2020-2021學(xué)年上海物理等級考一模卷及名校卷專題匯編 專題08 萬有引力定律

1、2021年高考上海市高三上學(xué)期期中期末物理試題匯編專題08萬有引力定律（11個選擇題，5個填空題，共16個題目）1、（2021 上海市浦東新區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）我國計劃在2030年之前制造出可水平起飛、水平著陸并且可以多次重復(fù)使用的空天飛機。假設(shè)一航天員乘坐空天飛機著陸某星球后，由該星球表面以大小為 i，o的速度豎直向上拋出一物體，經(jīng)時間，后物體落回拋出點。己知該星球的半徑為R，該星球沒有大氣層， 也不自轉(zhuǎn)。則該星球的第一宇宙速度大小為（）B.C.D.2、（2021上海市閔行區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）2020年6月23 口 9時43分，我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆衛(wèi)星發(fā)射成功、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中

2、的地球靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星都在圓軌道上運行，它們距地面的 高度分別約為地球半徑的6倍和3.4倍，下列說法中正確的是（）靜止軌道衛(wèi)星的線速度大小的為中軌道衛(wèi)星的2倍靜止軌道衛(wèi)星的周期約為中軌道衛(wèi)星的2倍c,靜止軌道衛(wèi)星的角速度大小的為中軌道衛(wèi)星的!D.靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大小約為中軌道衛(wèi)星的|3、（2021 上海市金山區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）嫦娥五號探測器成功在月球表面獲取了月土樣本，若 TOC o 1-5 h z 月球表面的重力加速度為go,則離月面高度等于月球半徑處的重力加速度為（）112goB. goC. 4goD.go244、（2021 上海市嘉定區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）某同

3、學(xué)為了估算地球的質(zhì)量，用擺長為L的單擺做小 振幅擺動，測得周期為r,若地球半徑為尸，則地球質(zhì)量為（）ttLy17t2Lr4 另 L/82Lr2A B. C. ；D. ；SGT24GT-GT2GP5、（2021 上海市虹口區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）我國發(fā)射的“天問一號”，將于明年5月抵達(dá)火星?；?星和地球繞太陽的公轉(zhuǎn)均近似為勻速圓周運動，己知火星公轉(zhuǎn)軌道半徑是地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的1.5倍，則（ ）火星公轉(zhuǎn)的周期比地球長火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球大火星公轉(zhuǎn)的角速度比地球大火星公轉(zhuǎn)的加速度比地球大6、（2021 -上海市虹口區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）航天飛機中的物體處于完全失重狀態(tài)時，其（）受到的合力為零

4、受到的向心力為零對支持物的壓力為零受地球的萬有引力為零（2021 上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）一半徑為R的球形行星自轉(zhuǎn)周期為丁，其同步衛(wèi)星距離行星表面的高度為3R,則在該行星表而繞其做勻速圓周運動的衛(wèi)星線速度大小為（）A._ 4.RB. 8狄C.D.16林T8、（2021 -上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）2019年4月10 口，事件視界望遠(yuǎn)鏡捕獲到人類歷 史上的首張黑洞“照片”，這是人類第一次凝視曾經(jīng)只存在于理論中的天體.如果把太陽壓縮到半徑只有3km 且質(zhì)量不變，太陽就變成了一個黑洞，連光也無法從太陽表而逃逸.己知逃逸速度是第一宇宙速度的倍,光速為3xl0、i/s，G

5、= 6.67xlO11N nr.Kg-2,則根據(jù)以上信息可知太陽的質(zhì)量約為2xlO29Kg2xlO3OKg8xlO3OKg8xl0nKg9、（2021 上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）2017年11月5 口，又有兩顆北斗導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi) 星通過“一箭雙星”發(fā)射升空，并成功進(jìn)入預(yù)定軌道，兩顆衛(wèi)星繞地球運動均看作勻速圓周運動。如果兩顆衛(wèi) 星的質(zhì)量均為的,其中的1號衛(wèi)星軌道距離地面高度為/?, 2號衛(wèi)星軌道距離地面高度為R,且叫,把地 球看做質(zhì)量分布均勻的球體，己知地球半徑為R地球表面的重力加速度大小為g,引力常量為G下列說法 正確的是（）/號衛(wèi)星繞地球運動的線速度B.1號衛(wèi)星繞地球運動的周期

6、T = 2i（R + h）R + hGMli21號衛(wèi)星和2號衛(wèi)星做勻速圓周運動的向心力大小之比為“l(fā)r穩(wěn)定在軌運行時1號衛(wèi)星的機械能大于2號衛(wèi)星的機械能10、（2021 上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）1789年英國著名物理學(xué)家卡文迪許首先估算出了地球的平均密度.根據(jù)你所學(xué)過的知識，估算出地球密度的大小最接近（）（地球半徑R=6400km,萬有 引力常量 G=6.67xlOuN-m7kg:）5.5xlO3kg/in35.5xlOskg/m37.5xlO3kg/m37.5x10/11?11 （2021 上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）關(guān)于“亞洲一號”地球同步通訊衛(wèi)星，下列說法中正

7、確的是（）它的運行速度為7.9kins巳知它的質(zhì)量為1.42,，若將它的質(zhì)量增為2.84,，其同步軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?倍它可以繞過北京的正上方，所以我國能夠利用它進(jìn)行電視轉(zhuǎn)播它距地面 高度約是地球半徑的5倍，所以它的向心加速度約是地面處的重力加速度的 12、（2021 上海交大附中高三上學(xué)期11月期中）某人造地球衛(wèi)星質(zhì)量為?，其繞地球運動的軌道為橢圓。 己知它在近地點時距離地面高度為如，速率為町，加速度為。1,在遠(yuǎn)地點時距離地面高度為加，速率為處, 設(shè)地球半徑為R,則該衛(wèi)星由近地點到遠(yuǎn)地點過程中地球?qū)λ娜f有引力所做的功為 o在遠(yuǎn)地點時運動的加速度久為。13 （2021 -上海市奉賢區(qū)高三上學(xué)

8、期1月一模期末）2020年12月3 口，攜帶月球/=2kg樣品的“嫦娥五 號上升器先完成月面豎直向上起飛，然后進(jìn)入近圓形的環(huán)月軌道。設(shè)此環(huán)月軌道半徑為r,月球的質(zhì)量為 M,萬有引力常量為G,則在向上起飛階段樣品的慣性（選填“增大”、“不變”和“減小”）, 上升器在此環(huán)月軌道上運行周期為 o14（2021 -上海市楊浦區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）己知月球質(zhì)量約為地球質(zhì)量的二，月球表面重力加 81速度約為地球表面重力加速度的;，地球半徑約為6.4x106m,則月球半徑約為 IK嫦娥五號是6中國首個實施無人月面取樣返回的月球探測器，其發(fā)射初期貼著地球表面飛行的環(huán)繞速度約為7.9xl03m/s, 后經(jīng)過

9、約112小時奔月飛行、實施二次近月制動后進(jìn)入離月球表面200kin高度的環(huán)月圓軌道飛行，其速度 約為 nrSo15、（2021 上海市市東中學(xué)高三上學(xué)期11月期中）設(shè)A、B兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M、 2M的行星做勻速圓周運動.若A、B的線速度大小分別為以和以，周期分別為。和則.=， Ta 兒（選填”、=”或“V”）16、（2021 -上海市延安中學(xué)高三上學(xué)期11月期中）一行星繞恒星做圓周運動。由天文觀測可得，其運行 周期為T,速度為口，引力常量為G,則行星運動的加速度為,恒星的質(zhì)量為2021年高考上海市高三上學(xué)期期中期末物理試題匯編專題08萬有引力定律（11個選擇題，5個填空題，

10、共16個題目）1、（2021 上海市浦東新區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）我國計劃在2030年之前制造出可水平起飛、水平著 陸并且可以多次重復(fù)使用的空天飛機。假設(shè)一航天員乘坐空天飛機著陸某星球后，由該星球表面以大小為i，o的速度豎直向上拋出一物體，經(jīng)時間后物體落回拋出點。己知該星球的半徑為R，該星球沒有大氣層,也不自轉(zhuǎn)。則該星球的第一宇宙速度大小為（A.B.C.D.【答案】A【解析】 根據(jù)小球做豎直上拋運動的速度時間關(guān)系可知所以星球表面的重力加速度2%g=一g星球表面重力與萬有引力相等,GMm衍奇-近地衛(wèi)星的軌道半徑為R,由萬有引力提供圓周運動向心力有:GMm v =m R- R聯(lián)立解得該星球的第一

11、宇宙速度故A正確，BCD錯誤。故選Ao2、（2021 上海市閔行區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）2020年6月23 口 9時43分，我國北斗導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆衛(wèi)星發(fā)射成功、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中的地球靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星都在圓軌道上運行，它們距地面的高度分別約為地球半徑的6倍和3.4倍，下列說法中正確的是（）靜止軌道衛(wèi)星的線速度大小的為中軌道衛(wèi)星的2倍靜止軌道衛(wèi)星的周期約為中軌道衛(wèi)星的2倍c,靜止軌道衛(wèi)星的角速度大小的為中軌道衛(wèi)星的!D.靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大小約為中軌道衛(wèi)星的- 7【答案】B【解析】過程分析：由萬有引力定律知地球靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星滿足MmV=inafR = mR = ma它們距

12、地面高度分別為地球半徑的6倍和3.4倍，即線速度代入數(shù)據(jù)，可得故A錯誤：周期代入數(shù)據(jù)，可得故B正確；角速度co =代入數(shù)據(jù)，可得竺 a 0.53%故c錯誤：向心加速度GMa =R2代入數(shù)據(jù)，可得冬急0.4叩故D錯誤。故選玖3、（2021 上海市金山區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）嫦娥五號探測器成功在月球表面獲取了月土樣本，若 TOC o 1-5 h z 月球表面的重力加速度為go,則離月面高度等于月球半徑處的重力加速度為（）112goBC. 4goD.24【答案】D【解析】月球表面的重力加速度為g。，則探測器在月球表面受到的引力等于重力，有GMm k嘩。離月面高度等于月球半徑處的重力GMmmg =（

13、2R）-聯(lián)立兩式可得4故ABC錯誤。D正確。故選D,4、（2021上海市嘉定區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）某同學(xué)為了估算地球的質(zhì)量，用擺長為L的單擺做小振幅擺動，測得周期為r,若地球半徑為r,則地球質(zhì)量為（）D.82Lr2GT2, K2LrD 7t2Lr八 42Lr2 B. C.SGT24G 廣GT2【答案】C【解析】根據(jù)單擺的周期公式有根據(jù)萬有引力與重力的關(guān)系有（忽略地球自轉(zhuǎn)）廠Mmmg = G-廣解得GT2故選c5、（2021 - 海市虹口區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）我國發(fā)射的“天問一號”，將于明年5月抵達(dá)火星?；鹦呛偷厍蚶@太陽的公轉(zhuǎn)均近似為勻速圓周運動，己知火星公轉(zhuǎn)軌道半徑是地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的

14、L5倍，則（ ）火星公轉(zhuǎn)的周期比地球長火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球大火星公轉(zhuǎn)的角速度比地球大火星公轉(zhuǎn)的加速度比地球大【答案】A【解析】火星和地球均繞太陽做圓周運動，根據(jù)可得/gaTGM廠可知，因為火星的軌道半徑較大，則火星的周期較大、線速度較小、角速度較小、加速度較小。故選Ao6、（2021 上海市虹口區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末）航天飛機中的物體處于完全失重狀態(tài)時，其（）受到的合力為零受到的向心力為零對支持物的壓力為零受地球的萬有引力為零【答案】C【解析】A.處于完全失重狀態(tài)物體，其向心加速度為g,而不為零，受到的合力不為零，故A錯誤;BD.處于完全失重狀態(tài)的物體依然受地球的引力，此力提供向心力，故B

15、D錯誤；處于完全矢重狀態(tài)的物體對與之接觸的物體無力的作用，故C正確： 故選C。星距離行星表面的高度為3R,7、（2021 上海市祟明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）一半徑為R的球形行星自轉(zhuǎn)周期為兒 其同步衛(wèi)則在該行星表而繞其做勻速圓周運動的衛(wèi)星線速度大小為（）2.RA.T【答案】DB.MRC.T16林D.T【解析】衛(wèi)星的軌道半徑r=R+3R7R,根據(jù)線速度的計算公式可得:根據(jù)萬有引力提供向心力可得解得16R七=下,與結(jié)論不相符，選項A錯誤：T罕,與結(jié)論不相符，選項B錯誤：8 7/?,與結(jié)論不相符，選項C錯誤：T也竺，與結(jié)論相符，選項D正確；T故選D。8、（2021 -上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一

16、模期末熱身）2019年4月10 ,事件視界望遠(yuǎn)鏡捕獲到人類歷 史上的首張黑洞“照片”，這是人類第一次凝視曾經(jīng)只存在于理論中的天體.如果把太陽壓縮到半徑只有3km 且質(zhì)量不變，太陽就變成了一個黑洞，連光也無法從太陽表面逃逸.己知逃逸速度是第一宇宙速度的倍,光速為3xl0、】/s，G = 6.67xlO11N nr-Kg2,則根據(jù)以上信息可知太陽的質(zhì)量約為2xlO29Kg2xlO3OKg8xlO3OKg8xl031Kg【答案】B【解析】,-Mm 優(yōu)口 l “F cR (3x10s)2 x3000.。, .301 皿* _由 G = m一 c = V2v 解得M = kg = 2x10 kg 故選

17、B.R- R2G 2x6.67x10-9、（2021 上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）2017年11月5 口，又有兩顆北斗導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)衛(wèi) 星通過“一箭雙星”發(fā)射升空，并成功進(jìn)入預(yù)定軌道，兩顆衛(wèi)星繞地球運動均看作勻速圓周運動。如果兩顆衛(wèi) 星的質(zhì)量均為M,其中的1號衛(wèi)星軌道距離地面高度為力，2號衛(wèi)星軌道距離地面高度為此 旦把地 球看做質(zhì)量分布均勻的球體，己知地球半徑為R地球表面的重力加速度大小為g,引力常量為G下列說法 正確的是（）A. /號衛(wèi)星繞地球運動的線速度1號衛(wèi)星繞地球運動的周期T = 2兀（R + h）GMi 21號衛(wèi)星和2號衛(wèi)星做勻速圓周運動的向心力大小之比為二 lr穩(wěn)定在軌運

18、行時1號衛(wèi)星的機械能大于2號衛(wèi)星的機械能【答案】A【解析】A設(shè)地球質(zhì)量?，根據(jù)公式G Mm = _ (R + h)-(R + h)和恢一G 2 1解得5屆故A正確:B.根據(jù)公式Gr = M (R + 11)(R + h)2T2、)和恢-G 。1解得：丁 2.(R + h)巾*故B錯誤:C.根據(jù)F = G(R+h)2F =G湖(R+仃L _(R+h)2(R + h)2故c錯誤：由于/?（2021 上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）1789年英國著名物理學(xué)家卡文迪許首先估算出了 地球的平均密度.根據(jù)你所學(xué)過的知識，估算出地球密度的大小最接近（）（地球半徑R=6400km,萬有 引力常量 G=

19、6.67xlO-11N-m7kg:）A. 5.5xl03kg,m3B. 5.5xl0!kg/m3C. 7.5xl03kg/m3D. 7.5xl0kg/m3【答案】A【解析】由黃金代換咯=竺2 可得地球質(zhì)量M =也,地球體積公式V = /?3可得密度G3p= % =5.5xl0，kg/m3,故 A正確 BCD錯誤。4;rGR11、（2021 -上海市崇明縣高三上學(xué)期1月一模期末熱身）關(guān)于“亞洲一號”地球同步通訊衛(wèi)星，下列說法中正確的是（）它的運行速度為7.9kins巳知它的質(zhì)量為1.42/ ,若將它的質(zhì)量增為2.84,，其同步軌道半徑變?yōu)樵瓉淼?倍它可以繞過北京的正上方，所以我國能夠利用它進(jìn)行電

20、視轉(zhuǎn)播它距地面 高度約是地球半徑的5倍，所以它的向心加速度約是地面處的重力加速度的 36【答案】D【解析】7.9knrs是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，同時也是衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，衛(wèi)星的軌道半徑越大，其線速度 越小。同步衛(wèi)星距地面很高，故其運行速度小于7.9 kins ,故A錯誤；同步衛(wèi)星的軌道半徑是固定的，與質(zhì)量大小無關(guān)，故B錯誤：同步衛(wèi)星只能在赤道的正上方，故C錯誤；Af/w由=可得，同步衛(wèi)星的加速度M 11Cl = Cj = Cj= Cj= g r2 (6&尸 36 R2 36故D正確。故選D【點睛】同步衛(wèi)星有四個“定”:定軌道、定高度、定速度、定周期。12、(2021 上海交大附中高三上學(xué)期

21、11月期中)某人造地球衛(wèi)星質(zhì)量為，其繞地球運動的軌道為橢圓。 己知它在近地點時距離地面高度為如，速率為團(tuán)，加速度為，在遠(yuǎn)地點時距離地面高度為處，速率為, 設(shè)地球半徑為R，則該衛(wèi)星由近地點到遠(yuǎn)地點過程中地球?qū)λ娜f有引力所做的功為 o在遠(yuǎn)地點時運動的加速度久為?！敬鸢浮?1). W = -mv;-ni(2). a, =+2 - 2-+ /【解析】1由動能定理，衛(wèi)星由近地點到遠(yuǎn)地點過程中地球?qū)λ娜f有引力所做的功為W = mv; - - mv;2 22由牛頓第二定律G戚、=明(R+Wl M7 G =(R+心-解得a.=13 (2021 上海市奉賢區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末)2020年12月3 口，攜

22、帶月球/z/=2kg樣品的“嫦娥五 號上升器先完成月面豎直向上起飛，然后進(jìn)入近圓形的環(huán)月軌道。設(shè)此環(huán)月軌道半徑為,，月球的質(zhì)量為“不變”和“減小”),M,萬有引力常量為G,則在向上起飛階段樣品的慣性(選填“增大”上升器在此環(huán)月軌道上運行周期為 O【答案】 (1).不變 (2). 2混、巨GM【解析】在向上起飛運動中，樣品的質(zhì)量大小不變，因此樣品的慣性不變。由月球引力提供向心力可得-Mm42G = mr廣解得上升器在此環(huán)月軌道上運行周期為T = 2-r p-GM14、(2021 上海市楊浦區(qū)高三上學(xué)期1月一模期末)己知月球質(zhì)量約為地球質(zhì)量的月球表面重力加 81速度約為地球表面重力加速度的地球半徑約為6.4x10