高考物理 考前三個月專題訓練5 萬有引力定律及應用 新人教版

訓練5萬有引力定律及應用一、單項選擇題1．(·湖北黃崗等七市4月聯(lián)考15題)美國宇航局年12月5日宣布，他們發(fā)現(xiàn)了太陽系外第一顆類似地球的、可適合居住的行星——“開普勒—22b”，其直徑約為地球的2.4倍．至今其確切質(zhì)量和表面成分仍不清楚，假設該行星的密度和地球相當，根據(jù)以上信息，估算該行星的第一宇宙速度等于 ()A．3.3×103m/s B．7.9×103m/sC．1.2×104m/s D．1.9×104m/s2．(·山東理綜·15)年11月3日，“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標飛行器成功實施了首次交會對接．任務完成后“天宮一號”經(jīng)變軌升到更高的軌道，等待與“神舟九號”交會對接．變軌前和變軌完成后“天宮一號”的運行軌道均可視為圓軌道，對應的軌道半徑分別為R1、R2，線速度大小分別為v1、v2.則eq\f(v1,v2)等于 ()A.eq\r(\f(R\o\al(3,1),R\o\al(3,2))) B.eq\r(\f(R2,R1))C.eq\f(R\o\al(2,2),R\o\al(2,1)) D.eq\f(R2,R1)3．(·福建理綜·16)一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運動，其線速度大小為v.假設宇航員在該行星表面上用彈簧測力計測量一質(zhì)量為m的物體重力，物體靜止時，彈簧測力計的示數(shù)為N.已知引力常數(shù)為G，則這顆行星的質(zhì)量為 ()A.eq\f(mv2,GN) B.eq\f(mv4,GN)C.eq\f(Nv2,Gm) D.eq\f(Nv4,Gm)4．(·丹東市四校協(xié)作體一模16題)不久前歐洲天文學家在太陽系外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的行星，命名為“格利斯581c”．該行星的質(zhì)量是地球的5倍，直徑是地球的1.5倍．設想在該行星表面附近繞行星沿圓軌道運行的人造衛(wèi)星的動能為Ek1，在地球表面繞地球沿圓軌道運行的相同質(zhì)量的人造衛(wèi)星的動能為Ek2，則Ek1/Ek2為 ()A．0.13 B．0.3C．3.33 D．7.55．(·陜西師大附中第四次模擬18題)星球上的物體脫離星球引力所需要的最小速度稱為第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關系是v2＝eq\r(2)v1.已知某星球的半徑為r，它表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的1/6，不計其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為 ()A.eq\r(gr) B.eq\r(\f(1,6)gr)C.eq\r(\f(1,3)gr) D.eq\f(1,3)gr二、雙項選擇題6．(·海南瓊海市第一次模擬第7題)萬有引力定律的發(fā)現(xiàn)實現(xiàn)了物理學史上的第一次大統(tǒng)一：“地上力學”和“天上力學”的統(tǒng)一．它表明天體運動和地面上物體的運動遵循相同規(guī)律．牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程中將行星的橢圓軌道運動假想成圓周運動；另外，還應用到了其它的規(guī)律和結(jié)論，其中有 ()A．歐姆流行的“地心說”B．牛頓第二定律C．牛頓第三定律D．卡文迪許通過扭秤實驗得出的引力常量7．(·陜西省師大附中等五校第三次模擬17題)我國研制并成功發(fā)射的“嫦娥二號”探測衛(wèi)星，在距月球表面高度為h的軌道上做勻速圓周運動，運行的周期為T.若以R表示月球的半徑，則 ()A．衛(wèi)星運行時的向心加速度為eq\f(4π2R＋h,T2)B．物體在月球表面自由下落的加速度為eq\f(4π2R,T2)C．衛(wèi)星運行時的線速度為eq\f(2πR,T)D．月球的第一宇宙速度為eq\f(2π\(zhòng)r(RR＋h3),TR)8．(·河北石家莊市第一次模擬17題)美國國家科學基金會年9月29日宣布，天文學家發(fā)現(xiàn)一顆迄今為止與地球最類似的行星，該行星繞太陽系外的紅矮星Gliese581做勻速圓周運動．這顆行星距離地球約20光年，公轉(zhuǎn)周期約為37天，它的半徑大約是地球的1.9倍，表面重力加速度與地球相近．下列說法正確的是 ()A．該行星的公轉(zhuǎn)角速度比地球大B．該行星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的3.61倍C．該行星第一宇宙速度為7.9km/sD．要在地球上發(fā)射航天器到達該星球，發(fā)射速度只需達到地球的第二宇宙速度即可9．(·浙江嘉興市質(zhì)量檢測二16題)年12月24日，美國宇航局宣布，通過開普勒太空望遠鏡項目證實了太陽系外第一顆類似地球的、適合居住的行星“開普勒—22b(Kepler—22b)”．該行星距離地球約600光年，體積是地球的2.4倍，質(zhì)量約是地球的18.5倍．它像地球繞太陽運行一樣每290天環(huán)繞一恒星運行．由于恒星風的影響，該行星的大氣不斷被吸引到恒星上．據(jù)估計，這顆行星每秒丟失至少10000t物質(zhì)．已知地球半徑為6400km，地球表面的重力加速度為9.8m/s2，引力常數(shù)G為6.67×10－11N·m2·kg－2，則由上述信息 ()A．可估算該恒星密度B．可估算該行星密度C．可判斷恒星對行星的萬有引力減小D．可判斷該行星繞恒星運行周期大小不變?nèi)?、簡答題10．設想宇航員完成了對火星的考察，乘坐返回艙返回繞火星做圓周運動的軌道艙，為了安全，返回艙與軌道艙對接時必須具有相同的速度，已知返回艙返回時需要克服火星的引力做功為W＝mgR(1－eq\f(R,r))，返回艙與人的總質(zhì)量為m，火星表面的重力加速度為g，火星的半徑為R，軌道艙中心到火星中心的距離為r，不計火星表面的空氣及火星自轉(zhuǎn)的影響，則宇航員乘坐返回艙從火星表面返回軌道艙至少需要獲得多少能量？11．(1)開普勒行星運動第三定律指出：行星繞太陽運動的橢圓軌道的半長軸a的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比，即eq\f(a3,T2)＝k，k是一個對所有行星都相同的常量．將行星繞太陽的運動按圓周運動處理，請你推導出太陽系中該常量k的表達式．已知引力常數(shù)為G，太陽的質(zhì)量為M太．(2)開普勒定律不僅適用于太陽系，它對一切具有中心天體的引力系統(tǒng)(如地月系統(tǒng))都成立．經(jīng)測定月地距離為3.84×108m，月球繞地球運動的周期為2.36×106s，試計算地球的質(zhì)量M地．(G＝6.67×10－11N·m2/kg2，結(jié)果保留一位有效數(shù)字)12．(·湖北省百校聯(lián)考14題)宇宙中存在由質(zhì)量相等的四顆星組成的四星系統(tǒng)，四星系統(tǒng)離其他恒星較遠，通?？珊雎云渌求w對四星系統(tǒng)的引力作用．已觀測到穩(wěn)定的四星系統(tǒng)存在兩種基本的構成形式：一種是四顆星穩(wěn)定地分布在邊長為a的正方形的四個頂點上，均圍繞正方形對角線的交點做勻速圓周運動，其運動周期為T1；另一種形式是有三顆星位于邊長為a的等邊三角形的三個頂點上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運行，其運行周期為T2，而第四顆星剛好位于三角形的中心不動，試求兩種形式下，星體運動的周期之比eq\f(T1,T