【创新方案】2017版新课标物理一轮复习课下限时集训(十四) Word版含答案

一、单项选择题1．下列说法正确的是( )A ．万有引力定律是开普勒发现的，而引力常量是伽利略测定的B ．F ＝G m 1m 2r2中的G 是一个比例常数，是没有单位的C ．万有引力定律适用于任意质点间的相互作用D ．万有引力定律不适用于地面上的物体2.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F 1和F 2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A 点的速率比在B 点的大，则太阳是位于( )A ．F 2B ．AC ．F 1D ．B3．如图所示，两个半径分别为r 1＝0.40 m ，r 2＝0.60 m ，质量分布均匀的实心球的质量分别为m 1＝4.0 kg 、m 2＝1.0 kg ，两球间距离r 0＝2.0 m ，则两球间的相互引力的大小为(G ＝6.67×10－11 N·m 2/kg 2)( )A ．6.67×10－11 NB ．大于6.67×10－11NC ．小于6.67×10－11 N D ．不能确定 4．(2016·铜陵质检)有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面处的重力加速度是地球表面处重力加速度的4倍，则该星球的质量是地球质量的(忽略其自转影响)( )A.14B ．4倍C ．16倍D ．64倍 5．一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它在地球上所受万有引力的( )A ．0.25倍B ．0.5倍C ．2.0倍D ．4.0倍 6．(2016·福州模拟)北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，该系统由35颗卫星组成，卫星的轨道有三种：地球同步轨道、中地球轨道和倾斜轨道。

其中，同步轨道半径大约是中轨道半径的 1.5倍，那么同步卫星与中轨道卫星的周期之比约为( )A.⎝⎛⎭⎫3212B.⎝⎛⎭⎫3223C.⎝⎛⎭⎫3232D.⎝⎛⎭⎫322 7．近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。

如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该运动的周期为T ，则火星的平均密度ρ的表达式为(k 为某个常数)( )A ．ρ＝kTB ．ρ＝k TC ．ρ＝kT 2D ．ρ＝kT28．我国实施“嫦娥三号”的发射和落月任务，进一步获取月球的相关数据。

如果该卫星在月球上空绕月做匀速圆周运动，经过时间t ，卫星行程为s ，卫星与月球中心连线扫过的角度是1弧度，万有引力常量为G ，根据以上数据估算月球的质量是( )A.t 2Gs 3B.s 3Gt 2C.Gt 2s 3D.Gs 3t2 9．宇航员站在某一星球距离表面h 高度处，以初速度v 0沿水平方向抛出一个小球，经过时间t 后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R ，引力常量为G ，则该星球的质量为( )A.2hR 2Gt 2B.2hR 2GtC.2hR Gt 2D.Gt 22hR 2 10．(2016·安阳模拟)“嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成。

探测器预计在2017年由“长征五号”运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球，带回约2 kg 月球样品。

某同学从网上得到一 )A.23B.32 C ．4 D ．6 二、多项选择题11．关于开普勒对于行星运动规律的认识，下列说法正确的是( ) A ．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆 B ．所有行星绕太阳运动的轨道都是圆C ．所有行星的轨道的半长轴的二次方跟公转周期的三次方的比值都相同D ．所有行星都是在靠近太阳时速度变大 12．(2016·武汉质检)为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国发射了一颗火星探测器——“萤火一号”。

假设探测器在离火星表面高度分别为h 1和h 2的圆轨道上运动时，周期分别为T 1和T 2。

火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，万有引力常量为G 。

仅利用以上数据，可以计算出( )A ．火星的质量B ．“萤火一号”的质量C ．火星对“萤火一号”的引力D ．火星表面的重力加速度 13．为了实现人类登陆火星的梦想，近期我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动。

已知火星半径是地球半径的12，质量是地球质量的19，自转周期也基本相同。

地球表面重力加速度是g ，若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h ，在忽略自转影响的条件下，下述分析正确的是( )A ．王跃在火星表面受到的万有引力是在地球表面受到的万有引力的49B ．火星表面的重力加速度是23gC ．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，在空中的时间为在地球上的94倍D ．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是32h14．(2016·大连模拟)我国在西昌卫星发射中心用长征运载火箭将卫星成功送入太空。

已知地球自转周期为T 0，月球半径为R ，卫星距离月球表面的高度为h ，月球表面的重力加速度为g ，万有引力常量为G 。

下列说法中正确的是( )A ．月球的质量M ＝gR 2GB ．卫星的角速度与地球自转的角速度之比为T 02π gR 2(R ＋h )3C ．月球的密度ρ＝3Gg4πRD ．卫星绕月球运行的速率v ＝g (R ＋h ) 15．(2016·西安模拟)欧洲航天局的第一枚月球探测器——“智能1号”环绕月球沿椭圆轨道运动，用m 表示它的质量，h 表示它近月点的高度，ω表示它在近月点的角速度，a 表示它在近月点的加速度，R 表示月球的半径，g 表示月球表面处的重力加速度。

忽略其他星球对“智能1号”的影响，则它在近月点所受月球对它的万有引力的大小等于( )A ．maB ．m R 2g(R ＋h )2C ．m (R ＋h )ω2D ．m R 2ω2R ＋h16．同重力场作用下的物体具有重力势能一样，万有引力场作用下的物体同样具有引力势能。

若取无穷远处引力势能为零，质量为m 的物体距星球球心距离为r 时的引力势能为E p ＝－G m 0mr(m 0为星球质量，G 为引力常量)，设宇宙中有一个半径为R 的星球，宇航员在该星球上以初速度v 0竖直向上抛出一个质量为m 的物体，不计空气阻力，经 t s 后物体落回手中，则( )A ．在该星球表面上以 2v 0Rt的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面B ．在该星球表面上以2 v 0Rt 的初速度水平抛出一个物体，物体将不再落回星球表面C ．在该星球表面上以2v 0Rt 的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面D ．在该星球表面上以2 v 0Rt的初速度竖直抛出一个物体，物体将不再落回星球表面1．解析：选C 牛顿深入思考了月球受到的引力与地面物体受到的引力的关系，发现了万有引力定律，A 错误；而英国物理学家卡文迪许在实验室里通过几个铅球之间万有引力的测量，得出了G 的数值，G 是一个比例常数，其单位是 N·m 2kg 2，B 错误；万有引力定律适用于任意质点间的相互作用，C 正确，D 错误。

2.解析：选A 根据开普勒第二定律：太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积，因为行星在A 点的速率比在B 点的速率大，所以太阳在离A 点近的焦点上，故太阳位于F 2，A 正确。

3．解析：选C r 是指两球心间的距离，由万有引力定律公式得F ＝Gm 1m 2r 2＝6.67×10－11×4.0×1.0(2.0＋0.40＋0.60)2N ＝2.96×10－11 N<6.67×10－11 N ，故C 正确。

4．解析：选D 天体表面的重力mg ＝GMm R 2，又知ρ＝3M 4πR 3，所以M ＝9g 316π2ρ2G 3，故M 星M 地＝⎝ ⎛⎭⎪⎫g 星g 地3＝64。

5．解析：选C 由F 引＝GMm r 2＝12GM 0m⎝⎛⎭⎫r 022＝2GM 0mr 20＝2F 地，故C 项正确。

6．解析：选C 同步轨道半径大约是中轨道半径的1.5倍，根据开普勒第三定律 r 3T2＝k 得T 2同T 2中＝⎝⎛⎭⎫323，所以同步卫星与中轨道卫星的周期之比约为⎝⎛⎭⎫3232，故C 正确。

7．解析：选D 火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动时，GMm R 2＝m 4π2R T2，又M ＝43πR 3ρ，可得ρ＝3πGT 2＝kT2，D 正确。

8．解析：选B 由s ＝r θ，θ＝1弧度，可得r ＝s ，由s ＝v t 可得 v ＝s t ，由 GMmr 2＝m v 2r，解得 M ＝s3Gt2，B 正确。

9．解析：选A 设该星球表面的重力加速度g ，小球在星球表面做平抛运动，h ＝12gt 2。

设该星球的质量为M ，在星球表面有 mg ＝GMm R 2。

由以上两式得，该星球的质量为M ＝2hR 2Gt 2，A 正确。

10．解析：选B 在地球表面，重力等于万有引力，则有G Mm R 2＝mg ，解得M ＝gR 2G，故密度为ρ＝M V ＝gR 2G 43πR 3＝3g 4πGR ，同理，月球的密度为ρ0＝3g 04πGR 0，故地球和月球的密度之比为 ρρ0＝gR 0g 0R ＝6×14＝32，选项B 正确。

11．解析：选AD 由开普勒第一定律知所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上，所以A 正确，B 错误；由开普勒第三定律知所有行星的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等，故C 错误；根据开普勒第二定律行星在椭圆轨道上靠近太阳运动时，速度越来越大，D 正确。

12．解析：选AD “萤火一号”在两个不同圆轨道上运动时，由万有引力定律和牛顿第二定律得G Mm (R ＋h 1)2＝m 4π2T 21(R ＋h 1)，G Mm (R ＋h 2)2＝m 4π2T 22(R ＋h 2)，联立以上两式可求得火星的质量和半径，但无法求解“萤火一号”的质量，选项A 正确，B 错误；由于“萤火一号”的质量未知，故无法求解火星对“萤火一号”的引力，选项C 错误；在火星表面有G MmR2＝mg ，解得g ＝GMR2，选项D 正确。

13．解析：选AC 当宇航员在地球表面时，根据万有引力定律可得 F 万＝GMmr2＝mg ，同理可得他在火星表面时F ′万＝GM ′mr ′2＝mg ′，所以其在火星表面受的万有引力是在地球表面所受万有引力的49，A 项正确；火星表面的重力加速度g ′＝49g ，B 项错误；由t 火＝2v 0g ′和t 地＝2v 0g 可知，t 火＝94t 地，C 正确；由0－v 2＝－2gh 可得以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度h ′＝g g ′h ＝94h ，D 项错误。