萬(wàn)有引力定律單元測(cè)試題(卷)與解析

1、 G G R R 一、選擇題每題 7 分共 70 分1(2021 上高)球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為 .設(shè)球外表的 重力加速度大小為 ，月球繞地球運(yùn)行的軌道處由地球引力產(chǎn)生的加速度大小為 g 則 ( )A C Dg g 2.B 圖 435(2021 廣高考如圖 3 所示，飛船從軌道 變軌軌道 2.假設(shè)飛船在兩軌道上 都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不考慮質(zhì)量變化，相對(duì)于在軌道 1 上，飛船在軌道 2 上的( )A動(dòng)能大B向心加速度大C運(yùn)行周期長(zhǎng)D角速度小3 京高一物體靜置在平均密度為 球天體外表的道上萬(wàn)有引力常 量為 G，假設(shè)由于天體自轉(zhuǎn)使物對(duì)天體外表壓力恰好為零，則天體自轉(zhuǎn)周期( )A.C.4

2、 1 B. 1 D. 4(2021 東高考2021 年 11 月 3 日“神舟八號(hào)飛船與“天一號(hào)目標(biāo)飛行器 成功實(shí)施了首次交會(huì)對(duì)接務(wù)成后“天宮一號(hào)經(jīng)變軌升到更高的軌道待與“神舟 九號(hào)交會(huì)對(duì)接軌和變軌成后“天宮一號(hào)的運(yùn)行軌道均可視為圓軌道應(yīng)的軌v道半徑分別為 、 線(xiàn)速度大小分別為 、 . 等于 ) RA. B.RRR C. D. 5(2021 北高關(guān)于圍繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)( )A分別沿圓軌道和橢圓軌道運(yùn)的兩顆衛(wèi)星，不可能具有相同的周期B沿橢圓軌道運(yùn)行的一顆衛(wèi)星在軌道不同位置可能具有相同的速率C在赤道上空運(yùn)行的兩顆地球步衛(wèi)星，它們的軌道半徑有可能不同D沿不同軌道經(jīng)過(guò)北京上空的顆衛(wèi)

3、星，它們的軌道平面肯定會(huì)重合6 重高某行星和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓過(guò) N 年該行星會(huì) 運(yùn)行到日地連線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)上，如圖 36 示，該行星與地球的公轉(zhuǎn)半徑之比( )圖 46.2 N 3 2 N 3 N A.C. N B. N D. 圖 4377 臨質(zhì)我國(guó)發(fā)射“神舟號(hào)飛船時(shí)先將飛船發(fā)送到個(gè)橢圓軌道上如圖 437，其近地點(diǎn) M 距地 200 ，遠(yuǎn)地點(diǎn) 距面 340 km.進(jìn)入該軌道正常運(yùn)行時(shí)，通 過(guò) 、 點(diǎn)的速率分別是 v v 當(dāng)某次飛船通過(guò) N 點(diǎn)，地面揮部發(fā)出指令，點(diǎn)燃飛船 上的發(fā)動(dòng)機(jī)，使飛船在短時(shí)間內(nèi)加速后進(jìn)入離地面 340 km 的形軌道，開(kāi)始繞地球做勻速 圓周運(yùn)動(dòng)這飛船的速率約為 v

4、 .比擬飛船在 MNP 三正常運(yùn)行時(shí)(不含火加速階段的率大小和加速度大小，以下結(jié)論正確的選項(xiàng) )A ， B ， C ， D ， 8 桂模)我國(guó)于 2021 年 9 月 29 日和 11 月 1 日相繼成功發(fā)射了“天宮一 目標(biāo)飛行器和“神舟八號(hào)宇宙飛船成完成了對(duì)接志著我國(guó)向建立空間實(shí)驗(yàn)站邁 出了重要一步，我國(guó)還將陸續(xù)發(fā)射“神舟九號(hào)舟十號(hào)飛船，并與“天宮一號(hào)完 成對(duì)接，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)( )A飛船和“天宮一號(hào)必須在同的軌道運(yùn)行，通過(guò)加速完成與“天宮一號(hào)的對(duì)接 B飛船必須改在較高的軌道上行，通過(guò)加速完成與“天宮一號(hào)的對(duì)接C飛船必須改在較高的軌道上行，通過(guò)減速完成與“天宮一號(hào)的對(duì)接D飛船必須改在較低

5、的軌道上行，通過(guò)加速完成與“天宮一號(hào)的對(duì)接【答案】 D9二衛(wèi)星在中國(guó)首顆月球探測(cè)衛(wèi)嫦一號(hào)備份星根底上進(jìn)行技術(shù)改良 和適應(yīng)性改造，于北京時(shí)間 2021 10 月 19 成星箭別離如圖 48，假設(shè) “嫦娥二號(hào)在地球外表發(fā)射時(shí)重力為 ，到達(dá)月球外表附近繞月飛行時(shí)重力為G ，球外表的重力加速度為 ，地球半徑 R ，月球半徑 R ，則 ) 圖 438A娥二號(hào)在距地面高度等 倍地球半徑 R 的軌上 A 點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，其速度為 G R 3B娥二號(hào)在距地面高度等 倍地球半徑 R 的軌上 點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，其速度為 gR3C娥二號(hào)到達(dá)月球外表附繞月飛行時(shí)周期為 T2D娥二號(hào)到達(dá)月球外表附繞月飛行時(shí)周期為 T2圖 439G

6、R G gG R G g10 年 12 月 1 日黃昏，西南方低空出現(xiàn)了一種有趣的天象，天空中兩顆明亮 的行星金和木星以及一彎牙聚在了一起人們形象的稱(chēng)其為“雙星拱月，如4 39 所這一現(xiàn)象的形成原因是：金星、木星都是圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，與木星相比，金星距 離太陽(yáng)較近，圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度較大，到 12 月 黃昏，金星追趕木星到達(dá)兩星相距最.D.r r r 2 2rGMr D.r r r 2 2rGMr 近的程度此西側(cè)的月牙也會(huì)過(guò)來(lái)湊熱鬧“雙星拱月的天象美景設(shè)金星、 木星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)當(dāng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并用 T 、 分別表示金星、木星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期， 金星、木星再次運(yùn)動(dòng)到相距最近的時(shí)間( )A C.T

7、T T T T T 二、非選擇( 題 14 分12 題 16 分，共 30 分11天學(xué)家將相距較近僅在此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱(chēng)為雙星星統(tǒng) 在銀河系中很普遍用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)特征可推算出它們的總質(zhì)量雙系 統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線(xiàn)上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期均為，兩顆恒星之 間的距離為 r，推算這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量引力常量為 G)12(2021 浙五校聯(lián)考)2007 年 4 月 24 日，士天體物理學(xué)家蒂芬 尤里右 和日內(nèi)瓦大學(xué)天文學(xué)家米歇爾 邁左)拿著一張繪制圖片圖 4 圖上示的是 在紅矮星 581(圖右上角周的行星系統(tǒng)一代“581c的行星正圍繞一顆比太陽(yáng)小、 溫度比太陽(yáng)

8、低的紅矮星運(yùn)行現(xiàn)得581c行星的質(zhì)量為 M 半為 R 地的質(zhì)量為 M 、 半徑為 R ，且地外表的重力加速度為 ，則：圖 4310(1)求該行星外表的重力加速度(2)假設(shè)宇宙飛船在地面附近沿地圓軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為 T，求宇宙船在 距離“星外表為 h 的道上繞該行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度 v.一、選擇題每 7 分共 70 分)1(2021 上高)球繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小為 .設(shè)球外表的 重力加速度大小為 ，月球繞地球運(yùn)行的軌道處由地球引力產(chǎn)生的加速度大小為 g 則 ( )A C Dg g B 【解析】 月因受地球引力的用而繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)牛頓第二定律可知地 球?qū)υ虑蛞?/p>

9、產(chǎn)生的加速度 g 就向心加速度 ，故 B 選項(xiàng)正確【答案】 B2.圖 435(2021 廣高考如圖 3 所示，飛船從軌道 變軌軌道 2.假設(shè)飛船在兩軌道上 都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不考慮質(zhì)量變化，相對(duì)于在軌道 1 上，飛船在軌道 2 上的( )A動(dòng)能大B向心加速度大C運(yùn)行周期長(zhǎng)D角速度小【解析】 飛繞中心天體做勻圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，即 ，所以 GMm mv 1 GMm ， a ，E mv ， 4r，GM(或2用公式 T 求解)因?yàn)?r 所 ，a . ，T ， ，項(xiàng) C、D 正 2 G 3 1GG 4 4RGR R R R v G 3 1GG 4 4RGR R R R vR 確【答案】 CD

10、3 京高一物體靜置在平均密度為 的形體外表赤道上萬(wàn)有引力常 量為 G，假設(shè)由于天體自轉(zhuǎn)使物對(duì)天體外表壓力恰好為零，則天體自轉(zhuǎn)周期( )A.C.4 3 B. 3 D. Mm【解析】 物對(duì)天體外表壓力好為零天體對(duì)物體的萬(wàn)有引力提供向心力R4TR，解得 T2RGMM 3 又密度 3兩式聯(lián)立得 T3.D 選正確【答案】 D4(2021 東高考2021 年 11 月 3 日“神舟八號(hào)飛船與“天一號(hào)目標(biāo)飛行器 成功實(shí)施了首次交會(huì)對(duì)接務(wù)成后“天宮一號(hào)經(jīng)變軌升到更高的軌道待與“神舟 九號(hào)交會(huì)對(duì)接軌前和變軌成后“天宮一號(hào)的運(yùn)行軌道均可視為圓軌道應(yīng)的軌v道半徑分別為 、 線(xiàn)速度大小分別為 、 . 等于 ) RA.

11、 B.RRR C. D. Mm mv【解析】 “宮一號(hào)運(yùn)行時(shí)需的向心力由萬(wàn)有引力提供據(jù) G 得速度R vGM v，所以 R，應(yīng)選項(xiàng) 正確選項(xiàng) A、C、D 錯(cuò)誤 【答案】 B5(2021 北高關(guān)于圍繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)( )A分別沿圓軌道和橢圓軌道運(yùn)的兩顆衛(wèi)星，不可能具有相同的周期B沿橢圓軌道運(yùn)行的一顆衛(wèi)星在軌道不同位置可能具有相同的速率C在赤道上空運(yùn)行的兩顆地球步衛(wèi)星，它們的軌道半徑有可能不同D沿不同軌道經(jīng)過(guò)北京上空的顆衛(wèi)星，它們的軌道平面肯定會(huì)重合a【解析】 根開(kāi)普勒第三定律 恒量，當(dāng)圓軌道的半徑 R 與橢圓軌道的半長(zhǎng)軸 a相等時(shí)兩衛(wèi)星的周期相等應(yīng)選項(xiàng) A 錯(cuò)誤衛(wèi)沿橢圓軌道運(yùn)

12、行且從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)行 時(shí)，萬(wàn)有引力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理，知?jiǎng)幽軠p小，速率減??；從遠(yuǎn)地點(diǎn)向近地點(diǎn)移動(dòng)時(shí)動(dòng) 能增加，速率增大，且兩者具有對(duì)稱(chēng)性，應(yīng)選B 確；全部同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期相等，根Mm 2據(jù) G ( ) r r 知，步衛(wèi)星軌道的半徑 r 肯定應(yīng)選項(xiàng) 誤；根據(jù)衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的.2 N 3 N t 2 N 3 N t N2 向心力由萬(wàn)有引力提供可衛(wèi)運(yùn)行的軌道平面過(guò)某一地點(diǎn)軌道平面必過(guò)地心但軌道 不肯定重合，故北京上空的兩顆衛(wèi)星的軌道可以不重合，選項(xiàng) D 錯(cuò)【答案】 B6 重高某行星和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓過(guò) N 年該行星會(huì) 運(yùn)行到日地連線(xiàn)的延長(zhǎng)線(xiàn)上，如圖 436 所示，該行星與地球的

13、公轉(zhuǎn)半徑之比( )圖 436A.C. N B. N D. 2 2N1 GMm 【解析】 根據(jù) 可 再由 可， ，答案為 B 選【答案】 B圖 7 臨質(zhì)我國(guó)發(fā)射“神舟號(hào)飛船時(shí)先將飛船發(fā)送到個(gè)橢圓軌道上如圖 ，其近地點(diǎn) M 距地 200 ，遠(yuǎn)地點(diǎn) 距面 340 km.進(jìn)入該軌道正常運(yùn)行時(shí)，通 過(guò) 、 點(diǎn)的速率分別是 v v 當(dāng)某次飛船通過(guò) N 點(diǎn)，地面揮部發(fā)出指令，點(diǎn)燃飛船 上的發(fā)動(dòng)機(jī)，使飛船在短時(shí)間內(nèi)加速后進(jìn)入離地面 340 km 的形軌道，開(kāi)始繞地球做勻速 圓周運(yùn)動(dòng)這飛船的速率約為 v .比擬飛船在 MNP 三正常運(yùn)行時(shí)(不含火加速階段的率大小和加速度大小，以下結(jié)論正確的選項(xiàng) )A ， B ，

14、 C ， D ， GMm 【解析】 飛在太空中的加速為 ，由此知 a ， M 到 ，飛R 船做離心運(yùn)動(dòng)，該過(guò)程重力做負(fù)功，則 v v ，由 N 點(diǎn)入圓軌道時(shí)飛船需加速，否則會(huì)沿 GM橢圓軌道做向心運(yùn)動(dòng)，故 v ，比擬兩個(gè)軌道上的線(xiàn)速度由 v 知 v ，則 v R v . 確【答案】 D8 桂模)我國(guó)于 2021 年 9 月 29 日和 11 月 1 日相繼成功發(fā)射了“天宮一 目標(biāo)飛行器和“神舟八號(hào)宇宙飛船成完成了對(duì)接志著我國(guó)向建立空間實(shí)驗(yàn)站邁 出了重要一步，我國(guó)還將陸續(xù)發(fā)射“神舟九號(hào)舟十號(hào)飛船，并與“天宮一號(hào)完 成對(duì)接，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)( )A飛船和“天宮一號(hào)必須在同的軌道運(yùn)行，通過(guò)加速完成

15、與“天宮一號(hào)的對(duì)接.r r r r B飛船必須改在較高的軌道上行，通過(guò)加速完成與“天宮一號(hào)的對(duì)接C飛船必須改在較高的軌道上行，通過(guò)減速完成與“天宮一號(hào)的對(duì)接D飛船必須改在較低的軌道上行，通過(guò)加速完成與“天宮一號(hào)的對(duì)接【解析】 初時(shí)飛和“天一號(hào)在同一軌道上運(yùn)行故線(xiàn)速度大小相等，假 設(shè)不改變軌道是不可能追上“天宮一號(hào)的A ；假設(shè)先加速到高軌道后減速到原軌道，由 GM可知，飛船在高軌道上運(yùn)行的線(xiàn)速度要比“天宮一號(hào)的小且運(yùn)行路程長(zhǎng)，故 B 均；假設(shè)先減速到低軌道后加速到原軌道，由 vGM可知，飛船在低軌道上運(yùn)行的路程短，且線(xiàn)速度要比“天宮一號(hào)的大，所以可以追上D 正【答案】 D9二衛(wèi)星在中國(guó)首顆月球探

16、測(cè)衛(wèi)嫦一號(hào)備份星根底上進(jìn)行技術(shù)改良 和適應(yīng)性改造，于北京時(shí)間 2021 10 月 1926 成星箭別離如圖 438，假設(shè) “嫦娥二號(hào)在地球外表發(fā)射時(shí)重力為 ，到達(dá)月球外表附近繞月飛行時(shí)重力為G ，球外表的重力加速度為 ，地球半徑 R ，月球半徑 R ，則 ) 圖 438A娥二號(hào)在距地面高度等 倍地球半徑 R 的軌上 A 點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，其速度為 G R 3B娥二號(hào)在距地面高度等 倍地球半徑 R 的軌上 點(diǎn)運(yùn)行時(shí)，其速度為 gR3C娥二號(hào)到達(dá)月球外表附繞月飛行時(shí)周期為 T2D娥二號(hào)到達(dá)月球外表附繞月飛行時(shí)周期為 T2G R G gG R G g【解析】 “娥二號(hào)在距地高度等于 倍球半徑 R 的軌上 A

17、 點(diǎn)行時(shí)，其軌道半徑 rR ，由有引力等于向心力知Mm G 3 3 又 GMgR聯(lián)立解得 vgR3，應(yīng)選項(xiàng) B 對(duì) A 錯(cuò)“嫦娥二號(hào)到達(dá)月球外表附近繞月飛行時(shí)軌道半徑 r ，力等于向心力則2G mR ( ) G mg聯(lián)立解得 T2G R G g應(yīng)選項(xiàng) C 正 D 錯(cuò)【答案】 BC圖 10 年 12 月 1 日黃昏，西南方低空出現(xiàn)了一種有趣的天象，天空中兩顆明亮.D. T D. T 的行星金和木星以及一彎牙聚在了一起人們形象的稱(chēng)其為“雙星拱月，如4 39 所這一現(xiàn)象的形成原因是：金星、木星都是圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，與木星相比，金星距 離太陽(yáng)較近，圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的速度較大，到 12 月 黃昏，金星追趕木星到

18、達(dá)兩星相距最 近的程度此西側(cè)的月牙也會(huì)過(guò)來(lái)湊熱鬧“雙星拱月的天象美景設(shè)金星、 木星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)當(dāng)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并用 T 、 分別表示金星、木星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的周期， 金星、木星再次運(yùn)動(dòng)到相距最近的時(shí)間( )A C.T T T T T T 【解析】2 2因?yàn)閮尚堑慕撬俣戎?T 2T T 2 )，所 t T T T T，故 C 正T T 【答案】 C二、非選擇( 題 14 分12 題 16 分，共 30 分11天學(xué)家將相距較近僅在此的引力作用下運(yùn)行的兩顆恒星稱(chēng)為雙星星統(tǒng) 在銀河系中很普遍用雙星系統(tǒng)中兩顆恒星的運(yùn)動(dòng)特征可推算出它們的總質(zhì)量雙系 統(tǒng)中兩顆恒星圍繞它們連線(xiàn)上的某一固定點(diǎn)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期均為，兩顆恒星之 間的距離為 r，推算這個(gè)雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量引力常量為 G