广东省2019高考物理一轮基础复习演练 专题10 万有引力定律(含解析)
万有引力定律的应用练习题含答案及解析
万有引力定律的应用练习题含答案及解析一、高中物理精讲专题测试万有引力定律的应用1．一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．2．在地球上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把质量为m的物体P置于弹簧上端，用力压到弹簧形变量为3x0处后由静止释放，从释放点上升的最大高度为4.5x0，上升过程中物体P的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。
若在另一星球N上把完全相同的弹簧竖直固定在水平桌面上，将物体Q在弹簧上端点由静止释放，物体Q的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中虚线所示。
两星球可视为质量分布均匀的球体，星球N半径为地球半径的3倍。
忽略两星球的自转，图中两条图线与横、纵坐标轴交点坐标为已知量。
求：(1)地球表面和星球N 表面重力加速度之比； (2)地球和星球N 的质量比；(3)在星球N 上，物体Q 向下运动过程中的最大速度。
【答案】(1)2:1(2)2:9(3)0032v a x = 【解析】 【详解】（1）由图象可知，地球表面处的重力加速度为 g 1=a 0 星球N 表面处的重力加速度为 g 2=00.5a 则地球表面和星球N 表面重力加速度之比为2∶1 （2）在星球表面，有2GMmmg R = 其中，M 表示星球的质量，g 表示星球表面的重力加速度，R 表示星球的半径。
则M =2gR G因此，地球和星球N 的质量比为2∶9（3）设物体Q 的质量为m 2，弹簧的劲度系数为k 物体的加速度为0时，对物体P ：mg 1=k·x 0对物体Q ：m 2g 2=k ·3x 0联立解得：m 2=6m在地球上，物体P 运动的初始位置处，弹簧的弹性势能设为E p ，整个上升过程中，弹簧和物体P 组成的系统机械能守恒。
人教物理2019高考一轮优练题(10)含答案-精选教育文档
人教物理2019高考一轮优练题（10）含答案一、选择题1、（2019宁夏石嘴山高三上期中）如图甲所示，以速度v逆时针匀速转动的足够长的传送带与水平面的夹角为θ．现将一个质量为m的小木块轻轻地放在传送带的上端，小木块与传送带间的动摩擦因数为μ，则乙图中能够正确地描述小木块的速度随时间变化关系的图线可能是（）【答案】CD2、（2019届天津市耀华中学月考）2007年11月5日,“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道到达月球,在距月球表面200km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获,进入椭圆轨道I 绕月飞行,如图所示、之后,卫星在P点又经过两次“刹车制动”,最终在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动、则下列说法正确的是( )A. 由于“刹车制动”,卫星在轨道Ⅲ上运动的周期将比沿轨道I运动的周期长B. 虽然“刹车制动”,但卫星在轨道Ⅲ上运动的周期还是比沿轨道Ⅰ运动的周期短C. 卫星在轨道Ⅱ上经过P点时的速度比在轨道Ⅲ上经过P点的速度大D. 卫星在轨道Ⅲ上运行时的速度比月球的第一宇宙速度大【答案】BC3、有一种飞行器是利用电场加速带电粒子，形成向外发射的高速粒子流，对飞行器自身产生反冲力，从而对飞行器的飞行状态进行调整的。
已知飞行器发射的高速粒子流是由二价氧离子构成的。
当单位时间内发射的离子个数为n，加速电压为U时，飞行器获得的反冲力为F。
为了使加速器获得的反冲力变为2F，只需要（）A．将加速电压变为2UB．将加速电压变为4UC．将单位时间内发射的离子个数变为2nD．将单位时间内发射的离子个数变为2n【答案】BD对于单位时间，t=1s，则F=n则得：为了使加速器获得的反冲力变为2F，只需要将加速电压变为4U或将单位时间内发射的离子个数变为2n。
故选BD。
4、（2019吉林省延边州敦化中学期末）如图所示，空间存在一匀强电场，平行实线为该电场等势面，其方向与水平方向间的夹角为30°，AB 与等势面垂直，一质量为m ，电荷量为q 的带正电小球，以初速度v 0从A 点水平向右抛出，经过时间t 小球最终落在C 点，速度大小仍是v 0，且AB =BC ，重力加速度为g ，则下列说法中正确的是A. 电场方向沿A 指向BB. 电场强度大小为3qC. 小球下落高度214gt D. 此过程增加的电势能等于2214mg t 【答案】BCD小球在下落过程中初末动能不变，由动能定理可知，mgAB cos30°-EqAC cos30°=0，解得：E =；故B 正确；电场力的竖直分量为cos30=2y mgF qE =⋅︒，则物体在竖直方向上的合力为1=mg 2y F mg ma -=合，则由牛顿第二定律知12y a g =，则下落高度221124y h a t gt ==，故C 正确；此过程中电场力做负功，电势能增加，由几何关系知小球沿电场线方向上的位移为2c o s 30=c o s 604h d g t =⋅︒︒，则电势能的增加量2214P E qEd mg t ∆==，故D 正确。
高考物理基础知识综合复习优化集训10万有引力与宇宙航行(含答案)
高考物理基础知识综合复习：优化集训10 万有引力与宇宙航行基础巩固1.下列叙述中正确的是()A.英国物理学家牛顿用实验的方法测出了引力常量GB.第谷接受了哥白尼日心说的观点,并根据开普勒对行星运动观察记录的数据,应用严密的数学运算和椭圆轨道假说,得出了开普勒行星运动定律C.亚里士多德认为力是改变物体运动状态的原因D.牛顿提出的万有引力定律奠定了天体力学的基础2.下列说法中正确的是()A.万有引力定律只适用于两个质点间万有引力大小的计算B.据表达式F=Gm1m2r2,当r趋近于零时,万有引力趋近于无穷大C.在开普勒第三定律R 3T2=k中,k是一个与中心天体有关的常量D.两物体间的万有引力总是大小相等、方向相反,是一对平衡力3.如图是行星绕太阳运行的示意图,下列说法正确的是()A.行星速率最大时在B点B.行星速率最小时在C点C.行星从A点运动到B点做减速运动D.行星从A点运动到B点做加速运动4.2020年11月24日,我国在文昌航天发射场成功发射探月工程嫦娥五号探测器,顺利将探测器送入预定轨道。
假设该探测器质量为m,在离月球高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动。
已知月球质量为M,半径为R,引力常量为G,则月球对探测器的万有引力大小为()A .G Mmℎ2B .GMmR+ℎC .GMm R2D .GMm(R+ℎ)25.(2021年浙江省1月学考)嫦娥五号探测器是我国首个实施无人月面采样返回的航天器,由轨道器、返回器、着陆器和上升器等多个部分组成。
为等待月面采集的样品,轨道器与返回器的组合体环月做圆周运动。
已知引力常量G=6.67×10-11 N ·m 2/kg 2,地球质量m 1=6.0×1024kg,月球质量m 2=7.3×1022kg,月地距离r 1=3.8×105km,月球半径r 2=1.7×103km 。
当轨道器与返回器的组合体在月球表面上方约200 km 处做环月匀速圆周运动时,其环绕速度约为( ) A .16 m/s B .1.1×102m/s C .1.6×103m/s D .1.4×104m/s6.神舟十一号载人飞船与天宫二号进行自动交会对接,如图所示,圆心轨道Ⅰ为天宫二号运行轨道,圆心轨道Ⅱ为神舟十一号运行轨道,则( )A.神舟十一号在圆形轨道Ⅱ的运行速率大于7.9 km/sB.天宫二号的运行周期小于神舟十一号的运行周期C.天宫二号的运行速率小于神舟十一号的运行速率D.天宫二号的向心加速度大于神舟十一号的向心加速度7.我国成功发射的第三十颗北斗导航卫星属于中圆地球轨道卫星,在轨高度约为21 500 km,该高度处重力加速度为g 1,该卫星的线速度为v 1,角速度为ω1,周期为T 1。
(物理)高考必刷题物理万有引力定律的应用题含解析
（物理）高考必刷题物理万有引力定律的应用题含解析一、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．如图轨道Ⅲ为地球同步卫星轨道，发射同步卫星的过程可以筒化为以下模型：先让卫星进入一个近地圆轨道Ⅰ（离地高度可忽略不计），经过轨道上P 点时点火加速，进入椭圆形转移轨道Ⅱ．该椭圆轨道Ⅱ的近地点为圆轨道Ⅰ上的P 点，远地点为同步圆轨道Ⅲ上的Q 点．到达远地点Q 时再次点火加速，进入同步轨道Ⅲ．已知引力常量为G ，地球质量为M ，地球半径为R ，飞船质量为m ，同步轨道距地面高度为h ．当卫星距离地心的距离为r 时，地球与卫星组成的系统的引力势能为p GMmE r=-（取无穷远处的引力势能为零），忽略地球自转和喷气后飞船质量的変化，问：（1）在近地轨道Ⅰ上运行时，飞船的动能是多少？（2）若飞船在转移轨道Ⅱ上运动过程中，只有引力做功，引力势能和动能相互转化．已知飞船在椭圆轨道Ⅱ上运行中，经过P 点时的速率为1v ，则经过Q 点时的速率2v 多大？ （3）若在近地圆轨道Ⅰ上运行时，飞船上的发射装置短暂工作，将小探测器射出，并使它能脱离地球引力范围（即探测器可以到达离地心无穷远处），则探测器离开飞船时的速度3v （相对于地心）至少是多少？（探测器离开地球的过程中只有引力做功，动能转化为引力势能） 【答案】（1）2GMm R （22122GM GM v R h R +-+32GMR【解析】 【分析】（1）万有引力提供向心力，求出速度，然后根据动能公式进行求解； （2）根据能量守恒进行求解即可；（3）将小探测器射出，并使它能脱离地球引力范围，动能全部用来克服引力做功转化为势能； 【详解】（1）在近地轨道（离地高度忽略不计）Ⅰ上运行时，在万有引力作用下做匀速圆周运动即：22mM v G m R R=则飞船的动能为2122k GMmE mv R==； （2）飞船在转移轨道上运动过程中，只有引力做功，引力势能和动能相互转化．由能量守恒可知动能的减少量等于势能的増加量：221211()22GMm GMmmv mv R h R-=--+ 若飞船在椭圆轨道上运行，经过P 点时速率为1v ，则经过Q 点时速率为：22122GM GMv v R h R=+-+ （3）若近地圆轨道运行时，飞船上的发射装置短暂工作，将小探测器射出，并使它能脱离地球引力范围（即探测器离地心的距离无穷远），动能全部用来克服引力做功转化为势能 即：2312Mm Gmv R =则探测器离开飞船时的速度（相对于地心）至少是：32GMvR．【点睛】本题考查了万有引力定律的应用，知道万有引力提供向心力，同时注意应用能量守恒定律进行求解．3．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。
2019高考物理专题万有引力定律及应用测试题(答案及详解)
2019高考物理专题万有引力定律及应用测试题一、单选题(共15小题)1.2012年10月25日，我国将第十六颗北斗卫星“北斗-”送入太空，并定点于地球同步轨道东经110.5°。
由此，具有完全自主知识产权的北斗系统将首先具备为亚太地区提供高精度，高可靠定位，导航，授时服务，并具短报文通信能力。
其定位精度优于20m，授时精度优于100ns。
关于这颗“北斗-G6”卫星以下说法中正确的有( )A．这颗卫星轨道平面与东经110.5°的经线平面重合B．通过地面控制可以将这颗卫星定点于杭州正上方C．这颗卫星的线速度大小比离地350公里高的天宫一号空间站线速度要大D．这颗卫星的周期一定等于地球自转周期2.英国《新科学家（New Scientist）》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R约45km，质量M和半径R的关系满足（其中为光速，为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为( )A．1010m/s2B．1012m/s2C．1011m/s2D．1013m/s23.三颗人造地球卫星a，b，c，在同一轨道平面内做匀速圆周运动，某一时刻恰好处在同一直线上．下列说法中正确的是（）A．运行速度大小v a＜v b＜v cB．运行周期T a＞T b＞T cC．向心加速度犬小a a＞a b＞a cD．所受向心力大小F a＞F b＞F c4.专家称嫦娥四号探月卫星为“四号星”，计划在2017年发射升空，它的主要任务是更深层次，更全面的科学探测月球地貌，资等方面的信息，完善月球档案资料。
已知月球表面的重力加速度为g，月球的平均密度为．月球可视为球体，“四号星”离月球表面的高度为h，绕月做匀速圆周运动的周期为T。
仅根据以上信息不能求出的物理量是( )A．月球质量B．万有引力常量C．“四号星”与月球间的万有引力D．月球的第一宇宙速度5.设想在地球赤道平面内有一垂直于地面延伸到太空的轻质电梯，电梯顶端可超过地球的同步卫星高度R （从地心算起）延伸到太空深处，这种所谓的太空电梯可用于低成本地发射绕地人造卫星。
易错点10 万有引力与航天(解析版) -备战2023年高考物理易错题
易错点10 万有引力与航天例题1. （2022·浙江·高考真题）“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P 点沿地火转移轨道到Q 点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（ ）A ．发射速度介于7.9km/s 与11.2km/s 之间B ．从P 点转移到Q 点的时间小于6个月C ．在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小D ．在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度【答案】C【解析】A ．因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即发射速度介于11.2km/s 与16.7km/s 之间，故A 错误；B ．因P 点转移到Q 点的转移轨道的半长轴大于地球公转轨道半径，则其周期大于地球公转周期（1年共12个月），则从P 点转移到Q 点的时间为轨道周期的一半时间应大于6个月，故B 错误；C ．因在环绕火星的停泊轨道的半长轴小于调相轨道的半长轴，则由开普勒第三定律可知在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故C 正确；D ．卫星从Q 点变轨时，要加速增大速度，即在地火转移轨道Q 点的速度小于火星轨道的速度，而由22GMm v m r r= 可得v =可知火星轨道速度小于地球轨道速度，因此可知卫星在Q 点速度小于地球轨道速度，故D 错误；故选C 。
【误选警示】误选A 的原因：对第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度理解不清。
误选B 的原因：不会应用开普勒第三定律判断椭圆轨道和圆形轨道的周期的关系。
误选D 的原因：对变轨过程中速度的变化，万有引力做功情况不清晰导致误选。
例题2. （多选）（2022·湖南·高考真题）如图，火星与地球近似在同一平面内，绕太阳沿同一方向做匀速圆周运动，火星的轨道半径大约是地球的1.5倍。
地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行。
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
A．火星表面的重力加速度约是地球的0.4倍
2．（2019·新课标全国Ⅱ卷）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，能够描述F随h变化关系的图像是
【答案】D
【解析】根据万有引力定律可得： ，h越大，F越大，故选项D符合题意。
3．（2019·新课标全国Ⅲ卷）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．卫星在轨道Ⅱ的运行周期为轨道I的2倍
B．卫星经过a点的速率为经过b点的 倍
C．卫星在a点的加速度大小为在c点的4倍
D．质量相同的卫星在b点的机械能小于在c点的机械能
【答案】CD
【解析】A项：由开普勒第三定律可得： ，解得： ，故A错误；B项：由公式 ，如果卫星在II轨道做椭圆周运动，卫星经过两个轨道交点的速率为经过b点的 倍，但卫星在Ⅰ轨道经过加速才能变做随圆运动，所以卫星经过a点的速率不是经过b点的 倍，故B错误；C项：由公式 可知，卫星在a点的加速度大小为在c点的4倍，故C正确；D项：卫星越高，发射过程中要克服引力做功越多，所以质量相同的卫星在b点的机械能小于在c点的机械能，故D正确。故选CD。
10．（2019·四川省成都市高三三模）2019年初，《流浪地球》的热映激起了人们对天体运动的广泛关注。木星的质量是地球的317.89倍，已知木星的一颗卫星甲的轨道半径和地球的卫星乙的轨道半径相同，且它们均做匀速圆周运动，则下列说法正确的是
高考必备物理万有引力定律的应用技巧全解及练习题(含答案)含解析
高考必备物理万有引力定律的应用技巧全解及练习题( 含答案 ) 含分析一、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，他测出小球落地址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快度g（3）该星球的质量 M（4）该星球的第一宇宙速度 v（最后结果一定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【分析】（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快度为：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因此该星球的质量为：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．“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步．已知“嫦娥一号”绕月飞翔轨道近似为圆形，距月球表面高度为H，飞翔周期为T，月球的半径为R，引力常量为G．求：(1)嫦“娥一号”绕月飞翔时的线速度大小；(2)月球的质量；(3)若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运转的线速度应为多大．【答案】（1）2R H（2）42R H32RHRH（ 3）T GT2T R【分析】（ 1） “嫦娥一号 ”绕月飞翔时的线速度大小2π(R H )v 1．T（ 2 ）设月球质量为M ． “嫦娥一号 ”的质量为 m ．Mm2H )依据牛二定律得Gm 4π (RH )2T 2(R23解得 M4π (R H ) ．GT 2（ 3）设绕月飞船运转的线速度为 V，飞船质量为Mm 0V 2又m 0 ，则 Gm 023M4π (R H ) ．GT 2联立得 V2π RHRHT R3． 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) 行星表面的重力加快度g ； (3) 行星的第一宇宙速度v ．【答案】 （1） （ 2） （ 3）【分析】【详解】(1)设宇宙飞船的质量为 m ，依据万有引力定律求出行星质量(2)内行星表面求出 :(3)内行星表面求出 :【点睛】此题重点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．4．万有引力定律揭露了天体运动规律与地上物体运动规律拥有内在的一致性．（1）用弹簧测力计称量一个相关于地球静止的物体的重力，随称量地点的变化可能会有不 同结果．已知地球质量为M ，自转周期为 T ，引力常量为 G ．将地球视为半径为R 、质量分布平均的球体，不考虑空气的影响．设在地球北极地面称量时，弹簧测力计的读数是F 0．① 若在北极上空超出地面h 处称量，弹簧测力计读数为 F 1，求比值 的表达式，并就h=1．0%R 的情况算出详细数值（计算结果保存两位有效数字）； ② 若在赤道表面称量，弹簧测力计读数为F 2 ，求比值的表达式．（ 2）假想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为 r 、太阳半径为 R s 和地球的半径 R 三者均减小为此刻的 1 ．0%，而太阳和地球的密度平均且不变．仅考虑太阳与地球之间的互相作用， 以现实地球的 1 年为标准，计算 “假想地球 ”的 1 年将变成多长？2 3【答案】（ 1） ① 0.98，②F 214R2F 0GMT（ 2） “假想地球 ”的 1 年与现实地球的 1 年时间同样【分析】试题剖析：（ 1）依据万有引力等于重力得出比值的表达式，并求出详细的数值．在赤道，因为万有引力的一个分力等于重力，另一个分力供给随处球自转所需的向心力，依据该规律求出比值的表达式（ 2）依据万有引力供给向心力得出周期与轨道半径以及太阳半径的关系，进而进行判断．解：（ 1）在地球北极点不考虑地球自转，则秤所称得的重力则为其万有引力，于是①②由公式 ①② 能够得出：=0.98．③由① 和③ 可得：（2）依据万有引力定律，有又因为，解得从上式可知，当太阳半径减小为此刻的 1.0%时，地球公转周期不变．答：（1）=0.98．比值（2）地球公转周期不变．仍旧为 1 年．【评论】解决此题的重点知道在地球的两极，万有引力等于重力，在赤道，万有引力的一个分力等于重力，另一个分力供给随处球自转所需的向心力．5．天文学家将相距较近、仅在相互的引力作用下运转的两颗恒星称为双星．双星系统在银河系中很广泛．利用双星系统中两颗恒星的运动特点可计算出它们的总质量．已知某双星系统中两颗恒星环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，试计算这个双星系统的总质量．（引力常量为G）【答案】【分析】设两颗恒星的质量分别为m1、m2，做圆周运动的半径分别为r1、 r2，角速度分别为w1,w 2．依据题意有w1=w2①（1分）r1+r2=r② （1分）依据万有引力定律和牛顿定律，有G③（3分）G④（3分）联立以上各式解得⑤ （2分）依据解速度与周期的关系知⑥ （2分）联立 ③⑤⑥ 式解得（3 分）此题考察天体运动中的双星问题，两星球间的互相作使劲供给向心力，周期和角速度同样，由万有引力供给向心力列式求解6． 假定在半径为 R 的某天体上发射一颗该天体的卫星 ，若这颗卫星在距该天体表面高度为 h 的轨道做匀速圆周运动 ,周期为 T ，已知万有引力常量为 G ，求 : (1)该天体的质量是多少 ? (2)该天体的密度是多少 ?(3)该天体表面的重力加快度是多少? (4)该天体的第一宇宙速度是多少 ?【答案】 (1)4 2 (R h)3；3 (R h) 34 2 (R h)3；4 2 (R h)3GT(2)2R 3； (3)(4)RT 22GT R 2T2【分析】【剖析】（ 1）卫星做匀速圆周运动，万有引力供给向心力，依据牛顿第二定律列式求解； （ 2）依据密度的定义求解天体密度；（ 3）在天体表面，重力等于万有引力，列式求解；（ 4）该天体的第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度．【详解】（1）卫星做匀速圆周运动 ,万有引力供给向心力 ，依据牛顿第二定律有 :Mm22G( R h)2 =m T(R+h)解得 ： M= 4 2 (R h)3①GT 2（2）天体的密度 ：42(R h)3 3M GT 2 3 ( R h)ρ= =4=GT 2R 3 ．V3R3（3）在天体表面 ，重力等于万有引力，故 :Mm ②mg=GR 2联立①②解得 ： g=4 2 (R h)3③R 2T 2（4）该天体的第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度 ，依据牛顿第二定律 ，有：mg=m④联立③④解得 ： v= gR = 4 2( R h)3．RT 2【点睛】此题重点是明确卫星做圆周运动时，万有引力供给向心力，而地面邻近重力又等于万有引力，基础问题．v 2R24－1122，一7．地球的质量 M=5.98 × 10kg ，地球半径 R=6370km ，引力常量 G=6.67 × 10 N ·m /kg 颗绕地做圆周运动的卫星环绕速度为 v=2100m/s ，求：（1）用题中的已知量表示此卫星距地面高度 h 的表达式（2）此高度的数值为多少？（保存3 位有效数字）【答案】（ 1 ） GM 7hR （ 2） h=8.41 × 10mv 2【分析】试题剖析：（ 1 ）万有引力供给向心力，则GM解得：hv 2R×7（ 2）将（ 1）中结果代入数占有 h=8.41 10m 考点：考察了万有引力定律的应用8．“嫦娥一号 ”探月卫星在空中的运动可简化为如图 5 所示的过程，卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停靠轨道，在停靠轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工 作轨道 .已知卫星在停靠轨道和工作轨道运转的半径分别为R 和 R 1，地球半径为 r ，月球半径为 r 1，地球表面重力加快度为g ，月球表面重力加快度为 .求：(1)卫星在停靠轨道上运转的线速度大小；(2)卫星在工作轨道上运转的周期.【答案】 (1) (2)【分析】（1）卫星停靠轨道是绕地球运转时，依据万有引力供给向心力：解得：卫星在停靠轨道上运转的线速度；物体在地球表面上，有，获得黄金代换 ，代入解得 ；（2）卫星在工作轨道是绕月球运转，依据万有引力供给向心力有，在月球表面上，有，得 ，联立解得：卫星在工作轨道上运转的周期．9． 侦探卫星在经过地球两极上空的圆轨道上运转,它的运转轨道距地面高为h ,要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件下的状况所有都拍摄下来 ,卫星在经过赤道上空时,卫星上的拍照像机起码应拍地面上赤道圆周的弧长是多少?设地球半径为,R 地面处的重力加快度为 g,地球自转的周期为 T ．4 2 ( h R) 3【答案】 lgT【分析】 【剖析】【详解】设卫星周期为 T 1 ,那么 :Mm 4 2m( R h), ①G2T 12( R h)又MmG R 2mg , ②由①②得T 12 ( h R) 3R.g设卫星上的摄像机起码能拍摄地面上赤道圆周的弧长为 l ,地球自转周期为 T ,要使卫星在一天(地球自转周期 )的时间内将赤道各处的状况全都拍摄下来,则Tl 2 R .T 1因此2 RT 14 2 (h R)3lT.Tg【点睛】摄像机只需将地球的赤道拍摄全，便能将地面各处所有拍摄下来；依据万有引力供给向心力和万有引力等于重力争出卫星周期 ；由地球自转角速度求出卫星绕行地球一周的时间内，地球转过的圆心角，再依据弧长与圆心角的关系求解．10． 今年 6 月 13 日，我国首颗地球同步轨道高分辨率对地观察卫星高分四号正式投入使 用，这也是世界上地球同步轨道分辨率最高的对地观察卫星．如下图，卫星，已知地球半径为R ，地球自转的周期为T ，地球表面的重力加快度为A 是地球的同步g,求：（ 1）同步卫星离地面高度 h（ 2）地球的密度 ρ(已知引力常量为 G)2 23g【答案】（ 1） 3gR TR （2）4 24 GR【分析】【剖析】【详解】（ 1）设地球质量为 M ，卫星质量为 m ，地球同步卫星到地面的高度为 h ，同步卫星所受万有引力等于向心力为G mM4 2 R hm( R h)2T2在地球表面上引力等于重力为MmGR2mg故地球同步卫星离地面的高度为h3gR 2T242R（2）依据在地球表面上引力等于重力MmGR2mg联合密度公式为gR 2MG3gV4R 3 4GR3。
高考物理万有引力定律的应用解题技巧讲解及练习题(含答案)含解析
高考物理万有引力定律的应用解题技巧讲解及练习题(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．a 、b 两颗卫星均在赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，a 为近地卫星，b 卫星离地面高度为3R ，己知地球半径为R ，表面的重力加速度为g ，试求： （1）a 、b 两颗卫星周期分别是多少？ （2） a 、b 两颗卫星速度之比是多少？（3）若某吋刻两卫星正好同时通过赤道同--点的正上方，则至少经过多长时间两卫星相距最远？ 【答案】（1）2，16（2）速度之比为2【解析】【分析】根据近地卫星重力等于万有引力求得地球质量，然后根据万有引力做向心力求得运动周期；卫星做匀速圆周运动，根据万有引力做向心力求得两颗卫星速度之比；由根据相距最远时相差半个圆周求解；解：（1）卫星做匀速圆周运动，F F =引向， 对地面上的物体由黄金代换式2MmGmg R = a 卫星2224aGMm m R R T π=解得2a T =b 卫星2224·4(4)bGMm m R R T π=解得16b T = （2）卫星做匀速圆周运动，F F =引向，a 卫星22a mv GMm R R=解得a v =b 卫星b 卫星22(4)4Mm v G m R R=解得v b =所以 2abV V =（3）最远的条件22a bT Tπππ-=解得87Rtgπ=2．由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的影响，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O 在三角形所在的平面内做角速度相同的圆周运动（图示为A、B、C三颗星体质量不相同时的一般情况）若A星体的质量为2m，B、C两星体的质量均为m，三角形的边长为a，求：（1）A星体所受合力的大小F A；（2）B星体所受合力的大小F B；（3）C星体的轨道半径R C；（4）三星体做圆周运动的周期T．【答案】（1）2223Gma（227Gm（37（4）3πaTGm=【解析】【分析】【详解】（1）由万有引力定律，A星体所受B、C星体引力大小为24222A BR CAm m mF G G Fr a===,则合力大小为223AmF Ga=（2）同上，B星体所受A、C星体引力大小分别为2222222A BABC BCBm m mF G Gr am m mF G Gr a====则合力大小为22cos 602Bx AB CB m F F F G a =︒+=22sin 603By AB m F F G a=︒=．可得22227B BxBym F F F G a=+=（3）通过分析可知，圆心O 在中垂线AD 的中点，22317424C R a a a ⎛⎫⎛⎫=+= ⎪ ⎪ ⎪⎝⎭⎝⎭ （4）三星体运动周期相同，对C 星体，由22227C B C m F F G m R a T π⎛⎫=== ⎪⎝⎭可得22a T Gmπ=3．牛顿说：“我们必须普遍地承认，一切物体，不论是什么，都被赋予了相互引力的原理”．任何两个物体间存在的相互作用的引力，都可以用万有引力定律122=m m F Gr 万计算，而且任何两个物体之间都存在引力势能，若规定物体处于无穷远处时的势能为零，则二者之间引力势能的大小为12=-p m m E Gr，其中m 1、m 2为两个物体的质量， r 为两个质点间的距离（对于质量分布均匀的球体，指的是两个球心之间的距离），G 为引力常量．设有一个质量分布均匀的星球，质量为M ，半径为R ． （1）该星球的第一宇宙速度是多少？（2）为了描述电场的强弱，引入了电场强度的概念，请写出电场强度的定义式．类比电场强度的定义，请在引力场中建立“引力场强度”的概念，并计算该星球表面处的引力场强度是多大？（3）该星球的第二宇宙速度是多少？（4）如图所示是一个均匀带电实心球的剖面图，其总电荷量为+Q （该带电实心球可看作电荷集中在球心处的点电荷），半径为R ，P 为球外一点，与球心间的距离为r ，静电力常量为k ．现将一个点电荷-q （该点电荷对实心球周围电场的影响可以忽略）从球面附近移动到p 点，请参考引力势能的概念，求电场力所做的功．【答案】（1）1v =2）2=M E G R '引；（3）2v =4）11()W kQq r R=-【解析】 【分析】 【详解】(1)设靠近该星球表面做匀速圆周运动的卫星的速度大小为1v ，万有引力提供卫星做圆周运动的向心力212v mMG m R R=解得：1v =； (2)电场强度的定义式F E q=设质量为m 的质点距离星球中心的距离为r ，质点受到该星球的万有引力2=MmF Gr 引 质点所在处的引力场强度=F E m引引 得2=M E Gr引 该星球表面处的引力场强度'2=ME GR 引 (3)设该星球表面一物体以初速度2v 向外抛出，恰好能飞到无穷远，根据能量守恒定律22102mM mv G R-=解得：2v =； (4)点电荷-q 在带电实心球表面处的电势能1P qQE k R=- 点电荷-q 在P 点的电势能2P qQE kr=- 点电荷-q 从球面附近移动到P 点，电场力所做的功21()P P W E E =-- 解得：11()W kQq r R=-．4．2019年3月3日，中国探月工程总设计师吴伟仁宣布中国探月工程“三步走”即将收官，我国对月球的探索将进人新的征程。
【高中物理】2019高考物理一轮基础系列题10及答案新人教版(1).doc
2019高考物理一轮基础系列题（10）一、选择题1、将一质量为m 的小球靠近墙面竖直向上抛出，图甲是向上运动小球的频闪照片，图乙是下降时的频闪照片，O 是运动的最高点，甲乙两次闪光频率相同，重力加速度为g ，假设小球所受的阻力大小不变，则可估算小球受到的阻力大小约为( )A ．mg B.13mg C.12mg D.110mg 解析：选C 设每块砖的厚度是d ，向上运动时： 9d －3d ＝a 1T 2①向下运动时：3d －d ＝a 2T 2②联立①②得：a 1a 2＝31③根据牛顿第二定律，向上运动时：mg ＋f ＝ma 1④ 向下运动时：mg －f ＝ma 2⑤ 联立③④⑤得：f ＝12mg ，选C 。
2、如图所示，穿在一根光滑的固定杆上的两个小球A 、B 连接在一条跨过定滑轮的细绳两端，杆与水平面成θ角，不计所有摩擦，当两球静止时，OA 绳与杆的夹角为θ，OB 绳沿竖直方向，则下列说法正确的是( )A ．A 可能受到2个力的作用B ．B 可能受到3个力的作用C ．绳子对A 的拉力大于对B 的拉力D ．A 、B 的质量之比为1∶tan θ根据共点力平衡条件， 得：T ＝m B g ， T sin θ＝m A g sin90°＋θ(根据正弦定理列式)故m A ∶m B ＝1∶tan θ，故D 正确。
3、[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，甲船总能到达正对岸的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L4、嫦娥工程划为三期，简称“绕、落、回”三步走．我国发射的“嫦娥三号”卫星是嫦娥工程第二阶段的登月探测器，经变轨成功落月．若该卫星在某次变轨前，在距月球表面高度为h 的轨道上绕月球做匀速圆周运动，其运行的周期为T .若以R 表示月球的半径，忽略月球自转及地 球对卫星的影响，则( )A ．“嫦娥三号”绕月球做匀速圆周运动时的线速度大小为2πRTB ．物体在月球表面自由下落的加速度大小为4π2（R ＋h ）3R 2T 2C ．在月球上发射月球卫星的最小发射速度为2πRTR ＋hRD ．月球的平均密度为2πGT 2【解析】“嫦娥三号”的线速度v ＝2π（R ＋h ）T，A 项错误；由GMm （R ＋h ）2＝m 4π2T2(R＋h )，GMm R 2＝mg 月，可得物体在月球表面的重力加速度g 月＝4π2（R ＋h ）3R 2T 2，B 项正确；因月球上卫星的最小发射速度也就是最大环绕速 度，有GMm 卫R 2＝m 卫v 2R ，又GMm （R ＋h ）2＝m 4π2T 2(R＋h )可得：v ＝2π（R ＋h ）TR ＋h R ，C 项错误；由GMm （R ＋h ）2＝m 4π2T 2(R ＋h )，ρ＝MV，V ＝4 3πR3可得月球的平均密度ρ＝3π（R＋h）3GT2R3，D错误．【答案】B5、水平光滑直轨道ab与半径为R的竖直半圆形光滑轨道bc相切，一小球以初速度v沿直轨道ab向右运动，如图5所示，小球进入半圆形轨道后刚好能通过最高点c。
广东省惠州市2019年高考物理复习第五章万有引力后考卷【word版】.doc
第五章《万用引力定律》单元检测（后考卷）班级 姓名 成绩一、单项选择题（共9小题，每小题6分， 共54分） 1．关于地球的同步卫星下列说法正确的是 ( )A ．所有地球的同步卫星一定处于赤道的正上方，但不一定在同一个圆周上B ．所有地球的同步卫星离地面的高度相同，但不一定位于赤道的正上方C ．所有地球的同步卫星的向心加速度、线速度、角速度、周期一定相同D ．所有地球同步卫星的向心加速度大小、线速度大小、角速度和周期一定相等2．若各国的人造地球卫星都在不同的轨道上做匀速圆周运动，设地球的质量为M ，地球的半径为R 地．则下述判断正确的是（ ）A ．各国发射的所有人造地球卫星在轨道上做匀速圆周运动的运行速度都不超过地R GM m /=υB ．各国发射的所有人造地球卫星在轨道上做匀速圆周运动的的运行周期都不超过GM/R R 2T m 地地π=C ．卫星在轨道上做匀速圆周运动的圆心不一定与地心重合D ．地球同步卫星做匀速圆周运动的的运行周期等于GM/R R 2地地π3． 2014年10月，“嫦娥五号试验器”成功发射，标志着我国探月三期工程进人关键阶段。
假设试验器在距月球表面h 处绕月球做匀速圆周运动，周期为T ，向心加速度大小为a ，引力常量为G ，由此可求得月球质量为： （ ）A ．34416a T G πB ．2224a T G πC ．2324h GT π D ．2ah G4．据报道,科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星。
假设该行 星质量约为地球质量的6.4倍,半径约为地球半径的2倍。
那么，一个在地球表面能举起64kg 物体的人在这个行星表面能举起的物体的质量约为多少（地球表面重力加速度g=10m/s2）：（）A．40kg B．50kg C．60kg D．30kg5.a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星，其中a、c的轨道相交，b、d在同一个圆轨道上，b、c轨道位于同一平面．某时刻四颗人造卫星的运行方向及位置如图所示．下列说法中正确的是()A．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度B．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度C．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度D．a、c存在相撞危险6．“嫦娥”三号探测器发射到月球上要经过多次变轨，最终降落到月球表面上，其中轨道I为圆形。
2019年高考物理一轮重要考点练习卷：万有引力定律及其应用
万有引力定律及其应用1．宇宙飞船绕地心做半径为r 的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m 的人站在可称体重的台秤上，用R 表示地球的半径，g 表示地球表面处的重力加速度，g 0表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，N 表示人对秤的压力，则关于g 0、N 下面正确的是A ．0N g m =B ．202R g g r= C ．R N mg g= D ．N =0 2．2016年1月5日上午，国防科工局正式发布国际天文学联合会批准的嫦娥三号探测器着陆点周边区域命名为“广寒宫”，附近三个撞击坑分别命名为“紫微”、“天市”、“太微”。
此次成功命名，是以中国元素命名的月球地理实体达到22个。
质量为m 的人造地球卫星与月心的距离为r 时，重力势能可表示为p GMm E r=-，其中G 为引力常量，M 为月球质量。
若“嫦娥三号”在原来半径为R 1的轨道上绕月球做匀速圆周运动，由于受到极其稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R 2，已知：月球半径为R ，月球表面的重力加速度为g 0，地球表面的重力加速度为g ，此过程中因摩擦而产生的热量为A ．202111()mg R R R -B ．22111()mgR R R - C ．22111()2mgR R R - D ．202111()2mg R R R - 3．2016年9月15日，中国成功发射天宫二号空间实验室，对其轨道进行控制、调整到距离地面高h =393 km 处与随后发射的神舟十一号飞船成功对接，景海鹏和陈冬雨两名航天员进驻天宫二号。
已知地球半径为R ，地球表面重力加速度为g ，当天宫二号在预定轨道正常运行时，下列描述正确的是A ．宇航员在天宫二号内可用天平测物体的质量B ．天宫二号运动周期大于24 hCD ．天宫二号如果要变轨到高轨道则需要加速4．如图所示，A 、B 两卫星绕地球运行，运动方向相同，此时两卫星距离最近，其中A 是地球同步卫星，轨道半径为r。
广东省高考物理一轮基础复习专题10万有引力定律课件
考纲原 文 1.万有引 力定律 及其应 用(Ⅱ) 2.环绕速 度、第二 宇宙速 度、第三 宇宙速 度(Ⅰ) 3.经典力 学的适 用范围 和局限 性(Ⅰ)
6 年考题 2012 2013 2014 2015 T1、 T1(1)、 T17、 T35、 T30 T9(1)、 T20 T52 T17(1)、 T44(1)
GMm 地球对物体的万有引力近似等于物体的重力，即 2 ＝mg 从 R 而得出 GM＝gR2， 式中 R 为地球半径， g 为地表的重力加速度．
(5)判 4π 由 2 ＝m R ＝mω2R＝m 2 R，可得： R T
①v＝ ② ω＝ ③T＝
GMm 【解析】由公式 F＝ 2 可以对比出卫星在离地面高度约 6R r 1 的轨道上受到的万有引力约为 F. 49
6．(2013 年 6 月广东学业水平考试)关于万有引力定律及其表 GMm 达式 F＝ 2 ，下列说法中正确的是( B ) r A．对于不同物体，G 取值不同 B．G 是万有引力常量，由实验测得 C．两个物体彼此所受的万有引力方向相同 D．两个物体之间的万有引力是一对平衡力
1．(2015 年 6 月广东学业水平考试)第一宇宙速度是指( D ) A．月球绕行地球的速度 B．飞行器克服地球引力脱离地球的速度 C．飞行器克服太阳引力脱离太阳系的速度 D．飞行器在地面附近绕地球做匀速圆周运动时必须具有的速 度
2．(2013 年 6 月广东学业水平考试)地面上发射人造卫星，不 同发射速度会产生不同的结果，下列说法中正确的是( B ) A．要使卫星绕地球运动，发射速度至少要达到 11.2 km/s B．要使卫星飞出太阳系，发射速度至少要达到 16.7 km/s C． 发射速度介于 7.9 km/s 和 11.2 km/s 之间， 卫星能绕太阳运 动 D．发射速度小于 7.9 km/s，卫星能在地面附近绕地球做匀速 圆周运动
广东省高考物理一轮基础复习演练 专题10 万有引力定律
万有引力定律李仕才一、单项选择题Ⅰ：本大题共10小题，在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求．1．(2017年6月广东学业水平考试)下列科学家中，用扭秤实验测出引力常量数值的是( )A．牛顿B．爱因斯坦C．卡文迪许D．伽利略2．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星所受万有引力F与轨道半径r的关系是( ) A．F与r成正比B．F与r成反比C．F与r2成正比D．F与r2成反比3．(2015年6月广东学业水平考试)在轨道上运行的多颗地球同步卫星，它们的( ) A．线速度不相等B．轨道距离地面的高度相等C．线速度一定大于第一宇宙速度D．线速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间4．把太阳系各行星的运动近似看做匀速圆周运动，比较各行星周期，则离太阳越远的行星( )A．周期越小B．周期越长C．周期都一样D．无法确定5．(2011年6月广东学业水平考试)某空间站绕地球做匀速圆周运动．如果在空间站中用天平测量物体的质量，下列说法正确的是( )A．所测得的质量比地球上的小B．所测得的质量比地球上的大C．无法测出物体的质量D．所测得的质量与地球上的相等6．在地面上发射飞行器，如果发射速度大于7.9 km/s，而小于11.2 km/s，则它将( ) A．围绕地球做圆周运动B．围绕地球做椭圆运动C．挣脱地球的束缚绕太阳运动D．挣脱太阳的束缚飞离太阳系7．紫金山天文台发现的一颗绕太阳运行的小行星被命名为“南大仙林星”．如图所示，轨道上a、b、c、d四个位置中，该行星受太阳引力最大的是 ( )A．a B．bC．c D．d8．“嫦娥二号”卫星环月飞行的高度距离月球表面100 km，所探测到的有关月球的数据比环月飞行高度为200 km的“嫦娥一号”更加详实．若两颗卫星环月飞行均可视为匀速圆周运动，飞行轨道如图所示．则( )A．“嫦娥二号”环月飞行的周期比“嫦娥一号”更小B．“嫦娥二号”环月飞行的线速度比“嫦娥一号”更小C．“嫦娥二号”环月飞行时角速度比“嫦娥一号”更小D．“嫦娥二号”环月飞行时向心加速度比“嫦娥一号”更小9．人造卫星以第一宇宙速度环绕地球运动．关于这个卫星的运动情况，下列说法正确的是( )A．卫星的周期比以其他速度环绕地球运动的人造卫星都小B．卫星必须在赤道平面内运动C．卫星所受的万有引力大于它环绕地球运动所需的向心力D．卫星的运行周期必须等于地球的自转周期10．(2015年1月广东学业水平考试)发现万有引力定律的物理学家是( )A．开普勒B．牛顿C．爱因斯坦D．麦克斯韦二、单项选择题Ⅱ：本大题共10小题，在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求．11．(2015年1月广东学业水平考试)一个物体在地球表面所受的万有引力为F，则该物体在距离地面高度为地球半径的2倍时，所受万有引力为( )A.12F B.13FC.14F D.19F12．(2011年6月广东学业水平考试)关于万有引力定律及其应用，下列说法正确的是( )A．两物体间的万有引力是一对平衡力B．伽利略发现了万有引力定律C．利用万有引力定律可计算天体的质量D．两物体间的万有引力大小与物体间的距离成反比13．由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的( )A．质量可以不同B．轨道半径可以不同C．轨道平面可以不同D．速率可以不同14．地球质量大约是月球质量的81倍，在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为 ( )A ．1∶27B ．1∶9C ．1∶3D ．9∶115．(2015年1月广东学业水平考试)关于绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确的是( )A ．轨道半径越大，周期越大B ．轨道半径越大，线速度越大C ．轨道半径越大，角速度越大D ．轨道半径越大，向心加速度越大16．下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是( )A ．第一宇宙速度又称为逃逸速度B ．第一宇宙速度的数值是11.2 km/sC ．第一宇宙速度的数值是7.9 km/sD ．第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小线速度17．关于地球的同步卫星，下列说法中正确的是( )A ．同步卫星离地面的高度是一个定值B ．同步卫星相对地面静止，处于平衡状态C ．同步卫星运行的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度D ．同步卫星运行的向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等18．两个相距为r 的小物体，它们之间的万有引力为F .保持质量不变，将它们间的距离增大到3r .那么它们之间万有引力的大小将变为( )A ．FB ．3FC ．F 3D ．F 9 19．下列关于万有引力大小的计算式F ＝G m 1m 2r 2的说法正确的是( ) A ．当两物体之间的距离r →0时，F →∞B ．若两位同学质心之间的距离远大于它们的尺寸，则这两位同学之间的万有引力的大小可用上式近似计算C ．公式中的G 是一个没有单位的常量D ．两物体之间的万有引力大小跟它们的质量、距离有关，跟它们的运动状态有关20．(2015年6月广东学业水平考试)在经典力学中，关于惯性，下列说法正确的是( )A ．力是改变物体惯性的原因B ．物体只有静止时才有惯性C ．质量是物体惯性大小的量度D ．速度越大的物体惯性越大三、多项选择题：本大题共3小题，在每小题列出的四个选项中，至少有2个选项是符合题目要求的．21．以下说法正确的是 ( )A ．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用B ．经典力学理论的成立具有一定的局限性C ．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变D ．相对论与量子力学否定了经典力学理论22．对于万有引力定律的表述式F ＝GMm r 2，下面说法中正确的是( )A ．公式中G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B ．当m 1与m 2一定时，随着r 的增大，万有引力逐渐减小C ．m 1与m 2受到的引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力D ．m 1与m 2受到的引力总是大小相等的，而与m 1、m 2是否相等无关23．在绕地球运行的人造地球卫星上，下列哪些仪器不能正常使用 ( )A ．天平B ．弹簧秤C ．摆钟D ．水银气压计学业达标·实战演练一、 单项选择题Ⅰ1．C2．【解析】选D.根据万有引力定律可知，F 与r 2成反比．3．B4．【解析】选B.越远，轨道半径越大，则周期越长．5．【解析】选C.空间站绕地球做匀速圆周运动，空间站中所有物体处于完全失重状态，无法使用天平，所以测质量无法完成．6．【解析】选B.发射速度大于7.9 km/s ，而小于11.2 km/s ，飞行器围绕地球做椭圆运动．7．【解析】选A.“南大仙林星” 绕太阳运行时，该行星受太阳引力的大小为F ＝GMm r 2，因为a 点与太阳间距最小，则a 点受到的太阳引力最大．8．【解析】选A.由T ＝4π2r 3Gm 月可知，A 正确；由v ＝Gm 月r 可知B 错误；由ω＝2πT ＝Gm 月r 3可知，C 错误；由a ＝v 2r可知，D 错误． 9．【解析】选A.以第一宇宙速度环绕地球运动，其轨道半径最小，周期最小，比地球自转周期小．卫星所受的万有引力等于它环绕地球运动所需的向心力．该卫星的轨道不一定就在赤道平面内．10．B二、单项选择题Ⅱ11．【解析】选D.物体在地球表面时，物体距地心的距离是地球半径R ，所受的万有引力为F ，该物体在距离地面高度为地球半径的2倍时，此时物体距离地心的距离为3R ，由万有引力公式F ＝GMm r 2可以求出此时的力应为19F .12．【解析】选C.两物体间的万有引力是一对作用力与反作用力，其大小与物体间的距离的平方成反比，利用万有引力定律可计算天体的质量．13．【解析】选A.由于同步卫星运行周期与地球自转周期相同，故同步卫星的轨道半径大小是确定的，速度v 也是确定的，同步卫星的质量可以不同．要想使卫星与地球自转同步，轨道平面一定是赤道平面．故只有选项A 正确．14．【解析】选B.设登月飞船质量为m ，由月球和地球对登月飞船的引力大小相等，可得G M 月m r 2月＝G M 地m r 2地，因此r 月r 地＝M 月M 地＝19，B 正确． 15．A16．【解析】选C.第一宇宙速度又称为环绕速度，数值为7.9 km/s ，第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最大线速度．17．【解析】选A.同步卫星定轨道、定周期、定速度，所以同步卫星离地面的高度是一个定值，A 正确．同步卫星在做匀速圆周运动，其加速度不为零，不可能处于平衡状态，故B 错误．第一宇宙速度又叫最大环绕速度，同步卫星的速度是3 km/s ，小于第一宇宙速度，故C 错误．由a ＝rω可知同步卫星运行的向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度，D 错误．18．【解析】选D.由万有引力定律可列出两个方程，比值后可以得出D 选项为正确答案．19．【解析】选B.当两物体距离趋近零时，万有引力是存在的，但是该公式不适用，A 错．G 是有单位的常量，C 错．两物体之间的万有引力大小跟它们的质量、距离有关，跟它们的运动状态无关，D 错．20．C三、多项选择题21．【解析】选BC.经典力学理论适用于宏观低速运动的物体，在经典力学中，物体的质量不随运动状态的改变而改变．22．【解析】选ABD.公式中G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的，当m 1与m 2一定时，随着r 的增大，万有引力逐渐减小，它们之间的万有引力是一对作用力与反作用力，总是大小相等的．23．【解析】选ACD.卫星上的物体受到地球引力(即重力)作用，但是由于物体的重力完全用来提供向心力，因此物体处于完全失重的状态，因此凡是制造原理与重力有关的仪器均不能正常使用．。
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万有引力定律李仕才一、单项选择题Ⅰ：本大题共10小题，在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求．1．(2017年6月广东学业水平考试)下列科学家中，用扭秤实验测出引力常量数值的是( )A．牛顿B．爱因斯坦C．卡文迪许D．伽利略2．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，卫星所受万有引力F与轨道半径r的关系是( ) A．F与r成正比B．F与r成反比C．F与r2成正比D．F与r2成反比3．(2015年6月广东学业水平考试)在轨道上运行的多颗地球同步卫星，它们的( ) A．线速度不相等B．轨道距离地面的高度相等C．线速度一定大于第一宇宙速度D．线速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间4．把太阳系各行星的运动近似看做匀速圆周运动，比较各行星周期，则离太阳越远的行星( )A．周期越小B．周期越长C．周期都一样D．无法确定5．(2011年6月广东学业水平考试)某空间站绕地球做匀速圆周运动．如果在空间站中用天平测量物体的质量，下列说法正确的是( )A．所测得的质量比地球上的小B．所测得的质量比地球上的大C．无法测出物体的质量D．所测得的质量与地球上的相等6．在地面上发射飞行器，如果发射速度大于7.9 km/s，而小于11.2 km/s，则它将( ) A．围绕地球做圆周运动B．围绕地球做椭圆运动C．挣脱地球的束缚绕太阳运动D．挣脱太阳的束缚飞离太阳系7．紫金山天文台发现的一颗绕太阳运行的小行星被命名为“南大仙林星”．如图所示，轨道上a、b、c、d四个位置中，该行星受太阳引力最大的是 ( )A．a B．bC．c D．d8．“嫦娥二号”卫星环月飞行的高度距离月球表面100 km，所探测到的有关月球的数据比环月飞行高度为200 km的“嫦娥一号”更加详实．若两颗卫星环月飞行均可视为匀速圆周运动，飞行轨道如图所示．则( )A．“嫦娥二号”环月飞行的周期比“嫦娥一号”更小B．“嫦娥二号”环月飞行的线速度比“嫦娥一号”更小C．“嫦娥二号”环月飞行时角速度比“嫦娥一号”更小D．“嫦娥二号”环月飞行时向心加速度比“嫦娥一号”更小9．人造卫星以第一宇宙速度环绕地球运动．关于这个卫星的运动情况，下列说法正确的是( )A．卫星的周期比以其他速度环绕地球运动的人造卫星都小B．卫星必须在赤道平面内运动C．卫星所受的万有引力大于它环绕地球运动所需的向心力D．卫星的运行周期必须等于地球的自转周期10．(2015年1月广东学业水平考试)发现万有引力定律的物理学家是( )A．开普勒B．牛顿C．爱因斯坦D．麦克斯韦二、单项选择题Ⅱ：本大题共10小题，在每小题列出的四个选项中，只有一项符合题目要求．11．(2015年1月广东学业水平考试)一个物体在地球表面所受的万有引力为F，则该物体在距离地面高度为地球半径的2倍时，所受万有引力为( )A.12F B.13FC.14F D.19F12．(2011年6月广东学业水平考试)关于万有引力定律及其应用，下列说法正确的是( )A．两物体间的万有引力是一对平衡力B．伽利略发现了万有引力定律C．利用万有引力定律可计算天体的质量D．两物体间的万有引力大小与物体间的距离成反比13．由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的( )A．质量可以不同B．轨道半径可以不同C．轨道平面可以不同D．速率可以不同14．地球质量大约是月球质量的81倍，在登月飞船通过月、地之间的某一位置时，月球和地球对它的引力大小相等，该位置到月球中心和地球中心的距离之比为 ( )A ．1∶27B ．1∶9C ．1∶3D ．9∶115．(2015年1月广东学业水平考试)关于绕地球做匀速圆周运动的卫星，下列说法正确的是( )A ．轨道半径越大，周期越大B ．轨道半径越大，线速度越大C ．轨道半径越大，角速度越大D ．轨道半径越大，向心加速度越大16．下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是( )A ．第一宇宙速度又称为逃逸速度B ．第一宇宙速度的数值是11.2 km/sC ．第一宇宙速度的数值是7.9 km/sD ．第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小线速度17．关于地球的同步卫星，下列说法中正确的是( )A ．同步卫星离地面的高度是一个定值B ．同步卫星相对地面静止，处于平衡状态C ．同步卫星运行的速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度D ．同步卫星运行的向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等18．两个相距为r 的小物体，它们之间的万有引力为F .保持质量不变，将它们间的距离增大到3r .那么它们之间万有引力的大小将变为( )A ．FB ．3FC ．F 3D ．F 9 19．下列关于万有引力大小的计算式F ＝G m 1m 2r 2的说法正确的是( ) A ．当两物体之间的距离r →0时，F →∞B ．若两位同学质心之间的距离远大于它们的尺寸，则这两位同学之间的万有引力的大小可用上式近似计算C ．公式中的G 是一个没有单位的常量D ．两物体之间的万有引力大小跟它们的质量、距离有关，跟它们的运动状态有关20．(2015年6月广东学业水平考试)在经典力学中，关于惯性，下列说法正确的是( )A ．力是改变物体惯性的原因B ．物体只有静止时才有惯性C ．质量是物体惯性大小的量度D ．速度越大的物体惯性越大三、多项选择题：本大题共3小题，在每小题列出的四个选项中，至少有2个选项是符合题目要求的．21．以下说法正确的是 ( )A ．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子均适用B ．经典力学理论的成立具有一定的局限性C ．在经典力学中，物体的质量不随运动状态而改变D ．相对论与量子力学否定了经典力学理论22．对于万有引力定律的表述式F ＝GMm r 2，下面说法中正确的是( )A ．公式中G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的B ．当m 1与m 2一定时，随着r 的增大，万有引力逐渐减小C ．m 1与m 2受到的引力总是大小相等，方向相反，是一对平衡力D ．m 1与m 2受到的引力总是大小相等的，而与m 1、m 2是否相等无关23．在绕地球运行的人造地球卫星上，下列哪些仪器不能正常使用 ( )A ．天平B ．弹簧秤C ．摆钟D ．水银气压计学业达标·实战演练一、 单项选择题Ⅰ1．C2．【解析】选D.根据万有引力定律可知，F 与r 2成反比．3．B4．【解析】选B.越远，轨道半径越大，则周期越长．5．【解析】选C.空间站绕地球做匀速圆周运动，空间站中所有物体处于完全失重状态，无法使用天平，所以测质量无法完成．6．【解析】选B.发射速度大于7.9 km/s ，而小于11.2 km/s ，飞行器围绕地球做椭圆运动．7．【解析】选A.“南大仙林星” 绕太阳运行时，该行星受太阳引力的大小为F ＝GMm r 2，因为a 点与太阳间距最小，则a 点受到的太阳引力最大．8．【解析】选A.由T ＝4π2r 3Gm 月可知，A 正确；由v ＝Gm 月r 可知B 错误；由ω＝2πT＝Gm 月r 3可知，C 错误；由a ＝v 2r可知，D 错误． 9．【解析】选A.以第一宇宙速度环绕地球运动，其轨道半径最小，周期最小，比地球自转周期小．卫星所受的万有引力等于它环绕地球运动所需的向心力．该卫星的轨道不一定就在赤道平面内．10．B二、单项选择题Ⅱ11．【解析】选D.物体在地球表面时，物体距地心的距离是地球半径R ，所受的万有引力为F ，该物体在距离地面高度为地球半径的2倍时，此时物体距离地心的距离为3R ，由万有引力公式F ＝GMm r 2可以求出此时的力应为19F .12．【解析】选C.两物体间的万有引力是一对作用力与反作用力，其大小与物体间的距离的平方成反比，利用万有引力定律可计算天体的质量．13．【解析】选A.由于同步卫星运行周期与地球自转周期相同，故同步卫星的轨道半径大小是确定的，速度v 也是确定的，同步卫星的质量可以不同．要想使卫星与地球自转同步，轨道平面一定是赤道平面．故只有选项A 正确．14．【解析】选B.设登月飞船质量为m ，由月球和地球对登月飞船的引力大小相等，可得G M 月m r 2月＝G M 地m r 2地，因此r 月r 地＝M 月M 地＝19，B 正确． 15．A16．【解析】选C.第一宇宙速度又称为环绕速度，数值为7.9 km/s ，第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最大线速度．17．【解析】选A.同步卫星定轨道、定周期、定速度，所以同步卫星离地面的高度是一个定值，A 正确．同步卫星在做匀速圆周运动，其加速度不为零，不可能处于平衡状态，故B 错误．第一宇宙速度又叫最大环绕速度，同步卫星的速度是3 km/s ，小于第一宇宙速度，故C 错误．由a ＝r ω可知同步卫星运行的向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度，D 错误．18．【解析】选D.由万有引力定律可列出两个方程，比值后可以得出D 选项为正确答案．19．【解析】选B.当两物体距离趋近零时，万有引力是存在的，但是该公式不适用，A 错．G 是有单位的常量，C 错．两物体之间的万有引力大小跟它们的质量、距离有关，跟它们的运动状态无关，D 错．20．C三、多项选择题21．【解析】选BC.经典力学理论适用于宏观低速运动的物体，在经典力学中，物体的质量不随运动状态的改变而改变．22．【解析】选ABD.公式中G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的，当m 1与m 2一定时，随着r 的增大，万有引力逐渐减小，它们之间的万有引力是一对作用力与反作用力，总是大小相等的．23．【解析】选ACD.卫星上的物体受到地球引力(即重力)作用，但是由于物体的重力完全用来提供向心力，因此物体处于完全失重的状态，因此凡是制造原理与重力有关的仪器均不能正常使用．百度文库是百度发布的供网友在线分享文档的平台。
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