻度尺竖直立于长木板上，让细线悬吊着的小圆柱体刚好与由刻度尺测出小圆柱体此时重心离长木板的高度小圆柱体由静止释放，测出小圆柱体经过光电门重复步骤②多次，测出小圆柱体在不同位置释处于弹性限度内，重力加速度大小为g.实验操作如下：．开始时，系统在一外力作用下保持静止，细绳拉直但张力为，使其向下运动，当压力传感器示数为零时，速度传感B质量不变，改变C，试根据闪光照片(闪光时间间隔为0.4 s)，分析得出：滑块碰撞前的速度v B＝________；A滑块碰撞后的速度滑块碰撞后的速度v′B＝________.根据闪光照片分用如图所示的装置来验证动量守恒定律，质量为的钢球B放在离地面高度为球球心的距离为L，使悬线伸直并与竖直方向的夹角球摆到最低点时恰与B球发生对心碰撞，碰撞后，abs 35 15ab (s 1－s 3) 25abs 2打点周期T ＝1b ，打s 1、s 2、s 3均用时5b ，碰前其中一滑块＝m s 1t ＝a bs 15，碰前另一滑块的动量p 2，故碰前总动量p ＝p －p ＝1ad (s －s )，同理碰后总动量甲乙实验测得滑块A的质量m＝0.310 kg，滑块B的质量。
(江苏专版)2019年高考物理总复习 课时作业十七 万有引力定律与航天
课时作业十七万有引力定律与航天(限时：45分钟)(班级________ 姓名________)1．(多选)下面说法中正确的是( )A．海王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的B．天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的C．天王星的运动轨道偏离是根据万有引力定律计算出来的，其原因是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用D．冥王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的2．科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上，从地球上看，它永远在太阳的背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟”．由以上信息我们可能推知( )A．这颗行星的公转周期与地球相等B．这颗行星的自转周期与地球相等C．这颗行星质量等于地球的质量D．这颗行星的密度等于地球的密度3．(多选)2012年12月27日，我国自行研制的“北斗导航卫星系统”(BDS)正式组网投入商用.2012年9月采用一箭双星的方式发射了该系统中的两颗轨道半径均21332 km的“北斗－M5”和“北斗－M6”卫星，其轨道如图所示．关于这两颗卫星，下列说法正确的是( )第3题图A．两颗卫星的向心加速度大小相同B．两颗卫星速度大小均大于7.9 km/sC．北斗－M6的速率大于同步卫星的速率D．北斗－M5的运行周期大于地球自转周期4．(多选)马航客机失联牵动全世界人的心．现初步确定失事地点位于南纬31°52′东经115°52′的澳大利亚西南城市附近的海域．有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，每天上午同一时刻在该区域的正上方对海面照相，则( )A．该卫星可能通过地球两极上方的轨道B．该卫星平面可能与南纬31°52′所确定的平面共面C．该卫星平面一定与东经115°52′所确定的平面共面D．地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍5．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”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕．“51 peg b ”绕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120.该中心恒星与太阳的质量比约为( )A.110B ．1C ．5D ．106．我国“80后”女航天员王亚平在“天宫一号”里给全国的中小学生们上一堂实实在在的“太空物理课”．在火箭发射、飞船运行和回收过程中，王亚平要承受超重或失重的考验，下列说法正确是( )A ．飞船在降落时需要打开降落伞进行减速，王亚平处于超重状态B ．飞船在降落时需要打开降落伞进行减速，王亚平处于失重状态C ．飞船在绕地球匀速运行时，王亚平处于超重状态D ．火箭加速上升时，王亚平处于失重状态7．2014年5月10日天文爱好者迎来了“土星冲日”的美丽天象．“土星冲日”是指土星和太阳正好分处地球的两侧，二者几乎成一条直线．该天象每378天发生一次，土星和地球绕太阳公转的方向相同，公转轨迹都近似为圆，地球绕太阳公转周期和半径以及引力常量均已知，根据以上信息可求出( )第7题图A ．土星质量B ．地球质量C ．土星公转周期D ．土星和地球绕太阳公转速度之比8．如图所示，甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星，甲、丙围绕乙在半径为R 的圆轨道上运行，若三颗星质量均为M ，万有引力常量为G ，则( )第8题图A ．甲星所受合外力为5GM2R2B ．乙星所受合外力为GM 2R2C ．甲星和丙星的线速度相同D ．甲星和丙星的角速度相同 9．(多选)绳系卫星是由一根绳索栓在一个航天器上的卫星，可以在这个航天器的下方或上方一起绕地球运行．如图所示，绳系卫星系在航天器上方，当它们一起在赤道上空绕地球作匀速圆周运动时(绳长不可忽略)．下列说法正确的是( )第9题图A ．绳系卫星在航天器的正上方B．绳系卫星在航天器的后上方C．绳系卫星的加速度比航天器的大D．绳系卫星的加速度比航天器的小10．发射地球同步卫星时，先将卫星发射到距地面高度为h1的近地圆轨道上，在卫星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道，最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将卫星送入同步轨道，如图所示．已知同步卫星的运行周期为T，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响．求：(1)卫星在近地点A的加速度大小；(2)远地点B距地面的高度．第10题图课时作业(十七) 万有引力定律与航天1.ACD 【解析】 人们通过望远镜发现了天王星，经过仔细的观测发现，天王星的运行轨道与根据万有引力定律计算出来的轨道总有一些偏差，于是认为天王星轨道外面还有一颗未发现的行星，它对天王星的吸引使其轨道产生了偏差．英国的亚当斯和法国的勒维耶根据天王星的观测资料，独立地利用万有引力定律计算出这颗新行星的轨道，后来用类似的方法发现了冥王星．故A 、C 、D 正确，B 错误．2．A 【解析】 由题意知，该行星的公转周期应与地球的公转周期相等，这样，从地球上看，它才能永远在太阳的背面．3．AC 【解析】 A ．根据GMmr 2＝ma 知，轨道半径相等，则向心加速度大小相等．故A 正确．B.根据v ＝GMr知，轨道半径越大，线速度越小，第一宇宙速度的轨道半径等于地球的半径，是做匀速圆周运动的最大速度，所以两颗卫星的速度均小于7.9 km/s.故B 错误．C.北斗－M6的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则线速度大于同步卫星的速率．故C 正确．D.因为北斗－M6的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，根据T ＝2πr 3GM知，北斗－M6的周期小于同步卫星的周期，即小于地球自转的周期．故D 错误．故选AC.4．AD 【解析】 卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动的向心力，地心必在轨道平面内，故该卫星的轨道可能通过两极的上方，A 正确；若卫星平面与南纬31°52′所确定的平面共面，则地心不在轨道平面内，不能满足万有引力提供圆周运动向心力的要求，故B 错误；由于地球自转作用，该卫星平面一定与东经115°51′所确定的平面不共面，故C 错误；由于卫星每天上午同一时刻在该区域的正上方海面照相，故知地球自转一周，则该卫星绕地球做圆周运动N 周，即地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍，故D 正确．5．B 【解析】 行星绕中心恒星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得G Mm r 2＝m 4π2T 2r ，则M 1M 2＝(r 1r 2)3·(T 1T 2)2≈1，选项B 正确．6．A 【解析】 飞船在降落时需要打开降落伞进行减速时，加速度方向向上，王亚平处于超重状态．故A 正确，B 错误．C.飞船在绕地球匀速运行时，万有引力定律提供向心力，加速度方向向下，王亚平处于失重状态，故C 错误．D.火箭加速上升时，加速度方向向上，王亚平处于超重状态，故D 错误．故选A.7．CD 【解析】 土星、地球都以太阳为中心体做匀速圆周运动，利用已知条件无法求出二者质量，A 、B 错误；如图所示，A 、B 作为第一次“相遇”位置，由于地球比土星运动快，地球运动一周365天又到B 处，再经过378－365＝13天到B ′处，这时土星由A 运动到A ′处刚好第二次“相遇”，所以土星周期为T ＝378×36513天≈10613天，C 正确；对于土星和地球，由万有引力提供向心力G Mm r 2＝mr ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2，用已知地球公转的周期和半径以及土星的周期，可以解得土星半径，代入速度公式v ＝2πr T ，即可求得v Av B，D 正确．第7题图8．D 【解析】 甲星所受合外力为乙、丙对甲星的万有引力的合力：F 甲＝GM 2R 2＋GM 2()2R 2＝5GM24R 2，A 错误；由对称性可知，甲、丙对乙星的万有引力等大反向，乙星所受合外力为0，B 错误；由甲、乙、丙位于同一直线上可知，甲星和丙星的角速度相同，由v ＝ωR 可知，甲星和丙星的线速度大小相同，但方向相反，故C 错误，D 正确．9．AC 【解析】 航天器与绳系卫星都是绕地球做圆周运动，绳系卫星所需的向心力由万有引力和绳子的拉力共同提供，所以拉力沿万有引力方向，从而可知绳系卫星在航天器的正上方．故A 正确、B 错误．航天器和绳系卫星的角速度相同，根据公式a ＝r ω2知绳系卫星的轨道半径大，所以加速度大．故C 正确，D 错误．故选AC.10．(1)R 2g（R ＋h 1）2 (2)3gR 2T 24π2－R【解析】 (1)设地球质量为M ，卫星质量为m ，万有引力常量为G ，卫星在A 点的加速度为a ，根据牛顿第二定律有GMm（R ＋h 1）2＝ma ，设质量为m ′的物体在地球赤道表面上受到的万有引力等于重力，有G Mm ′R 2＝m ′g ，由以上两式得a ＝R 2g （R ＋h 1）2. (2)设远地点B 距地面的高度为h 2，卫星受到的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有：G Mm （R ＋h 2）＝m 4π2T2(R ＋h 2) 解得：h 2＝3gR 2T 24π2－R .。
2020年高考物理一轮复习：17 万有引力定律与航天
2020年高考物理一轮复习：17 万有引力定律与航天姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、单选题 (共9题；共18分)1. （2分） (2019高一下·汾阳期中) 十九大报告中提出“要加快建设创新型国家，开启全面建设社会主义现代化国家的新征程，将我国建设成航天强国”，嫦娥四号于今年年底发射，若嫦娥四号环月卫星工作轨道为圆形轨道，轨道离月球表面的高度为h，运行周期为T，月球半径为R，引力常量为G，下列说法正确的是（）A . 月球表面的重力加速度为B . 月球的质量为C . 卫星的线速度D . 卫星的加速度2. （2分）(2017·包头模拟) 如图所示，a为放在地球赤道上随地球表面一起转动的物体，b为处于地面附近近地轨道上的卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，若a、b、c、d的质量相同，地球表面附近的重力加速度为g．则下列说法正确的是（）A . a和b的向心加速度都等于重力加速度gB . a的角速度最大C . c距离地面的高度不是一确定值D . d是三颗卫星中动能最小，机械能最大的3. （2分）静止在地球表面跟地球自转的物体，受到的作用力有（）A . 万有引力、弹力B . 万有引力、重力、弹力C . 万有引力、向心力、弹力D . 万有引力、向心力、弹力、摩擦力4. （2分） (2017高一下·景德镇期中) 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”．1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km，远地点高度约为2060km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上．设东方红一号在远地点的加速度为a1 ，东方红二号的加速度为a2 ，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3 ，则a1、a2、a3的大小关系为（）A . a2＞a1＞a3B . a3＞a2＞a1C . a3＞a1＞a2D . a1＞a2＞a35. （2分） (2018高一下·大同期末) 2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家。
2019高考物理最后冲刺增分小题狂练： 17 Word版含解析
小题狂练17动量、冲量和动量定理小题狂练⑰小题是基础练小题提分快1.[2019·河北省武邑中学调研]质量相同的子弹a、橡皮泥b和钢球c以相同的初速度水平射向竖直墙，结果子弹穿墙而过，橡皮泥粘在墙上，钢球被以原速率反向弹回．关于它们对墙的水平冲量的大小，下列说法中正确的是() A．子弹、橡皮泥和钢球对墙的冲量大小相等B．子弹对墙的冲量最小C．橡皮泥对墙的冲量最小D．钢球对墙的冲量最小答案：B解析：设子弹a、橡皮泥b和钢球c的质量均m，初速度均为v0，子弹穿墙后的速度为v，则根据动量定理有：I a＝m(v0－v)，I b＝m v0，I c＝2m v0，所以B项正确，A、C、D项错误．2．[2019·山东省枣庄八中模拟]关于冲量，下列说法正确的是()A．合外力的冲量是物体动量变化的原因B．作用在静止的物体上的某个力的冲量一定为零C．物体的动量越大，受到的冲量越大D．冲量的方向与力的方向相同答案：A解析：根据动量定理知，冲量是引起动量变化的原因，故A项正确；根据I ＝Ft知，作用在静止的物体上的力的冲量不为零，故B项错误；动量越大说明物体的速度越大，但无法说明动量的变化，故不能说明物体冲量的大小，故C项错误；恒力冲量方向与力的方向相同，变力冲量方向不一定与力的方向相同，故D项错误．3．[2019·福建质检](多选)为了进一步探究课本中的迷你小实验，某同学从圆珠笔中取出轻弹簧，将弹簧一端固定在水平桌面上，另一端套上笔帽，用力把笔帽往下压后迅速放开，他观察到笔帽被弹起并离开弹簧向上运动一段距离．不计空气阻力，忽略笔帽与弹簧间的摩擦，在弹簧恢复原长的过程中() A．笔帽一直做加速运动B．弹簧对笔帽做的功和对桌面做的功相等C．弹簧对笔帽的冲量大小和对桌面的冲量大小相等D．弹簧对笔帽的弹力做功的平均功率大于笔帽克服重力做功的平均功率答案：CD解析：在弹簧恢复原长的过程中，笔帽先向上做加速运动，弹簧压缩量减小，弹力减小，加速度逐渐减小；当弹力等于重力时，笔帽加速度为零，速度最大；此后弹力小于重力，合力向下，加速度与速度反向，笔帽做减速运动，A的是()A．①②B．②④C．①③D．③④答案：C解析：取向右为正方向．①中初动量p＝30 kg·m/s，末动量p′＝－15 kg·m/s，则动量变化量为Δp＝p′－p＝－45 kg·m/s；②中初动量p＝15 kg·m/s，末动量p′＝30 kg·m/s，则动量变化量为Δp＝p′－p＝15 kg·m/s；③中初动量p＝15 kg·m/s，末动量p′＝－30 kg·m/s，则动量变化量为Δp＝p′－p＝－45 kg·m/s；④中初动量p＝30 kg·m/s，末动量p′＝15 kg·m/s，则动量变化量为Δp＝p′－p＝－15 kg·m/s；故①③物体动量改变量相同．故C项正确．5．[2019·四川省成都模拟]如图所示为某物业公司的宣传提醒牌．从提供的信息知：一枚30 g的鸡蛋从17楼(离地面安全帽为45 m高)落下，能砸破安全帽．若鸡蛋壳与安全帽的作用时间为4.5×10－4s，人的质量为50 kg，重力加速度g取10 m/s2，则安全帽受到的平均冲击力的大小约为()A．1 700 N B．2 000 NC．2 300 N D．2 500 N答案：B解析：鸡蛋从17楼(离地面安全帽为45 m高)落下，可近似看成是自由落体2．甲球重力的冲量比乙球重力的冲量小．甲球所受合外力的冲量比乙球所受合外力的冲量小C．两球所受轨道的支持力的冲量均为零D．两球动量的变化量相同答案：A解析：根据机械能守恒可知，两球滑到轨道末端速度大小相等，方向不同；根据动量定理可知，两球所受到的合外力的冲量大小相等，选项B错误；支持力与时间的乘积不为零，所以支持力的冲量不为零，选项C错误；由于末速度方向不同，所以两球动量的变化量不同，选项D错误；甲球做加速度减小的加速运动，乙球做匀加速直线运动，根据速度大小与时间的关系可知，甲球运动的时间短，所以甲球重力的冲量比乙球重力的冲量小，选项A正确．7．[2019·甘肃省河西五市模拟]一物体在合外力F的作用下从静止开始做直线运动，合外力方向不变，大小随时间的变化如图所示，该物体在t0和2t0时刻，动能分别为E k1、E k2，动量分别为p1、p2，则()A．E k2＝9E k1，p2＝3p1B．E k2＝3E k1，p2＝3p1C．E k2＝8E k1，p2＝4p1D．E k2＝3E k1，p2＝2p1答案：A解析：根据动量知识得F0t0＝m v1,2F0t0＝m v2－m v1，联立解得v1：v2＝：3，得p1：p2＝：3，由E k＝p22m得E k1：E k2＝：9，故选A.8．[2019·山西大学附中模拟](多选)以下四个图描述的是竖直上抛的物体的动量增量随时间变化的曲线和动量变化率随时间变化的曲线．若不计空气阻力，取竖直向上为正方向，那么正确的是()浙江省余姚中学一测](多选)将质量为后，物体下落了一段距离，速率仍为图所示．重力加速度为g ，在这一运动过程中，下列说法中正确的是( )A ．风对物体做的功为零B ．风对物体做负功C ．物体机械能减少mg 2t 22D ．风对物体的冲量大小大于2m v 0答案：BD解析：物体被抛出后，重力对其做正功，但是其动能没有增加，说明风对物体做负功，选项A 错误，B 正确；由于不知道风的方向，所以无法计算物体下落的高度，也就无法计算重力和风对物体所做的功，选项C 错误；重力的冲量竖直向下，大小为mgt ，合力的冲量为2m v 0，根据矢量的合成可知，风对物体的冲量大小大于2m v 0，选项D 正确．10．[2019·四川省成都模拟]水平面上有质量相等的a 、b 两个物体，水平推力F 1、F 2分别作用在a 、b 上，一段时间后撤去推力，物体继续运动一段距离后停下，两物体的v －t 图线如图所示，图中AB ∥CD ，则整个过程中( )A ．F 1的冲量等于F 2的冲量B ．F 1的冲量大于F 2的冲量C ．摩擦力对a 物体的冲量等于摩擦力对b 物体的冲量D ．合外力对a 物体的冲量等于合外力对b 物体的冲量答案：D多选)如图所示，竖直环放在水平地面上，B 的左右两侧各有一挡板固定在地上，左右运动，在环的最低点静置一小球C ，A 、B 、C 且不会使环在竖直方向上跳起，瞬时冲量必须满足(重力加速度为g )( )A ．最小值为m 4grB ．最小值为m 5grC ．最大值为m 6grD ．最大值为m 7gr答案：BD解析：由动量定理可得小球获得的水平初速度v 0＝I m ，当冲量I 最大时，设小球在最高点的速度大小为v 1，由受力分析可知小球在最高点受到重力、环对小球的压力，对A 和B 受力分析可知A 和C 间的弹力最大值F ＝2mg ，小球在最高点时由牛顿第二定律可得F ＋mg ＝m v 21r ，小球从最低点到最高点过程中由机械能守恒定律可得2mgr ＝12m v 20－12m v 21，联立可得v 0＝7gr ，根据I ＝m v 0可得I ＝m 7gr ，即瞬时冲量最大值为m 7gr ，选项C 错误，D 正确；当冲量I 最小时，设小球在最高点时的速度为v 2，此时小球只受重力，由牛顿第二定律可得mg ＝m v 22r ，小球从最低点到最高点过程中，由机械能守恒定律可得2mgr ＝12m v 20－12m v 22，联立可得v 0＝5gr ，根据I ＝m v 0可得I ＝m 5gr ，即瞬时冲量最小值为m 5gr ，选项A 错误，B 正确．12．[2019·唐山统考] 1998年6月18日，清华大学对富康轿车成功地进行了中国轿车史上的第一次安全性碰撞试验，成为“中华第一撞”，从此，我国汽车整体安全性碰撞试验开始与国际接轨，在碰撞过程中，下列关于安全气囊的保护作用认识正确的是( )A ．安全气囊减小了驾驶员的动量的变化B ．安全气囊减小了驾驶员受到撞击力的冲量答案：A解析：人做自由落体运动时，有v ＝2gh ，选向下为正方向，又mgt －Ft ＝0－m v ，得F ＝m 2gh t ＋mg ，所以A 项正确．14．[2019·衡水中学调研](多选)如图所示，可看作质点的物体从光滑固定斜面的顶端a 点以某一初速度水平抛出，落在斜面底端b 点，运动时间为t ，合外力做功为W 1，合外力的冲量大小为I 1.若物体从a 点由静止释放，沿斜面下滑，物体经过时间2t 到达b 点，合外力做功为W 2，合外力的冲量大小为I 2.不计空气阻力，下列判断正确的是( )A ．W 1：W 2＝：1B ．I 1：I 2＝：2C ．斜面与水平面的夹角为30°D ．物体水平抛出到达b 点时速度方向与水平方向的夹角为60°答案：AC解析：设a 、b 之间的竖直高度为h ，物体做平抛运动时只受重力，从a 点到b 点合外力做功为W 1＝mgh .若物体从a 点由静止释放，沿斜面下滑，只有重力做功，合外力做功为W 2＝mgh ，选项A 正确．设斜面与水平面的夹角为θ，根据牛顿第二定律，mg sin θ＝ma 0，解得a 0＝g sin θ，根据平抛运动规律，h ＝12gt 2，斜面：I2＝：11点时，根据平抛运动规律，cosθ＝点时速度方向与水平方向的夹角的正切值15．[2019·陕西摸底](多选)某人身系弹性绳自高空P点自由下落，a点是弹性绳的原长位置，c是人所能到达的最低点，b是人静止悬挂时的平衡位置．若把由P点到a点过程称为过程Ⅰ，由a点到c点过程称为过程Ⅱ，不计空气阻力，下列说法正确的是()A．过程Ⅰ中人的动量的改变量等于重力的冲量B．过程Ⅱ中人的动量的减少量等于过程Ⅰ中重力的冲量的大小C．过程Ⅱ中人的动能逐渐减小到零D．过程Ⅱ中人的机械能的减少量等于过程Ⅰ中重力做功的大小答案：AB解析：根据动量定理可知过程Ⅰ中人的动量的改变量等于重力的冲量，选项A正确；过程Ⅱ中动量的减少量等于过程Ⅰ中重力的冲量的大小，选项B正确；从a到b的过程中，人的重力大于绳的弹力，从b到c的过程中，人的重力小于绳的弹力，故过程Ⅱ中人的动能先增大再减小，选项C错误；过程Ⅱ中机械能的减少量等于过程Ⅰ和过程Ⅱ中重力做功的大小，选项D错误．16．[2019·武汉调研](多选)如图所示，两个质量相等的物体在同一高度沿倾角不同的两个光滑斜面由静止开始自由下滑，不计空气阻力，在它们到达斜面底端的过程中()B．斜面弹力的冲量不同．斜面弹力的冲量均为零D．合力的冲量不同课时测评⑰综合提能力课时练赢高分一、选择题1．(多选)对任何一个固定质量的物体，下列说法正确的是()A．物体的动量发生变化，其动能一定发生变化B．物体的动量发生变化，其动能不一定发生变化C．物体的动能发生变化，其动量一定发生变化D．物体的动能发生变化，其动量不一定发生变化答案：BC解析：物体的动量发生变化，可能是方向改变也可能是大小改变，所以物体的动能不一定发生变化，故A错误，B正确；物体的动能变化，速度大小一定变化，则动量一定发生变化，故C正确，D错误．2．(多选)质量为m的物块以初速度v0从光滑斜面底端向上滑行，到达最高位置后再沿斜面下滑到底端，则物块在此运动过程中()A．上滑过程与下滑过程中物块所受重力的冲量相同B．整个过程中物块所受弹力的冲量为零C．整个过程中物块合外力的冲量为零D．若规定沿斜面向下为正方向，则整个过程中物块合外力的冲量大小为2m v0答案：AD解析：物块沿光滑斜面先上滑再下滑，两过程所用时间相等，故重力的冲量相同，A对；因弹力和其作用时间均不为零，故弹力的冲量不为零，B错；由动量定理得I合＝p′－p＝m v0－(－m v0)＝2m v0，故C错，D对．时刻开始由静止做直线运动，随时间变化的关系图线为某一正弦函数，下列表述不正确的是4．如图所示，轻质弹簧固定在水平地面上．现将弹簧压缩后，将一质量为m 的小球静止放在弹簧上，释放弹簧后小球被竖直弹起，小球离开弹簧时速度为v ，则小球被弹起的过程(小球由静止释放到离开弹簧的过程)中( )A ．地面对弹簧的支持力冲量大于m vB ．弹簧对小球的弹力冲量等于m vC ．地面对弹簧的支持力做功大于12m v 2D ．弹簧对小球的弹力做功等于12m v 2答案：A解析：规定竖直向上为正方向，对小球受力分析，受到竖直向下的重力和竖直向上的弹力作用，故根据动量定律可得I F －I G ＝m v ，所以弹簧对小球的弹力的冲量I F ＝m v ＋I G ，B 错误；地面对弹簧的支持力，和弹簧对地面的弹力是一对相互作用力，所以N ＝F ，故|I N |＝|I F |＝m v ＋|I G |＞m v ，A 正确；根据动能定理得W F－W G ＝12m v 2，所以W F ＝W G ＋12m v 2＞12m v 2，由于弹簧没有发生位移，所以地面对弹簧的支持力不做功，故C 、D 错误．5．[2019·福建六校联考](多选) 如图所示，一颗钢珠从静止状态开始自由下落，然后陷入泥潭中，不计空气若把在空中下落的过程称为过程Ⅰ，进入泥潭直到停止的过程称为过程Ⅱ，中重力的冲量的大小与过程Ⅱ中重力的冲量的大小之和，故B 错误；过程Ⅱ中钢珠所受合外力的冲量不为零，由动量定理可知，过程Ⅱ中钢珠的动量的改变量不等于零，故A 错误．6．[2019·河南周口一中等联考](多选)质量为m 的物体以初速度v 0做平抛运动，经过时间t ，下落的高度为h ，速度大小为v ，不计空气阻力，在这段时间内，该物体的动量的变化量大小为( )A ．m v －m v 0B ．mgtC ．m v 2－v 20D ．m 2gh答案：BCD解析：根据动量定理得，物体所受合力的冲量等于它的动量的变化量，所以Δp ＝mgt ，故B 正确；由题可知，物体末位置的动量为m v ，初位置的动量为m v 0，根据矢量三角形定则知，该物体的动量的变化量Δp ＝m v y ＝m v 2－v 20＝m 2gh ，故C 、D 正确．7．[2019·福建厦门一中月考](多选)一细绳系着小球，在光滑水平面上做圆周运动，小球质量为m ，速度大小为v ，做圆周运动的周期为T ，则以下说法中正确的是( )A ．经过时间t ＝T 2，小球的动量的变化量为零B ．经过时间t ＝T 4，小球的动量的变化量大小为2m vC ．经过时间t ＝T 2，细绳的拉力对小球的冲量大小为2m vD ．经过时间t ＝T 4，重力对小球的冲量大小为mgT 42mv，A 错误，C 正确；经过时间 t＝T4，小球转过了 90°，根据矢量合成法可得， 小球的动量的变化量为 Δp′＝mΔv＝ 2mv，重力对小球的冲量大小 IG＝mgt＝ m4gT，B、D 正确．8．篮球运动是大家比较喜好的运动，在运动场上开始训练的人常常在接球 时伤到手指头，而专业运动员在接球时通常伸出双手迎接传来的篮球，两手随球 迅速收缩至胸前．这样做可以( )A．减小球对手的作用力 B．减小球对手的作用时间 C．减小球的动能变化量 D．减小球的动量变化量 答案：A 解析：专业运动员伸出手接球时延缓了球与手作用的时间，根据动量定理可 知，动量变化量相同时，作用时间越长，作用力越小，两种接球方式中球的动量 变化相同，动能变化相同，故只有 A 正确． 9.物体 A 和物体 B 用轻绳相连挂在轻质弹簧下静止不动，如图甲所示．A 的质量为 m，B 的质量为 m′.当连接 A、B 的绳突然断开后，物体 A 上升经某一位置时的速度大小为 v，这时物体 B 下落速度大小为 u，如图乙所示．在这段时间里，弹簧的弹力对物体 A 的冲量为( )A．mvB．mv－m′uC．mv＋m′u D．mv＋mu答案：D解析：解法一：对 A 有 I 弹－mgt＝mv，对 B 有 m′gt＝m′u，解得弹簧弹力的冲量 I 弹＝mv＋mu.解法二：对 A、B 两物体系统有 I 弹－(mg＋m′g)t＝mv－m′u，m′gt＝m′u，联立解得 I 弹＝mv＋mu.10．如图所示，一个下面装有轮子的贮气瓶停放在光滑的水平地面上，左端与竖直墙壁接触．现打开尾端阀门，气体往外喷出，设喷口面积为 S，气体密度为 ρ，气体往外喷出的速度为 v，则气体刚喷出时贮气瓶顶端对竖直墙的作用力大小是( )A．ρvSρv2 B. SC.21ρv2S D．ρv2S答案：D解析：以 t 时间内喷出去的气体为研究对象，则 Ft＝ρSvtv＝ρStv2，得 F＝ρSv2，由于气瓶处于平衡状态，墙壁与气瓶间作用力与气体反冲作用力相等，故 D 项正确．二、非选择题11．[2019·河北沧州一中月考]光滑水平面上放着质量 mA＝1 kg 的物块 A 与 质量 mB＝2 kg 的物块 B，A 与 B 均可视为质点，A 靠在竖直墙壁上，A、B 间夹 一个被压缩的轻弹簧(弹簧与 A、B 均不拴接)，用手挡住 B 不动，此时弹簧弹性 势能 Ep＝49 J；在 A、B 间系一轻质细绳，细绳长度大于弹簧的自然长度，如图 所示．放手后 B 向右运动，绳在短暂时间内被拉断，之后 B 冲上与水平面相切的 竖直半圆形光滑导轨，轨道半径 R＝0.5 m．B 恰能完成半个圆周运动到达导轨最 高点 C.g 取 10 m/s2，求：(1)绳拉断后瞬间 B 的速度 vB 的大小； (2)绳拉断过程绳对 B 的冲量 I 的大小． 答案：(1)5 m/s (2)4 N·s 解析：(1)设物块 B 在绳被拉断后的瞬时速率为 vB，到达 C 点的速率为 vC， 根据 B 恰能完成半个圆周运动到达 C 点可得 F 向＝mBg＝mBvR2C① 对绳断后到 B 运动到最高点 C 这一过程，应用动能定理有－2mBgR＝12mBvC2 －12mBv2B② 由①②解得 vB＝5 m/s. (2)设弹簧恢复到自然长度时 B 的速率为 v1，取向右为正方向， 由能量守恒定律可知，弹簧的弹性势能转化为 B 的动能，则Ep＝12mBv12③ 根据动量定理有 I＝mBvB－mBv1④由③④解得 I＝－4 N·s，其大小为 4 N·s. 12.[2019·山西灵丘模拟]塑料水枪是儿童们夏天喜欢的玩具，但是也有儿童眼睛 被水枪击伤的报道，因此，限制儿童水枪的威力就成了生产厂家必须关注的问 题．水枪产生的水柱对目标的冲击力与枪口直径、出水速度等因素相关．设有一 水枪，枪口直径为 d，出水速度为 v，储水箱的体积为 V.(1)水枪充满水可连续用多长时间？ (2)设水的密度为 ρ，水柱水平地打在竖直平面(目标)上后速度变为零，则水 流对目标的冲击力是多大？你认为要控制水枪威力关键是控制哪些因素？不考 虑重力、空气阻力等的影响，认为水柱到达目标的速度与出枪口时的速度相同． 答案：(1)v4πVd2 (2)14πρd2v2 控制枪口直径 d 和出水速度 v解析：(1)设 Δt 时间内，从枪口喷出的水的体积为 ΔV，则 ΔV＝vSΔt， S＝π2d2， 所以单位时间内从枪口喷出的水的体积为ΔΔVt ＝41vπd2， 水枪充满水可连续用的时间 t＝14vVπd2＝v4πVd2. (2)Δt 时间内从枪口喷出的水的质量 m＝ρΔV＝ρSvΔt＝ρ·πd22vΔt＝14ρπd2vΔt. 质量为 m 的水在 Δt 时间内与目标作用，由动量定理有 FΔt＝Δp， 以水流的方向为正方向，得 －FΔt＝0－41ρπd2vΔt·v＝0－14ρπd2v2Δt， 解得 F＝14πρd2v2. 可见，要控制水枪威力关键是要控制枪口直径 d 和出水速度 v.。
万有引力定律与航天-2019年高考真题和模拟题分项汇编物理+Word版含解析
专题 万有引力定律与航天1．（2019·新课标全国Ⅰ卷）在星球M 上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P 轻放在弹簧上端，P 由静止向下运动，物体的加速度a 与弹簧的压缩量x 间的关系如图中实线所示。
在另一星球N 上用完全相同的弹簧，改用物体Q 完成同样的过程，其a –x 关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体。
已知星球M 的半径是星球N 的3倍，则A ．M 与N 的密度相等B ．Q 的质量是P 的3倍C ．Q 下落过程中的最大动能是P 的4倍D ．Q 下落过程中弹簧的最大压缩量是P 的4倍【答案】AC【解析】A 、由a –x 图象可知，加速度沿竖直向下方向为正方向，根据牛顿第二定律有：，变形式为：k a g x m =-，该图象的斜率为k m-，纵轴截距为重力加速度g 。
根据图象的纵轴截距可知，两星球表面的重力加速度之比为：；又因为在某星球表面上的物体，所受重力和万有引力相等，即：，即该星球的质量2gR M G=。
又因为：343R M πρ=，联立得34g RG ρπ=。
故两星球的密度之比为：，故A 正确；B 、当物体在弹簧上运动过程中，加速度为0的一瞬间，其所受弹力和重力二力平衡，mg kx =，即：kx m g=；结合a –x 图象可知，当物体P 和物体Q 分别处于平衡位置时，弹簧的压缩量之比为：，故物体P 和物体Q 的质量之比为：，故B 错误；C 、物体P 和物体Q 分别处于各自的平衡位置（a =0）时，它们的动能最大；根据22v a x =，结合a –x 图象面积的物理意义可知：物体P 的最大速度满足，物体Q 的最大速度满足：2002Q v a x =，则两物体的最大动能之比：，C 正确；D 、物体P 和物体Q 分别在弹簧上做简谐运动，由平衡位置（a =0）可知，物体P 和Q 振动的振幅A 分别为0x 和02x ，即物体P 所在弹簧最大压缩量为20x ，物体Q 所在弹簧最大压缩量为40x ，则Q 下落过程中，弹簧最大压缩量时P 物体最大压缩量的2倍，D 错误；故本题选AC 。
高考物理万有引力定律的应用题20套(带答案)
高考物理万有引力定律的应用题20套(带答案)一、高中物理精讲专题测试万有引力定律的应用1．一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验：在离地面h 高处让小球以某一初速度水平抛出，他测出小球落地点与抛出点的水平距离为x 和落地时间t ，又已知该星球的半径为R ，己知万有引力常量为G ，求： （1）小球抛出的初速度v o （2）该星球表面的重力加速度g （3）该星球的质量M（4）该星球的第一宇宙速度v （最后结果必须用题中己知物理量表示）【答案】(1) v 0=x/t (2) g=2h/t 2 (3) 2hR 2/(Gt 2) (4) t【解析】（1）小球做平抛运动，在水平方向：x=vt ， 解得从抛出到落地时间为：v 0=x/t（2）小球做平抛运动时在竖直方向上有：h=12gt 2， 解得该星球表面的重力加速度为：g=2h/t 2；（3）设地球的质量为M ，静止在地面上的物体质量为m ， 由万有引力等于物体的重力得：mg=2MmGR 所以该星球的质量为：M=2gR G= 2hR 2/(Gt 2)； （4）设有一颗质量为m 的近地卫星绕地球作匀速圆周运动，速率为v ，由牛顿第二定律得： 22Mm v G m R R=重力等于万有引力，即mg=2MmGR，解得该星球的第一宇宙速度为：v ==2．中国计划在2017年实现返回式月球软着陆器对月球进行科学探测，宇航员在月球上着陆后，自高h 处以初速度v 0水平抛出一小球，测出水平射程为L （这时月球表面可以看作是平坦的），已知月球半径为R ，万有引力常量为G ，求： （1）月球表面处的重力加速度及月球的质量M 月；（2）如果要在月球上发射一颗绕月球运行的卫星，所需的最小发射速度为多大？ （3）当着陆器绕距月球表面高H 的轨道上运动时，着陆器环绕月球运动的周期是多少?【答案】（1）22022hV R M GL =（23）T =【解析】 【详解】（1）由平抛运动的规律可得：212h gt =0L v t =2022hv g L=由2GMmmg R= 22022hv RM GL= （2）1v ===（3）万有引力提供向心力，则()()222GMmm R H T R H π⎛⎫=+ ⎪⎝⎭+解得：T =3．一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面上沿竖直方向以初速度v 0抛出一个小球，测得小球经时间t 落回抛出点，已知该星球半径为R ，引力常量为G ，求： (1)该星球表面的重力加速度； (2)该星球的密度；(3)该星球的“第一宇宙速度”． 【答案】(1)02v g t = (2) 032πv RGt ρ=(3)v = 【解析】(1) 根据竖直上抛运动规律可知，小球上抛运动时间02v t g= 可得星球表面重力加速度：02v g t=．(2)星球表面的小球所受重力等于星球对小球的吸引力，则有：2GMmmg R =得：2202v R gR M G Gt ==因为343R V π=则有：032πv M V RGtρ== (3)重力提供向心力，故2v mg m R=该星球的第一宇宙速度02v Rv gR t==【点睛】本题主要抓住在星球表面重力与万有引力相等和万有引力提供圆周运动向心力，掌握竖直上抛运动规律是正确解题的关键．4．一艘宇宙飞船绕着某行星作匀速圆周运动，已知运动的轨道半径为r ，周期为T ，引力常量为G ，行星半径为求： (1)行星的质量M ；(2)行星表面的重力加速度g ； (3)行星的第一宇宙速度v ． 【答案】（1） （2）（3）【解析】 【详解】(1)设宇宙飞船的质量为m ，根据万有引力定律求出行星质量 (2)在行星表面求出:(3)在行星表面求出:【点睛】本题关键抓住星球表面重力等于万有引力，人造卫星的万有引力等于向心力．5．在不久的将来，我国科学家乘坐“嫦娥N号”飞上月球(可认为是均匀球体)，为了研究月球，科学家在月球的“赤道”上以大小为v0的初速度竖直上抛一物体，经过时间t1，物体回到抛出点；在月球的“两极”处仍以大小为v0的初速度竖直上抛同一物体，经过时间t2，物体回到抛出点。
高考物理万有引力定律的应用真题汇编(含答案)含解析.docx
高考物理万有引力定律的应用真题汇编( 含答案 ) 含解析一、高中物理精讲专题测试万有引力定律的应用1．一宇航员在某未知星球的表面上做平抛运动实验：在离地面h 高处让小球以某一初速度水平抛出，他测出小球落地点与抛出点的水平距离为x 和落地时间为 R，己知万有引力常量为G，求：t，又已知该星球的半径（1）小球抛出的初速度 v o（2）该星球表面的重力加速度g（3）该星球的质量 M（4）该星球的第一宇宙速度 v（最后结果必须用题中己知物理量表示）【答案】 (1) v0=x/t (2) g=2h/t 2(3) 2hR2/(Gt 2) (4)2hRt【解析】（1）小球做平抛运动，在水平方向： x=vt，解得从抛出到落地时间为： v0=x/t（2）小球做平抛运动时在竖直方向上有：1h= gt2，2解得该星球表面的重力加速度为：g=2h/t 2；（3）设地球的质量为M ，静止在地面上的物体质量为m，由万有引力等于物体的重力得：mg= GMmR2所以该星球的质量为：M= gR2= 2hR2/(Gt 2)；G（4）设有一颗质量为m 的近地卫星绕地球作匀速圆周运动，速率为v，由牛顿第二定律得：G Mm m v2R2R重力等于万有引力，即mg= G MmR2，解得该星球的第一宇宙速度为：v2hR gRt2．“天宫一号”是我国自主研发的目标飞行器，是中国空间实验室的雏形．2013 年 6 月，“神舟十号”与“天宫一号”成功对接， 6 月 20 日 3 位航天员为全国中学生上了一节生动的物理课．已知“天宫一号”飞行器运行周期T，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，“天宫一号”环绕地球做匀速圆周运动，万有引力常量为G．求：(1)地球的密度；(2)地球的第一宇宙速度v；(3)天“宫一号”距离地球表面的高度．【答案】 (1)3g (2) vgR (3) h3gT 2 R 2 R4 GR42【解析】（1）在地球表面重力与万有引力相等：GMmmg ，R 2M M 地球密度：V4 R 33解得：3g4 GR（2）第一宇宙速度是近地卫星运行的速度，mgmvgRv 2R（3）天宫一号的轨道半径 r Rh ，Mmm R h42据万有引力提供圆周运动向心力有：G 22，R hT解得： h3gT 2 R 2 R243．如图所示 ,P 、 Q 为某地区水平地面上的两点 ,在 P 点正下方一球形区域内储藏有石油 .假定区域周围岩石均匀分布 ,密度为 ρ;石油密度远小于 ρ,可将上述球形区域视为空腔 .如果没有这一空腔 ,则该地区重力加速度 (正常值 )沿竖直方向 ;当存在空腔时 ,该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏离 .重力加速度在原竖直方向 (即 PO 方向 )上的投影相对于正常值的偏离叫做 “重力加速度反常 ”为.了探寻石油区域的位置和石油储量,常利用 P 点附近重力加速度反常现象 .已知引力常数为 G.(1)设球形空腔体积为 V,球心深度为 d(远小于地球半径 ), PQ x, 求空腔所引起的 Q 点处的重力加速度反常 ;(2)若在水平地面上半径为 L 的范围内发现 :重力加速度反常值在δ与 k δ (k>1)之间变化 ,且重力加速度反常的最大值出现在半径为 L 的范围的中心 .如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的 ,试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积.G Vd(2) VL 2 k .【答案】(1)x 2 )3/2 G( k 2/31)( d 2【解析】【详解】(1)如果将近地表的球形空腔填满密度为 ρ的岩石 ,则该地区重力加速度便回到正常值.因此 ,重力加速度反常可通过填充后的球形区域产生的附加引力来计算,Mm Gr2m g ①式中 m 是 Q 点处某质点的质量 ,M 是填充后球形区域的质量 .M=ρV ②而 r 是球形空腔中心O 至 Q 点的距离 r= d 2 x2③Δg 在数值上等于由于存在球形空腔所引起的Q 点处重力加速度改变的大小 ?Q 点处重力加 速度改变的方向沿 OQ ,g ′ 方向 重力加速度反常是这一改变在竖直方向上的投影dg ′= g ④rG Vd联立 ①②③④ 式得g ′=22 )3/2 ⑤(dx(2) 由 ⑤ 式得 ,重力加速度反常g 的′最大值和最小值分别为(G Vg max ′)=d2⑥(minG Vd 3/2⑦g ′)=22( d L )由题设有 ( g max ′)=k δ ,(min g=′)δ⑧联立 ⑥⑦⑧式得 ,地下球形空腔球心的深度和空腔的体积分别为LV L 2 k .dG ( k 2/3k 2/311)4． 一宇航员登上某星球表面，在高为 2m 处，以水平初速度5m/s 抛出一物体，物体水平射程为 5m ，且物体只受该星球引力作用求：（ 1 ）该星球表面重力加速度（ 2 ）已知该星球的半径为为地球半径的一半，那么该星球质量为地球质量的多少倍．【答案】（ 1 ） 4m/s 2；（ 2） 1；10【解析】（1）根据平抛运动的规律：x ＝v 0t得t ＝ x ＝ 5s ＝1s v 0 5由 h ＝ 1gt 22得： g ＝ 22h ＝ 2 2 2m / s 2＝4m / s 2t1G M 星 m（2）根据星球表面物体重力等于万有引力：mg ＝R 星2G M 地 m地球表面物体重力等于万有引力：mg ＝R 地22=4( 1 )2则 M 星 ＝ gR 星21 M 地 g R 地 10210点睛：此题是平抛运动与万有引力定律的综合题，重力加速度是联系这两个问题的桥梁；知道平抛运动的研究方法和星球表面的物体的重力等于万有引力．5． 如图所示，质量分别为m 和M的两个星球A 和B 在引力作用下都绕O 点做匀速圆周运动，星球A 和B 两者中心之间距离为L ．已知A 、B 的中心和O 三点始终共线，A 和B 分别在 O 的两侧，引力常量为G ．求：(1)A 星球做圆周运动的半径R 和B 星球做圆周运动的半径r ；(2)两星球做圆周运动的周期．M L,m L,（ 2） 2πL 3【答案】 （1） R=r=m Mm MG M m【解析】（1）令 A 星的轨道半径为R ， B 星的轨道半径为 r ，则由题意有 L r R两星做圆周运动时的向心力由万有引力提供，则有：G mMmR 4 2 Mr 4 2L 2T 2T 2可得R＝M，又因为 LRrrm所以可以解得： M L , r m L ；RmMmM（2）根据（ 1）可以得到 ： GmM4 24 2 M 2m2Rm2LLTTMm4 2L32L 3则： Tm GG m MM点睛：该题属于双星问题，要注意的是它们两颗星的轨道半径的和等于它们之间的距离，不能把它们的距离当成轨道半径 ．6． 如图所示，返回式月球软着陆器在完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱．已知月球表面的重力加速度为 g ，月球的半径为月球中心的距离为 r ，引力常量为 G ，不考虑月球的自转．求：R ，轨道舱到（ 1）月球的质量 M ；（ 2）轨道舱绕月飞行的周期 T ．gR 22 r r【答案】 （1） M（ 2） TgGR【解析】【分析】月球表面上质量为m 1 的物体 ，根据万有引力等于重力可得月球的质量；轨道舱绕月球做圆周运动，由万有引力等于向心力可得轨道舱绕月飞行的周期 ；【详解】解： (1)设月球表面上质量为m 1 的物体 ，其在月球表面有 ： GMm 1 m 1g GMm 1 m 1gR2R2gR 2 月球质量 ： MG(2)轨道舱绕月球做圆周运动，设轨道舱的质量为mMm2π 2Mm 2 2由牛顿运动定律得：rG r 2m TrG2m() rT2 r r解得： TgR7．“嫦娥一号 ”在西昌卫星发射中心发射升空，准确进入预定轨道．随后， “嫦娥一号 ”经过变轨和制动成功进入环月轨道．如图所示，阴影部分表示月球，设想飞船在圆形轨道 Ⅰ 上作匀速圆周运动，在圆轨道Ⅰ 上飞行 n 圈所用时间为 t ，到达 A 点时经过暂短的点火变速，进入椭圆轨道 Ⅱ，在到达轨道 Ⅱ 近月点 B 点时再次点火变速，进入近月圆形轨道 Ⅲ，而后飞船在轨道 Ⅲ 上绕月球作匀速圆周运动，在圆轨道 Ⅲ 上飞行 n 圈所用时间为 ．不考虑其它星体对飞船的影响，求：（ 1）月球的平均密度是多少？（ 2）如果在 Ⅰ 、 Ⅲ 轨道上有两只飞船，它们绕月球飞行方向相同，某时刻两飞船相距最近（两飞船在月球球心的同侧，且两飞船与月球球心在同一直线上），则经过多长时间，他们又会相距最近？2mt【答案】（ 1） 192n；（ 2） t1，2，3 ）（ mGt 27n【解析】试题分析：（ 1）在圆轨道 Ⅲ 上的周期： T 3t，由万有引力提供向心力有：8nG Mmm22RR 2T又： M4 33 192 n 2 ．R ，联立得：GT 32Gt 23（2）设飞船在轨道I 上的角速度为1 、在轨道 III 上的角速度为23 ，有：1T 1所以32设飞飞船再经过t 时间相距最近，有：3t ﹣ 1t2m 所以有：T 3tmtm ，， ）．（7n 1 2 3考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系【名师点睛】本题主要考查万有引力定律的应用，开普勒定律的应用．同时根据万有引力提供向心力列式计算．8． 我国科学家正在研究设计返回式月球软着陆器，计划在 2030 年前后实现航天员登月，对月球进行科学探测。
2019高考物理最后冲刺增分小题狂练11含答案解析
吉林省白城市通榆一中测试]在一次抗洪救灾工作中，一架直升机重力可忽略不计)系住伤员的速度匀速运动的同时，悬索在竖直方向上匀速上拉，如图所B．P的速率为v cosθ2D．绳的拉力小于mg sin错误；故选B.如图所示，河水由西向东流，河宽为各点到较近河岸的距离为160 s时间图象如图甲、乙所示，下列说法中正确的是轴做匀加速直线运动内物体继续做匀加速直线运动，但加速度沿(4 m,4 m)(6 m,2 m)轴方向的位移为x2＝v x t＝2×2 m＝A的线速度为()点的速度沿垂直于杆的方向，的分速度和竖直向下的分速度，如图所示，由几何关系得山东省枣庄八中模拟](多选)如图所示，从地面上同一位置抛出两小球、N点，两球运动的最大高度相同，空气阻力不计，则一水平面，不计空气阻力，在下图中能正确表示速度矢量变化过程的是由于小球只受重力，水平速度保持不变，而竖直分速度均匀变化．速度B正确．如图所示，某一运动员从弧形雪坡上沿水平方向飞出后，又落到斜面雪坡上，若斜面雪坡的倾角为θ空气阻力，运动员飞出后在空中的姿势保持不变，重力加速度为知，运动员落到雪坡上时的速度方向与初速度大小无关，故多选)如图所示为一半球形的坑，其中坑边缘两点与球心等高且在同一竖直面内．现甲、乙两位同学的速度沿图示方向水平抛出，发现两球刚好落在，忽略空气阻力．则下列说法正确的是：3，则两球将在落入坑中之前相撞．两球的初速度无论怎样变化，只要落在坑中的同一点，两球抛出的速率之1：v 甲：x ＝：，则两球将在落入坑中之前相撞，选项B 正确；由，两球抛出的速率之和与小球在空中飞行时间有关，即与小球落入坑中的同一点的位置 )．飞机第一次投弹的速度为L 1T．飞机第二次投弹的速度为2L 1T多选)如图，质量为m＝A点，其轨迹为一抛物线．完全重合的位置上，然后将此物体从微小扰动而沿此滑道滑下，在下滑过程中物体未脱离滑道．角，物体刚到P点时的速度是2×5s＝1 s，平抛运动的初速度．以地面为参考系，工件在乙上做类平抛运动．以乙为参考系，工件在乙上滑动的轨迹是直线x轴方向上相对乙的初速度为，故工件相对乙的初速度v方向如图所示，滑动摩擦力与工件相轴正方向夹角为α，tan，滑动摩擦力沿x轴负方向的分力时减小到零，以地面为参考系，滑动摩擦力与初速度v球在水平面内做半径为球运动到切点时，在切点的正上方的为重力加速度大小，要使B球运动一周内与2R g ，水平位移大小圆周上，从上向下看有两种可能，A 球水平位移与直径的夹角均为球的速度大小为π32Rg 2π．做匀速圆周运动的物体的加速度大小恒定，方向始终指向圆心内物体做匀加速曲线运动内物体做匀加速曲线运动，加速度方向与(4 m,0.5 m)错误．某电视综艺节目中有一个“橄榄球空中击剑”游点自由下落，同时橄榄球从A点以速度点击中剑尖，不计空气阻力．关于橄榄球，下列说法正确的是如图所示，水平面上固定有一个斜面，从斜面顶端向右平抛一只小球，当初速小球恰好落到斜面底端，平抛的飞行时间为斜面顶端向右平抛这只小球，以下哪个图象能正确表示平抛的飞行时间则小球抛出后落在平面上，其运动时间均相等，，则小球落在斜面上．设小球运动时间为t，斜面倾斜角为g如图所示，以速度角方向斜向上抛出，结果小球刚好能垂直打在竖直墙上，小球反弹后的速度方向水34，不计空气阻力，则反弹后小球的速度大小如图所示，在水平地面上固定一倾角为处平抛一小球A，同时在斜面底端一物块D ．小球A 水平抛出时的速度为 gh sin 2θ2(1＋sin 2θ)答案：AB解析：根据牛顿第二定律得，物块B 上滑的加速度大小a ＝mg sin θm ＝g sin θ，物块B 上滑的最大位移为x ＝v 2B 2a ＝v 2B2g sin θ，运动时间t B ＝v B a ＝v B g sin θ；对于小球A ，有h－x sin θ＝12gt 2，因为t ＝t B ＝v B g sin θ，所以联立得h －v 2B2g sin θ·sin θ＝12g ⎝ ⎛⎭⎪⎫v B g sin θ2，解得物块B 沿斜面上滑的初速度为v B ＝2gh sin 2θ1＋sin 2θ，故A 正确；物块B 沿斜面上滑的高度为H ＝x sin θ＝v 2B2g sin θ·sin θ＝sin 2θ1＋sin 2θh ，小球A 下落的高度为H ′＝h －H ＝h 1＋sin 2θ，故B 正确；小球A 在空中运动的时间t ＝2(h －x sin θ)g < 2hg ，故C 错误；运动时间t ＝v B g sin θ＝2h g (1＋sin 2θ)，小球A 水平抛出时的初速度为v 0＝x cos θt ，联立解得v 0＝sin θcos θgh2(1＋sin 2θ)，故D 错误．8．[2019·四川德阳检测](多选)甲、乙两船在同一河流中同时开始渡河，河水流速为v 0，船在静水中的速率均为v ，甲、乙两船船头均与河岸成θ角，如图所示，已知甲船恰能垂直到达河正对岸的A 点，乙船到达河对岸的B 点，A 、B 之间的距离为L ，则下列判断正确的是( )A ．乙船先到达对岸B ．若仅是河水流速v 0增大，则两船的渡河时间都不变C ．不论河水流速v 0如何改变，只要适当改变θ角，甲船总能到达对岸的A 点D ．若仅是河水流速v 0增大，则两船到达对岸时，两船之间的距离仍然为L 答案：BD解析：将船的运动沿平行于河岸和垂直于河岸两个方向分解，由于分运动和合运动具有等时性，故甲、乙两船到达对岸的时间相等，渡河的时间t ＝dv sin θ，故A错误；若仅是河水流速v 0增大，渡河的时间t ＝dv sin θ，则两船的渡河时间都不变，故B 正确；只有甲船速率大于河水流速时，不论河水流速v 0如何改变，甲船总能到达正对岸A 点，故C 错误；若仅是河水流速v 0增大，则两船到达对岸时间不变，根据速度的分解，船在水平方向的相对分速度仍不变，则两船之间的距离仍然为L ，在竖直杆上安装一个光滑小导向槽，使竖直上抛的小球能改变方向后做平抛运动；不计经导向槽时小球的能量损失；设小球从地面，重力加速度为g，那么当小球有最大水平位移时，的位置一滑雪运动员以一定的初速度从一平台上水平滑出，恰与坡面没有撞击，则平台边缘的关系为(不计空气阻力点时的水平分速度．点为坐标原点，沿水平方向建立x轴，竖直方向建立做平抛运动时，有x＝v0t，y＝1 2gx2如图所示为车站使用的水平传送带装置的示意图，绷的恒定速率运行，传送带的水平部分(可视为质点)由A端被传送到端水平抛出，不计空气阻力，。
17 万有引力定律与航天：精选试题(高考复习必备)
备考2020年高考物理复习：17 万有引力定律与航天一、单选题（共9题；共18分）1.（2019•海南）2019年5月，我国第45颗北斗卫星发射成功。
已知该卫星轨道距地面的高度约为36000km，是“天宫二号”空间实验室轨道高度的90倍左右，则（）A. 该卫星的速率比“天宫二号”的大B. 该卫星的周期比“天宫二号”的大C. 该卫星的角速度比“天宫二号”的大D. 该卫星的向心加速度比“天宫二号”的大2.如图所示，在轨飞行两年多的“天宫二号”太空实验室目前状态稳定，将于2019年7月后受控离轨。
天宫二号绕地飞行一圈时间约为90min，而地球同步卫星绕地球一圈时间为24h，根据此两个数据不能求出的是（）A. 天宫二号与地球同步卫星的角速度之比B. 天宫二号与地球同步卫星的离地高度之比C. 天宫二号与地球同步卫星的线速度之比D. 天宫二号与地球同步卫星的向心加速度之比3.有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（）A. a的向心加速度等于重力加速度gB. 线速度关系v a＞v b＞v c＞v dC. d的运动周期有可能是20小时D. c在4个小时内转过的圆心角是4.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的加速度减小为原来的，卫星仍做匀速圆周运动，则（）A. 卫星的速度减小为原来的B. 卫星的角速度减小为原来的C. 卫星的周期增大为原来的2倍D. 卫星受到的引力减小为原来的5.2019年4月20日22时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第四十四颗北斗导航卫星。
该导航卫星在P点（轨道1与轨道2的切点）点火变轨，由近地圆轨道1变为椭圆轨道2，然后在Q点（轨道2与轨道3的切点）点火变轨，由椭圆轨道2变为椭圆轨道3，如图所示。
则该导航卫星（）A. 沿圆轨道1通过P点的加速度小于沿椭圆轨道2通过P点的加速度B. 沿圆轨道1通过P点的速度小于沿椭圆轨道2通过P点的速度C. 沿椭圆轨道2通过Q点的速度大于沿椭圆轨道3通过Q点的速度D. 沿椭圆轨道2通过Q点的加速度大于沿椭圆轨道3通过Q点的加速度6.如图，A、B为地球的两颗卫星，它们绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径满足。
高考物理一轮复习 专题17 万有引力定律与航天(测)(含解析)-人教版高三全册物理试题
专题17 万有引力定律与航天【总分为：110分 时间：90分钟】一、选择题(本大题共12小题，每一小题5分，共60分。
在每一小题给出的四个选项中. 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
)1．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日〞。
地球与各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，如此如下结论正确的答案是： 〔 〕地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径〔AU 〕1.01.55.29.51930A ．海王星绕太阳运动的周期约为98.32年，相邻两次冲日的时间间隔为1.006年B ．土星绕太阳运动的周期约为29.28年，相邻两次冲日的时间间隔为5.04年C ．天王星绕太阳运动的周期约为52.82年，相邻两次冲日的时间间隔为3.01年D ．木星绕太阳运动的周期约为11.86年，相邻两次冲日的时间间隔为1.09年 【答案】D2．随着世界航空事业的开展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点．假设深太空中有一颗外星球，质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的12，如此如下判断正确的答案是： 〔 〕A ．该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期B ．某物体在该外星球外表上所受重力是在地球外表上所受重力的4倍C ．该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D ．绕该外星球的人造卫星和以一样轨道半径绕地球的人造卫星运行速度一样 【答案】C【解析】根据222()GMm m r r Tπ=，解得：234r T GM π=所以无法比拟该外星球的同步卫星周期与地球同步卫星周期关系，故A 错误；根据2GMmma r=，解得：2a GMr =，所以221 8星星地星地地＝＝M r a a M r ，故B 错误；根据22GMm v m r r =解得：v rGM =，所以 2星星地星地地＝＝M r vv M r ，故C 正确；根据C 分析可知：v rGM=，轨道半径一样，但质量不同，所以速度也不一样，故D 错误。
2019-2020学年高考物理 小题狂刷 专题19 功和功率 新人教版.doc
2019-2020学年高考物理小题狂刷专题19 功和功率新人教版1．关于功和功率的判断，下列说法正确的是A．功的大小只由力和位移的大小决定B．力和位移都是矢量，所以功也是矢量C．功率大的机械做功比功率小的机械做功快D．做功越多，功率就越大【答案】C【名师点睛】功虽有负号，但负号不表示方向，而是表示大小的，如–1 J要比1 J大。
2．光滑水平面上质量为m=1 kg的物体在水平拉力F的作用下从静止开始运动，如图甲所示，若力F随时间的变化情况如图乙所示，则下列说法正确的是A．拉力在前2 s内和后4 s内做的功之比为1:1B．拉力在前2 s内和后4 s内做的功之比为1:3C．拉力在4 s末和6 s末做功的功率之比为2:3D．拉力在前2 s内和后4 s内做功的功率之比为1:1【答案】B3．如图所示，质量为m的小球（可视为质点）用长为L的细线悬挂于O点，自由静止在A位置。
现用水平力F缓慢地将小球从A位置拉到B位置后静止，此时细线与竖直方向夹角为θ=60°，细线的拉力为F1，然后放手让小球从静止返回，到A点时细线的拉力为F2，则A．F1=F2=2mgB．从A到B，拉力F做的功为F1LC．从B到A的过程中，小球受到的合力大小不变D．从B到A的过程中，小球重力的瞬时功率一直增大【答案】A【解析】在B位置，根据平衡条件有F1sin 30°=mg，解得F1=2mg，从B到A，根据动能定理得mgL(1–cos 60°)=12mv2，根据牛顿第二定律得F2–mg=m2vL，联立两式解得F2=2mg，故A项正确；从A到B，小球缓慢移动，根据动能定理得W F–mgL(1–cos 60°)=0，解得W F=12mgL，故B项错误；从B到A的过程中，小球的速度大小在变化，沿径向的合力在变化，故C项错误；在B位置，重力的功率为零，在最低点，重力的方向与速度方向垂直，重力的功率为零，可知从B到A的过程中，重力的功率先增大后减小，故D项错误。
2019-2020学年高考物理 小题狂刷 专题12 动力学的两类基本问题 新人教版.doc
2019-2020学年高考物理小题狂刷专题12 动力学的两类基本问题新人教版1．如图，小物块从足够长的粗糙斜面顶端匀加速下滑。
现分别对小物块进行以下两种操作：①施加一个竖直向下的恒力F；②在小物块上再放一个重力等于F的物块且两者保持相对静止。
已知小物块继续下滑的过程中，斜面体始终静止，则操作①和②中A．小物块都仍做匀加速运动且加速度不变B．斜面体受到地面的支持力不相等C．斜面体受到地面的摩擦力相等D．斜面体受到地面的支持力和摩擦力都不相等【答案】C2．如图所示，倾斜的传动带以恒定的速度v2向上运动，一个小物块以初速度v1从底端冲上传动带，且v1大于v2，小物块从传动带底端到达顶端的过程中一直做减速运动，则A．小物块到达顶端的速度不可能等于零B．小物块到达顶端的速度不可能等于v2C．小物块的机械能一直在减小D．小物块所受的合外力一直做负功【答案】D3．如图，固定斜面，CD段光滑，DE段租糙，A、B两物体叠放在一起从C点由静止下滑，下滑过程中A、B 保持相对静止，则A．在CD段时，A受三个力作用B．在DE段时，A可能受二个力作用C．在DE段时，A受摩擦力方向一定沿斜面向上D．整个下滑过程中，A、B均处于失重状态【答案】C【名师点睛】本题考查了物体的受力分析，A、B保持相对静止，之间有无摩擦力是解决本题的突破口，本题通过整体隔离分析，运用牛顿第二定律求解。
4．如图所示，一水平方向足够长的传送带以恒定的速度v1沿顺时针方向运动，一物体以水平速度v2从右端滑上传送带后，经过一段时间又返回光滑水平面，此时速率为v2′，则下列说法正确的是A．若v1<v2，则v2′=v1B．若v1>v2，则v2′=v2C．不管v2多大，总有v2′=v2D．只有v1=v2时，才有v2′=v2【答案】AB【解析】由于传送带足够长，物体减速向左滑行，直到速度减为零，然后物体会在滑动摩擦力的作用下向右加速，分三种情况讨论：①如果v1>v2，物体会一直加速，当速度大小增大到等于v2时，物体恰好离开传送带，有v′2=v2；②如果v1=v2，物体同样会一直加速，当速度大小增大到等于v2时，物体恰好离开传送带，有v′2=v2；③如果v1<v2，物体会先在滑动摩擦力的作用下加速，当速度增大到等于传送带速度时，物体还在传送带上，之后不受摩擦力，故物体与传送带一起向右匀速运动，有v′2=v1；故选AB。
万有引力定律2019年高考真题汇编
万有引力定律2019年高考真题汇编1.（2019全国Ⅰ卷第21题）在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。
在另一星球N上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a–x关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体。
已知星球M的半径是星球N的3倍，则( )A. M与N的密度相等B. Q的质量是P的3倍C. Q下落过程中的最大动能是P的4倍D. Q下落过程中弹簧的最大压缩量是P的4倍2.（2019全国Ⅱ卷第14题）2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描F随h变化关系的图像是( )A. B.C. D.3.（2019全国Ⅲ卷第15题）金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火。
已知它们的轨道半径R金<R地<R火，由此可以判定( )A. a金>a地>a火B. a火>a地>a金C. v地>v火>v金D. v火>v地>v金4.（2019北京卷第6题）2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。
该卫星( )A. 入轨后可以位于北京正上方B. 入轨后的速度大于第一宇宙速度C. 发射速度大于第二宇宙速度D. 若发射到近地圆轨道所需能量较少 5.（2019天津卷第1题）2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”。
已知月球的质量为M 、半径为R ，探测器的质量为m ，引力常量为G ，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r 的匀速圆周运动时，探测器的（ ）A. B. 动能为2GMm RC. D. 向心加速度为2GM R 6.（2019江苏卷第4题）1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动．如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r ，地球质量为M ，引力常量为G ．则( )A. 121,v v v >=B. 121,v v v >>C. 121,v v v <=D. 121,v v v <>7.（2019海南卷第4题）2019年5月，我国第45颗北斗卫星发射成功。
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2019-2020
1
中正确的是
A
B
C
D
【答案】D
【名师点睛】2．
A
B
C
D
【答案】A
1=m2，
所m 1:m 2=R 2:R 1，C 正1m 2正确，A 错误；m 1+m 23A
B C
D
4A B C D 而A B
错误。
5A B C ．由F =12
2
m m G
r 有引力非常大
D 【答案】B
6
A B C D 【答案】A
A正确；由于
B错误；由于因为神舟九号的轨道半径比天宫一号小，故周期比天宫一号小，故C错误；
7
8
G的数值是由牛顿通过实验得出的
A错误；引力常量
B错误；万有引力作用是天体间
m1和m2之间的引力大小总是相等，与m1和m2是否相等无关，
D错误，C正确。
【名师点睛】万有引力定律是一个普遍适用的定律，不管是大的物体，还是小的物体，不管是距离大，还是距离小。
我们一般仅仅说它适用与宏观、低速运动的物体，微观上要结合相对论使用。
9．（2017·广东石门中学高一期末）关于万有引力12
2
m m F G r =和重力，下列说法正确的是 A ．公式中的G 是一个比例常数，没有单位
B ．到地心距离等于地球半径2倍处的重力加速度为地面重力加速度的14
C ．m 1、m 2受到的万有引力是一对平衡力
D ．若两物体的质量不变，它们间的距离减小到原来的一半，它们间的万有引力也变为原来的一半 【答案】
B
【名师点睛】本题做题的关键就是对万有引力定律公式的理解和应用，应清楚每一个物理量的意义。
物体间的万有引力是一对作用力与反作用力，大小相等，方向相反，分别作用在两个物体上，要注意与平衡力的区别。
10．（2017·湖南师范大学附属中学高一期中）一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的
质量是地球质量的一半，它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是他在地球上所受万有引力大小的 A ．0.25倍 B ．0.5倍 C ．2.0倍
D ．4.0倍
【答案】C
【解析】设地球质量为M ，半径为R ，宇航员的质量为m ，可知：地球对宇航员的万有引力2Mm F G R
=，该星球对宇航员的万有引力22
122212Mm
Mm F G G F R R '===⎛⎫ ⎪⎝⎭
，故C 正确。
11．（2017·湖南师范大学附属中学高二期中）下列说法正确的是
A．海王星和冥王星是人们依据万有引力定律计算出轨道而发现的
B．天王星是人们依据万有引力定律计算出轨道发现的
C．天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律计算出来的轨道，其原因是天王星受到轨道外面其他行星的引力作用
D．以上说法都不对
【答案】AC
12．（2017·广西钦州钦州港经济技术开发区中学高一期中）关于万有引力，下列说法正确的是
A．牛顿提出了万有引力定律，但是引力常量的数值是卡文迪许测定的
B．万有引力定律只适用于天体之间
C．万有引力揭示了自然界一种基本相互作用的规律
D．地球绕太阳在椭圆轨道上运行的过程中，太阳与地球的万有引力大小不变
【答案】AC
【解析】牛顿发现万有引力之后，首先是卡文迪许通过实验测出了引力常量G，A正确；
万有引力揭示了自然界一种基本相互作用的规律，万有引力定律适用于一切物体，B错误，C正确；地球绕太阳在椭圆轨道上运行的过程中，半径在变化，所以太阳与地球的万有引力大小在变化，D错误。
13．地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，周期为T，引力常量为G。
根据题目提供的已知条件，可以估算出的物理量有
A．地球的质量B．同步卫星的质量
C．地球的平均密度D．同步卫星离地面的高度
【答案】A
【解析】地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得
A 正确；根据万有C R ，同步卫星离地面的高度
140，测得火星的半径为R ，已知G ，则太阳对火星的引力大小
15r 的圆轨道上，设地球
R
．地球对一颗卫星的引力大小为 2
()GMm
r R -
．一颗卫星对地球的引力大小为
2
GMm
r
C
D
【答案】BC
【解析】
B正确；
C
合力为零，D 16
球的半径为R
A
B
C
D
【答案】B
17．设地球质量为月球质量的81倍，地球半径是月球半径的4倍，若探测器甲绕地球和探测器乙绕月球做匀速圆周运动的半径相同，则
A．甲与乙线速度之比为9:2
B．甲与乙线速度之比为1:9
C．甲与乙向心加速度之比为81:1
D．甲与乙的运动周期之比为1:1
【答案】C
18．经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。
“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。
如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动，现测得两颗星之间的距离为L，质量之
比为m 1:m 2=2:3
A ．m 1、m 2做圆周运动的线速度之比为3:2
B ．m 1、m 2做圆周运动的角速度之比为3:2
C ．m 12L /5
D ．m 22L /5 【答案】AD
m 2的半径为L –r ，
21212
m m G
m r l ω=m 2的于半径之比即：
1223
v r v l r ==-19．为了探测X r 1的圆轨道上
运动，周期为T 1r 2的A ．X B ．X C ．登陆舱在r 1与
D．登陆舱在半径为r2
AD
【答案】
A．卫星A的线速度较大B
C．卫星A的角速度较大D
B
【答案】
21．如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C C绕地心运动的周期相
同，相对于地心，下列说法中正确的是
A ．物体A 和卫星C 具有相同大小的线速度
B ．物体A 和卫星
C 具有相同大小的加速度
C ．卫星B 在P 点的加速度与卫星C 在该点的加速度大小一定相同
D ．卫星B 在P 点的线速度与卫星C 在该点的线速度大小一定相同 【答案】C
【解析】已知A 、B 、C 绕地心运动的周期相同，由2πv r T =知A 错；由2
2π()a r T
=知B 错；由
2F GM
a m r
=
=知C 对；在P 点B 做椭圆运动、C 做圆周运动，故D 错。
22．（2014·海南卷）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R 。
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
A ．2
2234πGMT GMT R -
B ．2
223+4πGMT GMT R
C ．2232
4πGMT R GMT
- D ．2232
+4πGMT R GMT
【答案】A
【名师点睛】本题主要是万有引力定律，要考虑地球的自转，即找到在地面上物体所地球自转所需向心力的来源。
23．（2014·广东卷）如图所示，飞行器P 绕某星球做匀速圆周运动。
星球相对飞行器的张
角为θ。
下列说法正确的是
A ．轨道半径越大，周期越长
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】AC
【解析】根据22224πGMm mv mR R T R ==可得，2T =v =周期越大，速度越小，选项A 正确；如果测量出周期，则有3
2
4πR M GT =，如果知道张角θ，则该星球半径为：sin r R θ=，所以233
2
4π4π(sin )3
R M R GT θρ==，故选项C 正确，而选项D 无法计算星球半径，则无法求出星球密度，选项D 错误。