【名师伴你行】2016高考物理二轮复习 专题限时训练4 万有引力定律及其应用(含解析).docVIP

万有引力定律及其应用 (限时45分钟) 一、单项选择题(每小题6分，共48分) 1．(2015·北京理综)假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么(　　) A．地球公转的周期大于火星公转的周期 B．地球公转的线速度小于火星公转的线速度 C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度 D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度 答案：D 解析：根据G＝m2r＝m＝ma＝mω2r得，公转周期T＝2π ，故地球公转的周期较小，选项A错误；公转线速度v＝ ，故地球公转的线速度较大，选项B错误；公转加速度a＝，故地球公转的加速度较大，选项C错误；公转角速度ω＝ ，故地球公转的角速度较大，选项D正确． 2．2014年12月31日上午9点02分，我国在西昌卫星发射中心成功将“风云二号”08星发射升空，“风云二号”08星是地球同步卫星，将在天气预报、气候预测、军事、航天气象保障等领域发挥重要作用．该卫星在预定轨道正常运行时，下列说法正确的是(　　) A．它可能会经过西昌的上空 B．它的线速度大于7.9 km/s C．它的向心加速度小于9.8 m/s2 D．它的角速度小于月球绕地球运动的角速度 答案：C 解析：同步卫星只能在赤道的正上方运行，A选项错误；由万有引力提供向心力有G＝m，v＝，轨道半径r越大，线速度v越小，所以v7.9 km/s，故B选项错误；G＝mω2r，ω＝，轨道半径r越大，角速度ω越小，同步卫星的角速度大于月球绕地球运动的角速度，D选项错误；G＝ma，在地球表面上有G＝mg(R为地球半径)，所以a9.8 m/s2，C选项正确． 3．质量为m的某人造地球卫星在地面上的重力为G0，已知地球的质量为M，引力常量为G，当该卫星被发射到离地高度等于3倍地球半径的轨道上做圆周运动时，它的动能为(忽略地球自转)(　　) A.　　　　　 B. C. D. 答案：A 解析：G＝G0，G＝m，求得mv2＝＝，A项正确． 4．(2015·山东理综)如图所示，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动．据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动．以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小．以下判断正确的是(　　) A．a2a3a1 B．a2a1a3 C．a3a1a2 D．a3a2a1 答案：D 解析：空间站和月球绕地球运动的周期相同，由a＝2r知，a2a1；对地球同步卫星和月球，由万有引力定律和牛顿第二定律得G＝ma，可知a3a2，故选项D正确． 5．(2015·江苏八校联考)据报道，科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星．假设该行星质量约为地球质量的6.4倍，半径约为地球半径的2倍．那么，一个在地球表面能举起64 kg物体的人在这个行星表面能举起的物体的质量约为多少(地球表面重力加速度取g＝10 m/s2)(　　) A．40 kg B．50 kg C．60 kg D．30 kg 答案：A 解析：设地球的半径为R，质量为M，则由万有引力定律可得：G＝mg，F＝mg，可得：人的举力F＝G；同理在“宜居”行星上，人的举力F＝G，联立可得：m′＝＝40 kg，选项A正确，B、C、D错误． 6．(2015·成都检测)如图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命．图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心，轨道半径之比为14.若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则下列说法正确的是(　　) 　　 　　　　　甲　　　　　　　　　　　乙 A．在图示轨道上，“轨道康复者”的速度大于7.9 km/s B．在图示轨道上，“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍 C．在图示轨道上，“轨道康复者”的周期为3 h，且从图示位置开始经1.5 h与同步卫星的距离最近 D．若要对该同步卫星实施拯救，“轨道康复者”应从图示轨道上加速，然后与同步卫星对接 答案：D 解析：由于在图示轨道上，“轨道康复者”做匀速圆周运动的轨道半径大于地球的半径，根据牛顿第二定律和万有引力定律可得，“轨道康复者”在图示轨道上的速度v＝＝7.9 km/s，故A选项错误；根据牛顿第二定律和万有引力定律可知，“轨道康复者”在图示轨道上的加速度大小与地球同步卫星的加速度大小之比为＝＝，故B选项错误；根据牛顿第二定律和万有引力定律可知，“轨道康复者”在图示轨道上的周期与地球同步卫星的周期之比为＝＝，即“轨道康复者”在图示轨道上的周期为3 h，要使从图示位置到二者间