2020屆高三物理一輪復習收尾二輪專題突破檢測 萬有引力定律及其應用（通用）

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1、萬有引力定律及其應用 (45分鐘100分)一、選擇題(本大題共8小題,每小題8分,共64分。多選題已在題號后標出)1.(2020長寧一模)2020年至2020年為我國北斗系統(tǒng)衛(wèi)星發(fā)射的高峰期,北斗衛(wèi)星系統(tǒng)由地球同步軌道衛(wèi)星與低軌道衛(wèi)星兩種衛(wèi)星組成,在軌正常運行的這兩種衛(wèi)星比較()A.同步衛(wèi)星運行的周期較大B.低軌道衛(wèi)星運行的角速度較小C.同步衛(wèi)星運行的線速度較大D.低軌道衛(wèi)星運行的加速度較小2.(2020大綱版全國卷)“嫦娥一號”是我國首次發(fā)射的探月衛(wèi)星,它在距月球表面高度為200km的圓形軌道上運行,運行周期為127分鐘。已知引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2,月球半徑約為1.74

2、103km。利用以上數據估算月球的質量約為()A.8.11010kgB.7.41013kgC.5.41019kgD.7.41022kg3.(2020天水二模)質量為m的人造地球衛(wèi)星在地面上受到的重力為P,它在到地面的距離等于地球半徑R的圓形軌道上運動時()A.速度為B.周期為4C.動能為PRD.重力為04.(2020宜賓二模)某人造地球衛(wèi)星因受高空稀薄空氣的阻力作用,繞地球運轉的軌道半徑會慢慢改變,某次測量衛(wèi)星的軌道半徑為r1,后來變?yōu)閞2(r2r1),用Ek1、Ek2表示衛(wèi)星在這兩個軌道上的動能,T1、T2表示衛(wèi)星在這兩個軌道上的運行周期,則()A.Ek2Ek1,T2T1B.Ek2T1C.E

3、k2Ek1,T2Ek1,T2T15.(2020江蘇高考)火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行,根據開普勒行星運動定律可知()A.太陽位于木星運行軌道的中心B.火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等C.火星與木星公轉周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方D.相同時間內,火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積6.(多選)(2020石家莊二模)隨著世界航空事業(yè)的發(fā)展,深太空探測已逐漸成為各國關注的熱點。假設深太空中有一顆外星球,質量是地球質量的2倍,半徑是地球半徑的,則下列判斷正確的是()A.該外星球的同步衛(wèi)星周期一定小于地球同步衛(wèi)星周期B.某物體在該外星球表面上所受重力是它在地球

4、表面上所受重力的8倍C.該外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D.繞該外星球的人造衛(wèi)星和以相同軌道半徑繞地球的人造衛(wèi)星運行速度相同7.(多選)(2020浙江高考)如圖所示,三顆質量均為m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為r的圓軌道上,設地球質量為M,半徑為R。下列說法正確的是()A.地球對一顆衛(wèi)星的引力大小為B.一顆衛(wèi)星對地球的引力大小為C.兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為D.三顆衛(wèi)星對地球引力的合力大小為8.(多選)北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)第三顆組網衛(wèi)星(簡稱“三號衛(wèi)星”)的工作軌道為地球同步軌道,設地球半徑為R,“三號衛(wèi)星”的離地高度為h,則關于地球赤道上靜止的物體、地球近地環(huán)繞衛(wèi)星和“三號衛(wèi)星”

5、的有關物理量,下列說法中正確的是()A.赤道上物體與“三號衛(wèi)星”的線速度之比為=B.近地衛(wèi)星與“三號衛(wèi)星”的角速度之比為=()2C.近地衛(wèi)星與“三號衛(wèi)星”的周期之比為=D.赤道上物體與“三號衛(wèi)星”的向心加速度之比為=二、計算題(本大題共2小題,共36分。需寫出規(guī)范的解題步驟)9.(18分)(2020東城一模)已知地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,萬有引力常量為G,不考慮地球自轉的影響。(1)求衛(wèi)星環(huán)繞地球運行的第一宇宙速度v1;(2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動且運行周期為T,求衛(wèi)星運行半徑r;(3)由題目所給條件,請?zhí)岢鲆环N估算地球平均密度的方法,并推導出密度表達式。10.(18分)(20

6、20柳州一模)一組宇航員乘坐太空穿梭機S,去修理位于離地球表面h=6.0105m的圓形軌道上的太空望遠鏡H。機組人員使穿梭機S進入與H相同的軌道并關閉助推火箭,望遠鏡在穿梭機前方數千米處,如圖所示。已知地球半徑為R=6.4106m,地球表面重力加速度為g=9.8m/s2,第一宇宙速度為v=7.9km/s。(結果保留一位小數)(1)穿梭機所在軌道上的向心加速度g為多少?(2)計算穿梭機在軌道上的速率v;(3)穿梭機需先進入半徑較小的軌道,才有較大的角速度追上望遠鏡。試判斷穿梭機要進入較低軌道時應增加還是減小其原有速率,試說明理由。答案解析1.【解析】選A。由G=m=m2r=mr=man得v=,=

7、,T=2,an=,則r越大,v、an越小,T越大,故選項A正確,B、C、D錯誤。2.【解析】選D。設探月衛(wèi)星的質量為m,月球的質量為M,根據萬有引力提供向心力G=m()2(R+h),將h=200000m,T=12760s,G=6.6710-11Nm2/kg2,R=1.74106m,代入上式解得M=7.41022kg,可知D選項正確。3.【解析】選C。人造地球衛(wèi)星在地面處有P=G,解得GM=,人造地球衛(wèi)星在圓形軌道上運動時有G=m=m,解得v=,T=2=4,選項A、B錯誤;Ek=mv2=PR,選項C正確;重力P=G=P,選項D錯誤。4.【解析】選C。由G=m可得v=,又因為Ek=mv2=,則Ek,所以Ek2Ek1,又由G=mr()2得T=,則T,所以T2m。(3分)答案:(1)8.2m/s2(2)7.6 km/s(3)見解析