2020屆高考大二輪專(zhuān)題復(fù)習(xí)沖刺物理(創(chuàng))文檔考前基礎(chǔ)回扣練五萬(wàn)有引力定律其應(yīng)用Word版含解析

五萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用1．(源于人教版必修2P39“月—地查驗(yàn)”)(2018北·京高考)若想查驗(yàn)“使月球繞地球運(yùn)動(dòng)的力”與“使蘋(píng)果落地的力”按照相同的規(guī)律，在已知月地距離約為地球半徑60倍的狀況下，需要考證()1A．地球吸引月球的力約為地球吸引蘋(píng)果的力的6021B．月球公轉(zhuǎn)的加快度約為蘋(píng)果落向地面加快度的6021C．自由落體在月球表面的加快度約為地球表面的61D．蘋(píng)果在月球表面遇到的引力約為在地球表面的60答案B分析設(shè)月球質(zhì)量為M月，地球質(zhì)量為M，蘋(píng)果質(zhì)量為m，地球半徑為r，則月球遇到地球的萬(wàn)有引力為GMM月GMmF月＝60r2，蘋(píng)果遇到地球的萬(wàn)有引力為F＝r2，因?yàn)樵虑蛸|(zhì)量和蘋(píng)果質(zhì)量之間的關(guān)系未知，故兩者之間萬(wàn)有引力的關(guān)系沒(méi)法確立，故A錯(cuò)誤；依據(jù)牛頓第二定律GMM月GMm，整理能夠獲得月＝12＝M月·a月，2＝a260rrma60，故B正確；在月球表面處M月m′＝m′g月，因?yàn)樵虑蜃约旱陌霃酱笮∥粗?，r月故沒(méi)法求出月球表面和地面表面重力加快度的關(guān)系，故C錯(cuò)誤；蘋(píng)果在月球表面月m遇到引力為F′＝GM2，因?yàn)樵虑蜃约旱陌霃酱笮∥粗?，故沒(méi)法求出蘋(píng)果在月球r月表面遇到的引力與地球表面引力之間的關(guān)系，故D錯(cuò)誤。2．對(duì)于環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星來(lái)說(shuō)，它們繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期會(huì)隨著軌道半徑的變化而變化，某同學(xué)依據(jù)測(cè)得的不一樣衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑r與周期T的關(guān)系作出如下圖圖象，則可求得地球質(zhì)量為(已知引力常量為G)()224π4πGaGb22答案AGMm2r3GMaGM2分析由4π4πa22222A正確。3．據(jù)報(bào)導(dǎo)，科學(xué)家們?cè)诰嚯x地球20萬(wàn)光年外發(fā)現(xiàn)了首顆系外“宜居”行星。假定該行星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍，半徑約為地球半徑的2倍。那么，一個(gè)在地球表面能舉起

64kg物體的人在這個(gè)行星表面能舉起的物體的質(zhì)量約為多少

(地球表面重力加快度

g＝10

m/s2)(

)A．40kg

B．50kg

C．60kg

D．30kg答案

A分析

依據(jù)萬(wàn)有引力等于重力即

GMmR2＝mg

得

GMg＝R2，因?yàn)樾行琴|(zhì)量約為地球質(zhì)量的6.4倍，其半徑約為地球半徑的2倍，則行星表面重力加快度是地球表面重力加快度的1.6倍，而人的舉力是不變的，則人內(nèi)行星表面所舉起的重物質(zhì)量為：m064m＝1.6＝1.6kg＝40kg，故A正確。(多項(xiàng)選擇)如下圖，兩質(zhì)量相等的衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，用R、T、Ek、S分別表示衛(wèi)星的軌道半徑、周期、動(dòng)能、與地心連線在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積。以下關(guān)系式正確的有()A．TA>TBB．EkA>EkBA＝SBRA3＝RB322D.TATBC．S答案ADGMm23GMmmv212分析＝4π＝πR，由和Ek＝，可由2mT2，可得GM2＝R2mvRRT2R得Ek＝GMm，因RAB，則TA>TB，EkAkB，A正確，B錯(cuò)誤；單位時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星2R>R<E與地心連線掃過(guò)的面積S＝1＝RGM，RAB，故SAB，C錯(cuò)誤；由開(kāi)普勒2Rv2R>R>S第三定律可知，D正確。5．(多項(xiàng)選擇)某航天飛機(jī)在A點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點(diǎn)，如下圖。對(duì)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，以下說(shuō)法中正確的有()A．在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的速度小于經(jīng)過(guò)B的速度B．在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的動(dòng)能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A的動(dòng)能C．在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期D．在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的加快度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A的加快度答案ABC分析軌道Ⅱ?yàn)闄E圓軌道，依據(jù)開(kāi)普勒第二定律，航天飛機(jī)與地球地心的連線在相等的時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，可知在近地址時(shí)的速度大于在遠(yuǎn)地址時(shí)的速33度，故A正確。依據(jù)開(kāi)普勒第三定律，航天飛機(jī)在軌道Ⅰ和軌道Ⅱ上知足R2＝a2，TⅠTⅡ又R>a，可知TⅠ>TⅡ，故C正確。航天飛機(jī)在A點(diǎn)變軌時(shí)，須減小速度，從軌道Ⅰ變換到軌道Ⅱ，又

12Ek＝2mv，因此在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)

A的動(dòng)能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)的動(dòng)能，故B距離不變，航天飛機(jī)在

正確。不論在軌道Ⅰ上仍是在軌道Ⅱ上，A點(diǎn)到地球地心的A點(diǎn)遇到的萬(wàn)有引力相同，由牛頓第二定律可知加快度相同，故D錯(cuò)誤。6．若在某行星和地球上相對(duì)于各自的水平川面鄰近相同的高度處、以相同的速率平拋一物體，它們?cè)谒椒较蜻\(yùn)動(dòng)的距離之比為2∶7，已知該行星質(zhì)量約為地球的7倍，地球的半徑為R。由此可知，該行星的半徑約為()177A.2RB.2RC．2RD.2R答案C分析平拋運(yùn)動(dòng)在水平方向上為勻速直線運(yùn)動(dòng)，即x＝v0，在豎直方向上做自t122h由落體運(yùn)動(dòng)，即h＝2gt，因此x＝v0g，兩種狀況下，拋出的速率相同，高度g27Mm2GMRMg行相同，因此行地＝，故行地＝2＝，依據(jù)公式G2＝mg可得Rg＝·＝2，g地x行4RR地M地g行解得R行＝2R，故C正確。7．據(jù)報(bào)導(dǎo)，天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系外的一顆行星。這顆行星的體積是地球的a倍，質(zhì)量是地球的b倍。已知近地衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，引力常量為G。則該行星的均勻密度為()3ππ3πb3πaA.GT2B.3T2C.aGT2D.bGT2答案CM地m42π分析萬(wàn)有引力供給近地衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的向心力：GR2＝mT2，且ρ地3M3πρMVπ地星地3b星＝a，因此ρ＝aGT，C正確。4πRGTρ地＝3地2b星28．雙星系統(tǒng)由兩顆恒星構(gòu)成，兩恒星在互相引力的作用下，分別環(huán)繞其連線上的某一點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過(guò)程中，兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能發(fā)生變化。若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間演化后，兩星總質(zhì)量變成本來(lái)的k倍，兩星之間的距離變成原來(lái)的n倍，則此時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的周期為()A.n3B.n3C.n2D.nTk2TkTkTk答案B分析設(shè)兩恒星的質(zhì)量分別為m1、m2，距離為L(zhǎng)，雙星靠相互的引力供給向1221224π4π心力，則有GL2＝m1r1T2，GL2＝m2r2T2，而且r1＋r2＝L，解得T＝2π·L3。當(dāng)兩星總質(zhì)量變成本來(lái)的k倍，兩星之間距離變成本來(lái)的n倍1＋m2Gm時(shí)，T′＝2πn3L3＝n3＋m2k·T，故B正確。Gkm19．(人教版必修2P48第3題)金星的半徑是地球的0.95倍，質(zhì)量為地球的0.82倍，金星表面的自由落體加快度是多大？金星的第一宇宙速度是多大？答案8.9m/s27.3km/s分析星體表面忽視自轉(zhuǎn)影響時(shí)重力等于萬(wàn)有引力，GMmmg＝R