2019版高考物理一轮复习精选题辑课练13万有引力与航天.doc

1、【 精品教育资源文库 】 课练 13 万有引力与航天 1 (2018 重庆月考 )(多选 )下列说法正确的是 ( ) A关于公式 r3T2 k 中的常量 k，它是一个与中心天体有关的常量 B开普勒定律只适用于太阳系，对其他恒星系不适用 C已知金星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳公转的周期，则可判定金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离 D发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是开普勒、伽利略 答案： AC 解析： 公式 r3T2 k 中的 k 是一个与中心天体有关的常量，选项 A 正确；开普勒定律不仅适用于太阳 系，对其他恒星系也适用，选项 B 错误；已知金星绕太阳公转的周期小于地球绕太阳公

2、转的周期，由 r3T2 k 可知金星到太阳的距离小于地球到太阳的距离，选项 C 正确；发现万有引力定律和测出引力常量的科学家分别是牛顿和卡文迪许，选项 D 错误 2假如地球的自转角速度增大，关于物体所受的重力，下列说法错误的是 ( ) A放在赤道上的物体所受的万有引力不变 B放在两极上的物体的重力不变 C放在赤道上的物体的重力减小 D放在两极上的物体的重力增大 答案： D 解析： 地球的自转角速度增大，则赤道上物体随 地球自转所需向心力增大，地球的质量和半径都没有变化，故对赤道上物体的万有引力大小保持不变，故 A 正确；地球绕地轴转动，在两极点，物体转动半径为 0，转动所需向心力为 0，此时物

3、体的重力与万有引力相等，故转速增大后两极点的重力保持不变，故 B 正确， D 错误；赤道上的物体受到的万有引力一部分提供物体的重力，一部分提供其转动所需的向心力，而万有引力不变，转速增加时所需向心力增大，故物体的重力将减小，故 C 正确；本题选错误的，故选 D. 3 (2018 河南商丘二模 )(多选 )“ 雪龙号 ” 南极考察船在由我国驶向南极的过程中，经过赤道 时测得某物体的重力是 G1；在南极附近测得该物体的重力为 G2.已知地球自转的周期为 T，引力常量为 G，假设地球可视为质量分布均匀的球体，由此可知 ( ) A地球的密度为 3 G1GT2 G2 G1B地球的密度为 3 G2GT2

4、G2 G1C当地球的自转周期为 G2 G1G2T 时，放在地球赤道地面上的物体不再对地面有压力 D当地球的自转周期为 G2 G1G1T 时，放在地球赤道地面上的物体不再对地面有压力 答 案： BC 解析： 在两极物体受到的重力等于地球对其的引力，故有 GMmR2 G2，在赤道引力与支持力的合力提供向心力， GMmR2 G1 m42T2 R，地球的密度 MVM43 R3，联立解得 【 精品教育资源文库 】 3 G2GT2 G2 G1 ，故 A 错误， B 正确；在赤道上万有引力完全充当向心力时，放在地球赤道地面上的物体不再对地面有压力，即 GMmR2 m42T21 R，联立解得 T1G2 G1

5、G2 T，故 C 正确， D 错误 4 (2018 吉林长春外国语学校模拟 )(多选 )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， g0表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度， N 表示人对台秤的压力，则关于 g0、 N，下列式子正确的是 ( ) A g0 0 B g0 R2r2g C N 0 D N mg 答案： BC 解析： 忽略地 球的自转，根据万有引力等于重力，宇宙飞船所在处， mg0 GMmr2 ，在地球表面处 mg GMmR2 ，解得 g0 R2r2g，故 A 错误， B 正确

6、；宇宙飞船绕地心做匀速圆周运动，飞船舱内物体处于完全失重状态，所以人对台秤的压力为 0，故 C 正确， D 错误 5 (2018 福建厦门一模 )据报道， 2020 年前我国将发射 8 颗海洋系列卫星，包括 4 颗海洋水色卫星， 2 颗海洋动力环境卫星和 2 颗海陆雷达卫星，以加强对黄岩岛、钓鱼岛及西沙群岛全部岛屿附近海域的监测设海陆雷达卫星 绕地球做匀速圆周运动的轨道半径是海洋动力环境卫星的 n 倍，下列说法正确的是 ( ) A在相等的时间内，海陆雷达卫星到地心的连线扫过的面积与海洋动力环境卫星到地心的连线扫过的面积相等 B在相等的时间内，海陆雷达卫星到地心的连线扫过的面积与海洋动力环境卫星

7、到地心的连线扫过的面积之比为 n ： 1 C海陆雷达卫星与海洋动力环境卫星线速度之比为 n ： 1 D海陆雷达卫星与海洋动力环境卫星向心加速度之比为 n2 ： 1 答案： B 解析： 根据 GMmr2 mr 2，解得 GMr3，扫过的面积 S 12lr 12r2 12r2t 12t GMr，因为轨道半径之比为 n，则角速度之比为 ： 1n3，相等的时间内扫过的面积之比为 n ：1，故 B 正确， A 错误；根据 GMmr2 mv2r，解得 vGMr ，因为轨道半径之比为 n ： 1，则线速度之比为 ： n，故 C 错误；根据 GMmr2 ma，解得 a GMr2，因为轨道半径之比为 n ： 1

8、，则向心加速度之比为 ： n2，故 D 错误 6 (2018 贵州遵义航天高级中学五模 )(多选 )若宇航员在月球表面附近自高 h 处以初速度 v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为 L.已知月球半径为 R，万有引力常量为G.则下列说法正确的是 ( ) A月球表面的重力加速度 g 月 2hv20L2 B月球的平均密度 3hv202 GL2R C月球的第一宇宙速度 v v0L 2h 【 精品教育资源文库 】 D月球的质量 M 月 hR2v20GL2 答案： AB 解析： 平抛运动的时间 t Lv0，再根据 h 12g 月 t2，得 g 月 2ht2 2hv20L2 ，故 A 正确；在月球表

9、面 GM月 mR2 mg 月 ，月球的体积 V 4 R33 ，月球的平均密度 3hv202 GL2R，故 B 正确；月球的第一宇宙速度 v1 g月 R 2hv20RL2 v0L 2hR，故 C 错误；根据 mg 月 GM月 mR2 ，得 M 月 g月 R2G 2hR2v20GL2 ，故 D 错误 7 (2018 辽宁省实验中学质检 )设地球是一质量分布均匀的球体， O 为地心已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引 力为零在下列四个图中，能正确描述 x 轴上各点的重力加速度 g 的分布情况的是 ( ) 答案： A 解析： 设地球的密度为 ，在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有 mg GMm

10、R2 ，即 g GMR2，由于地球的质量 M 43 R3 ，所以地球表面重力加速度的表达式可写成 g4 GR3 .根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，故在深度为 R x 的井底，物体受到地球的万有引力即为半径等于 x 的球体在其表面产生的万有引力， g 4 G3 x，即当 xR 时， g GMx2， g 与 x 平方成反比，故 A 正确 8 (2018 四川资阳一诊 )(多选 )用 m 表示地球的通信卫星 (同步卫星 )的质量， h 表示离地面的高度，用 R 表示地球的半径， g 表示地球表面的重力加速度， 表示地球自转的角速度，则通信卫星所受的地球对它的万有引力的大小为 (

11、) A G MmR h 2 B. mgR2R h 2 C m 2(R h) D m3 R2g 4 答案： BCD 解析： 地球同步卫星的角速度与地球自转的角速度 相同，轨道半径为 r R h，则根据向心力公式得地球对卫星的引力大小为 F m 2(R h) 该卫星所受地球的万有引力为 F GMmR h 2， 【 精品教育资源文库 】 在地球表面有 mg GMmR2 ，得到 GM gR2，联立得 F mgR2R h 2. 由 F m 2(R h) mgR2R h 2，解得 R h3 gR2 2， 所以可得 F m 2(R h) m 23 gR2 2 m3 gR2 4，由于地球的质量 M 未知，故

12、 B、 C、 D正确， A 错误 9 (2018 云南一模 )(多选 )一球形行星对其周围物体的万有引力使物体产生的加速度用 a 表示，物体到球形行星表面的距离用 h 表示， a 随 h 变化的图象如图所示，图中 a1、 h1、a2、 h2及引力常量 G 均为已知根据以上数据可以计算出 ( ) A该行星的半径 B该行星的质量 C该行星的自转周期 D该行星的同步卫星离行星表面的高度 答案： AB 解析： 球形行星对其周围质量为 m 的物体的 万有引力 F ma GMmR h 2，所以 a1GMR h1 2， a2GMR h2 2，联立即可求出该行星的质量和半径，故 A、 B 正确；题目以及相关的

13、公式的物理量都与该行星的自转周期无关，所以不能求出该行星的自转周期，故 C错误；由于不能求出该行星的自转周期，所以也不能求出该行星的同步卫星离行星表面的高度，故 D 错误 10 (2018 重庆一中摸底 )(多选 )宇宙飞船以周期 T 绕地球做匀速圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历类似 “ 日全食 ” 的过程，如图 所示已知地球的半径为 R，地球质量为M，引力常量为 G，地球自转周期为 T0，太阳光可看成平行光，宇航员在 A 点测出的张角为 ，则 ( ) A 飞船绕地球运动的线速度为 2 RTsin 2B一天内飞船经历 “ 日全食 ” 的次数为 TT0C飞船每次在 “ 日全食 ” 过程所需的

14、时间为 T2 D飞船的周期为 T 2 Rsin 2RGMsin 2答案： ACD 【 精品教育资源文库 】 解析： 飞船绕地球做匀速圆周 运动，由于线速度为 v 2 rT ，又由几何关系知 sin 2 Rr，得 r Rsin 2，故 v 2 RTsin 2，故 A 正确；地球自转一圈时间为 T0，飞船绕地球一圈时间为 T，飞船绕一圈会有一次日全食，所以每过时间 T 就有一次日全食，得一天内飞船经历 “ 日全食 ” 的次数为 n T0T，故 B 错误；由几何关系知每次在 “ 日全食 ” 过程的时间内飞船转过 角，所需的时间为 t T2 ，故 C 正确；万有引力提供向心力，则 GMmr2 m? ?2T 2r，得 T2 r rGM 2 Rsin 2RGMsin 2，故 D 正确 11 (2018 福建质检 )中国自行研制、具有完全自主知识产权的 “ 神舟号 ” 飞船，目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术，其发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由长征运载 火箭送入近地点为 A、远地点为 B 的椭圆轨道上， A 点距离地面的高度为h1，飞船飞行五周后进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示，设飞船在预定圆轨道上飞行 n圈所用时间为 t，若已知地球表面重力加速度为